由氯代正丁烷生产丁基丙二酸二甲酯的精馏塔设计(4)
本课题的目的是通过实验，得到合理的合成方案，然后通过物料计算，能量计算等手段设计其中精馏塔，得到精馏塔合理的参数。设计大批量生产线中某一设备，得到设备的合理尺寸参数，并对整个生产工艺进行规划，最后得到由氯代正丁烷生产丁基丙二酸二乙酯简单工艺流程及设备。最终实现循环生产，污染少，真正实现了绿色生产，对环保生产都有重要意义，而且就如何提高丁基丙二酸二乙酯的产率，并且后续过程中的提纯都进行了研究，同时对整个过程进行简单的工艺优化，最终能够实现了绿色工业化生产。
1.3 塔设备选型及要求
对于一个具体的分离过程，设计中选择何种塔型，应根据生产能力、分离效率、塔压降。操作弹性等要求，并结合制造双修造价等因素综合考虑。例如，对于热敏性物系的分离，要求塔压降尽可能低，选用填料塔较为适宜；对于侧线进料和出料的工艺过程，选用板式塔较为适宜；对于有悬浮物或容易聚合物系的分离，为防止堵塞，宜选用板式塔。对于液体喷淋密度极小的工艺过程，若采用填料塔，填料层得不到充分润湿，使其分离效率明显下降，故宜选用板式塔；对于易发泡物系的分离，因填料层具有破碎泡沫的作用，宜选用填料塔。
为保证精馏过程的稳定、高效地操作，实现优质、高产、经济的分离，适宜的塔型及合理的设计是十分关键的，因此设备应满足一下要求：
(1) 生产能力大，即单位塔截面气、液两相通过能力大。不会产生液泛等不正常流动。
(2) 效率高、操作稳定弹性大。当塔设备的气液负荷量有较大的波动时，仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作，并且塔设备应保证能长期连续操作。
(3) 流体流动的阻力小，即流体通过塔设备的压力降小。这将大大节省成产过程中的动能消耗，以降低常规操作费用。对于减压蒸馏操作，较大的压力降还将使系统无法文持必要的真空度。
(4) 结构简单、材料耗用量小、制造和安装容易。这可以减少基建过程中的投资费用。
结合以上对塔设备发展状况、选型要求的简介，为满是工艺要求, 本设计采用筛孔塔。
1.4操作压强的选择
精馏操作可在常压、减压和加压条件下进行，操作压强常取决于冷凝温度。一般，除热敏性物料外，凡通过常压蒸馏不难实现分离要求，并能用江河水或循环水将馏出物冷凝下来的系统，都应采用常压蒸馏；对热敏性物料或混合液沸点过高的系统则宜采用减压蒸馏；对常压下馏出物冷凝温度过低的系统，需提高塔压或采用深井水、冷冻盐水作为冷凝剂；而常压呈气态的物料必须采用加压蒸馏。
因为丁基丙二酸二乙酯和丙二酸二乙酯在常压下的沸点较高，所以在减压下进行蒸馏。
1.5进料热状态的选择
进料热状态以进料热状态参数q表达，即：
有五种进料状态，即q>1时，为低于泡点温度的进料；q=1时，为泡点下的饱和液体；q=0，为露点下的饱和蒸汽；1>q>0时，为介于泡点和露点间的气液混合物；q<0时，为高于露点的过热蒸汽进料。进料热状况不同，影响塔内各层塔板的气液相负荷。
原则上，在供热量一定情况下，热量应尽可能由塔底输入，使产生的气相回流在全塔发挥作用。为使塔的操作稳定，免受季节气温影响，精、提馏段采用相同塔径以便于制造，则常采用饱和液体进料，但需增设原料预热器。若工艺要求减少塔釜加热量避免釜温过高、料液产生聚合或结焦，则采用气态进料。
1.6加热方式