【正文】 .................................................. 8 第三章 工藝計(jì)算 ............................................... 9 .................................................... 9 ....................................... 9 粗丙酮塔的物料衡 算 ........................................ 9 分解釜的物料衡算 ......................................... 10 中和槽的物料衡算 ......................................... 10 提濃塔的物料衡算 ......................................... 11 氧化反應(yīng)的物料衡算 ....................................... 11 烴化反應(yīng)的物料衡算 ....................................... 12 ........................................... 12 再沸器的熱負(fù)荷 ........................................... 12 冷卻水用量計(jì)算 ........................................... 14 第四章 主要設(shè)備計(jì)算及選型 .................................. 15 參數(shù)的確定 ................................. 15 操作壓力 ................................................. 15 汽液平衡時(shí)， x、 y、 t 數(shù)據(jù) ................................. 15 摩爾物料物料衡算 ......................................... 15 溫度 ..................................................... 16 平均密度的計(jì)算 ........................................... 16 平均表面張力的計(jì)算 ....................................... 18 q 線(xiàn)的計(jì)算 ............................................... 19 水和丙酮平均相對(duì)揮發(fā)度α的計(jì)算 ........................... 19 回流比的確定 ............................................. 19 ..................................................... 20 ....................................................... 21 ..................................... 23 溢流裝置計(jì)算 ............................................ 23 塔板布置及浮閥數(shù)目與排列 ................................ 24 ................................................. 26 氣相通過(guò)浮閥塔板的壓力降 ................................ 26 淹塔 .................................................... 27 霧沫夾帶 ................................................ 28 塔板負(fù)荷性能圖 ............................................ 29 霧沫夾帶線(xiàn) ............................................... 29 液泛線(xiàn) .................................................. 30 液相負(fù)荷上限線(xiàn) .......................................... 30 漏液線(xiàn) .................................................. 31 液相負(fù)荷下限線(xiàn) .......................................... 31 負(fù)荷性能圖 .............................................. 31 ................................................. 34 接管 ..................................................... 34 筒體與封頭 ............................................... 35 裙座 ..................................................... 35 吊柱 ..................................................... 35 人孔 ..................................................... 35 ........................................... 35 結(jié)論 ............................................................. 37 致謝 .............................................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 參考文獻(xiàn) ........................................................ 39 附錄一 ........................................................... 40 附錄二 ........................................................... 41 I 年產(chǎn) 5 萬(wàn)噸丙酮工藝設(shè)計(jì) 摘要： 丙酮是一種用途十分廣泛的重要有機(jī)產(chǎn)品，主要用于生產(chǎn)醋酸纖維素膠片薄膜塑料和 作為 涂料的溶劑 ,及 制備甲基丙烯酸甲酯 (MMA)的上游原料 和 制備環(huán)氧樹(shù)脂、聚碳酸酯中間體雙酚 A 的原料。 為了滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)丙酮的需求，特此開(kāi)展了 年產(chǎn) 5 萬(wàn)噸丙酮工藝項(xiàng)目設(shè)計(jì)。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，最主要是工藝條件的合理確定及設(shè)備的設(shè)計(jì)和選型，其中通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算得到精餾塔直徑為 ，高為 ，精餾后得到丙酮 產(chǎn)品 為 6945kg/h。 Isopropyl benzene method。 Material balance。從全球丙酮消費(fèi)市場(chǎng)看，未來(lái)幾年，除丙酮氰醇、溶劑等對(duì)丙酮的需求量有不同程度的增長(zhǎng)外，雙酚 A仍是最主要的消費(fèi)領(lǐng)域 (尤其是亞洲地區(qū) )，其他消費(fèi)增長(zhǎng)相對(duì)較為平穩(wěn)，雙酚 A、 MMA 和溶劑仍將是丙酮的三大消費(fèi)領(lǐng)域 [1]。除此之外，減水劑、 MIBK、異丙胺等下游行業(yè)的規(guī)?；髽I(yè)發(fā)展速度越來(lái)越快，中國(guó)丙酮市場(chǎng)需求也呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)， 20202020 年平均需求增長(zhǎng)率大幅升高至 30%左右 [2]。由于近幾年丙酮市場(chǎng)需求的最大增長(zhǎng)來(lái)自雙酚 A 及其衍生物領(lǐng)域，因此建議中國(guó)新增的丙酮生產(chǎn)裝置最好采用異丙苯法生產(chǎn)工藝，以避免單純生產(chǎn)丙酮導(dǎo)致的市場(chǎng)過(guò)剩。 另外，在建丙酮裝置的 同時(shí)，企業(yè)除可配套建設(shè)雙酚 A 裝置外，還應(yīng)考慮配套建設(shè)MIBK 裝置，努力減少雙酚 A 產(chǎn)業(yè)發(fā)展可能對(duì)丙酮市場(chǎng)造成的不利影響。目前中國(guó)仍可以考慮引進(jìn)美國(guó)伊士曼公司、陶氏化學(xué)或殼牌化學(xué)公司丙酮一步法技術(shù)再建設(shè) 1套 2萬(wàn)噸 /年 MIBK 生產(chǎn)裝置，使丙酮及其下游產(chǎn)品的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)一體化，參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。 建議采用 異丙苯法生產(chǎn)工藝，實(shí)現(xiàn)異丙苯 /苯酚 /丙酮 /雙酚 A 一體化生產(chǎn)，繼續(xù)開(kāi)發(fā)丙酮衍生物生產(chǎn)工藝，拓寬應(yīng)用領(lǐng)域 [3][5]。 本文第一章主要介紹了丙酮的一些理化性質(zhì)、理化參數(shù)指標(biāo)及其安全消防措施。第三章主要對(duì)使用異丙苯法生產(chǎn)丙酮工藝流程進(jìn)行了物料衡算及重要設(shè)備的能量衡算。 3 第一章 總論 概述： 丙酮的性質(zhì) 丙酮也稱(chēng)作二甲基酮 ，是最簡(jiǎn)單的 酮 ，在常溫下為無(wú)色透明液體，易揮發(fā)、易燃，有芳香氣味。 表 酮的理化性質(zhì)參數(shù) 理化性質(zhì) 數(shù)據(jù)指標(biāo) 化學(xué)式 CH3COCH3 摩爾質(zhì)量（ ） 熔點(diǎn) (℃ ) ℃ () 相對(duì)密度（水 =1） 沸點(diǎn) (℃ ) ℃ () 相對(duì)蒸氣密度（空氣 =1） 飽和蒸氣壓 (kPa) (℃ ) 燃燒熱 (kJ/mol) 臨界溫度 (℃ ) 臨界壓力 (MPa) 辛醇 /水分配系數(shù)的對(duì)數(shù)值 閃點(diǎn) (℃ ) 20 爆炸上限 %(V/V) 引燃溫度 (℃ ) 465 爆炸下限 %(V/V) 溶解性 水、乙醇等有機(jī)溶劑 PKa 丙酮的安全及用途： 丙酮 對(duì)人體具有肝毒性，對(duì)于黏膜有一定的刺激性，吸入其 蒸氣 后可引起 頭痛 ， 支氣 4 管炎 等癥狀。日常生活中主要用于脫脂，脫水，固定等等。有些 癌癥 患者尿樣丙酮水平會(huì)異常升高。 丙酮與 氯仿 不應(yīng)混合（特別是在堿性環(huán)境下），兩者會(huì)發(fā)生劇烈的放熱反應(yīng)，若混合可能導(dǎo)致強(qiáng)烈爆炸。 在工業(yè)上應(yīng)用于制造 雙酚 A、 甲基丙烯酸甲酯 （ MMA）、 丙酮氰醇 、 甲基異丁基酮 等產(chǎn)品，以及 塑膠 、 纖維 、 藥物 及其他 化學(xué)物質(zhì) 。在建材方面，主要作為脂肪族減水劑的主要原料。與氧化劑能發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng)。若遇高熱，容器內(nèi)壓增大，有開(kāi)裂和爆炸的危險(xiǎn)。 滅火方法：盡可能將容器從火場(chǎng)移至空曠處。處在火場(chǎng)中的容器若已變色或從安全泄壓裝置中產(chǎn)生聲音，必須馬上撤離。用水滅火無(wú)效。切斷火源。盡可能切斷泄漏源。 小量泄漏：用砂土或其它不燃材料吸附 或吸收。 大量泄漏：構(gòu)筑圍堤或挖坑收容。用防爆泵轉(zhuǎn)移至槽車(chē)或?qū)Ｓ檬占鲀?nèi)，回收或運(yùn)至廢物處理場(chǎng)所處置。 糧食發(fā)酵法是以谷物、山芋干或糖蜜等為原料，經(jīng)粉碎、加水制成發(fā)酵液，經(jīng)高壓蒸汽滅菌后冷卻，然后接入純丙酮 丁醇菌種進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵液經(jīng)精餾可得到質(zhì)量比為 3:6:1的 商品丙酮、丁 醇和乙醇。 異丙醇脫氫法曾是世界上最主要的丙酮生產(chǎn)方法，它以異丙醇 水共沸物（來(lái)自丙烯水合制異丙醇裝置）為原料，在鋅 銅催化劑的作用下，發(fā)生脫氫反應(yīng)，產(chǎn)物經(jīng)分離提純后得到丙酮產(chǎn)品。 丙烯直接氧化法是以氧氣為氧化劑，氯化鈀 氯化銅為催化劑，丙烯原料經(jīng)液相氧化合成丙酮，并副產(chǎn)丙醛和氯代丙酮。 異丙苯法是最為經(jīng)濟(jì)的丙 酮生產(chǎn)方法，目前世界上約 90%的丙酮是通過(guò)該方法生產(chǎn)的，丙酮是生產(chǎn)苯酚的聯(lián)產(chǎn)品。異丙苯法生產(chǎn)丙酮包括異丙苯合成、異丙苯氧化、過(guò)氧化異丙苯提濃、分解和中和、產(chǎn)品精制副產(chǎn)回收、廢水處理等工序。異丙苯法工藝具有產(chǎn)品質(zhì)量高、原料和能源消耗低等優(yōu)點(diǎn)。 丙酮的生產(chǎn)工藝流程圖 : 1烴化反應(yīng)； 2氧化反應(yīng)； 3提濃塔； 4分解釜； 5中和槽； 6粗丙酮； 7精丙酮塔 圖 烴 化反應(yīng)： CH3CH=CH3+ （ 21） ： （ 1）反應(yīng)溫度：烴化反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度對(duì)反應(yīng)速度影響明顯，溫度每升高一度反應(yīng)速度加快一倍，但是副反應(yīng)速度也加快，所以綜合考慮反應(yīng)溫度控制在 160 攝氏度左右。 （ 3）反應(yīng)壓力：一般 。 中存在的危險(xiǎn)因素： （ 1）苯與丙烯是在高溫高壓的條件下反應(yīng)的，而且反應(yīng)物易燃易爆，在此存在高溫高壓聯(lián)鎖保護(hù)裝置，當(dāng)壓力過(guò)高時(shí)就啟動(dòng)聯(lián)鎖裝置自動(dòng)放空防止爆炸；當(dāng)溫度過(guò)高將自動(dòng)聯(lián)鎖停止加熱并進(jìn)行冷卻降溫。 （ 3）對(duì)于冷卻器如果停止工作或是檢修之后忘記打開(kāi)，會(huì)引起嚴(yán)重的事故。 ，一般為 。 ， PH 過(guò)高會(huì)發(fā)生堿式復(fù)分解反應(yīng)，所以 PH 一般控制為 ~。 提濃 塔 生成 30%的過(guò)氧化氫異丙苯濃度比較低不易于反應(yīng)，所以要用減壓提濃塔提濃到 87%，壓力應(yīng)為40mmHg以下，溫度為 90℃ 。 8 + （ 23） ，分解液中硫酸的濃度