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3.3 共沸精馏塔 17
3.3.1 共沸精馏塔分离原理详述 17
3.3.2 共沸精馏塔设备计算 17
3.3.2.1 工艺设计条件表 17
3.3.2.2 塔径计算 18
3.3.2.3 筒体厚度及水压测试 19
3.3.2.4 板式塔的塔板工艺尺寸计算 20
3.3.2.5 塔板力学验算 21
3.3.2.6 支座及地脚螺栓的设计 24
3.3.3 共沸精馏塔设备设计及优化 25
3.3.3.1 概述 25
3.3.3.2 塔的优化 25
3.3.4 共沸精馏塔Aspen Plus 流程模拟 26
3.4 Aspen Plus 总流程模拟 27
4 总结 28
参考文献 29
致谢 32
附录 33
1 前言
1.1 项目综述
乙二醇是一种非常重要的化工原料，主要用于生产化工有机物，还可作为多种化工产品的原料，在国内的供需状况一直处于不平衡状态，国内乙二醇供应也依靠于进口。乙二醇在中国国民经济发展中正发挥着越来越重要的作用。
本文的目标是设计一套清洁环保，生产能力为年产30万吨纤维素制乙二醇及乙二醇精制流程的装置。通过高压蒸煮法对秸秆、废纸等富含纤维素的废弃物二次利用，提取纤维素，再利用加入镍的碳化钨催化剂进行加氢裂解得到乙二醇，同时也伴随着副产物的产生（主要副产物为1,2-丙二醇，山梨醇等混合多级醇）。通过加入共沸剂使得产物乙二醇与杂质分离，从而得到高纯度的乙二醇。全厂可分为原料预处理车间、乙二醇生产车间和混乙二醇分离车间。
年产30万吨乙二醇的设计难点在于乙二醇的精制工段，目标产物乙二醇与反应伴随的杂质1,2-丙二醇，山梨醇的分离。且乙二醇与1,2-丙二醇极易成为共沸物，在分离的过程中必须选择合适经济的共沸剂，使得分离得到的乙二醇的纯度更高。
1.2 项目背景与意义
1.2.1 项目背景
从乙二醇的市场需求上来看，全世界对精制的产品需求量很大。近年来，随着全球聚酯产品市场消费的急剧增长，故制取聚酯产品的原料乙二醇的生产发展很快。但是，目前我国乙二醇生产的产量比较小，而且化工厂的生产能力也一直提不上去，生产能力相对也小，主要的原因是对乙二醇的生产工艺的研究不够深入，导致生产的技术不先进。这一主要原因导致乙二醇的生产成本直线上升，生产成本的开支也只是其中之一的影响；因为技术的不佳，乙二醇工艺的下游产品单一，且纯度不高，上市不能得到较大的经济效益，所以虽然乙二醇供不应求，但总体而言此技术还是缺乏经济效益和市场的竞争力的。所以，优化乙二醇的生产技术是必须而且紧急的任务。主要路线是从现有的乙二醇的生产路线对其进行优化和再设计，重新核算工厂的生产效益，并对其做出相对的改进。相对调整乙二醇的生产路线，以此来扩大生产规模。所以总结来说，以此类推我国近年来，乙二醇的生产能力虽然得到了一定程度的提升，但是因为运输问题，制作乙二醇的原料环氧乙烷难以保存，所以在乙二醇的生产在运输方面收到了较大程度的制约。