【正文】 K 1 v1 i viH w H??? = ++++ = kJK 1) 正戊醛 異戊醛 2甲基丁醛 2丙基 2庚烯醛 水 p3 i pic wc?? = ++++ = kJK 1) 出口 (363K)熱熔(kJh1 r 飽和水蒸氣的氣化潛熱 kJh1 w1 流股經(jīng)換熱器質(zhì)量流量 kgkg1h1 由于換熱器換熱過程中不可能把全部的熱量轉(zhuǎn)化為所需熱量，實際工廠中由于各種原因，如環(huán)境溫度、管道等因素，換熱器的換熱存在一定的熱量損失，根據(jù)各工廠的經(jīng)驗和設(shè)計需求，考慮天氣和設(shè)備材質(zhì)等因素，設(shè) 2丙基庚醇 車 間 合成 工段的設(shè)計中熱量損失為 5%，則： 621 / 5 37 10? ? ? kJkg1kg1h1 62. 26 3 73 83 .9 7 10 0 1. 67 10PBAq c m t? ? ? ? ? ? ? kJh1 42 .1 1 2 8 5 .8 8 1 0 0 1 .8 1 0q c m t? ? ? ? ? ? ?異 戊 醛 kJh1 2+Q q q q??入 正 戊 醛 異 戊 醛 甲 基 丁 醛 6 4 4 61. 92 10 + 1. 80 10 + 3. 4 10 1. 97 10Q ? ? ? ? ? ?入 kJK 1) 質(zhì)量流量 (kgh1 10 11 12 w w? ? ? kgh1) w9 w10 2丙基 2庚烯醛 氫氣 2丙基庚醇 7500 7500 正戊醛 異戊醛 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 續(xù) 表 29 換熱器 E105 物料衡算表 組成 質(zhì)量流量 (kgh1) 進(jìn)口物料 出口物料 2丙基 2庚烯醛 氫氣 2丙基庚醇 0 7500 正戊醛 異戊醛 2甲基丁醛 水 合計 換熱器 E105 的物料衡算 圖 27 換熱器 E105 的物料衡算圖 2292 2 +P H P B A H H Ow w w w w w w w? ?? ? ? ? ? ?正 戊 醛 異 戊 醛 甲 基 丁 醛 9 750 0 66. 46 49. 63 3 2 6 3 761 3w ? ? ? ? ? ? ? ? kgh1 2292 2 +P H P B A H H Ow w w w w w w w? ?? ? ? ? ? ?正 戊 醛 異 戊 醛 甲 基 丁 醛 9 750 0 66. 46 49. 63 3 2 6 3 761 3w ? ? ? ? ? ? ? ? kgh1 2 ? kgh1 2 7500PHw ? kgh1 年產(chǎn) 6 萬噸 2丙基庚醇反應(yīng)消耗及產(chǎn)物質(zhì)量流量如下： 32 6 0 0 0 0 1 0 75008000PHw ? ??? kgh1 ?異 戊 醛 kg 以每小時的進(jìn)料質(zhì)量為基準(zhǔn)衡算 (kgh1 72 2 + + = 7 3 7 6 .5 9 + 0 .8 3 + 0 .8 6 + 1 .7 2 + 0 .4 3 = 7 3 8 0 .4 3P B A H Ow w w w w w正 戊 醛 甲 基 丁 醛 異 戊 醛+ kgh1 56 ?? kgh1 表 24 換熱器 E101 物料衡算表 組成 質(zhì)量流量 (kgh1 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 表 23 分離罐 V103 的物料衡算表 組成 質(zhì)量流量 (kgh1 2 ? kgh1 2 ?甲 基 丁 醛 kgh1 ?異 戊 醛 kg 表 21 反應(yīng)物及產(chǎn)物 物性參數(shù)表 名稱 分子式 相對分子質(zhì)量 反應(yīng)轉(zhuǎn)化率 正戊醛 C5H10O 86 99% 2丙基 2庚烯醛 C10H18O 154 ― 水 H2O 18 ― 反應(yīng)物的消耗及產(chǎn)物質(zhì)量流量如下： 7 3 8 3 .9 7 8 6 2 8 2 4 7 .0 3154w ?? ? ?正 戊 醛 kg 圖 21 2丙基庚醇合成工段工藝流程圖 物料衡算 反應(yīng)器 R101 的物料衡算 原料 為 正戊醛純度 ≥97%，其余為異戊醛， 2甲基丁醛，和少量水。 工藝流程簡述 來自精制工段純 度 ≥97%的正戊醛溫度為 100 ℃ ，含有異戊醛、 2甲基丁醛、和少量水，經(jīng)正戊醛原料儲罐 V102，由進(jìn)料泵 P101 送入戊醛縮合反應(yīng)器 R101 在 NaOH 溶液催化下進(jìn)行脫水縮合反應(yīng)，反應(yīng)溫度為 100 ℃ ，壓力 MPa，反應(yīng)產(chǎn)物主要成分為2丙基 2 庚烯醛， 2甲基丁醛，正、異戊醛，水和 NaOH 溶液。原料先在第一反應(yīng)釜進(jìn)行第一段氫甲酰化反應(yīng)生成戊醛，然后在第二反應(yīng)釜進(jìn)行第二段羰基化反應(yīng)生成戊醛，第二反應(yīng)釜的溫度比第一段反應(yīng)溫度高20~40 ℃ ；第二步，上述兩段反應(yīng)生成的戊醛經(jīng)縮合一脫水反應(yīng)，得到烯醛；第三步，所得的烯醛經(jīng)過加氫反應(yīng)，生成 2丙基庚醇；第四步，經(jīng)過分離，得到 2丙基庚醇產(chǎn)品。原料經(jīng)兩段羰基化反應(yīng)生成戊醛，兩段反應(yīng)采用同一催化劑，而反應(yīng)釜采用不同溫度，提高各自反應(yīng)的選擇性，使戊醛的正異構(gòu)物比大大提高。 (2) BASF公司 2丙基庚醇合成技術(shù) BASF公司 2丙基庚醇生產(chǎn)工藝未見公開，從其中申請的多項發(fā)明專利中可推斷出工藝方法的大體輪廓。 2丙基庚醇生產(chǎn)工藝技術(shù)包括 DOW/Davy 聯(lián)合公司 低壓羰基合成技術(shù)， BASF公司 2丙基庚醇合成技術(shù)，中石化 2丙基庚醇制備方法等 [14]。a1 200 1200 原材料量： H2 t 表 15 主要原料和消耗品規(guī)格 原料 規(guī)格 數(shù)量 (t/a) 正戊醛 工業(yè)級 催化劑 NaOH 溶液 工業(yè)級 氫氣 工業(yè)級 循環(huán)冷卻水 30℃ 低壓蒸汽 180℃ ； 2bar 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 產(chǎn)品主要是 2丙基庚醇。合成 2丙基庚醇的選擇性可達(dá) 97%以上 。本廠的建立有利于提高西部地區(qū)在塑化劑方面的完整性。為了進(jìn)一步改善投資環(huán)境，加快外向型經(jīng)濟(jì)發(fā)展，鼓勵外商來包頭市投資，根據(jù)國家和內(nèi)蒙古自治區(qū)有關(guān)法律、法規(guī)的規(guī)定，結(jié)合包頭市實際，制定 了 條例。 廠址優(yōu)勢分析 包頭市位于中國內(nèi)蒙古自治區(qū)中西部，坐落在著名的黃河河套的頂端，北 與蒙古國接壤，南 與鄂爾多斯相鄰，東西兩側(cè)為土默川平原和河套平原 (地理位置如圖 11)，是連接環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)帶和西北地區(qū)的戰(zhàn)略要地，是自治區(qū)戰(zhàn)略布局中腹地開發(fā)的關(guān)鍵地區(qū) ， 是最具經(jīng)濟(jì)發(fā)展活力的 “呼和浩特 包頭 鄂爾多斯金三角 ”經(jīng)濟(jì)區(qū)域的中部，正處于規(guī)模擴(kuò)張階段。 《齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文工作手冊》； 《化工物性參數(shù)手冊 無機卷、有機卷》； 《 壓力容器與化工設(shè)備實用手冊 》 ； 《化工工藝設(shè)計手冊 上、下冊》； 《化工裝置布置設(shè)計手冊》； 《化工設(shè)備設(shè)計手冊》； 《換熱器設(shè)計手冊》； 《 化工設(shè)計概論 》 ； 《 化學(xué)反應(yīng)工程 》 ； 《泵選用手冊》； 《化 工原理》； 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 廠址選擇 廠址確定 計劃在 內(nèi)蒙古包頭工業(yè)園區(qū) 建一座年產(chǎn) 6萬噸 2丙基庚醇的 工廠。已被國外淘汰的 DOP 等增塑劑在我國還大有市場，國內(nèi)市場上 80%的增塑劑都是 DOP、 DBP(鄰苯二甲酸二丁酯 )等增塑劑，價格低廉是最關(guān)鍵的因素。 2021 年我國增塑劑產(chǎn)量 1400 kt，消費量為 1800 kt，預(yù)計 2021 年我國增塑劑需求量將達(dá)到 3000 kt。由中國塑料加工工業(yè)協(xié)會 (CPPIA)表示，受全球健康生活和環(huán)境保護(hù)理念升溫的影響，中國塑料助劑市場需求將加快增長。據(jù) 2021 年統(tǒng)計，我國 PVC生產(chǎn)企業(yè) 104 家，總產(chǎn)能 1781 萬噸，占世界總能力 37%。未來幾年 ， 2丙基庚醇需求量將呈持續(xù)上漲的狀態(tài) 。a1) 投產(chǎn)年份 巴斯夫 德國， Ludwigahafen 80 2021 Evonik OXENO 德國， Mari 60 2021 巴斯夫 YPC 中國，南京化工區(qū) 80 2021 Prestorp 瑞典， Stenungsund 120 2021 目前，全球 DPHP 的消費基本集中在美國和西歐 ， 2021 年世界 DPHP 消費量約為 110~120 kt。美國和西歐 2丙基庚醇的消費量達(dá)世界消費總量的 89%。 2丙基庚醇的丙烯酸酯聚合物可用作鋼鐵的粘結(jié)劑 [9]。 同時 2丙基庚醇也 是制取 PVC 聚氯乙烯增塑劑使用的重要原材料。不同增塑劑醇生產(chǎn)成本或售價的高低，決定了該醇的鄰苯二甲酸酯生產(chǎn)成本或售價之間的相對高低關(guān)系。 Balance calculation 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） III 目 錄 摘 要 ........................................................................................................................................... I Abstract ..................................................................................................................................... II 第一章 總 論 ........................................................................................................................ 1 概述 ............................................................................................................................ 1 項目建設(shè)意義 .................................................................................................. 1 國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展前景 .................................................................................. 1 設(shè)計依據(jù) .................................................................................................................... 3 廠址選擇 .................................................................................................................... 4 廠址確定 .......................................................................................................... 4 廠址優(yōu)勢分析 .................................................................................................. 4 設(shè)計規(guī)模與生產(chǎn)制度 ................................................................................................ 5 設(shè)計規(guī)模 .......................................................................................................... 5 生產(chǎn)制度 .......................................................................................................... 5 原料和產(chǎn)品規(guī)格 ...............................