【正文】 乙二醇工段工藝畢業(yè)設(shè)計設(shè)計任務(wù)設(shè)計題目：年產(chǎn)20萬噸乙二醇乙二醇合成工段設(shè)計設(shè)計任務(wù)任務(wù)量為年產(chǎn)20萬噸乙二醇工廠提供足量的乙二醇工作日，連續(xù)運(yùn)行設(shè)計內(nèi)容和要求序號設(shè)計內(nèi)容要求1工藝設(shè)計選擇合適的工藝流程、工藝條件2工藝計算物料衡算、熱量衡算等3反應(yīng)器設(shè)計草酸二甲酯加氫反應(yīng)器工藝尺寸設(shè)計計算、并進(jìn)行反應(yīng)器的優(yōu)化4換熱器傳熱面積的計算、規(guī)格選型5泵、壓縮機(jī)泵、壓縮機(jī)規(guī)格選型6自控設(shè)計選擇設(shè)計合理的設(shè)備控制方案以及該車間的整體控制方案7車間布置根據(jù)化工設(shè)計規(guī)則實(shí)際操作進(jìn)行合理的車間布置8環(huán)境保護(hù)根據(jù)排放要求合理處理三廢9編寫設(shè)計說明書目錄、引言、設(shè)計內(nèi)容、設(shè)備選型、設(shè)計結(jié)果一覽表、結(jié)束語10繪圖1. 繪制合成反應(yīng)器、DMO精餾塔裝配圖2. 合成工段物料流程圖PFD，自控流程圖PID3. 車間平、立面布置圖，管道布置圖11.參考文獻(xiàn)十篇以上相關(guān)的中文文獻(xiàn)和一篇英文文獻(xiàn)I摘 要對于我國能源現(xiàn)狀，以煤產(chǎn)業(yè)代替石油為原料制備化工產(chǎn)品成為國內(nèi)外發(fā)展趨勢。合成氣經(jīng)草酸二甲酯(DMO)催化加氫法是制備乙二醇(EG)工藝的研究熱點(diǎn)之一，其中DMO加氫反應(yīng)是制備EG的核心。乙二醇(ethylene glycol)，分子量；具有沸點(diǎn)高、凝固點(diǎn)低和還原性弱等特點(diǎn)；℃，閃點(diǎn)℃。我國乙二醇主要用于生產(chǎn)聚酯(PET)、防凍液以及黏合劑等。聚酯消費(fèi)始終占乙二醇總消費(fèi)量的以上，致使我國乙二醇的生產(chǎn)和消費(fèi)得到了持續(xù)不斷和快速的發(fā)展。本設(shè)計量是年產(chǎn)20萬噸乙二醇，年工作小時。本設(shè)計首先對工藝流程分析，再根據(jù)工藝參數(shù)及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)利用Aspen Plus模擬軟件完成了加氫反應(yīng)器的物、熱量衡算，還完成了對反應(yīng)器的優(yōu)化問題；本設(shè)計采用固定床列管式反應(yīng)器，，管子采用φ25，一共5017根，正三角形排列；利用SW62011軟件對DMO加氫反應(yīng)器進(jìn)行了強(qiáng)度校核；最后完成了設(shè)備的設(shè)計和選型。本設(shè)計還對DMO加氫工段的車間布置、設(shè)備控制、環(huán)境保護(hù)及投資估算進(jìn)行了簡單的設(shè)計與說明。關(guān)鍵詞: 乙二醇；DMO加氫；列管式反應(yīng)器IIAbstractFor China’s energy situation, the development trend of domestic and international production of chemical products by replacing oil with coal industry as raw material. The syngas by dimethyl oxalate (DMO) catalytic hydrogenation method is one of the highlights in agroscientific research in the preparation of ethylene glycol (EG) process. The DMO hydrogenation reaction is the core of the preparation of EG.Glycol (ethylene glycol), CH2OHCH2OH, molecular weight is 。 With the characteristics of high boiling point, low freezing point and weak reducing。Design is colorless, odorless, sweet liquid. At room temperature, and ethylene glycol boiling point ℃, flash point ℃, the relative water density of . Ethylene glycol in China mainly for the production of polyester (PET) and antifreeze and binder etc. Polyester industry is the main consumption of ethylene glycol in China, polyester consumption accounts for more than 90% of ethylene glycol total consumption all the time, the production and consumption of ethylene glycol has been continuous and rapid development .This design flow is the annual output of 200w tons of ethylene glycol, work 8000 hours, calculated by the annual production of known DMO annual consumption of million tons of raw materials, fresh hydrogen consumption of tons. This design first to process analysis and then according to the process parameters and the standard of Aspen plus simulation software pleted the hydrogenation reactor, heat balance,also pleted the optimization problem of the reactor。 This design USES the fixed bed,design reactor diameter , length of , the pipe by φ25, a total of 5017 root, regular triangle 。 SW62011 software is used to analyse the DMO hydrogenation reactor intensity。 Finally pleted the design and type selection of equipment. This design also the DMO hydrogenation section of the workshop layout,equipment control, environmental protection and investment estimation for the simple design and illustration. Key Words: ethylene glycol。 dimethyl oxalate hydrogenation。 column tubular reactorVII目 錄設(shè)計任務(wù) I摘 要 IIAbstract III1 緒論 1 項(xiàng)目概述 1 工藝特點(diǎn) 1 產(chǎn)品規(guī)格 2 項(xiàng)目建設(shè)意義 22 生產(chǎn)工藝 3 項(xiàng)目背景 3 工藝選擇 3 工藝方案比較 3 工藝方案選擇 4 工藝路線介紹 5 工藝原理 5 工藝流程圖 5 生產(chǎn)流程敘述 6 催化劑選擇 7 Cu/SiO2加氫催化劑 7 HEG1加氫催化劑 73 物料衡算及能量衡算 8 物料衡算 8 物料衡算的意義 8 物料衡算的任務(wù) 8 物料衡算遵循的原則 8 系統(tǒng)物料衡算 8 能量衡算 11 能量衡算的目的 11 能量衡算可以解決的問題 11 能量衡算遵循的原則 11 系統(tǒng)能量衡算 124 設(shè)備選型及設(shè)計 14 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)與依據(jù) 14 換熱器 14 概述 14 分類與特性 15 氫氣進(jìn)料預(yù)熱器 16 26 泵 27 概述 27 選用要求 27 DMO進(jìn)料泵 28 選型結(jié)果 32 壓縮機(jī) 33 概述 33 設(shè)計依據(jù) 33 33 反應(yīng)器 34 概述 34 34 DMO加氫反應(yīng)器設(shè)計 34 37 39 39 45 儲罐 47 概述 47 分類 47 加氫粗產(chǎn)品儲罐 47 選型結(jié)果 485 自動控制及儀表 49 設(shè)計依據(jù) 49 設(shè)計范圍及分工 49 動力供應(yīng) 49 儀表用壓縮空氣 49 儀表用電源 49 設(shè)備控制方案 49 泵的控制方案 49 壓縮機(jī)的控制方案 51 換熱器的控制方案 52 反應(yīng)器的控制方案 53 閃蒸罐的控制方案 55 儲罐的控制方案 556 車間布置 57 設(shè)計依據(jù) 57 EG合成車間 57 車間整體布置 57 各類設(shè)備布置 57 車間布置圖 58 車間的單元設(shè)備布置 60 固定床反應(yīng)器布置 60 泵組布置 60 氫氣壓縮機(jī)布置 61 儲罐布置 617 環(huán)境保護(hù)措施 62 設(shè)計原則 62 62 63 63 648 投資估算 65 編制說明 65 投資估算 65 編制依據(jù) 65 估算方法說明 65 車間投資的一般構(gòu)成 66 車間建設(shè)投資估算 66 69 69 69 70 70 產(chǎn)品成本估算 70 70 成本估算表 71 71 72結(jié)束語 73 設(shè)計總結(jié) 73 74[參考文獻(xiàn)] 75致 謝 77西安文理學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計1 緒論 項(xiàng)目概述乙二醇(EG)，又名甘醇，分子式為(CH2OH)2。乙二醇具有低凝固點(diǎn)、高沸點(diǎn)和弱還原性等特點(diǎn)。乙二醇主要用于防凍液、塑料以及聚酯纖維等領(lǐng)域。在國內(nèi)，生產(chǎn)乙二醇廣泛用于黏合劑、聚酯(PET)以及防凍液等。國內(nèi)聚酯消的費(fèi)量占乙二醇總生產(chǎn)量的90％以上，使我國乙二醇的生產(chǎn)和消費(fèi)得到了持續(xù)不斷的快速發(fā)展。近些年來，國內(nèi)外乙二醇總的消費(fèi)量將達(dá)到了每年萬噸以上，乙二醇主要消費(fèi)在北美洲、西歐以及亞洲等地區(qū)，其中亞洲地區(qū)的總消費(fèi)量將超過每年近萬噸以上，約占了乙二醇總消費(fèi)量的以上。在年，乙二醇國內(nèi)的進(jìn)口量將達(dá)到萬噸，同比年上升了，中國乙二醇產(chǎn)量明顯產(chǎn)不足需。本設(shè)計采用草酸二甲脂加氫制乙二醇工藝技術(shù)，分為兩步進(jìn)行。第一步一氧化碳與亞硝酸酯催化合成草酸二甲酯，第二步由提純后的草酸二甲酯催化加氫制得乙二醇。本工藝技術(shù)既能在有煤、天然氣的地方投資生產(chǎn)，又能充分利用原料資源，實(shí)現(xiàn)了綜合有效的利用資源；制備草酸二甲酯在常壓和低于160℃的條件下進(jìn)行；℃條件下反應(yīng)，此催化反應(yīng)有大量的反應(yīng)余熱可回收再利用。本工藝路線原子利用率高，大氣環(huán)境污染小，可大大提高生產(chǎn)過程的綜合經(jīng)濟(jì)效益。 工藝特點(diǎn)本車間設(shè)計由草酸二甲酯制乙二醇工藝全部采用合成氣為原料進(jìn)行，使乙二醇合成所需要的原料，都有低廉的價格和豐富的資源。為了降低原料成本、可以全國性推廣工藝流程創(chuàng)造了有利條件，使合成氣制乙二醇工藝技術(shù)更具有實(shí)用性和先進(jìn)性。工藝首先將合成氣原料導(dǎo)入裝有HDMO型催化劑的列管式反應(yīng)器中進(jìn)行催化反應(yīng)。將分離提純的草酸二甲酯的反應(yīng)尾氣再通入再生塔，回收利用亞硝酸甲酯。精制后的草酸二甲酯與新鮮氫氣催化加氫生產(chǎn)乙二醇，DMO催化加氫反應(yīng)采用HEG1型加氫催化劑，使得原料草酸二甲酯轉(zhuǎn)化率≥98%，產(chǎn)物乙二醇選擇性≥95%。 產(chǎn)品規(guī)格表1 產(chǎn)品規(guī)格一覽表項(xiàng)目指標(biāo)乙二醇外觀無機(jī)械雜質(zhì)、透明、無色乙二醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)% 色度（鉑鈷）/(加熱前) 5密度（20），g/cm3—沸程（0，）初餾點(diǎn)（） 196干點(diǎn)（） 199水分（%） 酸度（%） 鐵含量（%） 灰分（%） 二乙二醇和三乙二醇（%） 醛含量（%） 紫外透光率（%）220nm 70275nm 90300nm 98 項(xiàng)目建設(shè)意義縱觀全球，工業(yè)上合成乙二醇基本上全部采用石油合成路線。但是受到油價不管升高和國際原油市場的影響，因此乙二醇合成成本也不斷升高。石油路線制備乙二醇路線要面臨國外天然氣制備乙二醇和國內(nèi)煤產(chǎn)業(yè)制備乙二醇路線的挑戰(zhàn)。目前，中國石油合成路線生產(chǎn)乙二醇受到乙烯生產(chǎn)量的影響，生產(chǎn)量不能滿足國內(nèi)外市場的需求。因此，煤產(chǎn)業(yè)制備乙二醇路線的開發(fā)與充分利用就顯得尤為重要。近些年來，煤化工合成乙二醇工藝路線取得了巨大突破，以合成氣合成草酸二甲酯催化加氫為代表的工藝技術(shù)路線取得了工業(yè)化的成功。2 生產(chǎn)工藝 項(xiàng)目背景石油和煤炭是全球性范圍內(nèi)的最重要石化資源。按原料性質(zhì)的不同，化工產(chǎn)品的生產(chǎn)路線可分為“石油化工”和“煤化工”，而且“石油化工”路線在目我國化工產(chǎn)品合成中占有主導(dǎo)性地位。但是我國是一個“貧油、富煤、少氣”的發(fā)展中國家，在2015年時，%。正是在這樣的時代背景下，本論文設(shè)計工藝確定為由合成氣制乙二醇。工藝路線是為：首先以CO為原料通過CO偶聯(lián)反應(yīng)制得草酸二甲酯，隨后草酸二甲酯通過加氫反應(yīng)得到乙二醇產(chǎn)品。 工藝選擇 工藝方案比較目前，我國乙二醇合成工藝技術(shù)主要是環(huán)氧乙烷水合法，但是非環(huán)氧乙烷水合法路線尤其是煤化工路線已經(jīng)取得了巨大突破。以乙烯為原料