《年产8万吨丁辛醇设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《年产8万吨丁辛醇设计.docx（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、20180826组员彭艳娥 郭桐 江志华 王雨亮 张小龙 赵胜飞目录第一章总论21.1项目名及性质21.2设计依据21.3丁辛醇作用及意义21.3.1意义及作用21.3.2发展概况21.4产品与原料方案31.4.1产品方案31.4.2原料方案41.4.3主要物料规格及消耗6第二章工艺设计与计算62.1工艺原理62.2工艺路线的选择62.3工艺流程简述72.3.1流程示意图72.3.2各工段工艺流程72.4工艺参数92.5物料衡算92.5.1物料衡算的意义和作用92.5.2 物料衡算92.6热量衡算142.6.1能量衡算的意义与作用142.6.2热量衡算及所需媒质的量152.6.3热量计算16第
2、三章设备选型253.1选型原则253.2关键设备的选择263.2.1釜容积的计算263.2.2 釜的高度与直径的计算273.2.3 釜的壁厚的计算273.2.4 釜的封头计算283.3其他设备的选择283.3.1反应釜的选择283.3.3支座的选择303.3.4 冷凝器30第四章工艺设备一览表30第五章车间布置设计的原则325.1车间布置设计的原则325.1.1车间设备布置的原则325.1.2车间设备平面布置的原则325.1.3车间设备立面布置原则335.2车间设备布置33第六章环境保护336.1三废的产生情况336.2三废处理情况34第七章公用工程347.1供水347.2供电347.3供暖3
3、57.4通风35第一章总论1.1项目名及性质（1）项目名称：以丙烯为原料年产8万吨丁辛醇的生产项目；（2）项目性质：为某一石化/煤化总厂设计一座丙烯制基本有机化工原料的合成分厂。1.2设计依据（1）化工工程设计相关规定；（2）国家经济、建筑等相关政策；1.3丁辛醇作用及意义1.3.1意义及作用丁辛醇是重要的基本有机化工原料。它有三个重要的品种：正丁醇、异丁醇、辛醇。正丁醇主要用于生产丙烯酸丁酯、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、联二酸二丁酯等酯类产品。前者用于涂料和粘合剂，后者为PVC的增塑剂。用丁醇生产的邻苯二甲酸二丁酯和脂肪族二元酸酯类增塑剂，广泛用于各种塑料和橡胶制品的生产。丁醇是生产丁醛、丁
4、酸、丁胺和醋酸丁酯等有机化合物的原料，可用做树脂、油漆、粘接剂的溶剂及选矿用的消泡剂，也可用做油脂、药物和香料的萃取剂及醇酸树脂涂料的添加剂。1.3.2发展概况1.国外发展概况丁辛醇是随着石油化工、聚乙烯塑料工业的发展和羰基合成工业技术的发展迅速发展起来的。羰基合成反应技术是1938年在德国最先开发成功的，随着在英、美、法、意等国家获得发展。自低压铑法问世以来，该法在丁辛醇工业领域独领风骚，先后转让给9个国家，共建设了23套装置，采用该法生产的丁醛产量超过3.5mt/a，占丁醛总产量的70%。所有新建装置全部采用低压铑法，该法以其技术优势正在逐步淘汰高压铑法。近10年来，随着各国对环境保护认识
5、的提高，烟气脱硫的关键技术有了飞速的发展，尤其是一些经济发达的国家，投入大量人力、财力进行开发并取得显著成效。据有关资料统计，到1998年止，美国投产了相当于装机容量150GW的电厂烟气脱硫装置；德国投产了相当于装机容量30GW的电厂烟气脱硫装置；日本已建成投产大型脱硫装置1400台（套），相当于装机容量39GW。2.国内发展概况我国的丁醇生产技术在1980年以前主要采用粮食发酵法制丁醇，采用乙醛缩合法制丁烯醛，丁烯醛缩合、加氢制丁醇。由于工艺技术落后，这类的丁辛醇生产装置已经停产。1976年，吉化公司从德国BASF公司引进50kt/a的高压铹法丁辛醇装置。1982年建成投产。随后，大庆石化总
6、厂，齐鲁石化公司从英国DAVY公司成套引进丁辛醇生产技术，并在1986年，1987年相继投产。（1）1992年北京化工四厂从日本三菱化学公司引进丁辛醇生产的专利技术及关键设备，于1996年投产。（2）1996年齐鲁石化公司在原有装置的基础上，将原来低压羰基合成气相循环法改为液相循环法。在反应器不变的情况下，将产量扩大为原来的1.9倍。1998年吉化公司对原有的BASF高压羰基合成装置进行改造。引进了UCC/DAVY第四代低压液相循环羰基合成技术，在保留了原装置的异构物分离、丁醛缩合、辛烯醛液相加氢、醇的精馏分离等几部分的基础上，另外扩建了一套气相加氢、丁醛缩合、液相加氢、醇精馏分离系统，改造后
7、的装置于2000年8月投产，目前吉化公司丁醇、辛醇合计最大生产能力可达120kt/a。1.4产品与原料方案1.4.1产品方案本项目的主要产品是正丁醇、异丁醇、辛醇。各种产品的详细规格如下：（1）正丁醇产品方案表1.1 正丁醇质量规格项目指标项目指标纯度99.5（m/m）色度5APHA水分0.10（m/m）异丁醇0.5（m/m）醛类0.05（m/m）密度（20）g/cm30.8090.811酸度0.005（m/m）蒸发残余物0.003（m/m）硫酸色度20APHA（2）异丁醇产品方案表1.2 异丁醇质量规格项目指标项目指标纯度99.5（m/m）色度10APHA水分0.15（m/m）硫酸色度20A
8、PHA醛类0.1（m/m）密度（20）g/cm30.8010.803酸度0.003（m/m）蒸发残余物0.004（m/m）（3）辛醇产品方案表1.3 辛醇质量规格项目指标项目指标纯度99.5（m/m）色度5APHA水分0.05（m/m）硫酸色度15APHA醛类0.05（m/m）密度（20）g/cm30.8310.833酸度0.01（m/m）不饱和物0.05（m/m）1.4.2原料方案表1.4 丙烯原料规格及技术指标化学级丙烯丙烯9510-2mol最低丙烷、甲烷和乙烷510-2mol最高乙烯2010-6mol最高甲基乙炔及丙二烯1510-6mol最高氧510-6mol最高总硫110-6wt最高C
9、4及C4以上的烃510-6mol最高乙炔110-6mol最高氢510-6mol最高总氯（以HCL计）110-6mol最高绿油1010-6wt最高水份2010-6wt最高醇（以甲醇计）510-6wt最高续表CO+CO21510-6mol最高进界区状态；液态压力：2.2-2.8MPa.a温度：环境在生产丁辛醇过程中，原料合成气与丙烯中含有H2O、S、O2、As和炔烃等杂质，这些杂质容易使催化剂活性降低，甚至中毒失去活性，影响装置的正常生产，必须进行精制脱出丙烯中的微量杂质，保证装置的正常进行。因此工段主要为利用催化剂将微量杂质脱出。表1.5催化剂规格名称型号规格规格一次用量硫化铂进口：C53-2国
10、产：BC-02-0093mm直径挤压成型脱除合成气中的氧1121（第一层）5.5 m3Pt0.0810-2wt活性碳进口：207A国产：JB-15-10目颗粒状脱除合成气中的羰基铁和羰基镍11208.5 mCTC值55-6010-2水分1010-2wt浸苛性钠的活性氧化铝进口：ICI-59国产：T4023-5mm球脱除合成气中的氨1121（第一层）4 m3Na2O1210-2wtAl2O3（高表面）Al2O3（高表面）其余松密度900kg/ m3铑催化剂ROPAC国产：BG-2-007Rh；19-2110-2wtOXO反应催化剂年用量70 kg氯化物：0.110-2wt铁：0.00510-2w
11、t锌：0.00510-2wt三苯基膦TPP白色晶状小片或颗粒OXO反应助催化剂年用量34000kg熔点：78.5-81.5三苯基膦 9910-2wt钠510-6wt灰份 10010-6wt干燥损失2.510-6wt1.4.3主要物料规格及消耗本项目主要原料消耗情况见下表:序号原料规格用量（吨/年）1丙烯工业级588642合成气工业级473603氢气工业级2757.64铑系催化剂205铜基催化剂156氢氧化钠17.8表1.6主要原料规格及消耗第二章工艺设计与计算2.1工艺原理净化的合成气与丙烯，在铑催化剂的作用下发生羰基合成反应生成丁醛，反应方程式如下：（1）丙烯醛化生成正丁醛：CHCH=CH+
12、CO+HCHCHCHCHO（2）丙烯醛化生成异丁醛：CHCH=CH+CO+H（CH）CHCHO上述两个反应，正丁醛是目的产物，而异丁醛是副产物。在选择的反应条件下，正丁醛/异丁醛生成的比率为10：1。2.2工艺路线的选择本设计是年产8万吨丁辛醇合成气净化及羰基合成车间工艺的初步设计。丁辛醇的生产工艺有两种路线。一种是以乙醛为原料，巴豆醛缩合加氢法；另一种是以丙烯为原料的羰基合成法。国内外的羰基合成法又分为高压钴法、改性钴法、高压铑法和改性铑法。其中改性铑法是当代丁辛醇合成技术的主流。改性铑法又分为气相循环和液相两种。液相循环改性铑法是当今世界最先进，最广泛使用的丁辛醇合成技术。本设计以净化后的
13、合成气和丙烯为原料，采用低压气相循环改性铑法进行羰基合成反应。2.3工艺流程简述2.3.1流程示意图图2.1流程示意图2.3.2各工段工艺流程1.丙烯净化:丙烯在2.42.8Mpa压力和环境温度下，以液态送进界区，由PIC211控制液态丙烯系统的压力，去丙烯预热器E1301，用0.25Mpa的蒸汽将丙烯预热到25，有TIC201控制预热温度。被预热后的丙烯进入1#净化槽V1301，V1301内装一层活性氧化铝催化剂。丙烯在经过该催化剂床层时，大部分H2S被吸附除去，同时在过量水的存在下，将丙烯中的全部CoS水解为H2S。丙烯从V1301出来后，直接进入2#净化槽V1302，该槽自上而下装有活性氧化铝、氧化锌和浸铜活性碳三层催化剂。第一层活性氧化铝同V1301催化剂所起的作用一样，是在V1301离线时，保护氧化锌床层，氧化锌将丙烯中的硫脱除到0.110-6mol以下，而浸铜活性碳将丙烯中的氯化物脱除到0.210-6mol以下。丙烯从V1302出来后，在FIC202控制流量下，进入丙烯蒸发器E1302的蒸发段，E1302用0.25Mpa蒸汽再加热使壳程中的甲醇蒸发，甲醇冷凝下来，E1302壳程里的甲醇饱和压力由PIC209控制，蒸发温度由TIC203控制。丙烯来开502蒸发段后进入丙烯过热器1503，用0.25Mpa蒸汽将丙烯加热到80，然后经过
