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1、齐齐哈尔大学毕业设计（论文）摘 要丁辛醇是一种重要的基本有机化工原料。本设计是关于年产80000吨丁辛醇丁醛缩合制辛烯醛车间设计。查阅有关丁辛醇生产辛烯醛车间设计的资料后。首先叙述了丁辛醇生产的意义与应用、市场分析、国内外发展现状及生产方法的选择，确定了辛烯醛合成工艺路线。然后进行物料衡算、热量衡算、关键设备的详细计算以及其他设备的计算与选型。通过车间平立面布置原则对车间与设备进行合理的布置。对自动控制、环境保护及公用工程中的给排水、供热、供电做了详细的说明。之后绘制了带控制点的流程图，车间及设备的平立面布置图和关键设备装配图，顺利的完成了毕业设计说明书。关键词：丁辛醇；辛烯醛； 物料衡算；
2、热量衡算Abstract Butyl alcohol is an important basic organic chemicals.This design is about the annual output of 80000 tons of butyl octyl alcohol butyl aldehyde condensation system of octenal workshop design. Consult relevant octenal butyl octyl alcohol production workshop design information. First des
3、cribes the meaning of butyl octyl alcohol production and application, market analysis, selection of domestic and foreign development present situation and the production method, the octenal synthesis process route is determined. Then carries on the material balance, heat balance, the detailed calcul
4、ation of key equipment and other calculation and type selection of equipment. Flat facade by workshop layout principle to reasonable layout of workshop and equipment. For automatic control, environment protection and utility of water supply and drainage, heating and power supply made detailed instru
5、ctions. After the draw flow chart with control points, elevation layout of workshop and equipment and key equipment assembly drawing, smoothly completed the graduation design instruction.Keywords : Butyl alcohol ； octenal； Material balance； Heat balance目 录摘 要IAbstractII第1章 总论1 1.1 概述1 1.1.1 辛烯醛的意义与作
6、用1 1.1.2 国内外现状及发展前景1 1.1.3 产品的性质与特点2 1.2 设计依据3 1.3 厂址选择3 1.4 设计规模与生产制度4 1.4.1 设计规模4 1.4.2 生产制度4 1.5 原料及产品规格5 1.5.1 主要原料规格及技术指标5第2章 工艺设计与计算6 2.1 工艺原理6 2.2 工艺路线的选择6 2.3 工艺流程简述6 2.3.1 丁醛精馏塔7 2.3.2 混合器7 2.3.3 缩合反应器7 2.3.4 层析器7 2.3.5 辛烯醛精馏塔7 2.4 工艺参数7 2.5 物料衡算8 2.6 热量衡算11 2.6.1 概述11 2.6.2 辛烯醛精馏塔的热量衡算11 2
7、.6.3 异丁醛冷却器的热量衡算12 2.6.4 氢氧化钠预热器热量衡算13 2.6.5 混合器热量衡算14 2.6.6 反应物预热器热量衡算14 2.6.7 反应器热量衡算15 2.6.8 辛烯醛精馏塔热量衡算15 2.7 化工软件模拟17第3章 设备计算与选型19 3.1 缩合应器设备计算19 3.1.1 确定反应器及各种条件19 3.1.2 反应器体积19 3.1.3 筒体直径和高度的计算20 3.1.4 内筒的壁厚20 3.1.5 夹套的内径和高度21 3.1.6 夹套的壁厚22 3.1.7 附属结构的选择22 3.2 辛烯醛精馏塔设备计算23 3.2.1 塔板塔径设计23 3.2.2
8、 塔板结构设计24 3.2.3 塔的附件27 3.2.4 塔高的确定28 3.3 换热器设计计算28 3.3.1 选择换热器的类型28 3.3.2 流程安排29 3.3.3 传热过程工艺计算29 3.3.4 工艺结构尺寸计算30 3.3.5 换热器主要传热参数核算31 3.4 其他设备工艺计算与选型36 3.4.1 丁醛精馏塔36 3.4.2 异丁醛冷却器37 3.4.3 氢氧化钠预热器38 3.4.4 层析器前冷却器39 3.4.5 辛烯醛精馏塔冷却器39 3.4.6 辛烯醛精馏塔再沸器40 3.4.7 丁醛精馏塔冷凝器41 3.4.8 丁醛精馏塔再沸器42 3.5 泵的选型42 3.6 储
9、罐的计算与选型43第4章 设备一览表45第5章 车间布置47 5.1 反应器的布置47 5.2 精馏塔的布置48 5.3 换热器的布置49 5.4 泵和回流罐的布置49第6章 自动控制49 6.1 流量控制49 6.2 液位控制50 6.3 温度控制50 6.4 压力控制51第7章 环境保护51 7.1 三废的产生情况52 7.2 三废处理情况52第8章 公用工程52 8.1 给水排水52 8.2 供热53 8.3 供电53结束语54参考文献55致 谢56IV第1章 总论1.1 概述1.1.1 辛烯醛的意义与作用丁醇主要用于制造邻苯二甲酸、脂肪族二元酸及磷酸的正丁酯类增塑剂，它们广泛用于各种塑
10、料和橡胶制品中，也是有机合成中制丁醛、丁酸、丁胺和乳酸丁酯等的原料。 辛醇主要用于制邻苯二甲酸酯类及脂肪族二元酸酯类增塑剂如邻苯二甲酸二辛酯、壬二酸二辛酯和癸二酸二辛酯等，分别用作塑料的主增塑剂和耐寒辅助增塑剂、消泡剂、分散剂、选矿剂和石油填加剂， 也用于印染、油漆、胶片等方面。我国丁辛醇自产率不足，国内产量不能满足实际生产的需求，是世界上最大的丁辛醇进口国，丁辛醇在我国发展前景十分开阔。而我所研究的课题中的辛烯醛是生成辛醇的中间产物，所以这一课题的研究对生产丁辛醇这个总课题有着十分重要的作用1。1.1.2 国内外现状及发展前景丁辛醇合成方法有几种。乙醛缩合法，发酵法，齐格勒法，羰基合成法。前
11、前几种方法被羰基合成法所取代。羰基合成法又分为高、中、低压合成法，同样高压和中压合成法又被低压合成法所取代。国外现在主要使用的是以铑基做为催化剂的低压合成工艺方法，在这其中国外以戴维工艺，三菱化成工艺、巴斯夫工艺和伊士曼的工艺最具代表性2。催化剂具有低温活性高、稳定性好、正异构比例可调节的特点。Hoeches/Uhde是以硫化的三苯基膦作为配位体，目前为止使用该技术的较少。纵观国内外工艺技术发展的情况来看，这四个工艺都具有自已的优势，均处于世界领先地位。从流程的长度和装置的简易程度来说，戴维工艺最短、最简单；从使用情况来看，戴维的合成工艺在全球的使用最多；从原材料消耗情况来说，巴斯夫、伊士曼和
12、戴维原材料消耗量较低，从对设备所用材质的要求来看，戴维工艺对设备材质的要求最低，大部分为碳钢，一小部分为304不锈钢；伊斯曼的工艺技术可同时生产丁醛和丙醛，产品多样灵活，对市场变化有强的适应性。在市场变化较大的情况下，可以通过调整产品结构的方法为企业的生存和发展赢得先机3。每个工艺具有不同的优点。国内北京化工研究院研制成功丙烯低压羰基合成铑膦络合催化剂、合成气净化催化剂等达到国外同类催化剂水平。吉林石化公司研究院在2001年成功开发了国内首创的辛烯醛高压液相加氢制辛醇催化剂，经过吉化化肥厂丁辛醇装置的多年应用的有效证明，可以完全取代进口方法4。北京化工大学开发出来的“负载型水相催化剂”，其膦/
13、铑比由工业上的250-300下降到25，正异比由10提高到28.7，铑流失量由3-510-6下降至1.210-6，很好地解决了铑的流失问题5。2003年中石化南化公司成功开发了丁醛和辛烯醛气相加氢反应可替代进口催化剂的催化剂，其中NCH6-2辛烯醛加氢催化剂与NCH6-1丁醛加氢催化剂分别在2003年上、下半年在齐鲁石化第二化肥厂丁辛醇装置上完成1000小时的工业侧线试验，结果表明该催化剂的醛转化率、醇选择性及产品硫酸色度等性能指标均达到或超过进口催化剂水平6。铑催化技术是当前丁醛衍生醇领主导催化剂。今后的研究方向为新型高效配位体改性铑催化剂和开发单程不循环工艺。UCC/KPT的以双亚磷酸盐做
14、配位体的羰基合成技术是至今为止全球最先进的羰基合成生产技术。由于铑金属资源贫乏，价格昂贵，还将迸一步开发使用高效非铑催化剂的羰基合成技术。据报道，UCC公司开发出非金属钼系催化剂；日本工业技术研究所开发出在SnCL2的条件下，以环烷基连结的双磷配位体的铂系催化剂；Shell公司开发出铂系络合物催化剂；Hoechst公司最近开发了一种水溶性钴族化合物催化剂，可使烯烃在聚乙二醇作极性相的两相溶剂体系中有效地进行氢甲酰化7。高碳烯烃对聚乙二醇的亲和力比水好，因此可提高反应速率。1.1.3 产品的性质与特点 本设计中产品为辛烯醛，它是作为生产辛醇的中间物。 正丁醛（butyraldehyde）分子式C4H8O，无色透明液体，有窒息性气味。熔点-100，沸点75.7，当水的密度为1
