1、诚信声明本人声明：我所呈交的本科毕业设计论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 毕业设计论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名： 日期： 年 月 日北京化工大学继续教育学院毕业设计（论文）II毕业设计（论文）任务书设计题目： 年产 5 万吨醋酸生产工艺模拟与回收工段设计 函授站： 吉化职工大学 专业： 化学工程与工艺 班级： 吉化升 131
2、学生： 指导教师： 1设计的主要任务及目标根据北京化工大学下达的任务书，依据 103 厂现有乙酸装置的反应工序进行模拟设计 ,最终掌握设计和撰写设计说明书等文件的一般程序和方法。2设计的基本要求和内容基本要求：要求学员能够综合运用所学的基本理论和基础知识进行设计计算，设计画图内容：生产方法的选择、生产原理、生产工艺条件的论证、生产工艺流程反应器的物料衡算：原料乙醛和氧气用量的计算，接触剂乙酸锰的设计计算，氧化液的计算；反应器的热平衡，冷却水用量的计算；反应器设备的计算：乙醛储罐的设计计算，乙酸锰循环泵的工艺计算。3进度安排序号 设计（论文）各阶段名称 起 止 日 期1 下厂搜集相关的设计资料
3、1 月 15 日至 2 月 1 日2 文献查阅 2 月 2 日至 2 月 20 日3 论文撰写、绘图阶段 2 月 21 日至 4 月 1 日4 毕业论文修改润色阶段 4 月 2 日至 4 月 15 日5 编辑设计资料、准备答辩 4 月 16 日至 4 月 25 日6 毕业答辩 4 月 25 日北京化工大学继续教育学院毕业设计（论文）III年产 5 万吨醋酸生产工艺模拟与回收工段设计摘 要本设计过程中主要运用了 PRO/II 等模拟工具，查阅了化工原理课程设计、化学工艺手册以及化工原理、分离工程、化工设计教材等资料，参考了中国石油吉林石化公司电石厂醋酸车间的装置。在设计过程中，主要对年产 5 万
4、吨醋酸生产装置中的回收工段用化工模拟软件 PRO/II 运用进行了模拟，其中氧化塔物料衡算和热量衡算及醋酸回收塔和稀酸回收塔及设备计算进行手算，并对附属的换热器进行选型。醋酸回收塔和稀酸回收塔的物料衡算和热量衡算利用 PRO/II 模拟得出。同时设计出了回收工段的工艺流程，绘制了带控制点的工艺流程图、管道布置图和设备布置图。关键词：醋酸；工艺设计；工艺流程；PRO/II；回收北京化工大学继续教育学院毕业设计（论文）IVAnnual output of 50000 tons of acetic acid production process simulation and recycling se
5、ction designAbstractThis design process mainly USES the PRO/II simulation tool, refer to the principles of chemical engineering course design, as well as the principles of chemical engineering, separation engineering, chemical process manual chemical design teaching materials and other information,
6、refer to the China petroleum jilin petrochemical company of acetic acid calcium carbide factory workshop. In the design process, the main recycling section of annual output of 50000 tons of acetic acid production device in chemical process simulation software PRO/II using simulated, including oxidat
7、ion tower material balance and heat balance and acetic acid recovery tower and dilute acid recovery tower and equipment calculation by hand, and the selection of attached heat exchanger. Acetic acid recovery tower and dilute acid recovery tower material balance and heat balance of PRO/II simulation.
8、 At the same time to design the process flow of recovery section, mapped the control points of process flow diagram, piping layout and equipment layout.Key words: Acetic acid; Process design; The process flow; PRO/II. recycling北京化工大学继续教育学院毕业设计（论文）V目 录第 一 篇 设 计 说 明 书 .2第 1 章 绪 论 .21.1 指 导 思 想 21.2 设
9、计 的 必 要 性 21.3 车 间 布 置 与 概 况 31.3.1 车 间 布 置 .31.3.2 醋 酸 车 间 概 况 .31.4 安 全 生 产 制 度 31.5 厂 址 的 选 择 41.5.1 厂 址 选 择 地 点 .41.5.2 厂 区 自 然 条 件 .41.5.3 三 废 的 处 理 .4第 2 章 工 艺 流 程 论 证 .62.1 醋 酸 生 产 方 法 的 论 述 62.2 乙 醛 氧 化 法 制 醋 酸 的 基 本 原 理 62.3 原 料 、 公 用 工 程 及 产 品 规 格 62.3.1 原 料 规 格 .62.3.2 公 用 工 程 规 格 .72.3.3
10、 产 品 规 格 .72.3.4 醋 酸 的 主 要 用 途 .72.4 工 艺 流 程 叙 述 8第 3 章 经 济 核 算 103.1 流 动 资 金 估 算 .103.2 成 本 估 算 .103.2.1 制 造 成 本 103.2.2 期 间 费 用 11北京化工大学继续教育学院毕业设计（论文）VI3.2.3 税 金 和 附 加 税 113.3 利 润 估 算 ： .12第 二 篇 设 计 计 算 书 12第 1 章 设 备 物 料 衡 算 131.1 氧 化 塔 物 料 衡 算 .131.1.1 工 艺 条 件 131.1.2 反 应 计 算 141.1.3 循 环 锰 计 算 16
11、1.1.4 尾 气 及 工 业 氮 气 的 计 算 .171.1.5 氧 化 液 的 计 算 181.1.6 氧 化 塔 物 料 衡 算 结 果 .181.2 醋 酸 回 收 塔 的 物 料 衡 算 .191.2.1 进 料 量 191.2.2 塔 顶 采 出 量 191.2.3 塔 底 采 出 量 201.2.4 物 料 平 衡 表 201.3 稀 酸 回 收 塔 的 物 料 衡 算 .211.3.1 进 料 量 211.3.2 塔 顶 采 出 量 211.3.3 塔 底 采 出 量 211.3.4 物 料 平 衡 表 22第 2 章 热 量 衡 算 222.1 氧 化 塔 热 量 衡 算
12、.232.1.1 物 性 数 据 232.1.2 已 知 数 据 232.1.3 计 算 过 程 242.2 醋 酸 回 收 塔 热 量 衡 算 .272.3 稀 酸 回 收 塔 热 量 横 算 .27第 3 章 PRO/ 模 拟 283.1 Pro/II 软 件 介 绍 29北京化工大学继续教育学院毕业设计（论文）VII3.2 PRO/II 模 拟 工 艺 流 程 303.3 模 拟 数 据 与 工 厂 控 制 参 数 .31第 4 章 塔 设 备 的 设 计 334.1 醋 酸 回 收 塔 工 艺 设 计 .334.1.1 塔 径 的 计 算 334.1.2 填 料 层 高 度 及 塔 高
13、 的 计 算 .344.1.3 填 料 塔 压 降 的 计 算 .354.1.4 液 体 分 布 器 的 计 算 .354.1.5 动 能 因 子 384.2 稀 酸 回 收 塔 工 艺 设 计 .384.2.1 填 料 选 择 384.2.2 塔 径 的 计 算 384.2.3 填 料 层 高 度 及 塔 高 的 计 算 .394.2.4 填 料 塔 压 降 的 计 算 .404.2.5 液 体 分 布 器 的 计 算 .404.2.6 动 能 因 子 43第 5 章 换 热 器 的 设 计 435.1 醋 酸 回 收 塔 底 再 沸 器 工 艺 设 计 .445.1.1 设 计 方 案 4
14、45.1.2 总 传 热 系 数 445.1.3 传 热 面 积 455.1.4 换 热 器 的 工 艺 结 构 尺 寸 .455.1.5 再 沸 器 核 算 485.1.6 主 要 结 构 尺 寸 结 果 .515.2 醋 酸 回 收 塔 顶 冷 凝 器 工 艺 设 计 505.2.1 设 计 方 案 515.2.2 总 传 热 系 数 525.2.3 传 热 面 积 525.2.4 换 热 器 的 工 艺 结 构 尺 寸 .535.2.5 冷 凝 器 核 算 55北京化工大学继续教育学院毕业设计（论文）VIII5.2.6 主 要 结 构 尺 寸 结 果 .58结 论 59参 考 文 献 .
15、59北京化工大学继续教育学院毕业设计（论文）1前 言本设计是依据北京化工大学下达的任务书和模拟中国石油吉化电石厂醋酸装置设计而成。在此，我要感谢指导教师杨祥民和同学们对我的大力支持。虽然经过了三年的系统学习，但是只是初步掌握工艺设计的一般程序和方法，综合运用能力有待进一步提高。在今后的工作实践中仍然希望得到老师的指导和同学们的帮助，使自己分析、解决工程技术问题的能力得到提高。受时间，水平有限等因素影响，并且还是初次搞设计，因此，设计中的错误和存在的问题是在所难免的，敬请给予批评指正，使我在此基础上得到更大的提高。北京化工大学继续教育学院毕业设计（论文）2第 一 篇 设 计 说 明 书第 一 章
16、 绪 论1.1 指 导 思 想本设计的指导思想主要包括：（1）生产过程采用自动控制，机械化操作。（2）采用乙醛氧化生产技术，确保产品质量高，生产过程安全。（3）对于易燃易爆场所，设计采用可靠的控制，报警消防设施。（4）厂房、车间、设备布置要严格按土建标准，以保证生产和正常进行及操作人员的安全。（5）设计中按规定达到环保的要求，对生产过程中的化学污水的排放要进行处理，以保证环保要求。 1.2 设 计 的 必 要 性醋酸是最重要的有机化工原料之一，主要用于合成醋酸乙烯、醋酸酯、醋酸盐和氯代醋酸等产品，是合成纤维、胶粘剂、医药、农药和染料的重要原料，也是优良的有机溶剂，在塑料、橡胶、印刷、印染等行业
17、中也有十分之泛的用途。近年来，由于 PTA 及醋酸下游产品的发展，已促使醋酸成为少数产能和需求量迅速增长的少数几个石化产品之一。目前，我国共有醋酸生产厂约 50 家，生产能力达到 135 万吨，约占世界的 15%，产量约占世界的 14.3%，达到 97 万吨左右。其中醋酸乙烯、聚乙烯醇等约占醋酸总消费量的 20%，对苯二甲酸约占 18%，醋酸乙酯/ 醋酸丁酯，乙腈等占 15%，染料占 14%，醋酐占 8%，医药占 10%，其它占 15%。中国醋酸工业的发展前景持乐观态度。但是，目前装置小而散和生产工艺结构不合理的状况必须改变。目前世界上低压甲醇羰基合成法已占总生产能力的 70以上，而我国醋酸的
18、生产还是乙烯法、乙醇法、羰基化法“三分天下” ，这已经不能适应国际竞争的需要。因此，加快发展低压甲醇羰基合成法工艺是当务之急，首先，对现有的企业进行改扩建，使其生产能力至少达到 20 万吨-30 万吨以上。同时在有条件的地区，再新建 1-2 套 30-50 万吨的生产装置，使我国低压甲醇羰基合成工艺的北京化工大学继续教育学院毕业设计（论文）3比例至少提高到 60%，这样才能不断提高我国醋酸在国内外市场上的竞争能力，才也可能满足国内醋酸及其下游衍生物市场发展的需要 。1本设计主要基于吉化电石厂醋酸车间的生产基础上，设计一套年产 9 万吨的醋酸生产装置。1.3 车 间 布 置 与 概 况1.3.1
19、 车 间 布 置本设计的设备布置，既满足了生产实际需要，又考虑了设备的安装、检修方便，节约空地。布置设备时，注意远近相结合。既紧凑又要符合生产工艺和安装要求，生产装置界区根据工艺流程和安全的需要，尽可能缩短装卸物料线。本着满足工艺条件的原则，首先确定关键设备的位置，其他设备则尽可能在主要设备四周，以便于操作、检修和配管。在厂房的四面，从一楼至二楼配有走梯。阀门、仪表等部件距地面较近，以利于手工操作和检修。界区明确，工艺流程通畅，安全合理。1.3.2 醋 酸 车 间 概 况本车间的年工作日是 300 天，即 7200h，大修 30 天，其余为小修或其它原因。本车间采用连续生产操作，工作制度采用四
20、班倒制，连续三班操作，每班定员6 人其中有一班负责车间维修及卫生等工作。车间平面为生产区，包括工段、控制室及办公生活区。表 1-1 车间定员时间 职务 人数 职务 人数8 点16 点 班长 1 书记 116 点24 点 操作工 4 安全员 10 点8 点 仪表工 2 工段长 1另一班休息 分析工 2 采购员 1包装工 4 材料员 1核算员 1技术员 21.4 安 全 生 产 制 度1.严格遵守操作规程，特别是氧化塔的操作，在氧化过程中生成过氧醛酸，不仅在 90100 oC 时能突然分解爆炸，即便在低压时，也会因过多的积累而引起爆炸，生产过程中应经常分析氧化液中醋酸锰的含量 0.080.12%，
21、当过氧醋酸含量过高时，应立即采取措施。同时万一仪表失灵，气相温度一旦超过液相温度 10oC 以上或气相北京化工大学继续教育学院毕业设计（论文）4温度突然急剧上升，应立即关闭氧气。否则可能发生爆炸。2.氧化塔所用的检测仪表需经常检查，防要爆膜耐压不超过 3kg/cm2（表压） ，需要做爆破预检，爆破膜需定期更换，一般使用不能超过半年。3.装置同装置周围严禁吸烟，不准穿带钉鞋，不准使用有色金属打击管道，避免设备产生火花造成爆炸。4.本装置中除了生产需要的原料外，不准堆放其他易燃易爆物品。任何情况下必须保持安全通道的畅通。5.如果装置中任何设备或管道发生泄露，应立即报告执班负责人，并采取相应的措施解
22、决。6.定期检查安全阀，不得变动规定的使用压力。7.乙醛管道避免同蒸汽管道一起铺设，以防乙醛自燃而发生火灾。8.对较高设备应考虑避雷措施，以免发生雷击火灾，各设备管道及设备（室外）考虑接地防止静电。1.5 厂 址 的 选 择1.5.1 厂 址 选 择 地 点本车间应建于吉林市江北化工区，地处松花江畔，水源充足，水质优良。同时有铁路与全国各地相连，交通便利。而且这里是全国最大的化工生产基地，原料充足，便利。附近有动力厂、电厂，所需动力、蒸汽供应方便、经济合理，特别是化工区地处吉林市的东北部，而该地区的主导风向为西南、西北风，对市区居民的生活及附近的工农业生产均无影响。下游还有污水处理厂，能将工业
23、、生活污水进行有效的处理。因此，该处建厂，地址最佳。1.5.2 厂 区 自 然 条 件吉林市地处东北腹地长白山脉，向松嫩平原过渡地带的松花江畔，三面临水、四周环山。气候类型属于温带大陆性季风气候，四季分明。春季少雨干燥，夏季温热多雨，秋季凉爽多晴，冬季漫长而寒冷。交通便利。1.5.3 三 废 的 处 理醋酸生产中产生的三废：废水，废渣，废气。废渣主要是粘稠的高废物。废气为氧化塔废气。副产品有醋酸甲酯和稀醋酸。三废处理情况见下表：北京化工大学继续教育学院毕业设计（论文）5表 1-2 三废处理情况表名称 排除地点 成分 排除量 处理方式 醋酸 80.15%高沸物 19.76%废渣 蒸发器醋酸锰 0
24、.09%200t/a用清水和蒸馏水清洗蒸发器各三次 ,回收稀醋酸后用大量水清洗然后排入污水处理厂氧气 1.33%二氧化碳 42.4%氮气 55.77%废气 氧化尾气 吸收塔有机物 0.5%900m3/h经旋风分离器，冷凝器水洗塔分离，冷凝分离洗涤后排入大气废水 冲地水、检 修清洗水 醋酸 0.5% 9000t/次 不定期排放北京化工大学继续教育学院毕业设计（论文）6第 二 章 工 艺 流 程 论 证2.1 醋 酸 生 产 方 法 的 论 述目前世界上生产醋酸的工业化方法约有六种：亚丁烷法，轻油氧化法，甲醇法，乙烯法，酒精法，电石法。1）乙烯法：乙烯法制醋酸国内有 4 套装置，生产能力为 24.
25、5 万吨/年，占醋酸的生产能力的 60%，乙烯收率和转化率高达 95%，这是其最大的优点。2）丁烷或轻油氧化法：该方法转化率低，选者性差，生成的副产物较多。3）甲醇羰基化法。该方法采用了活性高、选择性好的铑系催化剂，它一方面可以节约设备投资，另一方面促进原料利用率的提高，减少了用于回收副产物的设备投资，提高了它的工艺的经济性。另外，该法的反应系统和精制系统呈一体，可以采用电子计算机控制系统巧妙的进行工艺控制，实现操作条件的最优化。2.2 乙 醛 氧 化 法 制 醋 酸 的 基 本 原 理乙醛很容易被氧化，即使在常温下，如果吸收空气中的氧气也能被氧化成醋酸。工业生产醋酸以醋酸锰为催化剂，方程式如
26、下：COHOCHAcMn3605)(23 o21 该反应的产物较为复杂，除了醋酸以外，还可生成一定量醇、醛、酮和二氧化碳等。工业上为了得到高纯度的醋酸，应选择合适的工艺流程。2.3 原 料 、 公 用 工 程 及 产 品 规 格2.3.1 原 料 规 格原料规格见下表：表 2-1 原材料规格览表No 名称 指标名称 指标 % 备注1 乙醛 乙醛含量 99.702 氧气 氧含量 99.0醋酸锰 97.03 醋酸锰 硫酸根 0.02吉 Q/JH2012-87A 装置HG/T2034-91北京化工大学继续教育学院毕业设计（论文）7氯离子 0.01水不溶物 0.01硫离子 0.302.3.2 公 用
27、工 程 规 格公用工程规格见下表：表 2-2 公用工程规格览表No 名称 指标名称 指标 备注入口温度 15 oC1 工业水入口压力 0.60 mpa2 蒸汽 入口压力 0.60 mpa3 电 电压 220/380V4 氮气 氧 0.5%5 仪表压缩空气 入口压力 0.50 mpa温度为年平均值温度 15 oC 温度为年平均值6 消防水压力 0.60 mpa2.3.3 产 品 规 格产品规格见下表：表 2-3 产品规格览表No 指 标 名 称 优等品 一等品 合格品 分 析 方 法1 外观铂钴色号 10 20 30 比色法2 乙酸含量 99.8 99.0 98.0 中和法3 水分含量 0.15
28、 卡尔费休法4 甲酸含量 0.06 0.15 0.35 次溴酸钠法5 乙醛含量 0.05 0.05 0.10 无水亚硫酸氢钠法6 蒸发残渣 0.01 0.02 0.03 重量法7 铁含量 0.00004 0.0002 0.0004 比色法8 高锰酸钾氧化值分30 5 比色法 允许铝制包装桶所产生的混浊北京化工大学继续教育学院毕业设计（论文）82.3.4 醋 酸 的 主 要 用 途1. 制醋酸乙炔醋酸乙炔是聚乙烯醇、纤维的主要原料；它可以作为胶乳、涤料、织物整理剂、胶粘剂的原料，生产醋酸乙烯是目前醋酸的最大用途之一。2. 制醋酸纤维素生产醋酸酐，自加工成醋酸纤维是醋酸的第二大用途。醋酸和醋酸纤维
29、素被广泛的应用于制造塑料、人造丝、喷漆、照相底片、透明纸、染料及医药等。3. 制醋酸酯类溶剂醋酸甲酯、乙酯、丙酯、丁酯和戊酯被大量用于工业溶剂。多用于喷漆、增塑剂、制药和香料等。4. 制取氯醋酸和醋酸盐一氯醋酸是制造除草剂 2，4D 等的原料。醋酸钠是制除草剂、织物、染料、照相底片的中和剂和媒染剂。5. 作织物整理剂醋酸可以作为尼龙、丙烯纤维、织物的整理剂，是生产染料、涤料的重要中间体。6. 用于制药醋酸在医药工业方面可用制维生素 B1 烟酸、乙酰胺、阿司匹林、黄连素、甲基硫氧嘧啶、磺胺硫脲和磺胺甲基嘧啶等重要原料。7. 制取乙酰化合物醋酸可以生成乙酰氯、乙酰胺、二甲基乙酰胺和乙酰苯胺等。2.
30、4 工 艺 流 程 叙 述从脱低塔 T0101 塔顶脱除的低沸物气体，进入醋酸回收塔 T0301 中。经蒸馏，从塔底得到浓度 85%的醋酸，经液位控制，流量调节后，连续流入高沸物蒸发器内，重新蒸馏。T0301 塔底温度 TI0305 由再沸器 E0301 远距离自动调节阀 FRC0302 调节蒸汽流量控制在115120。液位 LIC0301 控制在仪表刻度的 4060%。压力控制在 540 KPa，由 PI0303 记录。T0301 塔顶温度由 TRC0301、FRC0301 加水串级调节，温度控制在 95102，压力 PI0301控制在 015KPa。塔顶未凝之乙醛、醋酸甲酯、水及醋酸混合蒸
31、汽，经稀酸冷凝器 E0305 冷凝，液相流入稀酸回收塔 T0302 中，未凝之气体连续进入稀酸回收塔 T0302 顶部。通过稀酸回收塔 T0302 的分馏，从塔底得到总酸浓度35%的稀醋酸、甲酸和水的混合物，经流量调节 LIC0302 调节控制，进入包装工序稀酸贮罐 V0301 内。塔底温度由 TI0310 指示由加热蒸汽量 FRC0304 调节，控制在 8090。液位 LIC0302 控制在仪表刻度的 5060%，压力PI0307 控制在 540 KPa。稀酸回收塔 T0302 塔顶温度由 FRC0303、TRC0303 加水串级调节控制在 3545，顶压PI0305 控制在 015 KPa
32、。塔顶馏出之乙醛、醋酸甲酯等混合蒸汽进入醛酯冷凝器 136，经冷凝，北京化工大学继续教育学院毕业设计（论文）9液相连续进入醛酯回收塔 T0303 中。通过醛酯回收塔 T0303 的分馏，从塔底得到浓度80%的混合甲酯，经液面控制，流量调节，进入包装工序 V0303 储罐内。塔底温度 TI0314 由加热蒸汽 FRC0306 调节控制在 4555，压力PI0311 控制在 010KPa。塔底液位 LIC0303 控制在仪表刻度的 5060。醛酯回收塔 T0303 塔顶温度由 FRC0305、TRC0305 加水串级调节控制在1921，塔顶压力为常压。从塔顶馏出之乙醛含量 85%的乙醛蒸汽，经乙醛
33、尾凝器 E0304 冷凝，冷凝液流入乙醛中间槽 V0302 中，经分析合格后用氮气压到乙醛加料罐 01 中， 未凝气体经回收乙醛放空缓冲罐放入大气。北京化工大学继续教育学院毕业设计（论文）10第 三 章 经 济 核 算3.1 流 动 资 金 估 算醋酸的出厂价格为 3600 元/吨， （2010.12.11 东北地区吉化出厂报价）醋酸的年销售收入 万元43605180我国化工行业的销售收入流动资金率一般较国外较高，所以，取销售收入流动资金率为 20%，则：流动资金额=销售收入资金率 年销售收入 120%36万 元取流动资金年利率为 5.58%，则：流动资金年利息 =3605.8%20.万 元3
34、.2 成 本 估 算3.2.1 制 造 成 本（1）原材料费 wCQ， 1nMiPi i-MiP原 材 料 总 费 用 第 种 原 材 料 消 费 定 额第 种 原 材 料 单 价 原 材 料 种 类 数取原料乙醛（99.5%）的消耗定额为 5634.596kg/h；氧气（99.0%）的消耗定额为 2386.528kg/h；氮气（99% ）的消耗定额为 595.184kg/h，已知原料乙醛单价为：4590 元/t ；氧气单价为：0.45 元/m3；氮气单价为：0.28 元/m3，则：原材料费为5634.902386.50.41295.840.21528MC万 元（2）燃料及动力费 1nPiQi
35、 i i燃 料 及 动 力 费 第 种 燃 料 及 动 力 的 消 费第 种 燃 料 及 动 力 的 单 价取工业水（30.60MPa）的消耗定额为 75t/t；电（380V）的消耗定额为 16kwh/t；蒸汽的消耗定额为（0.6 MPa）：2t/t。已知：工业水单价：0.25 元/t，电单价：0.65 元/度，蒸汽单价：1800 元/t北京化工大学继续教育学院毕业设计（论文）11所以，燃料及动力费 2350.7.6521803.69pC万 元（3）直接工资 WQ，取生产工人工资为 3.5 万元/年则 30761912C万 元（4）其他直接支出费用按直接工资费用的 12%计算，则：=%2.8F
36、W万 元（5）制造费用 15%MPWFC制 造 费 用2586.3.92.8=9170（ ） 万 元则：制造成本=原材料费+燃料及动力费+直接工资 +制造费用.+31.70=94.万 元3.2.2 期 间 费 用（1）管理费用取制造成本 6%，即： 2984.6%=179万 元（2）财务费用取流动资金利息 2 倍，即 0万 元（3）销售费销售费=销售收入 2%=180002%=360 万元总成本费用：总成本费=制造成本+ 期间费用期间费用=管理费 +财务费用 + 销售费=179+401.76+360=940.76 万元则：总成本费用=2984.44+940.76=3949.61 万元3.2.3
37、 税 金 和 附 加 税1、增值税=销项税额 -进项税额 180=265.381+7%含 税 销 售 收 入销 项 税 额 增 值 税 率 万 元增 值 税 率北京化工大学继续教育学院毕业设计（论文）123.054.6=17%=0.281+购 入 品 的 外 购 含 税 成 本进 项 税 额 增 值 税 率 万 元增 值 税 率增值税额 =销项税额 -进项税额=2615.38-0.28=2615.10 万元2、城乡维护建设税城乡维护建设税=增值税额 城建税率=2615.667%=183.10 万元 3、教育费附加教育费附加=增值税额3%=2615.663%=78.47 万元 4、消费税取销售收
38、入的 17%为：1800017%=3060 万元则：销售税金及附加税=2615.10+183.10+78.47+3060=5937.23 万元3.3 利 润 估 算年利润总额年销售收入年成本估算年期间费用年销售税金及附加税180002984.443946.615937.235128.72 万元北京化工大学继续教育学院毕业设计（论文）13第 二 篇 设 计 计 算 书第 一 章 设 备 物 料 衡 算1.1 氧 化 塔 物 料 衡 算1.1.1 工 艺 条 件乙醛和氧气反应生成醋酸各反应方程式以及乙醛分配率如下：A 94.7%3231CHOCHOB 0.25%32()HC 0.45%3232 C
39、D 3.6%254E 1.0%32322HOCO已知原料组成见表 1-1。 表 1-1 原料组成产物分类 组成工业乙醛 乙醛 99.50% 丁烯酸 0.04% 水 0.40% 三聚乙醛 0.10%工业氧气 氧气 99% 氮气 1.00%工业氮气 氮气 99% 氧气 1.00%工业乙酸 乙酸 97% 水 1.02% 甲酸 0.27% 醋酸锰 1.19%循环锰 催化剂中醋酸锰含量占 1.19%，催化剂醋酸锰量占 1000kg 乙醛的 0.36%表 1-2 产物组成北京化工大学继续教育学院毕业设计（论文）14产物分类 组成乙醛 氮气 氧气与二氧化碳氧化塔尾气（mol%）0.45% 66.55% 33
40、%醋酸 甲酸 水 乙醛成品组成（wt% ）99.9% 0.02% 0.08% 0.01%表 1-3 物质分子的量物质名称 分子量 物质名称 分子量3CHO60 3CHO44374 46370 38632()146 3()132MnCOH173氧化塔 T0104 进料及排料情况：图 1-1 氧化塔物料衡算1.1.2 反 应 计 算醋酸产量：5 万吨/年，一年按 300 天计， 每天 24 小时 ，共 7200 小时北京化工大学继续教育学院毕业设计（论文）151、每小时醋酸的产量： 7510694./32kgh2、醋酸的纯度为 99.5%，则每小时纯醋酸的产量： .7.3/95%3、醋酸精制过程中
41、损失 3.6%，所以纯醋酸的实际生产量：697.23./120.6/1%kghkmolh4、乙醛用量计算：以 100 r工业乙醛进料为基准进行氧化塔的物料衡算：工业乙醛纯度为 99.5%，则纯乙醛的量为：100 99.5%=99.5 /kmolhr乙醛的转化率为 99.3%，则转化的乙醛为：99.5 99.3%=98.804则未转化的乙醛量： 9.5804.69/kmolh5、生成醋酸总量：主反应 3321CHOCHO94.7%98.04.7% 198.04.7%93.56/nkmolh副反应 1 3232()H 0.25%5 20.8/l2 33322CHOCOC0.45%98.04.5%
42、3198.04.5%0./2nkmolh3 24 3.6%6 .3.67.14/l4 32 22CHOCHOHC 1.0%98.01. 5198.049/3nkmolh生成醋酸总量为 567.26/kolh则：214.W得乙醛进料量： .5W 比例因子：268.910K6、已知乙醛纯度 99.5%，乙醛转化率 99.3%未反应的乙醛： 8.0591.3%0.896/kmolh北京化工大学继续教育学院毕业设计（论文）167、氧化塔：实际参加反应的 的量= 3CHO128.059.3%.5126.7/kmolh生成 Ac的量 15()6/Knkmolh生成 2的量 34.生成 的量 25()912
43、/kl生成 HCO的量 50./nolh生成 3的量 384Km生成 2()的量 2.105/kl生生成物总量(不包含 )120.659.180.46.847.105467.23/kgh消耗 O总量 235( )39/Knnkmolh已知氧气纯度 99%，利用率 99 % ,则消耗工业氧气摩尔总量: 7.094.7/l未反应的氧气量： 3.538/23.6/9kolhkgh氧气中夹带的氮气的量： 74107408m工业氧气量： .02.65/8 工业 各物质的量及组成见下表3CHO表 1-4 原料乙醛中各物质的量的组成物质名称 物质的量的百分含量 实际物质的量 /kmolh乙醛 99.5% 1
44、28.059.%127.49水 0.36% 360聚甲醛 0.1% .8丁烯酸 0.04% 51.1.3 循 环 锰 计 算已知催化剂中醋酸锰含量占 1.19%，催化剂中醋酸锰量占 1000kg 乙醛的北京化工大学继续教育学院毕业设计（论文）170.36%，设 32()MnCHO的量为 m ,则，得 10.36%128.0594.20.183/kgh循环锰量 695/kgh根据循环锰的组成分别求出各组分的量表 1-5 循环锰溶液量成 分 质量数 kg/h 摩尔数kmol/h质量分率 % 摩尔分率 %醋酸 1645.17 27.42 97 95.57水 17.30 0.96 1.02 3.347
45、甲酸 4.58 0.099 0.27 0.354丁烯酸 2.54 0.04 0.15 0.139亚乙基二醋酸酯 2.88 0.0197 0.17 0.069醋酸锰 20.18 0.12 1.19 0.418三聚乙醛 3.39 0.025 0.2 0.087总计 1696.05 28.6837 100 1001.1.4 尾 气 及 工 业 氮 气 的 计 算设计尾气中二氧化碳摩尔分率为 28.2%，设尾气总量 /Vkmolh，则：得： 9.8160.234.809/kolh则尾气中各物质含量：表 1-6 尾气各组分含量物质 摩尔分率% 摩尔数 kmol/h 质量数 kg/h 质量分率%氮气 62
46、.60 21.790 610.12 52.92 氧气 7.20 2.506 80.192 6.96 乙醛 2.00 0.696 30.624 2.66 二氧化碳 28.20 9.816 431.904 37.46 总计 100.00 34.809 1152.84 100.00 尾气计算尾气中总氮气为 610.12kg/h北京化工大学继续教育学院毕业设计（论文）18工业氮气中纯氮气为 610.12-20.888=589.232kg/h中氮气纯度为 99%，需工业氮气 589.23.184/%kgh氮气带入的氧气量 59.14/1.1.5 氧 化 液 的 计 算氧化液中各物质的量=反应生成的量+
47、循环锰带入的量醋酸质量=反应生成的量 +催化剂带入的量：120.6514.785.0/kgh水质量=催化剂带入量 +工业乙醛带入量 +反应生成的量：7.39.24.176/乙醛质量(液相)= 68.k乙酸甲酯质量= 0.8.0/gh亚乙基二醋酸酯质量=反应生成的量+ 催化剂带入的量：0.15462.1./k甲酸质量=反应生成的量 +催化剂带入的量： 83.9/gh三聚乙醛质量=催化剂带入量+ 工业乙醛带入量：3.90120.26/k丁烯酸质量=催化剂带入量+ 工业乙醛带入量：.548.9/gh醋酸锰质量= 3k各物质的量见下表：表 1-7 氧化液组成物质 质量(kg/h) 质量分率（%） 摩尔
48、数(kmol/h) 摩尔分率（%）醋酸 8885.07 96.307 152.653 91.812乙醛 8.8 0.280 0.625 0.364乙酸甲酯 21.016 0.228 0.223 0.176水 204.176 2.212 11.565 7.028亚乙基二醋酸酯 18.21 0.198 0.123 0.077甲酸 23.992 0.260 0.526 0.323三聚乙醛 20.286 0.220 0.118 0.095丁烯酸 6.926 0.076 0.065 0.050醋酸锰 20.183 0.220 0.127 0.073北京化工大学继续教育学院毕业设计（论文）19总计 9208.659 100 154.209 1001.1.6 氧 化 塔 物 料 衡 算 结 果表 1-8 氧化塔物料衡算结果物质名称 质量数(kg/h) 总计工业氧气 2383.555工业氮气 595.184工业乙醛 5684.596进塔循环锰 1696.0510359.385尾气 1152.84出塔氧化液 9208.659 10361.499M 进M 出，所以物料守恒。1.2 醋 酸 回 收 塔 的 物 料 衡 算醋酸回收塔通过 PRO/I
