第五届化工原理实验技能竞赛试题

青岛科技大学第五届“隆腾杯”大学生化工原理实验技能竞赛试题

某醋酸生产工艺中，以醋酸锰为催化剂，采用乙醛和纯氧双塔串联氧化法制取醋酸，在第二氧化塔的出口得到了一股粗醋酸水溶液（含醋酸93%、水7%，质量浓度，下同），流量为13t/h，常温，常压。现要求采用精馏的方式获得浓度为99.97%的醋酸产品，请设计一小流程，完成上述的醋酸产品分离任务。各参赛小组可采用手算和/或计算机辅助计算的形式，计算中所需要的物性数据、定型设备规格等从化工原理教材附录或其他工具书（软件）中自行查取。要求：1. 进行全流程设计，给出带物料衡算结果的工艺流程图。

2. 计算流程中的管道、离心泵、换热器和精馏塔等设备的主要工艺参数和尺寸，并进行设备选型，以及给出不能选型设备的设计条件图。

3. 进行适当的热集成，降低整个工艺所需的公用工程能耗量（冷却水、蒸汽等的用量）。

4. 设计全流程的控制系统，使醋酸产品的产量和质量维持恒定，并给出带控制点的工艺流程图。

5. 对全流程进行安全性分析，研究该工艺对人、设备和环境可能产生的危害，并对工艺设计方案进行适当修改，以提高工艺的本质安全性。

6. 如果第二氧化塔出料组成变为：醋酸93%、水5%、乙酸乙酯2%，简要说明在设计中应注意哪些问题。

7. 编制该流程的开车和停车步骤。