【正文】 年產(chǎn) 7 萬噸環(huán)氧環(huán)己烷精制工段工藝設(shè)計(jì) The Refining Process Design of Epoxycyclohexane on 70 kt/a 目 錄 摘要 ........................................................ I Abstrac...................................................... II 引言 ........................................................ 1 第一章 緒論 ................................................. 2 環(huán)氧環(huán)己烷 .......................................................... 2 環(huán)氧環(huán)己烷的合成 .................................................... 2 環(huán)氧環(huán)己烷的精餾分離 ................................................ 2 環(huán)氧環(huán)己烷精制工藝的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .................................. 3 第二 章 設(shè)計(jì)方案 ............................................. 5 設(shè)計(jì)方案 ............................................................ 5 工藝的選用 .......................................................... 5 第 三 章 精制工段工藝設(shè)計(jì) ...................................... 6 設(shè)計(jì)條件 ............................................................ 6 精餾塔的設(shè)計(jì) ........................................................ 6 精餾塔的物料衡算 .................................................. 6 塔板數(shù)的確定 ...................................................... 7 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算 .............................. 9 精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算 ......................................... 14 塔板主要工藝尺寸計(jì)算 ............................................. 17 塔板流體力學(xué)驗(yàn)算 ................................................. 19 塔板負(fù)荷性能 ..................................................... 22 附屬設(shè)備的設(shè)計(jì) ..................................................... 26 全凝器的設(shè)計(jì) ..................................................... 26 再沸器的設(shè)計(jì) ..................................................... 26 原料預(yù)熱器的設(shè)計(jì) ................................................. 27 法蘭的設(shè)計(jì) ....................................................... 28 接管的計(jì)算與選擇 ................................................. 28 第 4 章 自動(dòng)控制系統(tǒng) ........................................ 30 自動(dòng)控制概述及要求 ................................................. 30 自動(dòng)控制設(shè)計(jì) ....................................................... 31 第 5 章 廠區(qū)布置 ............................................ 32 概述 ............................................................... 32 布置原則及方法 ..................................................... 32 結(jié)論 ....................................................... 34 致謝 ........................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 參考文獻(xiàn) .................................................... 35 I 年產(chǎn) 7 萬噸環(huán)氧環(huán)己烷精制工段工藝設(shè)計(jì) 摘要： 環(huán)氧環(huán)己烷是一種重要的有機(jī)合成中間體，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)常壓浮閥精餾塔，分離含環(huán)己烯 （以下皆為質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的環(huán)己烯 — 環(huán)氧環(huán)己烷混合液，其中環(huán)氧環(huán)己烷產(chǎn)量為 70000t/年，最終獲得 的塔頂產(chǎn)品環(huán)己烯和 的塔釜產(chǎn)品環(huán)氧環(huán)己烷。本設(shè)計(jì)采用泡點(diǎn)進(jìn)料， 泡點(diǎn)回流， 塔釜采用間接蒸汽加熱。本設(shè)計(jì)通過翻閱大量的資料進(jìn)行 物性數(shù)據(jù)處理、塔板計(jì)算、結(jié)構(gòu)計(jì)算、流體力學(xué)計(jì)算以及計(jì)算接管壁厚。此外，還對(duì)一些輔助設(shè)備進(jìn)行了設(shè)計(jì)，包括全凝器、再沸器和原料預(yù)熱器，對(duì)本設(shè)計(jì)中需要的自動(dòng)控制系統(tǒng)也有簡(jiǎn)單的介紹。在設(shè)計(jì)中，精餾塔塔徑為 ，有效高度為 ，塔板采用分塊式塔板和單溢流弓形降液管，板間距為 。 關(guān)鍵詞： 環(huán)氧環(huán)己烷 ； 環(huán)己烯 ； 浮閥精餾塔 ； 精制 II The Refining Process Design of Epoxycyclohexane on 70 kt/a Abstrac： Epoxycyclohexane is important anic synthetic intermediates,and this paper designed a float valve distillation column of atmospheric pressure to separate cyclohexeneepoxycyclohexane mixture with cyclohexene containing （ mass fraction,so as follows） . Cyclohexene was obtained at the top and the bottoms product epoxy production of epoxy cyclohexane is 70kt/ bubble point feed, the bubble point backflow were used,and the tower reactor employs indirect steam great deal of literature for processing physical property data,puting tower plates,puting the tower body structure, putational fluid dynamics and putational takeover wall thickness were consulted in this addition,some of the auxiliary equipment, including the whole condenser, reboiler and raw material preheater were designed in this necessary automatic control system are simply rectifying tower diameter is m,and it39。s effective height is of the tower adopt the block type plate and single overflow arch downer with plate distance is m. Key words： cyclohexene oxide。cyclohexene。 float valve distillation column。refine 1 引 言 1,2環(huán)氧環(huán)己烷又名環(huán)氧環(huán)己烷，是一種帶香味的無色或淡黃色液體。由于環(huán)氧環(huán)己烷分子結(jié)構(gòu)中存在十分活潑的環(huán)氧基，使其能與胺、酚、醇、羧酸等反應(yīng)生成一系列高附加值的化合物。環(huán)氧環(huán)己烷的用途很廣，可作為中間體用于制備農(nóng)藥克螨特，己二酸、尼龍 6環(huán)氧類涂料、橡膠促進(jìn)劑、燃料等化工產(chǎn)品也是一種應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛的有機(jī)溶劑， 為此，研究開發(fā)經(jīng)濟(jì)適用的高純環(huán)氧環(huán)己烷 的生產(chǎn)技術(shù)具有重要意義。 環(huán)氧環(huán)己烷是一種熱敏性物料，其精餾分離常采用常壓蒸餾。常壓蒸餾用于熱敏性物料的分離，對(duì)溫度要格外注意，因此對(duì)熱敏性物料的精餾分離應(yīng)特別注意塔釜溫度的控制。塔設(shè)備可以為傳質(zhì)過程創(chuàng)造適宜的外界條件，除了維持一定的壓強(qiáng)、溫度、規(guī)定的氣、液流量等工藝條件外，還可以從結(jié)構(gòu)上保證氣、液有充分的接觸時(shí)間、接觸空間和接觸面積，以達(dá)到相際之間比較理想的傳質(zhì)和傳熱效果。本設(shè)計(jì)通過使用熱量衡算、物料衡算等方法，對(duì)操作壓力、溫度、塔板數(shù)、所用塔的個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)算，設(shè)計(jì)出所用的洗液的濃度和用量、以及副產(chǎn)物的合理 循環(huán)利用等，以得到高質(zhì)量的環(huán)氧環(huán)己烷產(chǎn)品。 2 第一章 緒論 環(huán)氧環(huán)己烷 1,2環(huán)氧環(huán)己烷又名環(huán)氧環(huán)己烷，是一種帶香味的無色或淡黃色液體。熔點(diǎn) 40℃ ，沸點(diǎn) 130~132℃ ，閃點(diǎn) 27℃ 。相對(duì)密度（ 20/4℃ ） ，不溶于水，能與乙醇、丙酮、醚等揮發(fā)物質(zhì)相溶；易燃、易揮發(fā)、無腐蝕性。由于 1,2環(huán)氧環(huán)己烷分子結(jié)構(gòu)中存在十分活潑的環(huán)氧基，使其能與胺、酚、醇、羧酸等反應(yīng)生成一系列高附加值的化合物。 1,2環(huán)氧環(huán)己烷的用途很廣，可作為中間體用于制備農(nóng)藥克 螨特，己二酸、尼龍 6環(huán)氧類涂料、橡膠促進(jìn)劑、燃料等化工產(chǎn)品也是一種應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛的有機(jī)溶劑。 環(huán)氧環(huán)己烷的合成 1,2環(huán)氧環(huán)己烷可從輕質(zhì)油中分離，也可經(jīng)過化學(xué)方法合成。含環(huán)氧環(huán)己烷的輕質(zhì)油來源于環(huán)己烷氧化制環(huán)己酮的少量副產(chǎn)物，其產(chǎn)量受限于環(huán)己酮的產(chǎn)量，而且產(chǎn)品的純度較低。因此，化學(xué)合成法是生產(chǎn)環(huán)氧環(huán)己烷的主要方法。目前其合成方法有氯醇法、空氣催化環(huán)氧化法、以過氧化物為氧源的催化環(huán)氧化法是環(huán)氧化物傳統(tǒng)的合成方法。 氯醇法、過酸法本身存在著選擇性不高、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、反應(yīng)工藝復(fù)雜等缺點(diǎn)，而空氣催化 環(huán)氧化法一般只適用于低級(jí)烯烴。 1983 年 Venturello 等研究開發(fā)了雜多離子 /PTC/H2O2 復(fù)合催化體系應(yīng)用于烯烴的環(huán)氧化，此方法具有工藝簡(jiǎn)單、催化活性及選擇性高、綠色化及易于工業(yè)化等優(yōu)點(diǎn)。在工藝路線設(shè)計(jì)及催化劑的選擇上采用以過氧化氫為氧源，在溫和的條件下由環(huán)己烯催化環(huán)氧化直接合成環(huán)氧環(huán)己烷。 環(huán)氧環(huán)己烷的精餾分離 環(huán)氧環(huán)己烷是一種熱敏性物料，對(duì)溫度十分敏感，受熱到一定程度會(huì)發(fā)生分解、聚合或者其他的化學(xué)反應(yīng)，即日常生活中所說的變質(zhì)。熱敏問題在醫(yī)藥、食品、香料、石油煉制等工業(yè)生產(chǎn)過程比較常見， 是生產(chǎn)中要予以考慮的重要問題。同時(shí)，熱敏性物料的分離和精制是精餾技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域中的重要技術(shù)課題之一。關(guān)于熱敏性物料的分離，有很多種方法，常見的有精餾、溶劑萃取、膜分離等技術(shù)。就精餾方法而言，常壓蒸餾用于熱敏性物料的分離，對(duì)溫度要格外注意，溫度過高不僅物料會(huì)發(fā)生變質(zhì)，分離塔也會(huì)發(fā)生一定程度的結(jié)焦現(xiàn)象，使塔的洗滌造成困難。因此對(duì)熱敏性物料的精餾分離應(yīng)特別注意塔釜溫度的控制，避免以上情況的發(fā)生。 3 根據(jù)由 Hickman 和 Embree 等人提出，并由 發(fā)展的物料穩(wěn)定性指數(shù)理論可知，影響熱敏性物料是否 發(fā)生熱敏反應(yīng)的關(guān)鍵因素有兩個(gè)：一是物料的飽和蒸汽壓，二是分離物料在熱危險(xiǎn)區(qū)的停留時(shí)間，其中飽和蒸汽壓主要和加熱溫度有關(guān)?；诖死碚?，工業(yè)上對(duì)熱敏性物料的分離主要采用以下兩種方法： （ 1） 采用減壓或高真空精餾，降低蒸氣壓 在減壓下，純物質(zhì)的沸點(diǎn)較正常壓力下要低。減壓精餾可以降低混合物的泡點(diǎn)，從而降低分離溫度。因此可減少用于加熱的蒸汽消耗和使用較低壓力的加熱蒸汽。但真空操作對(duì)設(shè)備的密封性要求嚴(yán)格，在技術(shù)上帶來一定的困難。特別對(duì)易燃易爆物質(zhì)，當(dāng)設(shè)備內(nèi)漏入空氣時(shí)，有爆炸的危險(xiǎn)。且減壓精餾的生產(chǎn)能力低于常壓和加壓精餾 設(shè)備。 （ 2） 改造