【正文】 DINP、DPHP、DTDP 與鄰苯二甲酸二辛酯( DOP)相比, 具有揮發(fā)性低、耐熱性和耐肥皂水萃取性好、遷移性小等優(yōu)點(diǎn), 廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、電纜工業(yè)及新型防水建材等特殊的應(yīng)用領(lǐng)域,是一種具有發(fā)展前景的產(chǎn)品。目前我國(guó)增塑劑的原料醇品種只有丁醇、己醇及辛醇等分子量較小的低碳醇, 其產(chǎn)品的耐高溫性、耐老化性較差, 且揮發(fā)性較高, 易從PVC 表面析出, 在環(huán)境中累積, 危害人類健康。以異辛烯和異十二烯為原料, 利用氫甲?；叭┘託浞磻?yīng), 可制備出高級(jí)增塑劑的原料 異壬醇和異十三醇。因此, 采用丁烯 1氫甲?；莆烊┚哂芯薮蟮氖袌?chǎng)前景和發(fā)展?jié)摿ΑＤ壳皣?guó)內(nèi)除少量戊醛來(lái)源于天然原料、雜醇油副產(chǎn)的分離精制外, 大部分產(chǎn)品依賴進(jìn)口, 純度99%的正戊醛價(jià)格為5～7 萬(wàn)元/ t。④ 、合成戊醛及衍生物通過氫甲?；磻?yīng)合成正戊醛是提高丁烯1資源綜合利用的一條有效途徑。目前世界上甲乙酮的生產(chǎn)主要采用兩步法。一步法為丁烯 1在催化劑溶液中直接與氧反應(yīng)生成甲乙酮。③ 、生產(chǎn)仲丁醇/甲乙酮[5]甲乙酮不僅是重要的精細(xì)化工原料和中間體, 還是一種性能優(yōu)良的有機(jī)溶劑, 廣泛應(yīng)用于涂料、煉油、染料、醫(yī)藥工業(yè)、潤(rùn)滑油脫蠟、磁帶、印刷油墨等領(lǐng)域。從環(huán)保和未來(lái)住宅建筑用水趨勢(shì)而言, 使用聚丁烯 1 管是大勢(shì)所趨。國(guó)外對(duì)聚丁烯 1的研究較多, 目前已有很多國(guó)家生產(chǎn)出高全同結(jié)構(gòu)、高結(jié)晶度的聚丁烯 1塑料產(chǎn)品, 其生產(chǎn)工藝和催化體系與合成聚丙烯(PP)相似。它的突出優(yōu)點(diǎn)是抗蠕變性、耐環(huán)境應(yīng)力開裂和抗沖擊性能優(yōu)于聚乙烯, 因此最主要的用途是作管材, 如供水管、熱水管、工業(yè)用管和建筑物用管等。② 、生產(chǎn)聚丁烯1樹脂[2]由丁烯 1聚合而成的聚丁烯 1是一種熱塑性樹脂。當(dāng)前我國(guó)因原料來(lái)源問題，主要仍以丁烯1為共聚單體的產(chǎn)品。. 丁烯1的應(yīng)用① 、用共聚單體[3]丁烯1用作LLDPE和HDPE的共聚單體，使共聚物的抗撕裂強(qiáng)度、抗沖擊強(qiáng)度、使用壽命等性能得以改進(jìn)。氣體比空氣重，能在較低處擴(kuò)散到相當(dāng)遠(yuǎn)的地方，遇明火會(huì)引著回燃。若遇高熱，可發(fā)生聚合反應(yīng)，放出大量熱量而引起容器破裂和爆炸事故。易燃，與空氣混合能形成爆炸性混合物。. 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀. 丁烯1的主要性質(zhì)丁烯1，無(wú)色氣體，℃，閃點(diǎn)80℃，℃，℃，不溶于水，微溶于苯，微溶于乙醇、乙醚， 相對(duì)密度(水=1)，相對(duì)密度(空氣=1)，常溫下性質(zhì)穩(wěn)定，危險(xiǎn)標(biāo)記 4(易燃?xì)怏w)。如何充分合理利用低丁烯1資源，生產(chǎn)國(guó)內(nèi)繼續(xù)的戊醛、戊醇、異壬醇、異癸醇等高附加值的產(chǎn)品，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，已經(jīng)成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。而目前我國(guó)對(duì)碳四在化工方面的利用率只有10%左右，美國(guó)、日本和西歐等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家碳四烴的利用率已達(dá)到了60%~90%，可見我國(guó)碳四的化工利用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家的水平，尤其是丁烯1的化工利用率極低，除了少量作為共聚單體和制備甲乙酮外，其余很大部分作為燃料燒掉。醚化裝置丁烯1車間工藝設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄摘要 IAbstract II1. 緒論 1. 背景及目的 1. 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1. 丁烯1的主要性質(zhì) 1. 丁烯1的應(yīng)用 1. 主要生產(chǎn)工藝 3. 主要設(shè)計(jì)任務(wù)及研究思路 5. 主要設(shè)計(jì)任務(wù) 5. 研究方法 52. 工藝方案及工藝流程 6. 工藝方案評(píng)選 6. 工藝流程簡(jiǎn)述 73. 工藝計(jì)算 8. 物料衡算 8. 水洗塔 8. 甲醇回收塔 11. 脫輕組分塔 14. 泡點(diǎn)計(jì)算 14. 脫輕組分塔物料衡算 15. 丁烯1精餾塔 17. 丁烯1車間物料平衡 22. 能量衡算 24. 甲醇回收塔 24. 冷凝器的熱負(fù)荷 24. 塔釜再沸器的熱負(fù)荷 24. 脫輕組分塔 25. 塔頂全凝器的熱負(fù)荷 25. 塔釜再沸器的熱負(fù)荷 26. 丁烯1精餾塔 27. 塔頂全凝器熱負(fù)荷 27. 塔釜再沸器熱負(fù)荷 28. 丁烯1車間能量平衡 284. 主要設(shè)備選型及計(jì)算 28. 水洗塔 28. 塔徑 29. 塔高計(jì)算 30. 各接管尺寸的確定 32. 進(jìn)料管 32. 甲醇回收塔 33. 設(shè)備的選型 33. 浮閥塔的特點(diǎn) 33. 塔板數(shù)的確定 33. 回流比 33. 理論塔板數(shù)的確定 34. 全塔效率的估算（O39。conenell法） 35. 精餾段與提餾段體積流量的計(jì)算 36. 精餾段 36. 提餾段 38. 主題尺寸的計(jì)算 39. 塔徑的計(jì)算 39. 塔高的計(jì)算 41. 塔板結(jié)構(gòu)尺寸的確定 41. 流體力學(xué)驗(yàn)算 44. 氣體通過浮閥塔板的壓力降 44. 漏液驗(yàn)算 44. 液泛驗(yàn)算 45. 霧沫夾帶驗(yàn)算 45. 操作負(fù)荷性能圖 45. 各接管尺寸的確定 49. 脫輕組分塔 50. 塔板數(shù)的確定 50. 塔的尺寸計(jì)算 52. 精餾段與提餾段體積流量的計(jì)算 52. 塔徑的計(jì)算 54. 塔高的計(jì)算 57. 操作負(fù)荷性能圖 59. 各接管尺寸的確定 60. 丁烯1精餾塔 61. 塔板數(shù)的確定 61. 塔的尺寸計(jì)算 63. 精餾段與提餾段體積流量的計(jì)算 63. 塔徑的計(jì)算 65. 塔高計(jì)算 67. 操作負(fù)荷性能圖 68. 塔的各接管尺寸的確定 69. 附屬設(shè)備的選型與計(jì)算 71. 回流冷凝器 71. 再沸器 72. 管殼式換熱器的選型 73. 換熱器的計(jì)算 74. 泵的選型 76. 泵的類型 76. 選型 765. 設(shè)計(jì)評(píng)述 77謝辭 78參考文獻(xiàn) 79醚化裝置丁烯1車間工藝設(shè)計(jì)1. 緒論. 背景及目的近年來(lái)，隨著我國(guó)原油加工能力的迅速提高和乙烯產(chǎn)量的不斷增加，作為石化副產(chǎn)的碳四資源也在不斷擴(kuò)大。隨著我國(guó)天然氣工業(yè)的迅速發(fā)展和己烯1等高碳α烯烴在樹脂中的成功應(yīng)用，作為共聚單體的丁烯1面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。為此，本文著重介紹了從混合碳四中分離丁烯1的主要工藝方法、工藝流程的設(shè)計(jì)以及相關(guān)的工藝計(jì)算和設(shè)備計(jì)算。有毒，人體吸入后有輕度麻醉和刺激作用，并可引起窒息。遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險(xiǎn)。與氧化劑接觸會(huì)猛烈反應(yīng)。燃燒(分解)產(chǎn)物：一氧化碳、二氧化碳。作為L(zhǎng)LDPE的工具單體時(shí)，其平均含量約在8%～10%；用作HDPE的共聚單體時(shí)，其平均含量為1%～2%。而世界上多少發(fā)達(dá)國(guó)家已采用較高級(jí)的α烯烴共聚單體如己烯1和辛烯1替代丁烯1生產(chǎn)LLDPE和HDPE樹脂，目前全球丁烯1作為共聚單體的比例已降到30%以下，用高碳α烯烴代替丁烯1生產(chǎn)高性能樹脂產(chǎn)品已成為發(fā)展趨勢(shì)。該產(chǎn)品為半透明、無(wú)色、無(wú)臭固體, 分子結(jié)構(gòu)規(guī)整, 其耐化學(xué)性、耐老化性和電絕緣性均與聚丙烯相近。在薄膜、包裝方面的應(yīng)用正日益擴(kuò)展。國(guó)內(nèi)對(duì)聚丁烯 1的研究單位主要有青島化工學(xué)院和中山大學(xué), 其生產(chǎn)工藝仍處于實(shí)驗(yàn)階段, 未見工業(yè)化報(bào)道。因此利用丁烯資源生產(chǎn)聚丁烯 1既可解決碳四的綜合利用問題, 又可生產(chǎn)出國(guó)內(nèi)短缺的產(chǎn)品, 從資源的有效利用及經(jīng)濟(jì)效益等方面考慮都是可行的。甲乙酮的生產(chǎn)方法主要有一步法和兩步法。兩步法為丁烯 1先水合生成仲丁醇, 然后脫氫再生成甲乙酮。撫順石油化工研究院成功開發(fā)出擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的甲乙酮生產(chǎn)技術(shù), 并得到工業(yè)應(yīng)用, 極大地促進(jìn)了我國(guó)甲乙酮的發(fā)展, 改變了我國(guó)甲乙酮產(chǎn)品依賴進(jìn)口的被動(dòng)局面。合成的戊醛是國(guó)內(nèi)緊缺的精細(xì)化學(xué)品, 廣泛用于生產(chǎn)香料、異癸醇等化工中間體。而戊醛經(jīng)加氫生成的正戊醇和氧化生成的正戊酸用于醫(yī)藥、農(nóng)藥中間體、溶劑、涂料及潤(rùn)滑油添加劑等領(lǐng)域, 價(jià)格也不低于2. 5萬(wàn)元/ t 國(guó)內(nèi)每年要進(jìn)口數(shù)千噸。⑤、 生產(chǎn)高級(jí)增塑劑醇丁烯 1二聚、三聚或四聚是烯烴齊聚反應(yīng)的一個(gè)主要分支, 其主要產(chǎn)物為異辛烯、異十二烯和異十六烯等產(chǎn)品。同時(shí)丁烯1直接通過氫甲?；磻?yīng)合成正戊醛, 再經(jīng)縮合及加氫反應(yīng)得到異癸醇, 它是生產(chǎn)高級(jí)增塑劑的主要原料。而對(duì)于耐高溫類型的異壬醇酯( DINP)、異癸醇酯( DPHP)及異構(gòu)十三醇酯( DTDP) 類產(chǎn)品的生產(chǎn)尚屬空白, 主要依靠進(jìn)口。. 主要生產(chǎn)工藝目前，國(guó)內(nèi)外幾種主要的生產(chǎn)工藝：①、德國(guó)Kruup Uhde技術(shù)[5]該技術(shù)以嗎啉和N甲基嗎啉混合物作為萃取劑進(jìn)行萃取，其特點(diǎn)是對(duì)丁烯的選擇性高，溶解性較好，由于采用的萃取劑中不含水，因此不會(huì)在C4組分中混入水，方便后續(xù)工藝，產(chǎn)品收率可達(dá)95%。該方法流程簡(jiǎn)單，設(shè)備臺(tái)數(shù)少，由熱油作加熱介質(zhì)，空冷器作冷卻設(shè)備，幾乎不消耗低壓蒸汽和循環(huán)水，能耗較低。經(jīng)萃取精餾塔抽提丁二烯之后的抽余C4，如通過MTBE或其他異丁烯分離裝置，%，然后只需經(jīng)過兩個(gè)精餾塔就可以獲得丁烯1產(chǎn)品。 ③、日本石油化工公司的NPC技術(shù)日本石油化工公司開發(fā)的4塔蒸餾系列組成回收丁烯1系統(tǒng)，其中前兩個(gè)塔串聯(lián)操作，從塔頂除去C4中的異丁烷。分離丁烯與丁烷要求塔的理論板數(shù)高，而且浮閥塔的效率不高；高效填料塔分離效果好，%，而且能耗低。方案一：將混合C4加氫脫除丁二烯后，采用Sorbutene工藝，用帶旋轉(zhuǎn)閥的模擬移動(dòng)床生產(chǎn)丁烯1，所用的吸附劑為X型或Y型的結(jié)晶硅鋁酸沸石分子篩，%，回收率達(dá)88%。方案二：：將醚化后C4中的丁烯2二聚或三聚，生產(chǎn)高純度丁烯1，%，回收率達(dá)96%。目前已在國(guó)內(nèi)一套甲乙酮裝置中應(yīng)用，效果較好，可得到純度大于98%的丁烯1產(chǎn)品。而且，甲乙酮的沸點(diǎn)較低，C4中攜帶的甲乙酮較多，導(dǎo)致萃取劑消耗量增大。醚化后的碳四用普通精餾方法精制丁烯1，%的丁烯1產(chǎn)品。. 主要設(shè)計(jì)任務(wù)及研究思路. 主要設(shè)計(jì)任務(wù)醚化裝置的任務(wù)是通過脫硫、加氫反應(yīng)、醚化反應(yīng)，用普通精餾和超級(jí)精餾方法從煉廠碳四及抽余碳四原料獲得MTBE產(chǎn)品、高純度丁烯1產(chǎn)品。該設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是醚化丁烯1車間的甲醇回收系統(tǒng)和丁烯1超級(jí)精餾部分：甲醇水洗回收：含甲醇的醚后碳四進(jìn)入甲醇水洗塔下部，與上部來(lái)的萃取水在塔內(nèi)逆向進(jìn)行液液萃取，水洗后得到甲醇含量小于50ppmwt的醚后碳四去丁烯1超級(jí)精餾系統(tǒng)。塔釜的水溶液作為萃取水循環(huán)使用。塔釜的物料進(jìn)入脫重組分，經(jīng)過超級(jí)精餾，將進(jìn)料中的重組分正丁烷，在塔頂?shù)玫蕉∠?產(chǎn)品，進(jìn)丁烯1產(chǎn)品中間罐。. 研究方法緒論部分主要是對(duì)設(shè)計(jì)題目的背景及目的作一下簡(jiǎn)要介紹，然后通過查閱文獻(xiàn)資料了解國(guó)內(nèi)外丁烯1研究及生產(chǎn)現(xiàn)狀，再對(duì)目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較成熟的生產(chǎn)工藝流程作以介紹，并簡(jiǎn)要介紹了丁烯1的主要性質(zhì)及用途。第三部分是本次設(shè)計(jì)的一大重點(diǎn)——即詳細(xì)介紹丁烯1車間的物料衡算、能量衡算。2. 工藝方案及工藝流程. 工藝方案評(píng)選丁烯1的生產(chǎn)工藝路線有多種，不同的原料所對(duì)應(yīng)的工藝路線也不相同。丁烯1產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝路線主要分為兩大類：混合C4分離方法和化學(xué)合成方法（乙烯二聚法）。丁烯1與異丁烯、丁二烯的相對(duì)揮發(fā)度差別極小，采用簡(jiǎn)單蒸餾方法難以有效分離。生產(chǎn)丁烯1的難點(diǎn)在于如何脫除丁二烯和異丁烯。目前，各生產(chǎn)裝置普遍采用的是化學(xué)反應(yīng)分離法。脫除丁二烯的方法除萃取精餾外還有加氫法及二者的組合。②、化學(xué)合成方法化學(xué)合成方法即乙烯二聚法，反應(yīng)方程式為： 主反應(yīng)：C2H4+ C2H4 →C4H8 副反應(yīng)：C4H8+ C2H4 →C6H12化學(xué)合成生產(chǎn)丁烯1采用ZeglerNetta型系列催化劑。目前，國(guó)內(nèi)以混合C4分離生產(chǎn)丁烯1的裝置中，均是以化學(xué)反應(yīng)脫除丁二烯和異丁烯，只存在原料的不同和引進(jìn)的技術(shù)和差異。. 工藝流程簡(jiǎn)述工藝流程圖： 工藝流程圖流程說(shuō)明：本流程采用加氫、在反應(yīng)精餾單元，將來(lái)自MTBE裝置的醚化剩余C4與甲醇進(jìn)一步深度醚化出去異丁烯，此法比二聚法脫除異丁烯能耗低、設(shè)備少。工藝流程：抽余碳四經(jīng)過預(yù)熱器預(yù)熱與新鮮甲醇混合后進(jìn)入醚化反應(yīng)器，通過深度醚化進(jìn)一步脫除殘余異丁烯以達(dá)到丁烯1產(chǎn)品的規(guī)格要求。至此，混合碳四中的異丁烯與丁二烯含量已達(dá)到丁烯1產(chǎn)品規(guī)格要求。富甲醇再經(jīng)過預(yù)熱器加熱到泡點(diǎn)溫度后進(jìn)入甲醇回收塔，用普通精餾的方法進(jìn)行分離，得到的甲醇產(chǎn)品經(jīng)過冷凝換熱一部分作回流，另一部分送至醚化反應(yīng)器。從水洗塔頂部出來(lái)的碳四經(jīng)過預(yù)熱器加熱到泡點(diǎn)溫度后進(jìn)入脫輕組分塔，脫除丙烷、異丁烷等輕組分。在丁烯1精餾塔中通過超精密精餾獲得高純度丁烯1產(chǎn)品，產(chǎn)品從塔頂采出，經(jīng)過換熱一部分回流，另一部分經(jīng)過進(jìn)一步冷卻去丁烯1產(chǎn)品罐。3. 工藝計(jì)算. 物料衡算. 水洗塔 原料組成組分分子量流量（kg/h）組成ω(i)（wt%）摩爾流量（kmol/h）摩爾分?jǐn)?shù)x(i)碳三47正丁烷異丁烷丁烯1異丁烯反2丁烯順2丁烯1,3丁二烯38ppm碳五38ppm甲醇水二甲醚（DME）總計(jì)100根據(jù)物料性質(zhì)，選擇萃取操作條件：p=，塔內(nèi)平均溫度t=40℃。塔頂：甲醇以外組分質(zhì)量流量：=總質(zhì)量流量： 甲醇的質(zhì)量流量：=兩相物性數(shù)據(jù)如下連續(xù)相：水 分散相：C4混合物 40℃時(shí)，各物質(zhì)的粘度，密度及表面張力[14]物質(zhì)名稱動(dòng)力粘度μ/mPam3表面張力σ/mN加熱方式：間接蒸汽加熱由于甲醇~水體系對(duì)溫度的依賴性不強(qiáng)，常壓下為液態(tài)，為降低塔的操作費(fèi)用，操作壓力選為常壓105Pa105+N（265~530）Pa 水甲醇體系平衡數(shù)據(jù)xyt/℃xy