乙酸是一种极为重要的有机化工原材料,乙酸精馏塔是乙酸生产过程的核心设备,现有不锈钢等径精馏塔存在压差大、腐蚀严重的问题。本课题将针对原不锈钢等径精馏塔存在的这两大技术瓶颈,运用流体力学理论,对原乙酸精馏塔的结构进行优化设计。本文的主要内容有以下几个方面。(1)依据流体力学理论,对变径段在不同布局方式下精馏塔内流场分布情况进行流场分析,分析结果表明,对于变径段大端朝下的布局方式,乙酸精馏塔内的速度场和压力场分布最好;同时以降低乙酸精馏塔内压差为目的,对大端朝下的变径段的倾斜角和高度进行优化,仿真结果表明,当变径段倾斜角为9°、高度为1423mm时,乙酸精馏塔内的压差明显降低。(2)采用钛钢复合板解决乙酸的腐蚀问题,依据钛和钢两种金属材料的焊接原理,以减少焊接处应力集中为目的,在钛复层和钛复层之间采用凹形钛填层焊接连接,仿真分结果表明,优化后的焊接结构,焊接接头焊趾部位应力集中不明显。(3)依据设备的主要设计参数,对优化后的乙酸精馏塔的整体结构进行了设计,并计算乙酸精馏塔的壁厚和校核塔壁的强度;通过在乙酸精馏塔关键部位设计检漏结构,能够方便现场人员时刻监测乙酸的泄漏情况。本设计的乙酸精馏塔压差小,在相同能耗下,乙酸的分离效率明显提高,并且耐腐蚀性能也得到了明显提高。本设计的乙酸精馏塔已成功应用于宿迁某公司乙酸项目,从用户反馈回来的信息,该设备运行情况良好,相关技术指标达到设计要求。