【正文】 第 1 章 總論 OXO synthesis。羰基合成 。依據(jù)車間布置設(shè)計(jì)的原則，對(duì)車間及設(shè)備進(jìn)行了合理的布置。6 萬(wàn)噸丁辛醇設(shè)計(jì)說明書 _畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 摘 要 本設(shè)計(jì)是關(guān)于年產(chǎn) 80 000 噸丁辛醇丙烯凈化及羰基合成車間的工藝設(shè)計(jì)。對(duì)自動(dòng)控制、環(huán)境保護(hù)及公用工程中的供電、供暖、供水、通風(fēng)做了詳細(xì)的說明。工藝設(shè)計(jì) 。 Process design,。 1 意義與作用 6 廠址選擇原則 13 綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo) 13 土建部分 18 工藝參數(shù) 20 物料衡算 20 物料衡算的意義與作用 35 填料塔填料層高度計(jì)算 39 換熱器的選擇 40 第 4 章 設(shè)備一覽表 45 車間布置設(shè)計(jì)的原則 46 車間設(shè)備布置 45 6 萬(wàn)噸丁辛醇設(shè)計(jì)說明書 _畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 1 章 總 論 概 述 意義與作用 丁辛醇是重要的基本有機(jī)化工原料。用丁醇生產(chǎn)的鄰苯二甲酸二丁酯和脂肪族二元酸酯類增塑劑，廣泛用于各種塑料和橡膠制品的生產(chǎn)。中國(guó)的能源消費(fèi)占世界的 8%～ 9%， SO2的排放量占到世界的 %，燃煤所排放的 SO2 又占全國(guó)總排放量的 87%。10 6 會(huì)使少數(shù)比較敏感的人感到有不良?xì)馕恫⒂胁皇孢m的感覺 。 6 萬(wàn)噸丁辛醇設(shè)計(jì)說明書 _畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 丙烯中常常含有 H2 O、 S、 O2 、 As 和炔烴等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)容易使催化劑活性降低，甚至中毒失去活性，影響裝置的正常生 產(chǎn)，必須進(jìn)行精制脫出丙烯中的微量雜質(zhì)，保證裝置的正常進(jìn)行 [4]。則需要將雜質(zhì)除去。自低壓銠法問世以來(lái)，該法在丁辛醇工業(yè)領(lǐng)域獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷，先后轉(zhuǎn)讓給 9 個(gè)國(guó)家，共建設(shè)了 23 套裝置，采用該法生產(chǎn)的丁醛產(chǎn)量超過 ，占丁醛總產(chǎn)量的 70%。 我國(guó)的丁醇生產(chǎn)技術(shù)在 1980 年以前主要采用糧食發(fā)酵法制丁醇，采用乙醛縮合法制丁烯 醛，丁烯醛縮合、加氫制丁醇。隨后，大慶石化總廠，齊魯石化公司從英國(guó) DAVY 公司成套引進(jìn)丁辛醇生產(chǎn)技術(shù)，并在 1986 年， 1987 年相繼投產(chǎn)。 1998 年吉化公司對(duì)原有的 BASF 高壓羰基合成裝置進(jìn)行改造。均為無(wú)色有毒的易燃液體，能溶于多種有機(jī)溶劑中。無(wú)色透明液體，沸點(diǎn) ℃，凝固點(diǎn) ℃，閃點(diǎn) 3638℃，自然點(diǎn) 365℃，微溶于水，能與乙醇和乙醚混溶。折光率（ n20）： 。一種是以乙醛為原料，巴豆醛縮合加氫法；另一種是以丙烯為原料的羰基合成法。其中改性銠法是當(dāng)代丁辛醇合成技術(shù)的主流。該法以鈷鹽作為催化劑，反應(yīng)壓力為 2030Mpa。低壓羰基合成技術(shù)是在 70 年代中期出現(xiàn)的，是丁辛醇生產(chǎn)技術(shù)的一個(gè)突破。魯爾公司的羰基合成工藝。 2020年 3月 — 4月在大慶石化公司畢業(yè)實(shí)習(xí)中得到的全部 信息及相關(guān)知識(shí)。 廠址選擇 廠址選擇原則 廠址選擇對(duì)于整個(gè)設(shè)計(jì)工作來(lái)說，是十分重要的環(huán)節(jié)。在廠址的選擇中，不僅要考慮自然條件還需要顧及6 萬(wàn)噸丁辛醇設(shè)計(jì)說明書 _畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 原料和成品的供銷，運(yùn)輸情況，燃料、水、電、氣的供應(yīng)，勞動(dòng)后備力量的來(lái)源，施工條件，建筑材料的資源等問題。貫徹以農(nóng)業(yè)為基礎(chǔ)，以工業(yè)為指導(dǎo)方針，節(jié)約用地，盡量不占或少占農(nóng)田。廠址周圍要有良好的交通運(yùn)輸條件，即當(dāng)?shù)氐乃?、陸運(yùn)輸能力可以 滿足新建工廠運(yùn)輸量的要求，并且有發(fā)展余地，以免日后影響或限制工廠發(fā)展。 大慶市區(qū)土壤是在特定的地貌、成土母質(zhì)、氣候、水文、植被等成土因素的綜合作用下形成的。 龍鳳區(qū)位于黑龍江省西部、大慶市東部，是大慶中心城的 ―三顆星 ‖之一，東部與大慶高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)隔路相望，西鄰大慶石油管理局采油二廠、四廠，北靠大慶市人民政府，南與安達(dá)市接壤。龍鳳區(qū)交通便利，四通八達(dá)。 臥里屯是大慶市城鎮(zhèn)布局體系中重要的二級(jí)城鎮(zhèn)之一，現(xiàn)有人口 萬(wàn)人。區(qū)域地處松嫩平原，氣候?qū)儆诖箨懶詺夂?。中?guó)人民銀行、中國(guó)銀行、中國(guó)工商銀行、中國(guó)農(nóng)業(yè)銀行、中國(guó)建設(shè)銀行均有常設(shè)辦事機(jī)構(gòu)。郵政信函、郵政特快專遞快捷方便。丁辛醇裝置設(shè)計(jì)年運(yùn)行時(shí)間為 8000 小 時(shí)，其中 5360 小時(shí)生產(chǎn) 2— 乙基己醇， 2451 小時(shí)生產(chǎn)丁醇，剩余 189 小時(shí)為生產(chǎn)切換時(shí)間，預(yù)計(jì)每年進(jìn)行 7 次切換，每次平均 27 小時(shí)。車間主任白天在車間主持工作，每班由一個(gè)班長(zhǎng)帶領(lǐng)倒班人員進(jìn)行倒班。 表 13 催化劑規(guī)格 名稱型號(hào) 規(guī)格 規(guī)格 一次用量 硫化鉑 進(jìn)口： C532 國(guó)產(chǎn)： BC02009 3mm 直徑擠壓成型 脫除 合成氣 中的氧 1121 （第一層） m3 Pt≥102wt 活性碳 進(jìn)口： 207A 國(guó)產(chǎn)： JB1 510 目顆粒狀 脫除合成氣 中的羰基鐵 和羰基鎳 1120 m CTC 值 5560102 水分 ≤10102wt 浸苛性鈉的 活性氧化鋁 進(jìn)口： ICI59 國(guó)產(chǎn)： T402 35mm 球 脫除合成氣中的氨 1121 （第一層） 4 m3 Na2O≥12102wt Al2O3（高表面） Al2O3（高表面） 其余松密度 ≥900kg/ m3 銠催化劑 ROPAC 國(guó)產(chǎn)： BG2007 Rh； 1921102wt OXO 反應(yīng) 催化劑 年用量 70 kg 氯化物： ≤102wt 鐵： ≤102wt 鋅： ≤102wt 三苯基膦 TPP 白色晶狀小片或顆粒 OXO 反應(yīng) 助催化劑 年用量 ≤34000kg 熔點(diǎn)： ℃ 三苯基膦 ≥99102wt 鈉 ≤5106wt 6 萬(wàn)噸丁辛醇設(shè)計(jì)說明書 _畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 灰份 ≤100106wt 干燥損失 ≤106wt 綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)是人類社會(huì)進(jìn)行物質(zhì)生產(chǎn)過程是不可以缺少的兩方面，任何技術(shù)的社會(huì)實(shí)踐都離不開經(jīng)濟(jì)；而任何技術(shù)的好壞與否，脫離了經(jīng)濟(jì)效益的標(biāo)準(zhǔn)都是無(wú)法判斷的。 h 汽 t／ h 總投資 億元 年銷售收入 萬(wàn)元 年利稅 萬(wàn)元 年利潤(rùn) 萬(wàn)元 1840 4869 1072 1596 65247 16846 12409 6 萬(wàn)噸丁辛醇設(shè)計(jì)說明書 _畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 2 章 工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算 工藝原理 凈化的合成氣與丙烯，在銠催化劑的作用下發(fā)生羰基合成反應(yīng)生成丁醛，反應(yīng)方程式如下： （ 1）丙烯醛化生成正丁醛： CH2 CH=CH2 +CO+H2 090 ~110 .Rh TPPC MPa g???????? ， CH3 CH2 CH2 CHO （ 2）丙烯醛化生成異丁醛： CH3 CH=CH2 +CO+H2 090 ~110 .Rh TPPC MPa g???????? ， （ CH3 ） 2 CHCHO 上述兩個(gè)反應(yīng)，正丁醛是目的產(chǎn)物，而異丁醛是副產(chǎn)物。一種是以乙醛為原料，巴豆醛縮合加氫法；另一種是以丙烯為原料的羰基合成法。液相循環(huán)改性銠法是當(dāng)今世界最先進(jìn)，最廣泛使用的丁辛醇合成技術(shù)。被預(yù)熱后的丙烯進(jìn)入 1凈化槽 V1301， V1301 內(nèi)裝一層活性氧化鋁催化劑。 丙烯從 V1302 出來(lái)后，在 FIC202 控制流量下，進(jìn)入丙烯蒸發(fā)器 E1302 的蒸發(fā)段，E1302 用 蒸汽再加熱使殼程中的甲醇蒸發(fā)，甲醇冷凝下來(lái)， E1302 殼程里的甲醇飽和壓力由 PIC209 控制，蒸發(fā)溫度由 TIC203 控制。 OXO 反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)熱通過產(chǎn)品丁醛的蒸發(fā)脫除一部分，通過調(diào)溫水換熱脫除一部分。 反應(yīng)產(chǎn)品丁醛被循環(huán)氣體從反應(yīng)器中汽提出來(lái)，經(jīng)過霧沫分離器 V1304A/B 除去循環(huán)氣體中夾帶的含有催化劑的液滴，去羰 基合成循環(huán)冷卻器 V1311A/B，將產(chǎn)品丁醛冷凝下來(lái)，并將循環(huán)氣體冷卻到 40℃，然后進(jìn)入羰基合成產(chǎn)品收集器 V1310 中，V1310 中收集的液相產(chǎn)品丁醛一部分用粗環(huán)泵 P1301 打會(huì)反應(yīng)器 V1305A/B 中，用LIC301/303 控制保持 V1305A/B 液位穩(wěn)定，環(huán)壓縮機(jī) P1302， P1302 將氣體從 壓縮到 ，返回反應(yīng)器 V1305A/B 中。 6 萬(wàn)噸丁辛醇設(shè)計(jì)說明書 _畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 2 丙烯壓力 PIC205 MPa 177。在化學(xué)工程中，為了導(dǎo)出某一過程的基本方程式和建立數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)或改造工藝流程和設(shè)備，了解和控制生產(chǎn)操作流程，核算生產(chǎn)過程的經(jīng)濟(jì)效益等都要 驚醒物料衡算。通過物料平衡在已知產(chǎn)品生產(chǎn)任務(wù)情況下算出所需要的原材料，生成的副產(chǎn)物及廢物等的生成量，或者在已知原料投放情況下，算出產(chǎn)品，副產(chǎn)物及廢物量。 物料衡算的方法與步驟 1. 收集計(jì)算數(shù)據(jù) （ 1）原料、輔料、中間產(chǎn)品及產(chǎn)品的規(guī)格； （ 2）過程中單位時(shí)間內(nèi)的物流量； （ 3）有關(guān)消耗定額； （ 4）有關(guān)轉(zhuǎn)化率； 6 萬(wàn)噸丁辛醇設(shè)計(jì)說明書 _畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) （ 5）有關(guān)物理化學(xué)常數(shù)。一年的工作日按 330 天計(jì)算，每天工作 24 小時(shí)，設(shè)計(jì)中采用已知下列數(shù)據(jù)： 丙烯的摩爾質(zhì)量為 為 2kg/ 丁醇的摩爾質(zhì)量為 為 ，氫氣占 %，雜質(zhì)（ CH4+N2+Ar）占 。 物料計(jì)算：計(jì)算基準(zhǔn)取 100Kmol/h 進(jìn)口合成氣進(jìn)入反應(yīng)器。 105 數(shù)量級(jí)，故忽略計(jì)算。若有化學(xué)反應(yīng)，則不僅兼有“三傳”（動(dòng)量傳遞，熱量傳遞，質(zhì)量傳遞），還具有“一反”（化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱效應(yīng) — 吸收或放熱）。 (2) 確定熱量或冷量 如蒸發(fā)、蒸餾、冷凝、冷卻、閃蒸等所需要的熱量或冷量。 熱量衡算及所需媒質(zhì)的量 熱平衡式： Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6； （ 21） 式中 Q1—處理物料時(shí)需要的熱量 kJ； Q2—加熱劑或冷卻劑與設(shè)備和物料傳遞的熱量（符號(hào)規(guī)定加熱劑加 入熱量為 “＋”，冷卻劑吸收熱量為“－” ） kJ； Q3— 過程的熱效應(yīng)（符號(hào)規(guī)定放熱為“＋”，過程吸熱為“－”， 注意： Q 與熱焓符號(hào)相反，即 Q=－ ? H。 a b179。則： n H2=100 ?? = K mol/h n H2=100 1?? = K mol/h 6 萬(wàn)噸丁辛醇設(shè)計(jì)說明書 _畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 40℃， 下進(jìn)入系統(tǒng)。： Tr CO = T/Tc= )9040(21273???= Pr CO =P/Pc= = 查表得 Cp Cp1