【正文】 湘潭工學(xué)院化學(xué)工程系 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 —— 年產(chǎn) 2 萬噸甲醛裝置工藝設(shè)計(jì) 1 摘 要 本設(shè)計(jì)的任務(wù)為年產(chǎn) 2 萬噸 37%甲醛水溶液裝置的工藝設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)采用銀催化劑法工藝，配有技術(shù)說明書一本，附圖紙兩張（包括 圖，裝置平、立面布置圖）。其中說明書包括： 、性質(zhì)及用途； 生產(chǎn)方法的論證及選擇、生產(chǎn)原理、流程選擇及控制標(biāo)準(zhǔn)； ； 衡算； 語言編程； 6. 主要設(shè)備計(jì)算及選型； 7. 工廠廠房布置設(shè)計(jì)； 8. 安全生產(chǎn)及三廢治理； 9. 技術(shù)經(jīng)濟(jì)初步核算。圖紙包括： 控制流程圖； 、立面圖。 關(guān)鍵詞：甲醇 甲醛 氧化 工藝 吸收 ABSTRACT The task of thi s desi gn is a pimary design for t he production of carbaldehyde 20,000 ton s techni ce contrive per year， in the design I adopted Ag’ Catalyticoxidetion t ech nology ,Th e design consi sts of an intruction book and three serials of diagram. The instruction includes: 1. The devel opment hi story,property and u sefuln ess of carbaldehyde. 2. demon stratin g an d ch oosing the produ ction way of carbaldehyde. 3. The mass balance of carbaldehyde. 4. The heat balance of carbaldehyde. 5. C language. 6. The ch oosin g and techn ological calculation th e main equipments. 7. Factory chamber design. 8. Safety production and contaminate disposaling. 9. Eomic estimate. Three serials of diagram includes: 1. 20,000ton s per year carbaldehyde process tech nique flow sheet with controlled point. 2. installing chart of the main equipment. 3. the square and spare chart of production section. Key word: Methanol Carbaldehyde oxide Technology absorbtion 湘潭工學(xué)院化學(xué)工程系 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 —— 年產(chǎn) 2 萬噸甲醛裝置工藝設(shè)計(jì) 2 目 錄 前言?????????????????????????????????? 1 第一章 緒論?????????????????????????????? 2 第一節(jié) 甲醛工業(yè)的發(fā)展概況 ??????????????????? 2 第二節(jié) 甲醛的性質(zhì)??????????????????????? 2 一、物理性質(zhì)?????????????????????????? 2 二、化學(xué)性質(zhì)?????????????????????????? 4 第三節(jié) 甲醛的用途及產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)?????????????????? 6 一、甲醛的用途????????????????????????? 6 二、甲醛質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)???????????????????????? 6 第二章 工藝流程的選擇與論證?????????????????????? 8 第一節(jié) 甲醛的生產(chǎn) 原理????????????????????? 8 第二節(jié) 甲醛的合成原理????????????????????? 9 一、甲醛合成反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)??????????????????? 9 二、影響甲醛合成反應(yīng)的因素??????????????????? 9 第三節(jié) 甲醛生產(chǎn)工藝的選擇??????????????????? 11 第四節(jié) 甲醛生產(chǎn)工藝流程???????????????????? 14 一、生產(chǎn)方框圖????????????????????????? 14 二、流程敘述?????????????????????????? 14 第五節(jié) 原 料甲醇???????????????????????? 16 一、物理性質(zhì)?????????????????????????? 17 二、化學(xué)性質(zhì)?????????????????????????? 17 第六節(jié) 原料的準(zhǔn)備??????????????????????? 18 一、原料的輸送????????????????????????? 18 二、原料的氣化????????????????????????? 18 三、原料混合氣的過熱?????????????????????? 18 四、原料混合氣的凈化?????????? ???????????? 19 第七節(jié) 主要工藝指標(biāo)?????????????????????? 19 第三章 工藝計(jì)算???????????????????????????? 21 第一節(jié) 物料衡算計(jì)算條件的確定????????????????? 21 第二節(jié) 物料衡算過程?????????????????????? 21 一、蒸發(fā)器??????????????????????????? 21 二、過熱器??????????????????????????? 23 湘潭工學(xué)院化學(xué)工程系 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 —— 年產(chǎn) 2 萬噸甲醛裝置工藝設(shè)計(jì) 3 三、氧化器??????????????????????????? 23 四、吸收一塔?? ???????????????????????? 25 五、吸收二塔?????????????????????????? 27 六、甲醛裝置總物料平衡圖???????????????????? 27 七、甲醛裝置總物料衡算????????????????????? 27 第三節(jié) 熱量平衡計(jì)算?????????????????????? 30 一、蒸發(fā)器??????????????????????????? 30 二、過熱器??????????????????????????? 31 三、氧化器?????????????????? ????????? 33 四、氧化器中部的廢熱鍋爐???????????????????? 34 五、氧化器下部的水泠段????????????????????? 35 六、吸收一塔?????????????????????????? 35 七、吸收二塔?????????????????????????? 37 八、系統(tǒng)熱量衡算???????????????????????? 38 第四節(jié) 程序設(shè)計(jì)???????????????????????? 40 第四章 主要非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備計(jì)算及定型設(shè)備的選型??????????????? 42 一、堿 洗塔、水洗塔??????????????????????? 42 二、蒸發(fā)器??????????????????????????? 42 三、過熱器??????????????????????????? 43 四、氧化器??????????????????????????? 44 五、吸收一塔?????????????????????????? 46 六、吸收二塔?????????????????????????? 48 七、定型設(shè)備的選型??????????????????????? 50 八、主要非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備及定型設(shè)備 一覽表??????????????? 50 第五章 工藝管道計(jì)算?????????????????????????? 52 一、空氣吸入管????????????????????????? 52 二、空氣壓入管????????????????????????? 52 三、二元?dú)怏w管????????????????????????? 52 四、三元?dú)怏w管????????????????????????? 52 五、產(chǎn)品氣管?????????????????????????? 53 六、一塔頂出氣管????????????????? ??????? 53 七、尾氣管??????????????????????????? 53 八、汽包蒸汽主管???????????????????????? 54 九、配料蒸汽管????????????????????????? 54 十、過熱器加熱蒸汽管?????????????????????? 54 十一、甲醇管?????????????????????????? 55 湘潭工學(xué)院化學(xué)工程系 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 —— 年產(chǎn) 2 萬噸甲醛裝置工藝設(shè)計(jì) 4 十二、甲醛管?????????????????????????? 55 十三、工藝水管????????????????????????? 55 十 四、一塔液循環(huán)管??????????????????????? 55 十五、二塔液循環(huán)管??????????????????????? 56 十六、管道規(guī)格總匯表?????????????????????? 56 第六章 安全與“三廢”治理??????????????????????? 58 第一節(jié) 工藝物料特性及防護(hù)措施????????????????? 58 第二節(jié) 三廢處理???????????????????????? 58 第七章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)初步核算???????????????????????? 60 結(jié)束語????????????????? ???????????? 61 參考文獻(xiàn)???????????????????????????? 62 湘潭工學(xué)院化學(xué)工程系 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 —— 年產(chǎn) 2 萬噸甲醛裝置工藝設(shè)計(jì) 1 前 言 甲醛 （ For ma lde hyd e）于 1 859 年 首 先 由俄 國(guó) 化學(xué)家 A M Ba t lerov通過 甲 撐二 乙 脂水 解 制得 。 1 86 8 年， A W Von Hofm an n 用 甲 醇和 空 氣在鉑催化下合成了甲醛，并確定了它的化學(xué)特性。 甲醛 是 一種 基 本有 機(jī) 化工 原 料 ，主 要 用 于生 產(chǎn) 合成 樹 脂 、維 綸 、季戊四醇 和 烏洛 托 品等 ， 其衍 生 制品 在 木材 加 工、 織 物 整理 以 及炸 藥 、染 料 、醫(yī)藥、農(nóng)藥和增塑劑等生產(chǎn)領(lǐng)域中有著廣泛的用途。 工業(yè) 甲 醛生 產(chǎn) 是典 型 的基 本 有機(jī) 合 成工 藝 ，在我 國(guó) 已有 近 五十 年 的歷史 。我 國(guó) 的工 業(yè) 甲醛 生 產(chǎn)技 術(shù) 無論 在 裝 置設(shè) 計(jì) 、催化 劑 的改 進(jìn) ，還是 在 余熱利 用 方面 都 已有 了 長(zhǎng)足 的 進(jìn)步 ，其 主要 技 術(shù)經(jīng) 濟(jì) 指標(biāo) 已 達(dá)國(guó) 際 上同 類 型生產(chǎn) 工 藝的 先 進(jìn)水 平 。不 僅 在我 國(guó) 已 建有 近 百套 工 業(yè)生 產(chǎn) 裝置 ，而且 已 將技術(shù)轉(zhuǎn)讓到東南亞等國(guó)家。 本設(shè) 計(jì) 采用 銀 催化 氧 化工 藝 ，對(duì)生 產(chǎn) 甲 醛的 工 藝流 程 、物料 衡 算 、設(shè)備結(jié)構(gòu)及技術(shù)經(jīng)濟(jì)等方面進(jìn)行了初步的探討及設(shè)計(jì)計(jì)算。 通過 本 次設(shè) 計(jì) ，使 得 我們 對(duì) 各 種不 同 的甲 醛 生產(chǎn) 工 藝流 程 有了 初 步的認(rèn)識(shí) ，對(duì) 各類 流 程的 特 點(diǎn)作 了 進(jìn)一 步 比 較和 分 析 。通 過 本次 設(shè) 計(jì) ，使 得 我們進(jìn) 一 步加 深 了 大 學(xué) 四年 所 學(xué)的 知 識(shí) ，從 感 性認(rèn) 識(shí) 上升 到 理性 認(rèn) 識(shí)，并 將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中去。 湘潭工學(xué)院化學(xué)工程系 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 —— 年產(chǎn) 2 萬噸甲醛裝置工藝設(shè)計(jì) 2 第一章 緒論 第一節(jié) 甲醛工業(yè)的發(fā)展概況 甲醛是俄國(guó)化學(xué)家布特列洛夫于是 185 9 年發(fā)現(xiàn)的。 18 68 年，霍夫曼 在鉑 催 化 劑 存 在 下 用 空 氣 氧 化 甲 醇 首 次 合 成 了 甲 醛 。 工 業(yè) 化 的 開 發(fā) 始 于1886~1889 年，采用銅催化劑 。 1910 年，伯蘭克研究的銀 催化劑問世。 1 925年，較大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)開始發(fā)展。 1931 年， 阿德金斯和彼 得森首次申 請(qǐng)了鐵鉬氧化物催化劑的專利。由此，甲醛工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)出現(xiàn)兩類工藝方法，即銀法和鐵鉬法。在這近半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展中，兩種工藝都有了很大 的進(jìn) 步。 現(xiàn)在，甲醛已成為大規(guī) 模生產(chǎn)和消費(fèi)的 化工產(chǎn)品，廣泛 用于化工、紡織 、醫(yī)藥、 木材加工以及石油工業(yè)等方面，它是重要的大宗基本化工原料之一。 世界， 198 8 年甲 醛總產(chǎn) 量已超 過 17000kt（ 37%） CH2 O； 中國(guó)， 199 0年工業(yè)甲醛生產(chǎn)能力已達(dá) 880kt，產(chǎn)量為 520kt。 第二節(jié) 甲醛的性質(zhì) 甲醛，分子式 CH2 O，分子 量 ，分子結(jié)構(gòu) 式 HCHO，它是脂肪醛化合物中最簡(jiǎn)單的脂肪