年产40000吨PVA聚合二塔设计_毕业设计

安徽建筑大学本科生毕业 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 年产40000吨PVA聚合二塔系统的设计 材料与化学工程学院 本科毕业论文 课题名称： 年产40000吨PVA聚合二塔系 统设计 专 业： 高分子材料与工程 班 级： 1 班 2013年6月 摘要 聚乙烯醇(PVA)是一种水溶性高分子聚合物，其性能独特，具有较佳的强力粘接性、皮膜柔韧性、平滑性、耐油性、耐溶剂性、胶体保护性、气体阻隔性、耐磨性以及经特殊处理具有的耐水性等。广泛应用于纺织、食品、医药、建筑、木材加工、造纸、印刷、农业、高分子化工、生物工程等领域，具有十分优良的应用前景。所以对于高分子专业的学生，掌握其工艺技术变得十分重要。 本文首先介绍了聚乙烯醇的国内外的发展状况以及制备工艺（工艺部分主要是电石乙炔法制备工艺），然后着重介绍安徽皖维公司生产聚乙烯醇过程中的聚合精馏新技术，并对我国聚乙烯醇的发展提出了几点建议。在充分文献调研的基础上，利用《化工原理》理论知识和结合生产实际情况，对年产40000吨聚乙烯醇聚合工序中二塔系统进行了系统的设计，包括塔工艺条件的设计、塔附件的设计、塔总体高度的设计、附属设备的设计等。 关键词：聚乙烯醇，物料衡算，热量衡算，聚合二塔的设计 Abstract Polyvinyl alcohol (PVA) is a water-soluble polymers，it have unique properties，such as strong adhesion，membrane flexibility，smoothness，oil resistance，solvent resistance，protective colloid，gas barrier，wear resistance and specially treated with water resistance and so on. they are widely used in textile，food， medicine，construction，wood processing，paper making，printing，agriculture， polymer chemistry，biotechnology and other fields，which have very good prospects. Is very important for students of polymer science and engineering department to grasp their production technology. This paper firstly introduces the development status and the preparation process of polyvinyl alcohol (PVA) at home and abroad (Main processes of calcium carbide is prepared by acetylene). Then the new technology in the process of polymer distillation of production polyvinyl alcohol (PVA) of AnHui WanWei Company is introduced emphatically with some suggestions to the development of polyvinyl alcohol (PVA). Finally， combining the knowledge of 《The principles of chemical engineering》 and actual production condition，the second distillation tower in polymerization system with an annual output of 40000 tons is comprehensively designed，including the process conditions，annex of distillation，the tower height，overall auxiliary equipments. Keyword：PVA, mass balance, energy balance, The second distillation design 目录 1第1章 综述 1 1.1 概述 1 1.2 聚乙烯醇的性能 1 1.2.1 聚乙烯醇的基本信息 1 1.2.2 乙烯醇的性状 2 1.2.3 聚乙烯醇的毒性 2 1.2.4 聚乙烯醇的常用数据 2 1.2.5 聚乙烯醇的水溶性 2 1.2.6 成膜性及粘接力 3 1.2.7 热塑加工性能 3 1.3 PVA应用及前景 3 1.3.1 聚乙烯醇的应用 5 1.4 聚乙烯醇市场前景 5 1.4.1 国外市场前景 6 1.4.2 国内市场前景 6 1.4.3 我国PVA现状 7 1.5 发展建议 8 1.6 聚乙烯醇的制备 8 1.7 电石乙炔法生产PVA 8 1.7.1 生产原理 9 1.7.2 工艺流程及说明 9 1.7.3 醋酸乙烯的精镏工艺流程 13 1.7.4 醋酸乙烯的溶液聚合工艺流程 18 第2章 聚合二塔系统计算 18 2.1 设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 的确定 18 2.1.1 塔设计原则 18 2.1.2 装置流程的确定 18 2.1.3 板型选择 19 2.1.4 操作压力的选择 19 2.1.5 进料状态的选择 19 2.1.6 冷却方式的选择 19 2.1.7 加热方式的选择 20 2.1.8 回流比的选择与塔板数 22 2.2 操作条件确定和物料平衡 22 2.2.1 聚合釜加料量 22 2.2.2 聚合一塔各物料组成 23 2.2.3 聚合二塔各物料组成 25 2.3 物性数据查找计算及汇总 25 2.3.1 数均分子量计算（按摩尔百分比） 25 2.3.2 汽化潜热Hi（按质量百分比） 26 2.3.3 比热（按质量百分比） 26 2.3.4 液相重度ρ（按质量百分比） 27 2.3.5 汽相重度D 27 2.3.6 物性数据汇总表 28 2.4 精馏塔汽液负荷计算 28 2.4.1 通过全塔热平衡计算再沸器的热负荷QS 28 2.4.2 提馏段上升汽量Vs′和下降液体量Ls′ 29 2.4.3 求精馏段气液负荷 31 2.5 精馏段塔体工艺计算 31 2.5.1 塔径计算 33 2.5.2 塔截面积AT 33 2.5.3 溢流堰及降液管的计算 38 2.5.4 液泛情况 40 2.5.5 降液管中液流速度Wf和停留时间τ 40 2.5.6 雾沫夹带eV和负荷上限uamax 41 2.6 提馏段塔体工艺计算 41 2.6.1 塔径D和实际空塔速度W 41 2.6.2 溢流堰及降液管的设计 42 2.6.3 筛孔的设计 43 2.6.4 表面张力压头hσ和漏液点Wom 44 2.6.5 稳定性K和实际孔速W0及负荷下限1/K% 44 2.6.6 提馏段总压降ΔP2 44 2.6.7 全塔压降ΔP3 44 2.6.8 液体在管中液流速度Wf和液流停留时间τ 45 2.6.9 雾沫夹带eV负荷上限uamax 45 2.7 计算参数汇总表 45 2.8 符号说明表 48 第3章 塔附件计算选型 48 3.1 接管 49 3.1.1 进料管径DF 49 3.1.2 回流管径dR 49 3.1.3 塔顶出料管径dP 49 3.1.4 塔底出料管dw 50 3.1.5 添加水管径DH 50 3.1.6 法兰 50 3.2 塔筒体与封头 50 3.2.1 筒体壁厚 50 3.2.2 封头 50 3.2.3 裙座 51 3.3 吊柱 51 3.4 人孔 51 第4章 塔总体高度设计计算 51 4.1 塔顶部空间高度HD 52 4.2 塔底部空间高度HB 52 4.3 塔体总高度H 53 第5章 附属设备的初步计算 53 5.1 冷凝器计算与选型 54 5.1.1 冷凝器热负荷QN 54 5.1.2 冷凝器换热面积AS 54 5.1.3 冷凝器循环水量W 54 5.2 再沸器计算与选型 55 5.2.1 再沸器的传热面积S 55 5.2.2 再沸器选型 55 5.2.3 再沸器蒸汽用量及管径D 55 结论 56 参考文献 57 致谢 58 附录 第1章 综述 1.1 概述 聚乙烯醇（简称PVA）是目前已发现的唯一具有水溶性且无毒的高聚物，别名为PVA。它是近三十年来发展起来的高分子化合物，由于合成技术的不断提高和价格的不断下降，其用途日益广泛，发展速度很快。其性能介于橡胶和塑料之间，按用途可分为纤维和非纤维两大用途[1]。 1.2 聚乙烯醇的性能 聚乙烯醇是一种无色塑胶，由聚乙烯酯(通常为聚乙酸乙烯酯)受酸或碱水解作用而得。完全水解的聚乙烯醇，仍含约5%剩余乙酸基在内[1]。聚乙烯醇的物理性质、抗水性及与韧化剂的混合性等与其水解程度有关，即与其在最终制品中的乙酸基与氢氧基之比例有关[1]。聚乙烯醇对于有机溶剂及气体皆为不透性，亦不能与之混和。除多元醇类、氨醇类以外，对能与水混合的多数溶剂皆能抗耐。完全水解的聚乙烯醇能溶于热水。水解程度愈低，对水的抗力愈大，加入各种添加物亦能增加其抗水性。聚合物粘度可通过调节其最初所用聚乙烯乙酸酯的粘度进行控制[2]。 1.2.1 聚乙烯醇的基本信息 中文名称： 聚乙烯醇 　 英文名称： polyvinyl alcohol，viny alcohol polymer，poval，简称PVA 分子式： [C2H4O]n 　 结构式：    HYPERLINK "http://baike.baidu.com/image/ea85a945321cfa64cefca35d" \t "_blank" INCLUDEPICTURE "http://imgsrc.baidu.com/baike/abpic/item/ea85a945321cfa64cefca35d.jpg" \* MERGEFORMATINET 1.2.2 乙烯醇的性状 干燥无塑性的聚乙烯醇为有机化合物，白色片状、絮状或粉末状固体，无味，无污染。可在80--90℃水中溶解，不溶于汽油、煤油、植物油、苯、甲苯、二氯乙 烷、四氯化碳、丙酮、醋酸乙酯、甲醇、乙二醇等，微溶于二甲基亚砜。聚乙烯醇是重要的化工原料，有良好的耐磨性， 粘结力极强，耐油及化学药品，具有长链多元醇酯化、醚化、缩醛化等化学性质，用于制造聚乙烯醇缩醛、耐汽油管道和维尼纶合成纤维、织物处理剂、乳化剂、纸张涂层、粘合剂等[1]。 1.2.3 聚乙烯醇的毒性 聚乙烯醇水玻璃内墙涂料无臭、无毒；聚乙烯醇外墙绦料无毒、无味；聚乙烯醇缩甲醛脏为无毒、无味、水溶性胶体，掺入水泥可增强粘结力永溶性聚乙烯醇缩甲醛涂料无毒、耐水[3]。 1.2.4 聚乙烯醇的常用数据 比重1．27～1．31；折光率1．49～1．53；沸点200℃；抗张强度53.779～；伸长率l80～250%；抗扯强度高；耐油脂、有机溶剂；耐日光性优良；中毒燃烧性[3]。 1.2.5 聚乙烯醇的水溶性 近十几年来，国际市场上PVA作为粘结剂用品种发展很快，而国内这方面的发展较慢，仍以纤维使用为主。在这方面存在如下问题:国内生产的纤维级PVA聚合度很高(1700)，醇解度大于99%，由于其侧基—H和—OH的体积小，可进入结晶点中而不造成应力，故PVA大分子中的羟基之间会以氢键形式相互缔合在一起，大分子之间排列整齐(定向度高)，水分子难以进入PVA的大分子之间，而使溶剂化作用困难，水溶性变差[1]。 聚乙烯醇的水溶性随其醇解度的高低有很大差别[2]。醇解度为87%～89%的产品水溶性最好，不管在冷水还是在热水中它都能很快地溶解，表现出最大的溶解度。醇解度在89%～90%以上的产品，为了完全溶解，一般需加热到60～70℃。醇解度为99%以上的聚乙烯醇只溶于95℃的热水中，而醇解度在75%～80%的产品只能溶于冷水，不溶于热水。PVA醇解度降低，溶解性提高，是由于-OCOCH3的增多，进一步削弱了氢键的缔合，破坏了PVA大分子的定向性，从而使水分子容易进入PVA大分子之间，提高了溶剂化作用。但-OCOCH3是疏水性的，它的含量过高会使PVA的水溶性下降，所以当醇解度在66%以下时，水溶性下降，直到醇解度降到50%以下，聚乙烯醇即不再溶于水。因此，从水溶性要求来说，以醇解度为85%～88%的PVA为好[3]。 另外，随着聚合度的增加，PVA分子链增长，分子之间的作用力增强、缠结增多，使它的水溶性也逐渐降低，溶液黏度增大[2]。 1.2.6 成膜性及粘接力 聚乙烯醇(PVA)作为一种水溶性合成粘结剂，它的粘接机理是加热时溶剂挥发，PVA分子紧密接触依靠分子间的吸附作用形成具有一定机械性能的膜，从而发挥黏结剂的性能。因此，PVA碳链的长短及醇解度的大小直接影响着膜的物理机械性能。一般聚合度高，强度大，但目前使用的聚合度1700的PVA有些过高，在实际使用过程中，易起浆皮。另外，PVA的醇解度，因影响着分子中疏水基团含量和分子间氢键的作用大小，所以醇解度的降低，同样会引起膜机械性能的降低。但疏水基团含量的改变，根据“相似相容”原理，它对被粘物的粘接力有所改变[3]。 1.2.7 热塑加工性能 聚乙烯醇(PVA)含有大量的羟基，能形成大量的分子内和分子间氢键，其熔融温度与分解温度，非常接近，难以热塑加工。目前市售的PVA膜大多采用流延法生产，但流延法生产周期长、效率低、质量不稳定，工人操作劳动强度大、成本高，从而限制了PVA膜的应用。如果能实现PVA的熔融加工，无疑将在PVA的生产行业带来根本性的突破，虽然已有相关研究报道，但问题仍未解决[3]。 1.3 PVA应用及前景 聚乙烯醇是一种用途很广泛的水溶性高分子聚合物。由于其性能介于塑料和橡胶之间，具有独特的强力粘接性、皮膜柔韧性、平滑性、耐油性、耐溶剂性、保护胶体性、气体阻绝性、耐磨性以及经特殊处理具有的耐水性，且无毒无害，因此除了作纤维原料外，还被大量用于生产涂料、粘合剂、纸品加工剂、乳化剂、分散剂、薄膜等产品，应用范围遍及纺织、食品、医药、建筑、木材加工、造纸、印刷、农业、钢铁、高分子化工等行业[1]。 1.3.1 聚乙烯醇的应用 在化纤工业中的应用 聚乙烯纤维在化纤行业中又称为维纶，维纶纤维是一种很有价值的功能性差别化纤维，水溶性维纶纤维有长丝和短纤两大类。水溶性维纶长丝是理想的水溶性纤维，是维纶的特色品种，可有O～100℃水溶温度，供各种用途使用。它具有理想的水溶温度和强伸度，良好的耐酸、耐碱、耐干热性能，溶于水后无味、无毒，水溶液呈无色透明状，在较短时间内能自然生物降解[4]。 其主要应用有以下几种： 无捻毛巾 用水溶性维纶长丝生产的无捻绒毛毛巾具有手感丰满、柔和、高吸水性等特点。这种毛巾具有不割绒但微微发光的特点，目测和手感象丝绒毛巾一样，十分高档。 织袜 水溶性维纶长丝可在无任何化学助剂的纯热。水中很容易地溶解掉，并具有优秀的编织稳定性，广泛用于织袜。将水溶性维纶长丝代替普通纱织进两个要分离的短袜之间，如代替棉纱或藻酸盐类纤维。所有遗留在短袜中的水溶性长丝在染色或水洗过程中会完全溶解。水溶性长丝采用S.X型，溶解温度50℃，操作中可将温度提高到60℃。取消自动分离机或剪子分离短袜的工序。 渔网 用水溶性长丝作为分离纱代替普通的牵伸纱(棉纱或尼龙)时，网体就很容易变成单片，只需将其放在足够的热水或沸水中；清除即可。这样，渔网的宽度可按照设计容易地获得，而不会有手工拉仲带来麻烦。可以生产高质量的渔网，提高劳动效率。 在造纸工业中的应用 造纸PVA水溶纤维在造纸中具有应用极为方便、利用率高、增强效果好、对环境无污染等特点。除在特种纸中可应用外，在普通印刷纸、水泥包装袋纸上也有广阔的前景。目前，美国、韩国等已在医疗器械包装纸、嘴棒成型纸上大量应用，国内在电池隔膜纸、空气过滤纸、汽车用纸板、扬声器专用纸、包装纸板、液体过滤纸板、水溶纸、果袋纸、培草纸、地膜纸上的应用也取得了较大的进展。总体面言，PVA的易水溶性和环保性是其最大的优势。在越来越注重环保的今天，其用途将会得到进一步的扩展[5]。 在建筑业中的应用 高强度PVA纤维在建材中的应用已日益广泛，已被用于建筑物中混凝土的加强，如水泥板，下水道，正面观台的地面，停车场等；也可用于水泥和玻璃纤维的理想替代物，室内装潢的纤维的补张等中，而且在内墙涂料及胶黏剂上，PVA也开始得到越来越广泛的应用[1]。 在食品中的应用 由改性PVA与变性淀粉共混构成的互穿网络结构高分子塑料合金，可生物降解[6]。常制得适用于包装食品的薄膜、农用水溶性薄膜、容器及一次性消费用品等，其废弃物在潮湿的土壤中即可被微生物吞噬，降解为二氧化碳和水，对环境无污染，有利于环保和实现绿色消费，因此制得的产品属于环境友好产品，具有良好的应用前景。PVA薄膜已列入我国塑料包装材料“十五大”发展规划中。 在医疗中的应用 PVA水凝胶由于具有与人体自然组织相近的含水量、弹性模量、低摩擦系数及较高的机械强度、丰富的孔漏网络结构、良好的生物相容性等特点，在生物医学领域有着广泛的应用。可用于制造人工软骨、人工角膜、人工玻璃体等。聚乙烯酵水凝胶在眼科方面用途很广泛，可用于制造软性接触眼镜。由于其具有水溶性，又可制成药物缓释胶囊[3]。 在PVA大分子上引入聚丙烯酸钠侧链而成的新型医用非纤维海绵，称为离子化聚乙烯醇海绵，它的生物相容性良好且化学性能稳定，具有优良的亲水、吸液和吸血的性能。i—PVA海绵可以在严格要求无纤维脱落的微外科、眼科手术等医疗操作中有效利用，尤在白内障人工晶体置换手术中发挥重要作用[5]。 其它 PVA还用作土壤改良剂、灰浆作业的添加剂，蓄冷剂，吸附剂，表面活性剂等。此外，用PVA单体还可以开发许多新产品、新用途[3] [6]。 1.4 聚乙烯醇市场前景 1.4.1 国外市场前景 目前，全球共有20多个国家和地区生产聚乙烯醇，装置的总生产能力已达1100kt／a约为93万吨／年。世界上聚乙烯醇生产能力和产量最大的国家依次是中国、日本、美国和朝鲜，其生产能力占世界聚乙烯醇总生产能力的85％～90％。在消费结构上，各国的重点有所不同20世纪90年代以前美国PVA消费结构[1] 。 目前日本的聚乙烯醇出口量最大，北美和西欧则是最大的进口地区。根据预测，今后几年世界涂料市场的规模将逐年增长，由此可见，世界聚乙烯醇的消费形势仍十分乐观[4]。 1.4.2 国内市场前景 我国目前有电石乙烯，天然乙烯，石油乙烯三种原料路线的大约13套聚乙烯醇生产装置，生产过程采用高碱两种碱法醇解工艺，总产量约为32万吨，居世界首位。目前，国内外聚乙烯醇资源量充足，市场供应压力较大。国际方面，日本正在通过合并重组的方式提高PVA的生产能力[7]。东南亚近年产品直接覆盖中国内地市场；而国内多家聚乙烯醇生产装置已经正在进行扩大生产能力，结果将会比原来的产能增加1／3左右，这样在需求未能放大的情况下，国内市场将面临较大的供应压力。欧美市场是我国聚乙烯醇的重要出口地区，由于世界经济回升缓慢，其市场需求增长不力，导致我国聚乙烯醇出口增长难度加大。另外从近几两年的进出口情况看，进口呈现不断增长的趋势。加入WTO效应在进口方面进一步显现，进口增长还将加快[4] 。 1.4.3 我国PVA现状 经过多年的发展，我国聚乙烯醇的生产基本上能够满足国内实际需求。生产工艺技术正在向低碱醇解方向发展但是，目前我国生产的聚乙烯醇品种仍然比较单一。大多数为普通粘度和醇解度的常规产品，主要用于建筑胶粘剂、低档纺织浆料等领域，中、低聚合度和高聚合度的产品极少，低醇解度(小于80％(摩尔比))及嵌段品种等高精细化和特种产品很少，主要依靠进口来解决[4]。 随着川维、皖维等厂正在进行或者计划进行新一轮的聚乙烯醇扩产工程．我国聚乙烯醇的生产能力将大大增加．届时的生产能力将出现过剩各个企业应在考虑提高聚乙烯醇产能力的同时．重点考虑如何自身增加聚乙烯醇分流消化能力．在做大做强聚乙烯醇产业链上多下功夫 目前，我国聚乙烯醇生产原料主要采用电石乙炔．虽然具有许多优点．符合我国目前的资源利用情况，原油价格走高也是必然的趋势，电石乙炔路线在一定时期内仍将保持一定的成本优势。但从长远、可持续发展的角度看，还是应该在恰当的时机．适当发展天然气乙炔路线和乙烯路线．逐步实现多种生产工艺共存。 目前，我国聚乙烯醇及其下游产品的出口已有进一步扩大的趋势在扩大聚乙烯醇的生产规模和开发生产高精细化、特种产品聚乙烯醇品种的项目势在必行[8]。 建议产业界提前筹谋应对可能发生的产能过剩。除了积极开拓新的应用领域外．还应该充分利用我国聚乙烯醇产品价格相对比较便宜的优势，通过技术进步，进一步提高产品质量，降低生产成本，积极扩大出口，以规避市场风险，保证聚乙烯醇行业健康稳步发展。 1.5 发展建议 (1) 加强产品的开发,提高国际市场竞争力　我国PVA 产品品种与国外相比,差距很大,特别是差别化产品,主要依赖进口,市场空间极大。如:电子、医药保健、化妆品等行业。在加大PVA 生产能力的同时,也应加大技术创新的力度,应注重高低聚合度、低醇解度PVA 产品的开发,不断开拓PVA 应用领域,提高产品的附加值。一方面可替代进口产品,另一方面可拓展国际市场,提高PVA 国际市场竞争力,提高企业的经济效益[9]。 (2) 引进先进生产技术,扩大生产规模　由于我国石油、天然气资源并不丰富,要实现乙炔路线向乙烯、天然气路线的转换成本很高,而我国煤炭资源相对丰富,由煤生产甲醇和合成气制取醋酸乙烯是美国哈尔康研究和发展公司开发的新技术,此工艺路线最具市场竞争力,生产成本将比乙烯法或天然气乙炔法低21 %。而在乙烯气相法工艺中,采用Leap流化床工艺建厂或改扩建,在一定的生产规模下,投资费用降低30 %[9]。 (3) 采用新工艺、新技术,提高经济效益　目前,各种新工艺、新技术、新材料、新设备层出不穷,例如新型催化剂及其载体、新型塔板技术、改变反应器内部结构、改变操作条件和方法、三废的综合利用等[7]。合理采用这些新技术可产生明显的经济效益;同时,国内PVA 生产厂家受各种因素影响,原材料及公用工程消耗明显高于国外同类厂家水平。因此,必须进一步加强科学管理和技术措施,降低成本,以增强在国际市场上的竞争力。 1.6 聚乙烯醇的制备 关于PVA的生产制备有三种主要路线：煤化工路线；石油化工路线；天然气路线。还有一种生物化工路线，但由于现在技术不太成熟很少用到[8] 。 现在对比一下前三条路线的优缺点： 表1.1聚乙烯醇生产工艺及特点比较 原料路线 石油乙烯 天然气乙炔 电石乙炔 反应方式 固定床气相法 固定床气相法 沸腾床气相法 温度/℃ 150～200 170～210 170～210 压力/Mpa 0.49～0.98 常压 常压 空速/(L·h-1) 2040～2100 250～280 110～150 原料配比 （摩尔比） 乙烯：醋酸：氢=9:4:15 乙炔：醋酸=1：（7±1） 乙炔：醋酸=1：（3±1） 催化剂组成 钯/金 Zn（Ac）2/活性炭 Zn（Ac）2/活性炭 催化剂寿命 5～6个月 3个月 5～6个月 单程转化率/% 15～20 60～70 30～35 空时效率/r/(m3·℃) 6～8 2.2～2.5 1.0～1.3 优点 副产物少，设备腐蚀性小，催化剂活性高，产品质量好 热能利用好，催化剂廉价易得，副反应少 技术成熟，投资少，催化剂易得 缺点 催化剂贵重 乙炔成本高 电石污染严重 1.7 电石乙炔法生产PVA 1.7.1 生产原理 1) 电石制乙炔 CaC2+H2O C2H2 +Ca(OH)2 2) 醋酸乙烯(VAc)的合成 C2H2+CH2COOH Zn+ CH3COOCHCH2 3)醋酸乙烯(VAc)的聚合 以偶氮二异丁腈(AZN)为引发剂，甲醇为溶剂，VAc经聚合生成聚醋酸乙烯(PVAc); nCH2 CH AZN [ CH2-CH ] n COOCH3 4)聚醋酸乙烯的醇解 [CH2-CH]n+CH3OH NaOH [ CH2-CH ]n +CH3COOCH3 COOCH3 OH 5)醋酸、甲醇回收 CH3COOCH3 阳离子树脂 CH3COOH+CH3OH 2CH3COONa+H2SO4 2CH3COOH+Na2SO4 1.7.2 工艺流程及说明 以电石为原料，在乙炔发生器中与水反应生成乙炔；乙炔再与醋酸合成反应，生成的反应液经过精馏得到醋酸乙烯(VAc)；VAc在引发剂的作用下聚合生成聚醋酸乙烯(PVAc)；PVAc再醇解得到最终产品PVA。电石乙炔法技术成熟，投资少，催化剂易得，但电石污染严重，这是制约其工业生产的重要因素。随着我国科学技术的进步和发展，对电石乙炔法带来的环境污染已经得到了很好的治理[7]。 1.7.3 醋酸乙烯的精镏工艺流程 本节介绍的是年产4万吨醋酸乙烯的精制工艺流程。由合成工段送来的反应液，除含醋酸乙烯外，还含有未反应的醋酸，溶解的乙炔，副产物乙醛、丁烯醛、醋酐等，其组成见表1.2。 表1.2 反应液的组成 序号 名称 组成（重量%） 备份 1 醋酸乙烯 41.5 溶解态 2 醋酸 56.68 3 乙醛 1.10 4 水 0.15 5 乙烯醛 0.06 6 乙炔 0.45 7 醋酐 0.04 8 二醋酸亚乙酯 0.02 蒸馏工段的作用为： 1、把反应液中的醋酸乙烯分离出来，使纯度达到聚合级（用活性度来衡量），供聚合使用。 2、把反应液中的醋酸乙烯分离出来，并除去其中的杂质（如高沸物等），再送回合成阶段，供醋酸乙烯的合成使用。 3、在聚合工段，由于醋酸乙烯的聚合度只有50～60%，未聚合的醋酸乙烯分出后，送回本工段，进一步除去其中的杂质，在返回聚合工段供聚合使用。 4、把溶解在反应液中的乙炔解吸出来，送往合成工段，水洗后可供醋酸乙烯的合成用。 5、将反应液中的副产物分离出来，其中的乙醛送往乙醛氧化制醋酸的装置；丁烯醛送往残渣烧场烧掉，或者将来增设精制装置，把所含的醋酸回收回来，精制后的丁烯醛出售[15]。 此外，在蒸馏工段，还处理合成工段气体分离塔第一循环液，即用过滤的方法除去其中夹带的催化剂粉末，滤液与反应液一并进行精制[10]。 醋酸乙烯精制的工艺流程见图2 。 图1.2 醋酸乙烯精制工艺流程图 10—过滤器 11—第1残渣蒸发器 12—第2残渣蒸发器 *—物料流向 TDA—硫叉二苯胺 精馏一塔 反应液用泵送至第一精馏塔1中，该塔的目的是脱除比醋酸乙烯沸点低的轻组分，例如乙醛、溶解的乙炔。 合成工段气体分离塔的第一循环液，经过滤液，除去催化剂粉末后，也加入第一精馏塔。 合成工段乙炔回收部分的吸收液，要定期更新，取出的吸收液也加入第一精馏塔。 本工段萃取塔的萃取液，以及尾气冷凝器中回收液体也加入第一精馏塔。 该塔为了将乙醛等轻组分尽量从塔顶分离出去，所以塔顶温度控制较高，一般在65℃，因此，有部分醋酸乙烯必然从塔顶蒸出[10]。塔顶蒸汽经过冷凝器冷却后，部分回流，部分采出送往萃取塔7。不凝气体主要是乙炔和乙醛，送往合成工段的水洗塔。 第一精馏塔釜为醋酸乙烯、醋酸及高沸物， 送往第二精馏塔2。表1.3为一塔馏出物组成。表1.4为第一精馏塔的操作条件[7] 。 表1.3 第一精馏塔馏出液组分 序号 名称 组成（重量%） 备注 1 乙醛 15.2 2 醋酸乙烯 81.4 3 水 2.23 4 乙炔 1.17 表1.4 第一精馏塔的操作条件 序号 项目 单位 控制指标 1 塔顶温度 ℃ 65±1 2 塔中温度 ℃ 81±1 3 塔底温度 ℃ 95±1 4 回流比R 1～3 5 馏出液温度 ℃ 0～5 醋酸乙烯在高温下容易自聚，不仅消耗了醋酸乙烯，更主要的是生成的高聚物堵塔，给操作和检修带来困难。为了防止醋酸乙烯在塔内自聚，凡处理带有醋酸乙烯的物料的精馏塔，都加入阻聚剂，通常用硫叉二苯胺[9]。 用醋酸乙烯作溶剂，将固体硫叉二苯胺溶解在其中，配置成1%的溶液。因硫叉二苯胺在配置过程中以自燃，所以在配置过程中要特别小心。 为了减少阻聚剂的消耗，新配置的阻聚剂溶液，通常只加到醋酸乙烯浓度高的塔中，例如第二精馏塔2，第三精馏塔3。而将第三精馏塔3的釜液（含阻聚剂约0.57%）循环至第一、四精馏塔的顶部，以及第二、三精馏塔的加料中。同时抽出一部分送往合成工段的解吸塔。 精馏二塔 第二精馏塔2的目的是把醋酸和醋酸乙烯分开，塔顶得到醋酸乙烯，塔底为醋酸。在正常情况下，由于第一精馏塔1的脱醛效果较好，2塔顶采出的醋酸乙烯质量基本上能满足聚合的要求（如乙醛小于0.04%，活性度小于12分30秒）。 可取出一部分供聚合使用。当第三精馏塔堵塞，进行洗涤时，也可以将这一部分醋酸乙烯全部送聚合使用。为了提高醋酸乙烯的质量。通常取出50%供聚合使用，其余的50%则加入第三精馏塔3.银2釜液温度较高，必须进行冷却，然后再用泵送至第五精馏塔5. 表1.5 第二精馏塔的操作条件 序号 项目 单位 控制指标 1 塔顶温度 ℃ 72.5 2 塔中温度 ℃ 96 3 塔底温度 ℃ 126 4 回流比R 1.5~3 5 釜液含醋酸乙烯 %(重量) 小于0.3 6 馏出液温度 ℃ 35 1.7.4 醋酸乙烯的溶液聚合工艺流程 醋酸乙烯溶液聚合的工艺流程如图3所示[12]。 图1.3 醋酸乙烯溶液聚合工艺流程图 1—引发剂配置槽 2—引发剂贮槽 3—定量泵 4—预热器 5—第一聚合釜 6，8—尾气冷凝器 9—第二聚合釜 7，10—泵 11—脱单体塔 12—第二精馏塔 首先把一定量的甲醇加入引发剂配置槽1中，开动搅拌器，再把称量好的偶氮二异丁腈徐徐投入，继续搅拌，待完全溶解后，取样分析偶氮二异丁腈的浓度。如果浓度达不到1.2%，再补加甲醇或偶氮二异丁腈，浓度合格后，放入引发剂贮槽2中。为了防止高温下偶氮二异丁腈的分解，贮槽2的夹套通入-7℃的冷冻盐水保冷。引发剂溶液用双柱塞计量泵3连续加入预热器4。 溶剂甲醇用泵也连续加入预热器4，其量用仪表自动调节。单体醋酸乙烯经过流量自动调节后，也连续加入预热器4中[13]。 预热器4为立式，内有五层泡罩式塔板，并且带有夹套。开车时，夹套内通水蒸汽，把三种物料加热到60℃，然后流入第一聚合釜5。正常运转中，夹套内蒸汽停止。聚合过程中产生的热量，把甲醇蒸发。甲醇蒸汽从聚合釜上升至预热器4中，在此与物料直接接触，甲醇冷凝放出的热量把物料加热。在预热器中没有冷凝的甲醇蒸汽继续上升至尾气冷凝器6中，用地下水冷却，甲醇冷凝液回流至聚合釜5中，未凝气通过氮封（或液封）排至大气[10]。 第一聚合釜 年产4万吨的聚乙烯醇聚合装置，聚合釜为两个系列（也可以为一个系列，聚合釜大，这里不在重复介绍），每个系列有两台串联的聚合釜。第一聚合釜5直径1.8米，筒体部分高4米，全容积10m³。聚合釜带有上下两段夹套。下段夹套开车时通水蒸气或热水升温，正常运转时，可停止通蒸汽或热水。上段夹套在正常运转中通冷却水，把聚合釜上面空间的甲醇、醋酸乙烯蒸汽部分冷凝下来。第一聚合釜带有搅拌器，它由两根直径300毫米的不锈钢管和横梁组成[7]。两根立管的中心距聚合釜的中心距离不等，一个为400毫米，另一个为744毫米。搅拌器转动时，由于两根立管的回转半径不同，一根管走大圆，另一根管走小圆，这样可使物料搅拌均匀，传热效果好，温度分布均匀。回转半径大的立管还起刮壁的作用，防止聚合物粘釜。搅拌器设有下轴承，保证搅拌器在转动中稳定。搅拌器的转速为每分钟8转。聚合釜的材质为Cr18Ni9Ti不锈钢[20]。第一聚合釜5的液面一般控制在2.7米高，上面还有1.3米高的空间。当釜内发生爆聚时，物料呈沸腾状态，这部分空间起缓冲作用，防止物料通过上升管流至预热器中。聚合釜上设有安全板（爆破膜），为椭圆形铝板，有十字刻痕、耐压1.5~2公斤/平方厘米。当聚合过程发生爆聚，釜压上升，达到一定压力时，安全板破裂，将压力泄出，可以保护聚合釜的安全[9]。 物料在第一聚合釜5中进行引发（诱导期约为20分钟）和初聚合，聚合率约20%。 在聚合釜内，除了醋酸乙烯的聚合反应外，还进行下列副反应： VAC+CH3OH→CH3COOCH3+CH3CHO VAC+H2O→CH3COOH+CH3CHO 副反应所生成的乙醛，能够从回流液中分析出来。在第一聚合釜的回流液中，开车初期为0.1%左右，正常运转时为0.03~0.06%左右；第二聚合釜的回流液中，开车初期乙醛含量约0.25%左右，正常约为0.08~0.1%左右。开车初期乙醛含量大，因为新的不锈钢表面有杂质，促使了乙醛的生成。经过一段时间的运转，不锈钢表面钝化，乙醛生成量下降[18]。 物料在第一聚合釜的平均停留时间110分钟。从第一聚合釜底部出来的物料，用齿轮泵7打入第二聚合釜9。在泵7出口设有至第一聚合釜5的旁通管，并装有调节阀，来调节第一聚合釜的液面。为了减少回流物料与新物料的混合，也可以把此旁通管接至泵7入口[13]。 第二聚合釜 第二聚合釜的结构与第一聚合釜相似，筒体部分高6米，全容积15m³，搅拌器转速每分钟5.2转。液面控制3.9米高，物料平均停留时间160分钟，醋酸乙烯的聚合率达到50%左右。聚合热也靠甲醇和醋酸乙烯的蒸发带出，蒸汽在尾气冷凝器8中用地下水冷凝，凝液再回流至第二聚合釜9中[16]。 总聚合率可以通过改变聚合时间和引发剂用量来调节。引发剂量每次改变不应太大，一般为2升/小时。 从第二聚合釜底部出来的物料为聚醋酸乙烯的甲醇溶液，还含有未聚合的醋酸乙烯单体，用齿轮泵10连续打入第一精馏塔11中。泵10出口同样设有旁通管和调节阀，用来调节第二聚合釜的液面。 为了降低第二聚合釜至第一精馏塔管道中物料的粘度，降低第一精馏塔内物料的粘度，泵10出口的管道上连续加入一定量的稀释甲醇[13]。 聚合精馏一塔 第一精馏塔11也叫脱单体塔，该塔的作用是把未聚合的醋酸乙烯单体从塔顶脱出，使塔釜的聚醋酸乙烯甲醇溶液中含的醋酸乙烯单体尽量少，因为醋酸乙烯在后面的醇解过程中能与甲醇反应生成乙醛，而乙醛在碱的作用下能够缩合，缩乙醛参杂在聚乙烯醇中使它发黄。工艺要求醋酸乙烯的吹出率大于99.68%。因为该塔直径较大，物料粘稠，所以采用径向溢流结构，这样可以减少塔德阻力和降低液面梯度。该塔顶部还加入工艺水，它不仅有利于醋酸乙烯的吹出，还可以控制塔底聚醋酸乙烯甲醇溶液中的含水量。工艺水加入量一般为聚醋酸乙烯量的0.1倍左右。该塔的热源为塔底吹入的甲醇蒸汽。在开车初期，由塔底再沸器加热使甲醇汽化。正常运转时，可由回收工段甲醇精馏塔顶的甲醇蒸汽不经冷凝直接吹入，这样可节省大量水蒸汽和冷却水。第一精馏塔的馏出液加入第二精馏塔 12.。塔顶加入第三组分水，改变醋酸乙烯和甲醇的相对挥发度，破坏了共沸组成，以达到分离的目的。第三组分这里采用水，从图4可看出，加入水后醋酸乙烯的气液平衡曲线向上弯曲，水愈多，向上弯曲愈大，分离也就愈容易。使用水作为萃取溶剂，选择性好，不与甲醇和醋酸乙烯起化学反应，无腐蚀性，无毒性，价格便宜；使用水的另一优点是它能与醋酸乙烯形成共沸物，冷凝冷却后，水和醋酸乙烯能够分层，相互溶解度小[见图1.4]很容易把水和醋酸乙烯分开。萃取水加入量为醋酸乙烯量的1.1倍（重），分子分率为0.23%左右。 表1.6 第一精馏塔馏出液组成 序号 名 称 单位 组成 1 醋酸乙烯 % 60 2 甲醇 % 36.8 3 水 % 3.2 4 其他 微量 表1.7 第一精馏塔操作条件 序号 项目 单位 操作条件 备注 1 塔顶温度 ℃ 62±1 据树脂含水量调节 2 塔中温度 ℃ 64±1 3 塔底温度 ℃ 69±1 4 工艺水加入量 PVAC的0.1倍 5 回流比 1.2 6 馏出液含醋酸乙烯 % 60 7 釜液含醋酸乙烯 % <0.08 聚合精馏二塔 第二精馏塔12塔顶蒸出的醋酸乙烯和水，在冷凝器内冷凝冷却后，进入分层器13。分层器为卧式，带夹套，通—7℃的冷冻盐水，使物料保持在5℃左右，以降低醋酸乙烯和水的相互溶解度。上层为醋酸乙烯，含水小于1%，还含有1.7%左右的醋酸甲酯，0.5%左右乙醛，送走蒸馏甲酯，乙醛等杂质后，再用于聚合。下层为水，含醋酸乙烯2—3%，用泵全部打回流，做为萃取水的一部分[14]。 图1.4醋酸乙烯-水的相互溶解度 因为萃取水的温度约30℃，而塔顶的温度要维持65℃，必须有一部分蒸汽在塔顶冷凝下来，使水温从30℃升至65℃，冷凝下来的这一部分液体叫做内回流，内回流比约为0.41，所以在正常操作时，不需要外回流。 二塔釜液为35%左右的甲醇水溶液，送往回收工段第三精馏塔，与回收工段的甲醇水溶液合并进行精馏。 表1.8为第二精馏塔的操作条件 第一精馏塔11釜液为25%的聚醋酸乙烯甲醇溶液，加入稀释甲醇使其浓度达到22±1%（满足醇解要求）后，经过树脂溶解机混合后，进行冷却，然后送到贮缶区，供醇解使用[13]。 表1.8第二精馏塔操作条件 序号 项目 单位 指标 备注 1 塔顶温度 ℃ 66.5±1 内回流 2 塔中温度 ℃ 64.5±1 3 塔底温度 ℃ 84±1 4 塔中调节温度 ℃ 78±1 5 回流比 0.41 第2章 聚合二塔系统计算 基准：年产40000吨聚乙烯醇 2.1 设计方案的确定 2.1.1 塔设计原则 总的原则是尽可能多地采用先进的技术，使生产达到技术先进、经济合理的要求，符合优质、高产、安全、低能耗的原则，精馏所进行的是气(汽)、液两相之间的传质，而作为气(汽)、液两相传质所用的塔设备，首先必须要能使气(汽)、液两相得到充分的接触，以达到较高的传质效率。但是，为了满足工业生产和需要，塔设备还得具备下列各种基本要求： （1）气（汽）、液处理量大，即生产能力大时，仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液或液泛等破坏操作的现象。 （2）操作稳定，弹性大，即当塔设备的气(汽)、液负荷有较大范围的变动时，仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作并应保证长期连续操作所必须具有的可靠性。 （3）流体流动的阻力小，即流体流经塔设备的压力降小，这将大大节省动力消耗，从而降低操作费用。对于减压精馏操作，过大的压力降还将使整个系统无法维持必要的真空度，最终破坏物系的操作。 （4）结构简单，材料耗用量小，制造和安装容易。 （5）耐腐蚀和不易堵塞，方便操作、调节和检修。 （6）塔内的滞留量要小。 实际上，任何塔设备都难以满足上述所有要求，况且上述要求中有些也是互相矛盾的。不同的塔型各有某些独特的优点，设计时应根据物系性质和具体要求，抓住主要矛盾，进行选型[14]。 2.1.2 装置流程的确定 精馏装置包括精馏塔，原料预热器，再沸器，冷凝器等装备，热量自塔底输入，物料在塔中多次部分被汽化和冷凝进行精馏操作，由冷凝器中冷却介质将热量带走。 工业生产中多应用连续蒸馏，具有生产能力大，产品质量稳定等优点，塔顶冷凝装置采用全凝器以便准确的控制回流比。在设计过程中还应考虑余热的利用。 2.1.3 板型选择 本次设计是通过对筛板塔和浮阀塔的计算和生产能力，塔板效率，操作效率，操作弹性，压力降，以及操作和造价等多方面的比较选择了筛板塔。筛板塔的主要优点有： （1）结构简单，易于加工，造价约为泡罩塔的60%，为浮阀塔的80%左右。 （2）气液分散均匀，传质效率高，处理能力大，比同塔径的泡罩塔可增加10～15%。 （3） 塔板效率与浮阀塔大体相当，但比泡罩塔高15%左右。 （4） 压降较低，每板压力比泡罩塔约低30%左右。 （5） 板上液面落差较小。 但筛板塔也存在着一些不足： （1） 塔板安装的水平度要求较高，否则气液接触不匀。 （2） 操作弹性较小(约2～3)，若设计合理，也能具有足够的操作弹性。 （3） 小孔筛板容易堵塞。 2.1.4 操作压力的选择 精馏操作有常压，加压和减压。本设计采用常压操作，原因有以下几点： （1） 甲醇和醋酸乙烯在常压下呈液态，不必采用加压装置。 （2） 能用水将馏出物冷却，在常压下实现醋酸乙烯和聚醋酸乙烯的分离。 （3） 醋酸乙烯和聚醋酸乙烯不属于热敏性物料，混合液沸点不高，不必采用减压蒸馏。 2.1.5 进料状态的选择 物料的进料状态有五种，可用进料状态参数q 值来表示。进料为过冷液体：q＞1； 饱和液体（泡点）：q＝1；气、液混合物：0＜q＜1；饱和蒸气（露点）：q＝0；过热蒸气：q＜0。本设计采用饱和液体（泡点）进料，原因在于： （1） 为使精馏段和提馏段保持相同的塔径，便于制造。 （2） 保持塔的操作稳定。 （3） 避免季节的影响。 2.1.6 冷却方式的选择 本设计选择用冷却水冷却，并采用全凝器。 2.1.7 加热方式的选择 塔釜一般采用间接蒸汽加热，但对塔底产物基本是水，且在低浓度时的相对挥发 度较大的体系，也可采用直接蒸汽加热。本设计物系是醋酸乙烯和甲醇，宜采用间接蒸汽加热，设置再沸器。 2.1.8 回流比的选择与塔板数 回流比的选择 实际回流比总是介于最小回流比和全回流两种极限之间。为了是塔设备合操作费用实现最优化组合，一般经验值R=（1.1～2.0）Rmin ，本设计取R＝0.41（属于内回流）。 塔板数的计算 PVA聚合二塔实际上是将醋酸乙烯和甲醇分开，醋酸乙烯沸点在72.5℃左右，而甲醇的沸点在65℃左右，非常接近，所以采用萃取精馏的方法。 萃取精馏的含义：当双组分溶液中的相对挥发度接近于1或形成恒恒沸物时，在溶液中加入萃取剂，萃取剂的沸点比原溶液中的任意组分的沸点都高，挥发度较小。萃取剂能使原溶液中的两组分的相对挥发度增大，使两组分容易精馏分离，萃取剂与原溶液中一个组分从塔底采出。这种精馏操作称为萃取精馏。 二塔中，通过塔顶加入第三组分水，改变醋酸乙烯和甲醇的相对挥发度，破坏共沸组成，以达到分离的目的[15]。 从醋酸乙烯-甲醇汽液平衡图中可以看出，加入水后醋酸乙烯的气液平衡曲线向上弯曲，水越多，向上弯曲越大，分离也就越容易。使用水作为萃取溶剂，选择性好，不与甲醇和醋酸乙烯起化学反应，无腐蚀性，无毒性，价格便宜；使用水的另一优点是它能与醋酸乙烯形成共沸物，冷凝冷却后，水和醋酸乙烯能够分层，相互溶解度小很容易把水和醋酸乙烯分开。萃取水加入量为醋酸乙烯量的1.1倍（重），分子分率为0.23%左右[16]。 图2.1 醋酸乙烯-甲醇汽液平衡图 设三组分中醋酸乙烯相对甲醇的相对挥发度为 由图及相关关系可算 此处的相对挥发度是整段的，包括精馏段和提馏段。 由之前的物料衡算中，釜液VAc%≤0.1%，塔顶带走的甲醇≤0.1%知 下表为各组分的摩尔分数： 表2.1 组成百分比 组成 进料组成 馏出液组成 釜液组成 醋酸乙烯 34.44% 74.1% 0.025% 甲醇 56.79% 0.2% 23.22% 水 8.77% 25.7% 76.755% 由萃取精馏三组分可知最小理论塔板数（包括蒸馏釜）Nmin的简便计算法 为理论板数（包括蒸馏釜） 解得 （包括蒸馏釜） （不包括蒸馏釜） 可知二塔塔板数为40. 提馏段平均相对挥发度 2.2 操作条件确定和物料平衡 2.2.1 聚合釜加料量 2.2.1.1 醋酸乙烯加料量 已知皖维采用低碱法生产的聚乙烯醇平均纯度为94%，按照年生产时间8000小时计算，收率为99.5%（从聚合工序到醇解工序），聚合转化率为50%，则 40000÷8000×0.94÷44=醋酸乙烯加料量(t/h)×聚合转化率÷86×99.5% 聚合釜醋酸乙烯加料量 =40000÷8000×0.94÷44÷聚合转化率×86÷99.5% =40000÷8000×0.94÷44÷50%×86÷99.5% =18.465T/h 2.2.1.2 甲醇加料量 假定生产品种为17-99，由生产实践知甲醇配比正常控制在19%， 则：加料甲醇量=18.465×19%÷（1－19%）=4.331t/h 不考虑AIBN及系统物料损失， 聚合釜出料：甲醇=4.331T/h，醋酸乙烯=18.465t/h 2.2.2 聚合一塔各物料组成 2.2.2.1 进料 聚合稀释甲醇加入量一般为：VAC加入量×聚合率×（0.6～1.0）倍。选系数0.7，则 稀释甲醇加入量=18.465×50%×0.7=6.463t/h 不考虑AIBN、系统物料损失及副反应， 则进料：甲醇=4.331+6.463=10.794t/h，醋酸乙烯=18.465×50%=9.233t/h，聚醋酸乙烯=18.465×50%=9.233t/h。 2.2.2.2 馏出 已知馏出液组成为：醋酸乙烯%=60%，甲醇%=36.8%，水=3.2%； 釜液中含醋酸乙烯%工艺要求≤0.08%，正常取0.05%，因其含量极小，可在计算馏出液时认为未聚合的醋酸乙烯全部从馏出液带走， 则馏出液各组成如下： 醋酸乙烯=9.233t/h；甲醇=9.233÷60%×36.8%=5.663 t/h；水=9.233÷60%×3.2%=0.492 t/h 其它物质不计。 2.2.2.3 吹入甲醇 加入量一般为：VAC加入量×1.25倍=18.486×1.25=23.081t/h，其中甲醇含量为99.8%，水0.2%。 则甲醇=23.081×99.8%=23.035 t/h；水=23.081×0.2%=0.046t/h； 2.2.2.4 釜液 因聚醋酸乙烯从馏出液带走其含量极小，可在计算釜液时认为，釜液聚醋酸乙烯=进料中的聚醋酸乙烯=9.233t/h； 釜液甲醇＝一塔进料甲醇＋吹入甲醇－馏出甲醇=10.794＋23.035－5.663=28.166t/h； 釜液中含水工艺要求控制在1.3%，釜液中含水为（9.233+28.166）×1.3%÷(1－1.3%)=0.493t/h 釜液总重量为9.233+28.166+0.493=37.892t/h 2.2.2.5 添加水 添加水=0.493+0.492－0.046=0.939t/h 2.2.3 聚合二塔各物料组成 2.2.3.1 进料 醋酸乙烯=9.233t/h； 甲醇=9.233÷60%×36.8%=1.416T/h；水=9.233÷60%×3.2%=0.123t/h 2.2.3.2 釜液 工艺上，釜液甲醇浓度控制一般为35%，VAC%≤0.1%， 如忽略塔顶带走的甲醇（塔顶甲醇浓度控制一般≤0.1%），则 釜液：甲醇=5.633t/h，水=5.633÷35%×（1－35%）=10.517t/h； 2.2.3.3 馏出 组成如下：醋酸乙烯%=92.5%，水=6.5%，其余为醋酸甲脂、乙醛等杂质。 如忽略塔釜液带走的醋酸乙烯，则， 塔顶醋酸乙烯=9.233t/h，水=9.233÷92.5%×6.5%=0.649t/h； 假定经水分层器分离后上层液醋酸乙烯相不带水（实际有0.5%的含水），则 塔顶的萃取水=10.517－0.492－0.649=9.376t/h 2.2.3.4 操作条件表 表2.2 操作条件 序号 项目 单位 条件 1 塔顶温度 ℃ 67 2 塔中温度 ℃ 65 3 塔底温度 ℃ 84 4 加料温度 ℃ 40 5 塔顶压力 kpa 101.325 6 进料板塔压 公斤/厘米2（表压） 7 塔底压力 公斤/厘米2（表压） 8 回流比R 1 0.41（内回流） 9 馏出液温度 ℃ 40 10 塔顶萃取水 kg/h 2345 表2.3 进料 序号 名称 公斤/小时 g/mol 重量% kmol/h 摩尔% 1 VAc 9233 86.09 60% 107.248 34.44% 2 甲醇 5663 32.04 36.8% 176.748 56.79% 3 水 492 18 3.2% 27.333 8.77% 4 合计 15388 100% 311.329 100% 表2.4 馏出液 序号 名称 公斤/小时 g/mol 重量% kmol/h 摩尔% 1 VAc 9233 86.09 92.5% 36.056 74.10% 2 水 649 18 6.5% 36.056 24.85% 3 其他 99.8 59（估值） 1% 1.692 1.05% 4 合计 9981.8 100% 144.996 100% 表2.5 排出釜残液 序号 名称 公斤/小时 g/mol 重量% kmol/h 摩尔% 1 甲醇 5663 32.04 35% 176.748 23.22% 2 水 10517 18 65% 584.278 76.78% 3 合计 16180 100% 761.026 100% 2.3 物性数据查找计算及汇总 2.3.1 数均分子量计算（按摩尔百分比） 进料平均分子量=MVAc×VAc%+M甲醇×甲醇%+M水×水% =86.09×34.44%+32.04×56.79%+18×8.77%≈49.42g/mol 馏出平均分子量=MVAc×VAc%+M水×水%+M其他×其他% =86.09×74.10%+18×24.85%+59×1.05%≈68.88g/mol 釜液平均分子量=M甲醇×甲醇%+M水×水%=32.04×23.22%+18×76.78%≈2.26g/mol 2.3.2 汽化潜热Hi（按质量百分比） 查得如下表： 表2.6各组分汽化潜热 名称 VAc HAc 甲醇 水 醋酸甲酯 乙醛 汽化潜热Hi（kJ/kg） 379.76 394.67 1129.5 2253 410.8 584.77 进料平均汽化潜热=HiVAc×VAc%+Hi甲醇×甲醇%+Hi水×水% =379.76×60%+1129.5×36.8%+2253×3.2%≈715.61kJ/kg 馏出平均汽化潜热=HiVAc×VAc%+Hi水×水%+Hi其他×其他% =379.76×92.5%+2253×6.5%+4.97785≈532.11kJ/kg 若忽略其他的1%则为497.72kJ/kg 釜液平均汽化潜热=Hi甲醇×甲醇%+Hi水×水%=1129.5×35%+2253×65%≈1859.78kJ/kg 2.3.3 比热（按质量百分比） 查表得： 表2.7 名称 VAc HAc 甲醇 水 醋酸甲酯 乙醛 比热c（kJ/kg·℃） 2.01 1.976 2.5 4.18 2.1 1.40 进料平均比热=cVAc×VAc%+c甲醇×甲醇%+c水×水% =2.01×60%+2.5×36.8%+4.18×3.2%=2.260kJ/kg·℃ 馏出平均比热=cVAc×VAc%+c水×水%+c其他×其他% =2.01×92.5%+4.18×6.5%+0.0175≈2.148kJ/kg·℃ 若忽略杂质1%则为2.131KJ/kg·℃ 釜液平均比热=c甲醇×甲醇%+c水×水% =2.5×35%+4.18×65%=3.592kJ/kg·℃ 2.3.4 液相重度ρ（按质量百分比） 查表得： 表2.8 名称 VAc 甲醇 水 密度ρ（kg/m3） 930 792 1000 进料平均密度=ρVAc×VAc%+ρ甲醇×甲醇%+ρ水×水% =930×60%+792×36.8%+1000×3.2% ≈881.456kg/m3 （此处忽略杂质） 馏出平均密度=ρVAc×VAc%+ρ水×水%=930×92.5%+1000×6.5%=925.25kg/m3 釜液平均密度=ρ甲醇×甲醇%+ρ水×水%=792×35%+1000×65%=927.2kg/m3 2.3.5 汽相重度D 按如下公式计算，其中为数均分子质量。p为塔顶压力，t分别为进料温度、馏出温度、塔底温度。 则进料汽相重度 馏出汽相重度 釜液汽相重度 2.3.6 物性数据汇总表 物性数据见下表： 表2.9 物性数据汇总表 名称 单位 进料 馏出 釜液 精馏段平均 提馏段平均 平均分子量 g/mol 49.42 68.99 21.26 59.21 21.26 比热 kJ/kg·℃ 2.260 2.131 3.592 2.20 3.59 汽化潜热 kJ/kg 715.61 497.72 1859.78 606.67 1859.78 汽相重度 kg/m3 1.923 2.618 0.725 2.302 0.725 液相重度 kg/m3 881.456 925.25 927.20 903.35 927.20 表面张力 dyn/cm 23.385 22.305 粘度 cp 0.46 0.12 2.4 精馏塔汽液负荷计算 因为塔中分子汽化潜热不等，所以不能用恒分子流的方法计算气液负荷。本方法计算用热平衡与物料平衡联立的方法计算气液负荷。 2.4.1 通过全塔热平衡计算再沸器的热负荷QS 全塔热平衡等式 QS + QF + QD =QP + QM + QW + QE 进料热QF=进料比热×进料量×加料温度=2.260×15388×40≈1391075.2kJ/h 回流热QD=馏出比热×馏出量×回流比×馏出温度=2.148×9981.8×0.41×40≈351630.87kJ/h 馏出热QP=馏出比热×馏出量×（回流比+1）+馏出汽化潜热×馏出量×（回流比+1） =2.148×9981.8×（0.41+1）+532.11×9981.8×（0.4+1） ≈7519327.7kJ/h 釜液热QW=釜液比热×釜液量×釜液排出温度=3.592×16180×84≈4881959.04kJ/h ∵QM=0 设 QE = 0.03QS 则 ∴QS≈10991320.28kJ/h 2.4.2 提馏段上升汽量Vs′和下降液体量Ls′ 由第2块板以下的热量平衡和物料平衡，求提馏段上升汽量Vs′和下降液体量Ls′ 如下图 图2.2 热量平衡（千卡/小时） 图2.3 物料平衡（公斤/小时） 建立如下平衡： 表2.10 1 热量平衡 QL + QS = QV + QW + QM 2 物料平衡 L′= V′+ m + W 3 QL=CL′T=C (V′+m+W)T=CV′T+CmT+CWT 4 QV=V′Hi+CV′T 5 QW=CWT 6 Qm=mHi+CmT=0 将3、4、5、6式代入1式得 V′=5910kJ/h ∴VS′=V′/(3600×0.725) 将有关数据代入2得 质量流量L’=V’+m+W=5910+0+16180=22090kg/h 所以体积流量LS’ =20090/(3600×903.35) ≈ 0.00679 2.4.3 求精馏段气液负荷 进料热状况参数 2.4.3.1 进料板以上第一块板的气相负荷VS1 其中， —进料流量; —釜液汽重密度; . 则VS1 ≈1.798 ≈ 1.80 m3/s 2.4.3.2 精馏段顶板气相负荷VS2 由于回流液温度低产生的内回流量 EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT 则精馏段顶板气相负荷 m3/s 2.4.3.3 精馏段平均气相负荷VS 2.4.3.4 进料板上一块的液相负荷LS1 2.4.3.5 精馏段顶板液相负荷LS2 2.4.3.6 精馏段平均液相负荷 2.5 精馏段塔体工艺计算 塔体工艺计算前的已知工艺条件： 1.操作温度及压力 釜温：84℃；中温：65℃；顶温：67℃；加料温度T=40℃；回流温度：40℃；塔压P=101.325。 2.气、液相负荷 提馏段：V′=2.264m3/s；L′=0.00679m3/s 精馏段：Vs=1.778 m3/s；Ls=0.00161m3/s 3.气、相重度 液相重度：γL=903.35Kg/m3 (精馏段) ; γL′=927.20Kg/m3 (提馏段) 气相重度：γV=2.302Kg/m3 (精馏段) ; γV′=0.725Kg/m3 (提馏段) 4.液体的表面张力 σ精=23.385dyn/cm σ提=22.305dyn/cm 5.塔板数N N=40层 精馏段16层，提馏段24层 6.粘度 μ精=0.46cp μ提 =0.12cp 2.5.1 塔径计算 塔板间距HT的选定很重要。选取时应考虑塔高、塔径、物系性质、分离效率、操作弹性及塔的安装检修等因素。 对完成一定生产任务，若采用较大的板间距，能允许。高的空塔气速，对塔板效率、操作弹性及安装检修有利；但板间距增大后，会增加塔身总高度，金属消耗量，塔基、支座等的负荷，从而导致全塔造价增加。反之，采用较小的板间距，只能允许较小的空塔气速，塔径就要增大，但塔高可降低；但是板间距过小，容易产生液泛现象，降低板效率。所以在选取板间距时，要根据各种不同情况予以考虑。如对易发泡的物系，板间距应取大一些，以保证塔的分离效果。板间距与塔径之间的关系，应根关系，应根据实.情况，结合经济权衡，反复.整，已做出最佳选。设计时通常根据塔径的大小下表所列经验数据可作为设计初步的参考值。 化工生产中常用板间距为：200，250，300，350，400，450，500，600，700，800mm。在决定板间距时还应考虑安装、检修的需要。例如在塔体人孔处，应留有足够的工作空间，其值不应小于600mm。本次设塔板间距 ，塔板上液层高度 查史密斯图 图2.4史密斯图 得： 2.5.1.1 最大允许空塔速度Wmax 则塔负荷因子 取空塔速度系数=0.7，则塔速 2.5.1.2 板式塔径D′ 圆整后取1.6m（考虑实际情况） 则实际空塔速度为 2.5.2 塔截面积AT 2.5.3 溢流堰及降液管的计算 溢流堰设置在塔板的液体出口处，其作用是维持板上有一定高度的液层并使液体在板上均匀流动的装置。将降液管的上端高出塔板板面，即形成溢流堰。弓形溢流管的弦长称为堰长以 表示。溢流堰的形式有平直形和齿形两种。 堰长 一般取 ，取下限则 据此查液流收缩系数 图（如图2.5） 图2.5 收缩系数 图 得E=1.04 堰上液层高度对塔板的操作性能有很大的影响。堰上液层高度太小，会造成液体在堰上分布不均，影响传质效果，设计时，使堰上液层高度大于6mm，若小于此值须采用齿形堰；堰上液层高度太大，会增大塔板压降及雾沫夹带量。一般设计时不宜大于60～70mm，超过此值时可改用双溢流形式。 则溢流堰上液头高度 故用单溢流 2.5.3.1 鼓泡液层高度hf 取 2.5.3.2 弓形堰降液管宽度Wd及截面积Af 弓形降液管的设计参数有降液管的宽度 及 。可根据堰长与塔径之比 由弓形降液管的参数图得 。据此查弓形降液管参数图知 则 2.5.3.3 内外堰之间的距离Z1 2.5.3.4 平均液流长度b m 2.5.3.5 液面梯度ΔP 页面梯度很小，可以略去。 2.5.3.6 板上清液层高度hL 前面假设 则进口堰高度 降液管端面高出塔板板面的距离，称为堰高，以 表示 2.5.3.7 降液管底与下板块的距离h0及流过间隙h0的速度 降液管底隙高度 是指降液管底边与塔板间的距离。确定 的原则是：保证液体夹带的悬浮固体在通过底隙时不致沉降下来而堵塞通道；同时又要有良好的液封，防止气体通过降液管造成短路。降液管底隙高度 应低于出口堰高度 ，才能保证降液管底端有良好的液封，一般应不低于6mm。降液管底隙高度 可用下式计算： 设间隙流速为 降液管底隙高度一般不宜小于 ，否则易于堵塞，或因安装偏差而使液流不畅，造成液泛。在设计中，塔径较小时可取 为 ，塔径较大时可取 为 左右，最大可达 。 符合工艺要求 则速度 取筛孔直径 ，则筛孔中心距 取溢流堰前的安定区宽度 取进口堰前的安定区宽度 2.5.3.8 开孔区面积Aa 2.5.3.9 筛孔总面积 查表开孔率 则 2.5.3.10 每层板上筛孔数目N 2.5.3.11 表面张力压头hσ和漏液点Wom 取塔板厚 则 查图 图2.6 塔板开孔率 得孔流系数 2.5.3.12 稳定性K和实际孔速W0负荷下限1/K% 2.5.4 液泛情况 若气相负荷过小或塔板上开孔率过大，阀孔中的气速太小部分液体会从孔中直接流向下层塔板，这种现象称为漏液。当漏液现象开始明显影响塔板效率的气体速度称为漏液点气速。漏液现象是板式塔的一个重要问题，会导致板效率下降。严重的漏液将使得塔板上不能积液而不能操作。 正常操作时，漏液量超过板面液体流量的10%时为严重漏液。对于浮阀塔，漏液量是随阀重、孔速的增大、开度的减小与板上液层高度的降低而减小。 2.5.4.1 干板压降hc 2.5.4.2 湿板压降F0 EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT 2.5.4.3 气相动能因子F1和有效传质气速ua 据此查充气系数图的充气系数 ∴气体通过板上液层压降 2.5.4.4 精馏段总压降ΔP1 ∵精馏段液柱高度 ∴ 2.5.4.5 液体痛过降液管的局部阻力hd和降液管清液层高度Hd ∴符合工艺要求，不会产生液泛 2.5.5 降液管中液流速度Wf和停留时间τ 液体在降液管内应有足够的停留时间，使溢流中的泡沫有足够的时间在降液管中得到分离。由实践经验可知，液体在降液管中的停留时间 一般不应小于 ，对于高压下操作的塔及易起泡的物系，停留时间应更长一些。 符合工艺要求 2.5.6 雾沫夹带eV和负荷上限uamax 当 时 2.6 提馏段塔体工艺计算 2.6.1 塔径D和实际空塔速度W 仍取塔径D=1.6m，则实际空塔速度 2.6.2 溢流堰及降液管的设计 取 设塔板距仍为 塔上液层高度 据此查液流收缩系数 图 查得液流收缩系数 则堰上液层高度 ∴采用平堰 2.6.2.1 液面梯度ΔP 仍取 则 2.6.2.2 板上清层液高度hL 前面假设 则进口堰高度 取 ∴ 2.6.2.3 降液管底以下块板的距离h0及流过间隙h0的速度 仍取 则 符合工艺要求 则速度 符合工艺要求 2.6.3 筛孔的设计 筛板塔的塔板上开有许多均布的筛孔，孔径一般为3～8mm，筛孔在塔板上作正三角形排列。操作时，液体横向流过塔板，靠溢流堰，使板上能维持一定厚度的液层，上升气流通过筛孔分散成细小的流股，在板上液层中鼓泡而出，气液间密切接触而进行传质。在正常操作气速下，通过筛孔上升的气流，应能阻止液体经筛孔向下泄漏。筛板的优点是结构简单，造价低；板上液面落差小，气体压降低，生产能力较大；气体分散均匀，传质效率较高[17]。其缺点是筛孔易堵塞，不宜处理易结焦、粘度大的物料。 取筛孔直径 则筛孔中心距 取溢流堰前的安定区宽度 取进口堰后的安定区宽度 2.6.3.1 开孔区面积Aa 2.6.3.2 筛板总面积A0 2.6.3.3 每层板上筛孔数目N 2.6.4 表面张力压头hσ和漏液点Wom 取塔板厚 则 查得孔流系数 2.6.5 稳定性K和实际孔速W0及负荷下限1/K% 2.6.6 提馏段总压降ΔP2 干板压降 据此查充气系数图得充气系数 ∴气体通过板上液层压降 又∵提馏段液柱高度 2.6.7 全塔压降ΔP3 2.6.8 液体在管中液流速度Wf和液流停留时间τ 符合工艺要求 2.6.9 雾沫夹带eV负荷上限uamax 当 时 则 2.7 计算参数汇总表 表2.11（单位：mm） 段 参数 板号 LW Wd d0 t Ws Wc h0 Hw HT D δd N 精馏段 25～40 600 100 5 20 80 60 30 45 400 1600 4 2216 提馏段 1～24 600 100 5 20 80 60 30 40 400 1600 4 2216 2.8 符号说明表 表2.12 项目 符号 名称 单位 数值 精馏段 提馏段 1 QS 再沸器热负荷 kJ/h 10991320.28 2 QF 进料热 kJ/h 1391075.2 3 QD 回流热 kJ/h 351630.17 4 QP 馏出热 kJ/h 7519327.7 5 QM 侧采热 kJ/h 0 6 QE 热损失 kJ/h 329739.6 7 VS′ 上升汽量 m3/s 2.264 8 LS′ 下降液体量 m3/s 0.00679 9 δ 进料热状况参数 1.079 10 VS1 进料板气相负荷 m3/s 1.80 11 F 进料流量 kg/h 15388 12 γW 釜液汽重密度 kg/m3 0.725 13 Δ 内回流量 kg/h 473.12 14 VS2 顶板气相负荷 m3/s 1.755 项目 符号 名称 单位 数值 精馏段 提馏段 15 VS 平均气相负荷 m3/s 1.778 16 LS1 进料板液相负荷 m3/s 0.001816 17 LS2 顶板液相负荷 m3/s 0.01404 18 LS 平均液相负荷 m3/s 0.00161 19 HT 塔板间距 m 0.4 0.4 20 hL′ 板上液层高度 m 0.045 0.045 21 Cσ 塔负荷因子 0.072 22 Wmax 最大允许空塔速度 m/s 1.424 23 D 塔径 m 1.5 1.5 24 W 实际空塔速度 m/s 1.006 1.28 25 AT 塔截面积 m2 1.767 1.767 26 LW 堰长 m 0.96 0.96 27 how 堰上液头高度 m 0.0101 0.0257 28 hf 鼓泡液层高度 m 0.1125 0.1125 29 Af 弓形堰面积 m2 0.043 0.043 30 Wd 弓形堰降液管宽度 m 0.16 0.16 31 Z1 内外堰距离 m 1.3 1.3 32 b 平均液流长度 m 1.25 1.25 33 ΔP 液面梯度 m/H2O 5.658×10-5 1.004×10-4 34 hL 板上清层液高度 m 0.0551 0.0657 35 h0 管板间距 m 0.03 0.03 36 hw 内外堰高度 m 0.045 0.040 37 Ws 堰前安定区宽度 m 0.08 0.08 38 Wc 堰后安定区宽度 m 0.06 0.06 39 d0 筛孔直径 m 0.005 0.005 项目 符号 名称 单位 数值 精馏段 提馏段 40 t 筛孔中心距 m 0.02 0.02 41 Aa 开孔区面积 m2 1.446 1.446 42 A0 筛孔总面积 m2 0.11568 0.11568 43 N 筛孔数目 个 5982 5982 44 φ 开孔率 0.08 0.08 45 δd 塔板厚度 m 0.004 0.004 46 C0 孔流系数 0.77 0.77 47 hσ 表面张力压头 m/液柱 0.002 0.002 48 Wom 液漏点 m/s 6.963 12.474 49 W0 实际孔速 m/s 15.45 19.571 50 K 稳定性 2.218 1.569 51 hc 干板压降 m/液柱 0.0523 0.0258 52 F0 湿板压降 m/液柱 23.44 53 F1 气相动能因子 (kg·s·m)1/2 1.61 1.1543 54 ua 有效传质系数 m/s 1.06 1.3557 55 β 充气系数 0.57 0.57 56 h1 板上液层压降 m/液柱 0.0314 0.0407 57 ΔP 段总压降 m/液柱 1.3712 1.6448 58 hd 降液管局部压力 m/液柱 0.0007 59 Hd 降液管清液高度 m 0.1415 60 Wf 降液管液流速度 m/s 0.0166 0.0648 61 τ 停留时间 s 24.09 6.1731 62 eV 雾沫夹带 kg(液)/kg(汽) 0.0211 0.0684 63 uamax 负荷上限 5.708 1.526 64 σL 表面张力 dyn/cm 23.385 22.305 65 μ 粘度 cp 0.46 0.12 第3章 塔附件计算选型 3.1 接管 接管的合适尺寸与在操作条件下管内的适宜流速的选择密切相关。塔顶蒸气的适宜流速为：常压操作时取12—20m/s，绝对压力为6000—14000Pa 时取30-50m/s，绝对压力小6000Pa 时取50—70m/s。回流管内的适宜流速为：重力回流取0.2-0.5m/s，强制回流取1.5-2.5m/s。进料管内适宜流速为：由高位槽入塔时取0.4-0.8m/s，由泵输送时取1.5-2.5m/s。塔釜出料管内适宜流速一般取0.5-1.0m/s。由公式计算得到的尺寸均应圆整到相应规格的管径。 3.1.1 进料管径DF 进料管的结构类型很多,有直接进料管、弯管进料管、T 型进料管。本设计用直接进料管、管径计算如下： 查GB8163-87，采用热轧无缝钢管Φ108×9 3.1.2 回流管径dR 采用直管回流管,因为最大空塔Wmax=1.424 m/s , 取回流空管气速 则 查GB8163-87，采用热轧无缝钢管Φ32×4 3.1.3 塔顶出料管径dP 采用直管出料，取塔顶最大气速为20m/s，则 查GB8163-87，采用热轧无缝钢管Φ530×15 3.1.4 塔底出料管dw 取釜液塔底流速 =1.5 m/s 则 查GB8163-87，采用热轧无缝钢管Φ108×14，则实际塔底流速 3.1.5 添加水管径DH 取添加水流速uH=1.5 m/s 则 查GB8163-87，采用热轧无缝钢管Φ108×15 3.1.6 查GB8163-87，采用热轧无缝钢管Φ32×3法兰 由于常压操作，所有法兰均采用标准法兰、平焊法兰，由不同的公称直径，查标准HG-20592 选取。 3.2 塔筒体与封头 3.2.1 筒体壁厚 筒体壁厚与工作压力、塔温度、材料、腐蚀浴度等有关，一般不低于6 mm，可根据设计需要选择6 mm 、8 mm 、10 mm 和12 mm，一般不超过12 mm。本次设计取筒体壁厚为10 mm。 3.2.2 封头 封头分为椭圆形封头、蝶形封头等几种，本设计采用椭圆形封头，由公称直径D=1600mm, 查得曲面高度h1=400mm, 直边高度h0=25mm,内表面积F 封=2.97m2,容积V 封=0.617 m3。查标准JB1154-73，选用Dg1600×12。 3.2.3 裙座 塔底常用裙座支撑，裙座的结构性能好，连接处产生的局部阻力小，所以它是塔设备的主要支座形式，为了制作方便，一般采用圆筒形。由于裙座内径＞800mm,故裙座壁厚取16mm，本设计中裙座高度取2960mm。 基础环内径： 基础环外径： 圆整：Dbi＝1400 mm，Dbo＝2000 mm ；考虑到腐蚀余量取18 mm；考虑到再沸器，裙座高度取3000 mm；地角螺栓直径取M20 3.3 吊柱 对于较高的室外无框架的整体塔，在塔顶设置吊柱，对于补充和更换填料、安装和拆卸内件，既经济又方便，一般取15m 以上的塔物设吊柱，本设计中塔高度大，因此设吊柱。因设计塔径D=1600mm,可选用吊柱500kg。S=1000 mm, L=3400 mm,H=1000 mm。 3.4 人孔 人孔是安装或检修人员进出塔的唯一通道，人孔的设置应便于进入任何一层塔板，由于设置人孔处塔间距离大，且人孔设备过多会使制造时塔体的弯曲度难以达到要求，一般每隔10-20 块塔板才设一个人孔，本塔中共40块板，设计4个人孔，每个人孔直径为450mm，在设置人孔处，板间距为800mm。人孔伸入塔内部应与塔内壁修平，其边缘需倒棱角和磨圆，人孔法兰的密封面形状及垫片，一般与塔的接管法兰相同，本设计也是如此。 第4章 塔总体高度设计计算 4.1 塔顶部空间高度HD 塔的顶部空间高度是指塔顶第一层塔盘到塔顶封头的直线距离。为了利于出塔气体夹带的液滴沉降，其高度应大于板间距，减少塔顶出口气体中液滴夹带，必要时还可节省破沫装置。塔顶空间高度HA 一般取1.0～1.5m，塔径大时可适当增大。设计中通常取塔顶间距为（1.5~2.0）HT,本设计塔顶无除沫器，取塔顶高度为2 倍HT，故塔顶部空间高度为1000mm。 4.2 塔底部空间高度HB 塔的底部空间高度是指塔底最末一层塔盘到塔底下封头切线的距离。塔底空间高度HB 具有中间贮槽的作用，塔釜料液最好能在塔底有10～15 分钟的储量，以保证塔底料液不致排完。若塔的进料设有缓冲时间的容量，则塔底容量可较小。对于塔底产量大的塔，塔底容量也可取小些，有时仅取3～5 分钟的储量。对于易结焦物料，塔底停留时间则应按工艺要求而定，HB 值可按储量和塔径计算。取釜液停留时间t=5min. 4.3 塔体总高度H ——塔高 m； ——实际塔板数； ——进料板数； ——人孔数； ——塔板间距，m ——进料板处板间距，m ——设人孔处板间距，m； ——塔顶空间 m ——塔底空间 m ——封头高度m ——裙座高度m 第5章 附属设备的初步计算 5.1 冷凝器计算与选型 冷凝器的任务是冷凝离开塔顶的蒸气，以便为分离提供足够的回流。部分冷凝的优点是未凝的产品富集了轻组分，冷凝器为分离提供了一块理论板。当全凝时，部分冷凝液作为回流返回，冷凝器没有分离作用。 5.1.1 冷凝器热负荷QN 馏出热QP=馏出比热×馏出量×（回流比+1）+馏出汽化潜热×馏出量×（回流比+1） =2.148×9981.8×（0.41+1）+532.11×9981.8×（0.4+1） ≈7519327.7kJ/h 进料热QF=进料比热×进料量×加料温度=2.260×15388×40≈1391075.2kJ/h 回流热QD=馏出比热×馏出量×回流比×馏出温度 =2.148×9981.8×0.41×40≈351630.87kJ/h 5.1.2 冷凝器换热面积AS 有机物蒸汽冷凝器设计选用的总体传热系数一般范围为500~1500 kcal/(m2•h•℃)本设计取 K=500 kcal/(m2•h•℃) =2090 J/ (m2•h•℃) ,冷凝循环水进水温度t1＝20℃ , 冷却水出水温度t2＝35 ℃， 进料温度为塔顶出料温度t3＝62℃，出料温度t4＝40 ℃。 采用逆流操作 则 查标准JB/T4714-92，选BES700-1.6-118-6/25-4I 5.1.3 冷凝器循环水量W 5.2 再沸器计算与选型 再沸器的任务是将部分塔底的液体蒸发以便进行精馏分离。再沸器是热交换设备，根据加热面安排的需要，再沸器的构造可以是夹套式、蛇管式或列管式；加热方式可以是间接加热或直接加热。设计者应注意以下设计目标： ①使设备成本低(保持较高的传热系数)； ②使换热表面尽可能清洁(防止传热管表面结垢)； ③对于易热分解的产品，应使其停留时间短，加热壁温低 ④能满足分离要求。 5.2.1 再沸器的传热面积S K＝800 kcal/ m2•h•℃=3345 J/ (m2•h•℃)（可在600~1200 之间选取），在0.2Mpa 时,采用饱和蒸汽,饱和蒸汽进口温度t1＝122 ℃（皖维使用的是过热蒸汽，P=0.4Mpa 的温度为240℃,但考虑到过热蒸汽传热速率问题，一般不推荐Δtm 超过50℃）,添加甲醇进口温度t2＝60 ℃，蒸汽出料温度t3＝100℃，添加甲醇出口温度t4＝70 ℃。 采用逆流操作则 则 5.2.2 再沸器选型 查标准JB/T 4714-92，选AES 500-1.6-72-6/19-4I 5.2.3 再沸器蒸汽用量及管径D 已知蒸汽热焓△H=653.9 kcal/kg=2734 J/ (m2•h•℃),蒸汽重度为1.7kg/m3,则蒸汽流量Q 按下式计算 采用直管进料，取蒸汽最大气速为20m/s，则 查GB8163-87，采用热轧无缝钢管Φ273×18 结论 本设计在PVA生产过程中的作用： 聚合第二精馏塔主要作用分离醋酸乙烯和甲醇，从塔顶蒸出的醋酸乙烯和水，在冷凝器内冷凝冷却后，进入分层器。分层器为卧式，带夹套，通—7℃的冷冻盐水，使物料保持在5℃左右，以降低醋酸乙烯和水的相互溶解度。上层为醋酸乙烯，含水小于1%，还含有1.7%左右的醋酸甲酯，0.5%左右乙醛，送走蒸馏甲酯，乙醛等杂质后，再用于聚合。下层为水，含醋酸乙烯2—3%，用泵全部打回流，做为萃取水的一部分。 因为萃取水的温度约30℃，而塔顶的温度要维持65℃，必须有一部分蒸汽在塔顶冷凝下来，使水温从30℃升至65℃，冷凝下来的这一部分液体叫做内回流，内回流比约为0.41，所以在正常操作时，不需要外回流。 二塔釜液为35%左右的甲醇水溶液，送往回收工段第三精馏塔，与回收工段的甲醇水溶液合并进行精馏。 设计心得： 毕业设计是一项集科研与工程训练于一体的综合性实践教学活动，是大学生在系统掌握专业知识、技术及平时课程设计、科研训练的基础上，按照 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 化的设计程序与方法所进行的科研活动。它是一种工程训练与研究性学习，也是大学生未来独立工作的预研性准备。可以说它是锻炼学生综合运用所学知识分析解决实际问题能力、培养创新精神、进一步提高综合素质的重要环节，更是学生毕业与学位资格认证的重要依据和检验学校整体教育质量的重要手段。为此我们在毕业设计工作中积极探索新思路、新方法，注重提高毕业设计质量，并取得了一定的成效。在做这次毕业设计过程中使我学到了很多，我感到不论做什么事都要真真正正用心去做，才会使自己更加的成长，没有学习就不可能有实践的能力，没有自己的实践就不会有所突破，希望这次的经历能让我们在以后的学习生活中不断成长与进步。 参考文献 [1] 刘颖隆， 《聚乙烯醇维尼纶工业数据手册》中国化纤工业协会，第一版，2006； [2] 丘天荣.，聚乙烯醇生产醇解度的控制[J]， 化学工程与装备, 2009, (09)； [3] 郭大刚，聚乙烯醇在生物医学工程中的应用研究进展[J]，生物医学工程学志．2005；22(3)：602～605； [4] 孙丽琴，聚乙烯醇的生产及市场前景分析[J]，石油化工技术经济，2002;18(3);33—36 [5] 汪宝林，聚乙烯醇生产技术进展[J]，化学工程师, 2006, (03)； [6] 豆礼梅 刘元虎，聚乙烯醇的生产概况及应用[J]，精细化工原料及中间体, 2009, (09)； [7] 黄尚兵，聚乙烯醇系列产品的研发与生产[J]，化工技术与开发, 2008, (07)； [8] 徐凌云，《聚乙烯醇生产工艺》，2006； [9] 曹新鑫,张鹏斌,朱光辉,何小芳,王海娟. 新型聚醋酸乙烯乳液的研究进展[J]安徽化工, 2007,(05)； [10] 杭宇 尹伟， 聚乙烯醇新型工艺技术的研究进展[J]. 化工科技, 2009, (04)； [11] 胡国胜 尚会建 李明，国内醋酸乙烯聚合方法的研究进展[J]河北工业科技,2009, (05)； [12] 王国胜，《化工原理课程设计》第二版.大连理工大学出版社.2006； [13] 王志魁，《化工原理》.北京化学工业出版社，第三版，2004； [16] 侯丽新，板式精馏塔[M]，化学工业出版社，2000.5； [17] Toshio I,Susumu M Hydrophilie modification method and heat exchanger treated there by[ P ].US,US 6659171 B22003； [18] M. B. Muradov, G. M. Eyvazova and A. N. Bagirov, “The Effect of Solutions Concentrations on the Optical Properties of CdS Nanoparticles Formed in the Polymeric Matrix,” J. of Optoelec. and Adv. Mat.-OPEN J-Gate-Worlds, Vol. 9, No. 5, 2007, p. 1411. 致谢 从开始的选题到设计的最终完成。总共花了大半个学期。其中向工程师和我的指导老师和覃忠琼对我的帮助最大。特别感谢他们。尤其向工程师工作单位不在本地，所以经常是利用假期时间赶过来学校为我们上辅导课，孜孜不倦的对我们进行指导，并改正错误的地方。使得我能顺利的完成本次设计任务。 谢谢老师，覃老师对我们的设计进度非常关心，为我们安排设计的进度任务。认真负责！联系向工程师来为我们上辅导课。一步步的引领我们顺利地完成任务。也感谢母校，提供我们在这成长和学习，生活。 最后感谢我们小组的其他同学们，正是我们的团结合作精神，我的毕业设计才顺利地完成。谢谢你们！ 附录 1.任务书一份（附录A） 2.英文翻译一篇（附录B） 3.开题报告一份（附录C） 4.手绘图两张 （1）聚合二塔系统图 （2）吸收塔塔图 5.四张CAD图 （1）单管程换热器图 （2）PVA生产线流程图 （3）精馏工段流程图 聚合工段流第一聚合釜 年产4万吨的聚乙烯醇聚合装置，聚合釜为两个系列（也可以为一个系列，聚合釜大，这里不在重复介绍），每个系列有两台串联的聚合釜。第一聚合釜5直径1.8米，筒体部分高4米，全容积10m³。聚合釜带有上下两段夹套。下段夹套开车时通水蒸气或热水升温，正常运转时，可停止通蒸汽或热水。上段夹套在正常运转中通冷却水，把聚合釜上面空间的甲醇、醋酸乙烯蒸汽部分冷凝下来。第一聚合釜带有搅拌器，它由两根直径300毫米的不锈钢管和横梁组成[7]。两根立管的中心距聚合釜的中心距离不等，一个为400毫米，另一个为744毫米。搅拌器转动时，由于两根立管的回转半径不同，一根管走大圆，另一根管走小圆，这样可使物料搅拌均匀，传热效果好，温度分布均匀。回转半径大的立管还起刮壁的作用，防止聚合物粘釜。搅拌器设有下轴承，保证搅拌器在转动中稳定。搅拌器的转速为每分钟8转。聚合釜的材质为Cr18Ni9Ti不锈钢[20]。第一聚合釜5的液面一般控制在2.7米高，上面还有1.3米高的空间。当釜内发生爆聚时，物料呈沸腾状态，这部分空间起缓冲作用，防止物料通过上升管流至预热器中。聚合釜上设有安全板（爆破膜），为椭圆形铝板，有十字刻痕、耐压1.5~2公斤/平方厘米。当聚合过程发生爆聚，釜压上升，达到一定压力时，安全板破裂，将压力泄出，可以保护聚合釜的安全[9]。 物料在第一聚合釜5中进行引发（诱导期约为20分钟）和初聚合，聚合率约20%。 在聚合釜内，除了醋酸乙烯的聚合反应外，还进行下列副反应： VAC+CH3OH→CH3COOCH3+CH3CHO VAC+H2O→CH3COOH+CH3CHO 副反应所生成的乙醛，能够从回流液中分析出来。在第一聚合釜的回流液中，开车初期为0.1%左右，正常运转时为0.03~0.06%左右；第二聚合釜的回流液中，开车初期乙醛含量约0.25%左右，正常约为0.08~0.1%左右。开车初期乙醛含量大，因为新的不锈钢表面有杂质，促使了乙醛的生成。经过一段时间的运转，不锈钢表面钝化，乙醛生成量下降[18]。 物料在第一聚合釜的平均停留时间110分钟。从第一聚合釜底部出来的物料，用齿轮泵7打入第二聚合釜9。在泵7出口设有至第一聚合釜5的旁通管，并装有调节阀，来调节第一聚合釜的液面。为了减少回流物料与新物料的混合，也可以把此旁通管接至泵7入口[13]。 第二聚合釜 第二聚合釜的结构与第一聚合釜相似，筒体部分高6米，全容积15m³，搅拌器转速每分钟5.2转。液面控制3.9米高，物料平均停留时间160分钟，醋酸乙烯的聚合率达到50%左右。聚合热也靠甲醇和醋酸乙烯的蒸发带出，蒸汽在尾气冷凝器8中程图 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作 者 签 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 ​​​​​​​​​​​​ 指导教师签名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 ​​​​​​​​​​​​ 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权　　 　 　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 指导教师评阅书 指导教师评价： 一、撰写（设计）过程 1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计 说明书 房屋状态说明书下载罗氏说明书下载焊机说明书下载罗氏说明书下载GGD说明书下载 ）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建议成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 指导教师： （签名） 单位： （盖章） 年 月 日 评阅教师评阅书 评阅教师评价： 一、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建议成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 评阅教师： （签名） 单位： （盖章） 年 月 日 教研室（或答辩小组）及教学系意见 教研室（或答辩小组）评价： 一、答辩过程 1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、学生答辩过程中的精神状态 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 评定成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 教研室主任（或答辩小组组长）： （签名） 年 月 日 教学系意见： 系主任： （签名） 年 月 日 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者（本人签名）： 年 月 日 学位论文出版授权书 本人及导师完全同意《中国博士学位论文全文数据库出版章程》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库出版章程》(以下简称“章程”)，愿意将本人的学位论文提交“中国学术期刊（光盘版）电子杂志社”在《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》中全文发表和以电子、网络形式公开出版，并同意编入CNKI《中国知识资源总库》，在《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传播，同意按“章程”规定享受相关权益。 论文密级： □公开 □保密（___年__月至__年__月）(保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 作者签名：_______ 导师签名：_______ _______年_____月_____日 _______年_____月_____日 独 创 声 明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律后果由本人承担。   作者签名: 二〇一〇年九月二十日   毕业设计（论文）使用授权声明 本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。 本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。 （保密论文在解密后遵守此规定）   作者签名: 二〇一〇年九月二十日 致 谢 时间飞逝，大学的学习生活很快就要过去，在这四年的学习生活中，收获了很多，而这些成绩的取得是和一直关心帮助我的人分不开的。 首先非常感谢学校开设这个课题，为本人日后从事计算机方面的工作提供了经验，奠定了基础。本次毕业设计大概持续了半年，现在终于到结尾了。本次毕业设计是对我大学四年学习下来最好的检验。经过这次毕业设计，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等方方面面都有很大的进步。这期间凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感谢。没有他们的帮助，我将无法顺利完成这次设计。 首先，我要特别感谢我的知道郭谦功老师对我的悉心指导，在我的论文书写及设计过程中给了我大量的帮助和指导，为我理清了设计思路和操作方法，并对我所做的课题提出了有效的改进方案。郭谦功老师渊博的知识、严谨的作风和诲人不倦的态度给我留下了深刻的印象。从他身上，我学到了许多能受益终生的东西。再次对周巍老师表示衷心的感谢。 其次，我要感谢大学四年中所有的任课老师和辅导员在学习期间对我的严格要求，感谢他们对我学习上和生活上的帮助，使我了解了许多专业知识和为人的道理，能够在今后的生活道路上有继续奋斗的力量。 另外，我还要感谢大学四年和我一起走过的同学朋友对我的关心与支持，与他们一起学习、生活，让我在大学期间生活的很充实，给我留下了很多难忘的回忆。 最后，我要感谢我的父母对我的关系和理解，如果没有他们在我的学习生涯中的无私奉献和默默支持，我将无法顺利完成今天的学业。 四年的大学生活就快走入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。 回首四年，取得了些许成绩，生活中有快乐也有艰辛。感谢老师四年来对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护。 学友情深，情同兄妹。四年的风风雨雨，我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。 在我的十几年求学历程里，离不开父母的鼓励和支持，是他们辛勤的劳作，无私的付出，为我创造良好的学习条件，我才能顺利完成完成学业，感激他们一直以来对我的抚养与培育。 最后，我要特别感谢我的导师***老师、和研究生助教***老师。是他们在我毕业的最后关头给了我们巨大的帮助与鼓励，给了我很多解决问题的思路，在此表示衷心的感激。老师们认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。他无论在理论上还是在实践中，都给与我很大的帮助，使我得到不少的提高这对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助，感谢他耐心的辅导。在论文的撰写过程中老师们给予我很大的帮助，帮助解决了不少的难点，使得论文能够及时完成，这里一并表示真诚的感谢。 致 谢 这次论文的完成，不止是我自己的努力，同时也有老师的指导，同学的帮助，以及那些无私奉献的前辈，正所谓你知道的越多的时候你才发现你知道的越少，通过这次论文，我想我成长了很多，不只是磨练了我的知识厚度，也使我更加确定了我今后的目标：为今后的计算机事业奋斗。在此我要感谢我的指导老师——***老师，感谢您的指导，才让我有了今天这篇论文，您不仅是我的论文导师，也是我人生的导师，谢谢您！我还要感谢我的同学，四年的相处，虽然我未必记得住每分每秒，但是我记得每一个有你们的精彩瞬间，我相信通过大学的历练，我们都已经长大，变成一个有担当，有能力的新时代青年，感谢你们的陪伴，感谢有你们，这篇论文也有你们的功劳，我想毕业不是我们的相处的结束，它是我们更好相处的开头，祝福你们！我也要感谢父母，这是他们给我的，所有的一切；感谢母校，尽管您不以我为荣，但我一直会以我是一名农大人为荣。 通过这次毕业设计，我学习了很多新知识，也对很多以前的东西有了更深的记忆与理解。漫漫求学路，过程很快乐。我要感谢信息与管理科学学院的老师，我从他们那里学到了许多珍贵的知识和做人处事的道理，以及科学严谨的学术态度，令我受益良多。同时还要感谢学院给了我一个可以认真学习，天天向上的学习环境和机会。 即将结束*大学习生活，我感谢****大学提供了一次在农大接受教育的机会，感谢院校老师的无私教导。感谢各位老师审阅我的论文。 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作 者 签 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 ​​​​​​​​​​​​ 指导教师签名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 ​​​​​​​​​​​​ 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权　　 　 　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 独 创 声 明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律后果由本人承担。   作者签名: 年 月 日   毕业设计（论文）使用授权声明 本人完全了解**学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。 本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。 （保密论文在解密后遵守此规定）   作者签名: 年 月 日 基本要求：写毕业论文主要目的是培养学生综合运用所学知识和技能，理论联系实际，独立分析，解决实际问题的能力，使学生得到从事本专业工作和进行相关的基本训练。毕业论文应反映出作者能够准确地掌握所学的专业基础知识，基本学会综合运用所学知识进行科学研究的方法，对所研究的题目有一定的 心得体会 决胜全面小康心得体会学党史心得下载党史学习心得下载军训心得免费下载党史学习心得下载 ，论文题目的范围不宜过宽，一般选择本学科某一重要问题的一个侧面。 毕业论文的基本教学要求是： 1、培养学生综合运用、巩固与扩展所学的基础理论和专业知识，培养学生独立分析、解决实际问题能力、培养学生处理数据和信息的能力。2、培养学生正确的理论联系实际的工作作风，严肃认真的科学态度。3、培养学生进行社会调查研究；文献资料收集、阅读和整理、使用；提出论点、综合论证、总结写作等基本技能。 毕业论文是毕业生总结性的独立作业，是学生运用在校学习的基本知识和基础理论，去分析、解决一两个实际问题的实践锻炼过程，也是学生在校学习期间学习成果的综合性总结，是整个教学活动中不可缺少的重要环节。撰写毕业论文对于培养学生初步的科学研究能力，提高其综合运用所学知识分析问题、解决问题能力有着重要意义。 毕业论文在进行编写的过程中，需要经过开题报告、论文编写、论文上交评定、论文答辩以及论文评分五个过程，其中开题报告是论文进行的最重要的一个过程，也是论文能否进行的一个重要指标。 撰写意义：1.撰写毕业论文是检验学生在校学习成果的重要措施，也是提高教学质量的重要环节。大学生在毕业前都必须完成毕业论文的撰写任务。申请学位必须提交相应的学位论文，经答辩通过后，方可取得学位。可以这么说，毕业论文是结束大学学习生活走向社会的一个中介和桥梁。毕业论文是大学生才华的第一次显露，是向祖国和人民所交的一份有份量的答卷，是投身社会主义现代化建设事业的报到书。一篇毕业论文虽然不能全面地反映出一个人的才华，也不一定能对社会直接带来巨大的效益，对专业产生开拓性的影响。但是，实践证明，撰写毕业论文是提高教学质量的重要环节，是保证出好人才的重要措施。 2.通过撰写毕业论文，提高写作水平是干部队伍“四化”建设的需要。党中央要求，为了适应现代化建设的需要，领导班子成员应当逐步实现“革命化、年轻化、知识化、专业化”。这个“四化”的要求，也包含了对干部写作能力和写作水平的要求。 3.提高大学生的写作水平是社会主义物质文明和精神文明建设的需要。在新的历史时期，无论是提高全族的科学文化水平，掌握现代科技知识和科学管理方法，还是培养社会主义新人，都要求我们的干部具有较高的写作能力。在经济建设中，作为领导人员和机关的办事人员，要写指示、通知、总结、调查报告等应用文；要写说明书、广告、解说词等说明文；还要写科学论文、经济评论等议论文。在当今信息社会中，信息对于加快经济发展速度，取得良好的经济效益发挥着愈来愈大的作用。写作是以语言文字为信号，是传达信息的方式。信息的来源、信息的收集、信息的储存、整理、传播等等都离不开写作。 论文种类：毕业论文是学术论文的一种形式，为了进一步探讨和掌握毕业论文的写作规律和特点，需要对毕业论文进行分类。由于毕业论文本身的内容和性质不同，研究领域、对象、方法、表现方式不同，因此，毕业论文就有不同的分类方法。 按内容性质和研究方法的不同可以把毕业论文分为理论性论文、实验性论文、描述性论文和设计性论文。后三种论文主要是理工科大学生可以选择的论文形式，这里不作介绍。文科大学生一般写的是理论性论文。理论性论文具体又可分成两种：一种是以纯粹的抽象理论为研究对象，研究方法是严密的理论推导和数学运算，有的也涉及实验与观测，用以验证论点的正确性。另一种是以对客观事物和现象的调查、考察所得观测资料以及有关文献资料数据为研究对象，研究方法是对有关资料进行分析、综合、概括、抽象，通过归纳、演绎、类比，提出某种新的理论和新的见解。 按议论的性质不同可以把毕业论文分为立论文和驳论文。立论性的毕业论文是指从正面阐述论证自己的观点和主张。一篇论文侧重于以立论为主，就属于立论性论文。立论文要求论点鲜明，论据充分，论证严密，以理和事实服人。驳论性毕业论文是指通过反驳别人的论点来树立自己的论点和主张。如果毕业论文侧重于以驳论为主，批驳某些错误的观点、见解、理论，就属于驳论性毕业论文。驳论文除按立论文对论点、论据、论证的要求以外，还要求针锋相对，据理力争。 按研究问题的大小不同可以把毕业论文分为宏观论文和微观论文。凡届国家全局性、带有普遍性并对局部工作有一定指导意义的论文，称为宏观论文。它研究的面比较宽广，具有较大范围的影响。反之，研究局部性、具体问题的论文，是微观论文。它对具体工作有指导意义，影响的面窄一些。 另外还有一种综合型的分类方法，即把毕业论文分为专题型、论辩型、综述型和综合型四大类： 1．专题型论文。这是分析前人研究成果的基础上，以直接论述的形式发表见解，从正面提出某学科中某一学术问题的一种论文。如本书第十二章例文中的《浅析领导者突出工作重点的方法与艺术》一文，从正面论述了突出重点的工作方法的意义、方法和原则，它表明了作者对突出工作重点方法的肯定和理解。2．论辩型论文。这是针对他人在某学科中某一学术问题的见解，凭借充分的论据，着重揭露其不足或错误之处，通过论辩形式来发表见解的一种论文。3．综述型论文。这是在归纳、总结前人或今人对某学科中某一学术问题已有研究成果的基础上，加以介绍或评论，从而发表自己见解的一种论文。4．综合型论文。这是一种将综述型和论辩型两种形式有机结合起来写成的一种论文。如《关于中国民族关系史上的几个问题》一文既介绍了研究民族关系史的现状，又提出了几个值得研究的问题。因此，它是一篇综合型的论文。 写作步骤：毕业论文是高等教育自学考试本科专业应考者完成本科阶段学业的最后一个环节，它是应考者的 总结 性独立作业，目的在于总结学习专业的成果，培养综合运用所学知识解决实际 问题 的能力。从文体而言，它也是对某一专业领域的现实问题或 理论 问题进行 科学 研究 探索的具有一定意义的论说文。完成毕业论文的撰写可以分两个步骤，即选择课题和研究课题。 首先是选择课题。选题是论文撰写成败的关键。因为，选题是毕业论文撰写的第一步，它实际上就是确定“写什么”的问题，亦即确定科学研究的方向。如果“写什么”不明确，“怎么写”就无从谈起。 教育部自学考试办公室有关对毕业论文选题的途径和要求是“为鼓励理论与工作实践结合，应考者可结合本单位或本人从事的工作提出论文题目，报主考学校审查同意后确立。也可由主考学校公布论文题目，由应考者选择。毕业论文的总体要求应与普通全日制高等学校相一致，做到通过论文写作和答辩考核，检验应考者综合运用专业知识的能力”。但不管考生是自己任意选择课题，还是在主考院校公布的指定课题中选择课题，都要坚持选择有科学价值和现实意义的、切实可行的课题。选好课题是毕业论文成功的一半。 第一、要坚持选择有科学价值和现实意义的课题。科学研究的目的是为了更好地认识世界、改造世界，以推动社会的不断进步和发展 。因此，毕业论文的选题，必须紧密结合社会主义物质文明和精神文明建设的需要，以促进科学事业发展和解决现实存在问题作为出发点和落脚点。选题要符合科学研究的正确方向，要具有新颖性，有创新、有理论价值和现实的指导意义或推动作用，一项毫无意义的研究，即使花很大的精力，表达再完善，也将没有丝毫价值。具体地说，考生可从以下三个方面来选题。首先，要从现实的弊端中选题，学习了专业知识，不能仅停留在书本上和理论上，还要下一番功夫，理论联系实际，用已掌握的专业知识，去寻找和解决工作实践中急待解决的问题。其次，要从寻找科学研究的空白处和边缘领域中选题，科学研究。还有许多没有被开垦的处女地，还有许多缺陷和空白，这些都需要填补。应考者应有独特的眼光和超前的意识去思索，去发现，去研究。最后，要从寻找前人研究的不足处和错误处选题，在前人已提出来的研究课题中，许多虽已有初步的研究成果，但随着社会的不断发展，还有待于丰富、完整和发展，这种补充性或纠正性的研究课题，也是有科学价值和现实指导意义的。 第二、要根据自己的能力选择切实可行的课题。毕业论文的写作是一种创造性劳动，不但要有考生个人的见解和主张，同时还需要具备一定的客观条件。由于考生个人的主观、客观条件都是各不相同的，因此在选题时，还应结合自己的特长、兴趣及所具备的客观条件来选题。具体地说，考生可从以下三个方面来综合考虑。首先，要有充足的资料来源。“巧妇难为无米之炊”，在缺少资料的情况下，是很难写出高质量的论文的。选择一个具有丰富资料来源的课题，对课题深入研究与开展很有帮助。其次，要有浓厚的研究兴趣，选择自己感兴趣的课题，可以激发自己研究的热情，调动自己的主动性和积极性，能够以专心、细心、恒心和耐心的积极心态去完成。最后，要能结合发挥自己的业务专长，每个考生无论能力水平高低，工作岗位如何，都有自己的业务专长，选择那些能结合自己工作、发挥自己业务专长的课题，对顺利完成课题的研究大有益处。 致 谢 这次论文的完成，不止是我自己的努力，同时也有老师的指导，同学的帮助，以及那些无私奉献的前辈，正所谓你知道的越多的时候你才发现你知道的越少，通过这次论文，我想我成长了很多，不只是磨练了我的知识厚度，也使我更加确定了我今后的目标：为今后的计算机事业奋斗。在此我要感谢我的指导老师——***老师，感谢您的指导，才让我有了今天这篇论文，您不仅是我的论文导师，也是我人生的导师，谢谢您！我还要感谢我的同学，四年的相处，虽然我未必记得住每分每秒，但是我记得每一个有你们的精彩瞬间，我相信通过大学的历练，我们都已经长大，变成一个有担当，有能力的新时代青年，感谢你们的陪伴，感谢有你们，这篇论文也有你们的功劳，我想毕业不是我们的相处的结束，它是我们更好相处的开头，祝福你们！我也要感谢父母，这是他们给我的，所有的一切；感谢母校，尽管您不以我为荣，但我一直会以我是一名农大人为荣。 通过这次毕业设计，我学习了很多新知识，也对很多以前的东西有了更深的记忆与理解。漫漫求学路，过程很快乐。我要感谢信息与管理科学学院的老师，我从他们那里学到了许多珍贵的知识和做人处事的道理，以及科学严谨的学术态度，令我受益良多。同时还要感谢学院给了我一个可以认真学习，天天向上的学习环境和机会。 即将结束*大学习生活，我感谢****大学提供了一次在**大接受教育的机会，感谢院校老师的无私教导。感谢各位老师审阅我的论文。 _1234567953.unknown _1234568017.unknown _1234568049.unknown _1234568065.unknown _1234568081.unknown _1234568089.unknown _1234568093.unknown _1234568097.unknown _1234568099.unknown _1234568101.unknown _1234568103.unknown _1234568104.unknown _1234568102.unknown _1234568100.unknown _1234568098.unknown _1234568095.unknown _1234568096.unknown _1234568094.unknown _1234568091.unknown _1234568092.unknown 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