【正文】 計(jì)最大生產(chǎn)能力可達(dá) 120kt/a。 （ Butyl alcohol）分子式 C4H9OH，有四種同分異構(gòu)體 —— 正丁醇 CH3CH2CH2CH2OH，異丁醇（ CH3） 2CHCH2OH，仲丁醇 CH3CH（ OH） CH2CH3和叔丁醇（ CH3） 3COH。 （ nButyl alcohol）英文名稱 1Butanol。分子量： ，熔點(diǎn) ℃，相對(duì)密度為 g/mol。 丁醇（ iButyl alcohol） 產(chǎn)品理化性質(zhì)：分子式 C4H10；系統(tǒng)命名為 2甲基 1丙醇。無(wú)色透明液體，沸點(diǎn) ℃，凝固點(diǎn) ℃，閃點(diǎn) 28℃，自燃點(diǎn) ℃，易溶于水，乙醇和乙醚。 （ Octyl alcohol） 英文名稱 2ethyl hexanol. 產(chǎn)品理化性質(zhì)：無(wú)色透明油狀液體，沸點(diǎn) 185℃，凝固點(diǎn) 76℃，閃點(diǎn) 85℃，自燃點(diǎn)270℃，與水可形成共沸物，能與 醇、氯仿、醚等多種有機(jī)溶劑互溶，分子量 130。 產(chǎn)品的生產(chǎn)方法概述 丁辛醇的生產(chǎn)工藝有兩種路線 [2]。 由于發(fā)酵法及乙醛法工藝流程長(zhǎng)，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，極不經(jīng)濟(jì)，現(xiàn)有裝置已基本淘汰。以丙烯為原料的羰基合成法又分為高壓鈷法、改性銠法、高壓銠法和改性銠法。改性銠法又分為氣相循環(huán)和液相兩種。 高壓羰基合成技術(shù)是 1940 年由德國(guó)開發(fā)成功的， 1970 年發(fā)展到頂峰。中壓羰基合成技術(shù)是殼牌公司首先采用的。反應(yīng)溫度在 104— 200℃，反應(yīng)壓力為。1976 年低壓鐒法羰基合成丁醛工業(yè)裝置在波多黎各投產(chǎn)成功。 三菱化工開發(fā)的銠法低壓羰基合成技術(shù)。 BASF 的羰基合成工藝。 “任務(wù)書” — 年產(chǎn)八萬(wàn)噸丁辛醇丙烯凈化及羰基合成車間的初步設(shè)計(jì)。 《化工工程設(shè)計(jì)》。 《齊齊哈爾大學(xué)本科畢業(yè)生設(shè)計(jì)（論文）工作手冊(cè)》。它是基本建設(shè)前期工作的重要組成部分，是根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)計(jì)劃和工業(yè)布局的要求選擇和確定工廠的建設(shè)位置。廠址選擇是建廠工作中的一個(gè)關(guān)鍵問題，將對(duì)建廠速度、建設(shè)投資、生產(chǎn)成本、生產(chǎn)發(fā)展及工農(nóng)業(yè)關(guān)系等方面產(chǎn)生直接影響。因此，廠址選擇是工業(yè)建設(shè)中前期工作的重要環(huán)節(jié)，也是一項(xiàng)政策性和科學(xué)性很強(qiáng)的綜合性工作。 ，實(shí)事求是的原則對(duì)建廠基本條件進(jìn)行科學(xué)分析。 ，工廠與居住區(qū)要滿足衛(wèi)生防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，重視對(duì)三廢處理場(chǎng)地的合理選擇，盡量少對(duì)生態(tài)、自然風(fēng)景的破壞和影響。一般適宜的自然地形坡度為大型工廠小于 4%，中型工廠小于 6%，小型工廠小于 10%。 本次設(shè)計(jì)的廠址選擇 大慶市位于黑龍江省西部、松嫩平原中部。全市總面積 21494 平方公里，其中市區(qū) 5107 平方公里。草原土壤占市區(qū)總土地面積的 %，是主要的耕地土壤；水成土壤主要有草甸土和沼澤土，其中草甸土占市區(qū)總土地面積的 %。全年無(wú)霜期較短。龍鳳區(qū)地域廣闊，共分龍鳳、臥里屯、興化三個(gè)區(qū)塊。有 ―一田三草二水五分荒 ‖之稱，極具開發(fā)前景。濱洲鐵路貫穿全境，與東北、華北鐵路網(wǎng)密切相聯(lián)，溝通著東北和華北腹地， 301 國(guó)道斜穿我區(qū)，成為我區(qū)與哈爾濱等以南地區(qū)、齊齊哈爾等以北地區(qū)相互溝通的紐帶和橋梁。區(qū)內(nèi)距哈爾濱內(nèi)河碼頭僅 150公里，距大連港不足 1000 公里，那里有通往全國(guó)各大港口的客運(yùn)班輪和通往香港、6 萬(wàn)噸丁辛醇設(shè)計(jì)說明書 _畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 日本、韓國(guó)、波斯灣、南非等國(guó)家及 地區(qū)的定期貨運(yùn)班輪；龍鳳距哈爾濱、齊齊哈爾兩個(gè)飛機(jī)場(chǎng)只有 2 個(gè)多小時(shí)的路程，從那里可飛往香港、東京、漢城等國(guó)家和地區(qū)，發(fā)達(dá)的交通已經(jīng)使龍風(fēng)成為大慶對(duì)外聯(lián)絡(luò)的門戶。臥里屯城鎮(zhèn)性質(zhì)為：大慶市重要的石油化工基地，是以石油化工為主，同時(shí)發(fā)展石化產(chǎn)品深加工和新型建材等替代產(chǎn)業(yè)的專業(yè)性工業(yè)小城鎮(zhèn)。 臥里屯具 有優(yōu)越的區(qū)域自然地理環(huán)境。黑土泛金，資源極為豐富。 金融機(jī)構(gòu)健全，商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)合理，通訊設(shè)施齊備。全區(qū)大小商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)分布廣泛。全區(qū)現(xiàn)已開通 6 萬(wàn)門程控電話，百人電話擁有量 38 部。 依據(jù)廠址選擇原則廠址選在黑龍江省大慶市龍鳳區(qū)臥里屯鎮(zhèn)。 裝置合同于 1978 年 7 月 31 日簽定， 1986 年 6 月 18 日建成投產(chǎn)。 1994 年對(duì)裝置進(jìn)行改造，改造后的丁辛醇裝置可年生產(chǎn)辛醇和正丁醇 80000 噸，其中辛醇 55000 噸，正丁醇 25000 噸，同時(shí)副產(chǎn)異丁醇 8000 噸。實(shí)行“四班兩倒制”人員組成如表 11 6 萬(wàn)噸丁辛醇設(shè)計(jì)說明書 _畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 表 11 人員組成 人員名稱 人數(shù) 倒班制 車間主任 班長(zhǎng) 造氣崗位工人 醛崗位工人 醇崗位工人 外線崗位工人 技術(shù)工人 臨時(shí)工人 1 4 4 8 8 8 2 若干 8 小時(shí)工作制 四班兩倒制 四班兩倒制 四班兩倒制 四班兩倒制 8 小時(shí)工作制 8 小時(shí)工作制 8 小時(shí)工作制 在職工人共計(jì) 35 人，臨時(shí)工人若干。 原料及產(chǎn)品規(guī)格 主要原料規(guī)格及技術(shù)指標(biāo) 表 12 丙烯原料規(guī)格及技術(shù)指標(biāo) 化學(xué)級(jí)丙烯 丙烯 95102mol 最低 丙烷、甲烷和乙烷 5102mol 最高 乙烯 20106mol 最高 甲基乙炔及丙二烯 15106mol 最高 氧 5106mol 最高 總硫 1106wt 最高 C4 及 C4 以上的烴 5106mol 最高 乙炔 1106mol 最高 氫 5106mol 最高 總氯（以 HCL 計(jì)） 1106mol 最高 續(xù)表 綠油 10106wt 最高 水份 20106wt 最高 醇（以甲醇計(jì)） 5106wt 最高 6 萬(wàn)噸丁辛醇設(shè)計(jì)說明書 _畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) CO+CO2 15106mol 最高 進(jìn)界區(qū)狀態(tài)；液態(tài) 壓力： 溫度：環(huán)境 在生產(chǎn)丁辛醇過程中，原料合成氣與丙烯中含有 H2O、 S、 O 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。催化劑的規(guī)格見表 13。 技術(shù)經(jīng)濟(jì)是技術(shù)生產(chǎn)方面的經(jīng)濟(jì)問題，技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析是對(duì)不同技術(shù)政策、技術(shù)方案、技術(shù)措施進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效果的評(píng)定、論證和預(yù)測(cè)，力求技術(shù)上先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)上合理相結(jié)合，為確定對(duì)發(fā)展最有利的技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)和最佳方案，也是技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的基本任務(wù)。 筆者對(duì)建設(shè) 8 萬(wàn) t／ a ?。链佳b置的建廠指標(biāo)進(jìn)行了估算，其原料、公用工程需用量如下： 表 14 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)一覽表 項(xiàng)目 指標(biāo) 丙烯 萬(wàn) t 氫氣 (標(biāo)準(zhǔn)態(tài) ) 萬(wàn) m3 合成氣 (標(biāo)準(zhǔn)態(tài) ) (H2： CO— 1： 1) 萬(wàn) m3 水 t／ h 電 萬(wàn) kW 178。在選擇的反應(yīng)條件下，正丁醛 /異丁醛生成的比率為 10： 1。丁辛醇的生產(chǎn)工藝有兩 種路線 [2]。 國(guó)內(nèi)外的羰基合成法又分為高壓鈷法、改性鈷法、高壓銠法和改性銠法。改性銠法又分為氣相循環(huán)和液相兩種。 本設(shè)計(jì)以凈化后的合成氣和丙烯為原料，采用低壓氣相循環(huán)改性銠法進(jìn)行羰基合成反應(yīng)。 丙烯在 — 壓力和環(huán)境溫度下，以液態(tài)送進(jìn)界區(qū)，由 PIC211 控制液態(tài)丙烯系統(tǒng)的壓力，去丙烯預(yù)熱器 E1301，用 的蒸汽將丙烯預(yù)熱到 25℃，有TIC201 控制預(yù)熱溫度。丙烯在經(jīng)過該催化劑床層時(shí)，大部分 H2 S 被吸附除去，同時(shí)在過量水的存在下，將丙烯中的全部 CoS 水解為 H2 S。第一層活性氧化鋁同 V1301 催化劑所起的作用一樣，是在 V1301 離線時(shí)，保護(hù)氧化鋅床層，氧化鋅將丙烯中的硫脫除到 ? 106? mol 以下，而浸銅活性碳將丙烯中的氯化物脫除到 ? 106? mol 以下。丙烯來(lái)開 502 蒸發(fā)段后進(jìn)入丙烯過熱器 1503，用 蒸汽將丙烯加熱到 80℃，然后經(jīng)過 PIC205 控制丙烯汽合成氣 丙 烯 水洗塔 凈化槽 凈化槽 OXO 調(diào)溫水罐 穩(wěn)定塔 汽提塔 粗醛受槽 6 萬(wàn)噸丁辛醇設(shè)計(jì)說明書 _畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 化段的壓力，經(jīng) V1303A/B 過濾器，進(jìn)入 OXO 系統(tǒng) 。 V1305A/B 是帶攪拌的釜式反應(yīng)器，內(nèi)有冷卻盤管和進(jìn)料氣體分配器，并裝填有 Rh/Tpp 丁醛的催化劑溶液，在氣體分配器以及 V1306A/B 攪拌器的作用下，原料氣體以小氣泡的形式擴(kuò)散在催化劑溶液中，并于 90110℃， 條件下，在 V1305A/B 里發(fā)生 OXO 反應(yīng)生成丁醛。反應(yīng)溫度由 TIC305/316 通過冷卻盤管的 調(diào)溫水控制。 V1308 對(duì)調(diào)溫水介質(zhì)隨反應(yīng)熱的變化日產(chǎn)生的膨脹起一個(gè)緩沖作用。在氣體進(jìn) P1302 前，由 PIC305 控制向燃料氣管網(wǎng)排放部分氣體，以維持反應(yīng)系統(tǒng)中惰性氣體組分的平衡和反應(yīng)器氣體循環(huán)回路壓力的正常。 工藝參數(shù) 丁辛醇生產(chǎn)的工藝參數(shù)如下表： 表 21 工藝參數(shù)表 序號(hào) 工藝參數(shù) 位號(hào) 單位 指標(biāo) 1 界區(qū)丙烯壓力 FIC101 MPa 177。 3 OXO 反應(yīng)溫度 TIC305/316 0C 87120 4 OXO 反應(yīng)液位 LI306/307 % 803848 5 OXO 進(jìn)料壓力 PIC301 MPa ＜ 6 OXO 系統(tǒng)壓力 PIC305 MPa 177。 5 物料衡算 物料衡算的意義和作用 物料衡算是化工計(jì)算中最基本，最重要的內(nèi)容之一，是進(jìn)行化工計(jì)算的基礎(chǔ)。物料衡算在生產(chǎn)和設(shè)計(jì)中都得到廣泛的應(yīng)用 在工廠設(shè)計(jì)中，物料衡算是在工藝流程及工藝參數(shù)確定后即開始的一項(xiàng)化工計(jì)算工作。 物料衡算是通過每一道工序的物料變化情況進(jìn)行平衡計(jì)算，從而得到在正常生產(chǎn)情況下各股物料的量。此外，通過物料衡算，不僅可以算出原材料消耗定額，并在此次基礎(chǔ)上作出能量平衡，算出動(dòng)量消耗和消耗定額。 物料衡算的結(jié)果直接關(guān)系到生產(chǎn)成本和車間運(yùn)輸量，對(duì)工廠技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有舉足輕重的影響。如相對(duì)密度，相平衡常數(shù)等。以每小時(shí)投料量作為計(jì)算基準(zhǔn)。 由于合成氣凈化過程中雜質(zhì)為 106/mol 數(shù)量級(jí)，物料變化可以忽略不計(jì)，所以對(duì)合成氣凈化過程不進(jìn)行物料衡算，直接對(duì)羰基合成反應(yīng)進(jìn)行物料衡算。丙烯除了進(jìn)行上述兩 個(gè)反應(yīng)外，還與氫氣發(fā)生加氫反應(yīng)生成，丁醛 /丙烷的生成比率為 11： 。物料平衡圖如下： OXO 羰基合成 丙烯 汽提塔 穩(wěn)定塔 穩(wěn)定 受槽 丙烯、丙烷、合成氣 排空 產(chǎn)品 溶解汽 燃料氣管網(wǎng) 收集槽收集槽 合成氣 收集槽 6 萬(wàn)噸丁辛醇設(shè)計(jì)說明書 _畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 圖 22 物料平衡圖 [3] 100Kmol/h 合成氣中含 CO= 10049100? =49 Kmol/h H2= ? = Kmol/h 因?yàn)?H2 過量，所以以 CO 為反應(yīng)基準(zhǔn)，需 C3H6 49 Kmol/h CO 的量 [4] 因?yàn)楫a(chǎn)物 n nbal: n ibal = 10: