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6.4 压缩机选型一览表 47
结论 49
参考文献 50
致谢 52
1 前言
目前，国内乙二醇下游产品主要有聚酯、防冻液、粘合剂、润滑剂、增塑剂、涂料等表面活性剂和聚酯多元醇等[1]。在众多应用中聚酯是我国乙二醇的主要消费领域，其消费量约占国内总消费量的93.0%，另外约7.0%用于防冻剂、粘合剂、油漆溶剂、耐寒润滑油、表面活性剂以及聚酯多元醇等[2,3]。因此，随着聚酯工业的快速发展，国内市场对乙二醇需求量较大。虽然国内乙二醇生产能力和产量增长较快，但仍不能满足市场需求，每年需要大量进口，且进口量呈逐年增长态势，至2014年10月进口量已达845.04万吨，自给率仅为35.17%[4]。论文网
乙二醇工业化生产方法主要有石油路线、非石油路线、生物质路线等[5]。石油路线生产乙二醇包括环氧乙烷法、碳酸乙烯酯法等生产路线，原料为乙烯和氧气，制得环氧乙烷后进一步反应生成乙二醇。非石油工艺发展迅速，主要包括合成气直接合成法、间接合成法以及草酸二甲酯法[6]。生物路线则是化学过程实现其向能源物质以及化学中间体的转化[7]。目前非石油路线虽发展迅速，但远没有石油路线工艺成熟，因此国内仍大多以石油路线为主生产乙二醇。生物质法则处于初试阶段，后续分离存有一定问题，且目前不能大规模发展，未来石油路线仍将是世界生产乙二醇的主要方法。因此，本设计选择碳酸乙烯酯法生产乙二醇，并联产碳酸二甲酯。
项目是为宁波市化学工业园区中石化镇海炼化设计一套年产30万吨乙二醇的工厂。工厂主要以乙烯、氧气、二氧化碳和甲醇为原料，经过环氧化、环加成以及酯交换反应，再进行精馏分离、溶剂回收等分离步骤生产乙二醇。工艺能够最大化利用原料生产高附加值的乙二醇，并实现年副产44万吨的碳酸二甲酯。设计依托工艺方案，根据流程模拟与计算数据，在满足工艺要求并充分考虑其经济性前提下，对塔设备、反应器、储罐、泵以及压缩机进行设计、选型与校核研究。
2 塔设备
2.1 概述
塔设备是炼油、石化、化工等生产中的重要设备之一，通过其内部构件使气（或汽）液相和液液两相之间充分接触，进行质量传递和热量传递，实现物料的提纯和分离。因此，在生产过程中常用塔设备进行精馏、吸收、解吸、气体的增湿及冷却等单元操作。在对精制工段流程模拟与优化基础上设计精馏塔，在满足工艺要求条件下，考虑设备的固定投资费用和操作费用，利用物料衡算和热量衡算得到的模拟结果指导设备的设计、选型以及强度校核[8]。
2.2 塔型比较
工业上根据塔的内件结构可分为板式塔和填料塔两类。
板式塔中气液两相间逐层逆流接触并进行传质和传热，在正常操作下，气相为分散相，液相为连续相，气液两相组分的浓度沿塔高呈阶梯式变化。填料塔是连续式的气液传质设备，塔内装有一定高度的填料层，液体自塔顶沿填料表面下流，气液两相间呈连续逆流接触并进行传质和传热，气液两相组分的浓度沿塔高呈连续变化[9]。
填料塔和板式塔的主要特点对比列于表1。
表1 板式塔与填料塔的比较
板式塔 填料塔
压降 较大 小尺寸填料较大；大尺寸填料及规整填料较小
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