由第二块 板以下热 量衡算和 物料衡算， 求提馏段 上升汽量 和下降液 体量
项目 符号
名称
单位
1
VS′
2
LS′
3
δ
4
VS1
5
F
7
Δ
8
VS2
9
VS
10
LS1
11
LS2
12
LS
上升汽量
m3/s
下降液体量
m3/s
进料热状况参数
进料板气相负荷 m3/s
进料流量
kg/h
内回流量
kg/h
顶板气相负荷 m3/s
67
72
23
汽相重度 kg/m3 3.074 2.594 2.883 2.834
液相重度 kg/m3
表面张力 粘度
dyn/c m
cp
928.1 7
893.2 7
931.1 1
910.72 20.52
0.46
2.979 929.64 19.86 0.12
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
精馏工段的主要任务
将合成反应液中的醋酸与醋酸乙 烯分离并精制，精制后的醋酸乙烯 和醋酸分别送往原料工段和合成工 段，并回收反应液中的副产物乙醛。 除去反应液、醋酸中焦油等高沸物。
精馏工段工艺流程
第四精馏塔4 的作用是把3塔 馏出液中含有 的醋酸乙烯回 收回来。该塔 塔顶蒸出醋酸 甲酯、乙醛等， 冷凝冷却后， 部分回流，部 分送往第八精 馏塔8。釜液为 醋酸乙烯，返 回第三精馏塔3。
PVA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， 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。
聚乙烯醇简介
• 聚乙烯醇 (polyvinyl alcoho1) ，简称 PVA ，分子式一[CH 2C H (O H )]一 ， 为白色片状 、絮状或粉末状固体 ，无 味无毒 、无污染 ，可在80 ～90 ℃水 中溶解 ，是一种由醋酸乙烯经醇解聚 合而成的水溶性高分子聚合物
聚乙烯醇的性质及用途
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=93982kJ/h 回流热QD=馏出比热×馏出量×回流比×馏出温度 =21870kJ/h 馏出热QR=馏出比热×馏出量×馏出温度
=2184.269KJ/h 塔顶热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）=1139188kJ/h 釜液热QW=釜液比热×釜液量×釜液排出温度 =183985kJ/h ∵QM=0 假设全塔热损失为QE=0.03QS ∴QS≈2951774 kJ/h
两操作线交点横坐标为：
xf
(R 1)xF (q 1)xD Rq
0.130
精馏段17块塔板 第18块塔板为加料板 提留段为20块塔板
塔体的工艺计算
项目 符号
名称
1
HT
塔板间距
2
D
塔径
3
d0
筛孔直径
4
t
筛孔中心距
5
Aa
开孔区面积
6
A0
筛孔总面积
• 三塔每小时精制 出来的合格醋酸 乙烯理论上必须 满足并大于每小 时生产出成品聚 乙烯醇的需要。 计算三塔每小时 精制出的醋酸乙 烯量。再反推得 到三塔的加料量， 这个加料量其实 就是包含了所有 来源加料的总量。 通过这个总量我 们再根据工艺书 里提供的加料组 分比，计算出馏 出液的量。这样 就知道了四塔的 进料了。
全球聚乙烯产能
当前全球PVA生 产厂家集中于20 个地区与国家， 装置40于套，总 产能达到 1100kt/a产量约 930kt/a。近年 来，产量平均以 3.5%速度递增。 世界PVA产能分 布状况如图
我国聚乙烯醇消费状况
近年来随着我国展 ．对 聚乙烯醇的需求量不断增 加。2004 年我 国聚乙烯 醇的表观消费量为 46.17 万吨 ，2007 年达到51.15 万吨 ，同比增长约 2.90 ％。2009 年表观消费量 47.89 万 吨，同比增长约 4.45％，2004- 2009 年表 观 消费量的年均增长率约 为0.73％。
精馏段操作线方程： y R x xD 10 x 0.058 R 1 R 1 11
xF ──进料中轻组分的
组成，摩尔分率或质
量分率；
xD
──塔顶产品中轻组 分的组成，摩尔分率
或质量分率： xW ──塔底产品中轻组
分的组成，摩尔分率
或质量分率。
提馏段操作线方程 ：
y R'1 x xw 1.463x 0.014 R' R'
毕业设计答辩
年产3000吨聚乙烯醇精馏四塔系统的设计
指导老师： 覃忠琼 向学毅
高分子材料与工程 朱朋明 09206020128
目录
聚乙烯醇的概述
聚乙烯醇的性质及用途 聚乙烯醇国内外生产消费现状
聚乙烯醇的生产工艺流程
精馏四塔的设计
塔物料平衡计算 塔的气液平衡计算 塔的工艺计算 塔高的计算 塔高的计算 四塔的附属设备
平均气相负荷 m3/s
进料板液相负荷 m3/s
顶板液相负荷 m3/s
平均液相负荷 m3/s
数值
精馏段
提馏段 0.709
0.0002643
1.146
0.6881528.163源自408.210.296
0.492
0.0002121
0.000351
0.00007929
塔板数计算
相平衡方程 ：
x
y
y
( 1) y 1.78 0.78 y
物性数据汇总表
名称
单位
进料 馏出 釜液 精馏段平 提馏段平
均
均
平均分子 g/mol 76.47 59.20 81.22 67.841
量
5
6
3
78.849
比热
kJ/kg· 2.05 2.04 2.01 2.05 ℃
2.03
汽化潜热 kJ/kg 421.3 481.5 401.2 451.470 411.295
国内2009年聚乙烯醇消费结构
我国聚乙烯醇生产技术
原料路 石油乙 天然气 电石乙
线
烯
乙炔 炔
优点
副产物 热能利 少，设 用好， 备腐蚀 催化剂 性小， 廉价易 催化剂 得，副 活性高， 反应少 产品质 量好
技术成 熟，投 资少， 催化剂 易得
缺点
催化剂 乙炔成 电石污 贵重 本高 染严重
聚乙烯醇生产流程