6萬噸丁辛醇設計說明書_畢業設計論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 。 49 三廢處理情況 49 第 8 章 公用工程 50 供水 50 供電 50 供暖 51 通風 52 第 9 章 改進措施 53 結束語 54 參考文獻 55 致謝 45 6 萬噸丁辛醇設計說明書 _畢業設計 (論文 ) 第 1 章 總 論 概 述 意義與作用 丁辛醇是重要的基本有機化工原料。它有三個重要的品種 ： 正丁醇、異丁醇、辛醇。正丁醇主要用于生產丙烯酸 丁酯、鄰苯二甲酸二丁酯 (DBP)、聯二酸二丁酯等酯類產品。前者用于涂料和粘合劑，后者為 PVC 的增塑劑。用丁醇生產的鄰苯二甲酸二丁酯和脂肪族二元酸酯類增塑劑，廣泛用于各種塑料和橡膠制品的生產。丁醇是生產丁醛、丁酸、丁胺和醋酸丁酯等有機化合物的原料，可用做樹脂、油漆、粘接劑的溶劑及選礦用的消泡劑，也可用做油脂、藥物和香料的萃取劑及醇酸樹脂涂料的添加劑 ]1[ 。 現在能源以燃煤為主，占煤炭產量 75%的原煤用于直接燃燒，煤燃燒過程中產生嚴重污染，如煙氣中 CO 2 是溫室氣體， SOx 可導致酸雨形成， NO 也是引起酸雨元兇之一，同時在一定條件下還可破壞臭氧層以及產生光化學煙霧等。總之燃煤產生的煙氣是造成生態環境破壞的最大污染源之一。中國的能源消費占世界的 8%～ 9%， SO2的排放量占到世界的 %，燃煤所排放的 SO2 又占全國總排放量的 87%。中國煤炭一年的產量和消費高達 12 億噸， SO2 的年排放量為 2020 多噸，預計 到 2020 年中國煤炭量將達 18 億噸，如果不采用控制措施， SO2 的排放量將達到 3300 萬噸。煙氣脫硫技術是控制 SO2 和酸雨危害最有效的手段之一，按工藝特點主要分為濕法煙氣脫硫、干法煙氣脫硫和半干法煙氣脫硫 [2]。 據統計 ,CO2 濃度超過 700179。10 6 會使少數比較敏感的人感到有不良氣味并有不舒適的感覺 。CO2 濃度超過 1000106 會 使人有不舒適的感覺 ,并易引起人員產生嗜睡。國內尚無商業建筑 CO 2 濃度的衛生標準規定。國外 ， 如美國、日本等在商場條件下 ，常以低于 1000106 為室內 CO2 的允許濃度 [3]。 6 萬噸丁辛醇設計說明書 _畢業設計 (論文 ) 丙烯中常常含有 H2 O、 S、 O2 、 As 和炔烴等雜質，這些雜質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，必須進行精制脫出丙烯中的微量雜質，保證裝置的正常進行 [4]。 本次的設計題目為年產 8 萬噸丁辛醇車間丙烯凈化 及羥基合成工段的初步設計 。在合成氣和丙烯原料中都含有微量的含有 OH2 、 S、 O2 、 As 和炔烴等雜質。這些雜質容易影響裝置的正常生產。則需要將雜質除去。本設計的主要內容為利用活性炭、硫化鉑、浸苛性鈉的活性氧化鋁、浸苛性鈉的活性氧化鋅除去 S、 O2 、 HCN\HCL、 Fe(CO) 5 /Ni(CO)4 等雜質。 國內外現狀及發展前景 丁辛醇是隨著石油化工、聚乙烯塑料工業的發展和羰基合成工業技術的發展迅速發展起來的。羰基合成反應技術是 1938 年在德國最先開發成功的，隨著在英、美、法、意等國家獲得發展。自低壓銠法問世以來，該法在丁辛醇工業領域獨領風騷，先后轉讓給 9 個國家，共建設了 23 套裝置，采用該法生產的丁醛產量超過 ，占丁醛總產量的 70%。所有新建裝置全部采用低 壓銠法，該法以其技術優勢正在逐步淘汰高壓銠法 [1]。 近 10 年來，隨著各國對環境保護認識的提高，煙氣脫硫的關鍵技術有了飛速的發展，尤其是一些經濟發達的國家，投入大量人力、財力進行開發并取得顯著成效。據有關資料統計，到 1998 年止，美國投產了相當于裝機容量 150 GW 的電廠煙氣脫硫裝置；德國投產了相當于裝機容量 30 GW 的電廠煙氣脫硫裝置；日本已建成投產大型脫硫裝置 1 400 臺（套），相當于裝機容量 39 GW。 我國的丁醇生產技術在 1980 年以前主要采用糧食發酵法制丁醇，采用乙醛縮合法制丁烯 醛，丁烯醛縮合、加氫制丁醇。由于工藝技術落后，這類的丁辛醇生產裝置已經停產。 1976 年，吉化公司從德國 BASF 公司引進 50kt/a 的高壓鐒法丁辛醇裝置。 1982年建成投產。隨后，大慶石化總廠，齊魯石化公司從英國 DAVY 公司成套引進丁辛醇生產技術，并在 1986 年， 1987 年相繼投產。 （ 1） 1992 年北京化工四廠從日本三菱化學公司引進丁辛醇生產的專利技術及關鍵設備，于 1996 年投產。 （ 2） 1996 年齊魯石化公司在原有裝置的基礎上，將原來低壓羰基合成氣相循環6 萬噸丁辛醇設計說明書 _畢業設計 (論文 ) 法改為液相循環法。在反應器不變的情況下，將產量擴大 為原來的 倍。 1998 年吉化公司對原有的 BASF 高壓羰基合成裝置進行改造。引進了 UCC/DAVY 第四代低壓液相循環羰基合成技術，在保留了原裝置的異構物分離、丁醛縮合、辛烯醛液相加氫、醇的精餾分離等幾部分的基礎上，另外擴建了一套氣相加氫、丁醛縮合、液相加氫、醇精餾分離系統，改造后的裝置于 2020 年 8 月投產，目前吉化公司丁醇、辛醇合計最大生產能力可達 120kt/a。 產品的性質與特點 本裝置產品為丁醇和 2乙基己醇。 （ Butyl alcohol）分子式 C4H9OH，有四種同分異構體 —— 正丁醇 CH3CH2CH2CH2OH，異丁醇（ CH3） 2CHCH2OH，仲丁醇 CH3CH（ OH） CH2CH3和叔丁醇（ CH3） 3COH。均為無色有毒的易燃液體，能溶于多種有機溶劑中。 （ nButyl alcohol）英文名稱 1Butanol。 產品理化性質：分子式 C4H10；系統命名為 1丁醇。分子量： ，熔點 ℃，相對密度為 g/mol。無色透明液體，沸點 ℃，凝固點 ℃，閃點 3638℃，自然點 365℃，微溶于水，能與乙醇和乙醚混溶。 丁醇（ iButyl alcohol） 產品理化性質：分子式 C4H10；系統命名為 2甲基 1丙醇。分子量： ，熔點 108℃，相對密度為 。無色透明液體，沸點 ℃，凝固點 ℃，閃點 28℃，自燃點 ℃，易溶于水，乙醇和乙醚。折光率（ n20）： 。 （ Octyl alcohol） 英文名稱 2ethyl hexanol. 產品理化性質：無色透明油狀液體，沸點 185℃，凝固點 76℃，閃點 85℃，自燃點270℃，與水可形成共沸物，能與 醇、氯仿、醚等多種有機溶劑互溶，分子量 130。23，分子式 C8H18O，密度 ，熔點 195℃，折光率（ n20）： 。 產品的生產方法概述 丁辛醇的生產工藝有兩種路線 [2]。一種是以乙醛為原料，巴豆醛縮合加氫法；另一種是以丙烯為原料的羰基合成法。 由于發酵法及乙醛法工藝流程長，設備腐蝕嚴重，極不經濟，現有裝置已基本淘汰。當今丁辛醇生產的主要方法是以丙烯為原料的羰基合成法。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。其中改性銠法是當代丁辛醇合成技術的主流。改性銠法又分為氣相循環和液相兩種。液相循環改性銠法是當今世界最先進，最廣泛使用的丁辛醇合成技術。 高壓羰基合成技術是 1940 年由德國開發成功的， 1970 年發展到頂峰。該法以鈷鹽作為催化劑，反應壓力為 2030Mpa。中壓羰基合成技術是殼牌公司首先采用的。6 萬噸丁辛醇設計說明書 _畢業設計 (論文 ) 該法采用一種有機膦配位體鈷做催化劑。反應溫度在 104— 200℃，反應壓力為。低壓羰基合成技術是在 70 年代中期出現的，是丁辛醇生產技術的一個突破。1976 年低壓鐒法羰基合成丁醛工業裝置在波多黎各投產成功。 液相循環改性銠法： 國外對液 相循環改性銠法技術加以發展、改進，形成有特色的專項技術，主要技術代表有四家公司，具體情況如下： DAVY/DOW 聯合開發的第二代丙烯銠法低壓羰基合成技術 — 液相循環法。 三菱化工開發的銠法低壓羰基合成技術。魯爾公司的羰基合成工藝。 BASF 的羰基合成工藝。 設計依據 《化工系畢業教學環節文件匯編》。 “任務書” — 年產八萬噸丁辛醇丙烯凈化及羰基合成車間的初步設計。 2020年 3月 — 4月在大慶石化公司畢業實習中得到的全部 信息及相關知識。 《化工工程設計》。 《丁辛醇車間 — 員工教育培訓教材》。 《齊齊哈爾大學本科畢業生設計（論文）工作手冊》。 廠址選擇 廠址選擇原則 廠址選擇對于整個設計工作來說，是十分重要的環節。它是基本建設前期工作的重要組成部分，是根據國民經濟建設計劃和工業布局的要求選擇和確定工廠的建設位置。一個工廠的廠址選擇是否合理，將對建廠的速度，建設投資，對項目建成后的經濟效益，社會效益和環境效益 的發揮，對輕化工業的合理布局有深遠的影響。廠址選擇是建廠工作中的一個關鍵問題，將對建廠速度、建設投資、生產成本、生產發展及工農業關系等方面產生直接影響。在廠址的選擇中，不僅要考慮自然條件還需要顧及6 萬噸丁辛醇設計說明書 _畢業設計 (論文 ) 原料和成品的供銷，運輸情況，燃料、水、電、氣的供應，勞動后備力量的來源，施工條件，建筑材料的資源等問題。因此，廠址選擇是工業建設中前期工作的重要環節，也是一項政策性和科學性很強的綜合性工作。 廠址選擇應該遵守以下基本原則： ，堅持工業布局要大分散，小集中的原則，又要考慮到鄰近企業的協作關系 。 ，實事求是的原則對建廠基本條件進行科學分析。貫徹以農業為基礎，以工業為指導方針，節約用地，盡量不占或少占農田。 ，工廠與居住區要滿足衛生防護標準，重視對三廢處理場地的合理選擇，盡量少對生態、自然風景的破壞和影響。 ，并有發展余地，廠址的自然地形坡度要與建筑物的相對布置，運輸關系和地面安排等要求相近似。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%。廠址周圍要有良好的交通運輸條件，即當地的水、陸運輸能力可以 滿足新建工廠運輸量的要求，并且有發展余地，以免日后影響或限制工廠發展。 本次設計的廠址選擇 大慶市位于黑龍江省西部、松嫩平原中部。 東南距黑龍江省會哈爾濱市 150 公里，西北距齊齊哈爾市 139 公里。全市總面積 21494 平方公里，其中市區 5107 平方公里。 大慶市區土壤是在特定的地貌、成土母質、氣候、水文、植被等成土因素的綜合作用下形成的。草原土壤占市區總土地面積的 %，是主要的耕地土壤；水成土壤主要有草甸土和沼澤土，其中草甸土占市區總土地面積的 %。 大慶市地處北溫帶大陸性季風氣候區，受蒙古內陸冷空氣和海洋暖流季風的影響，總的特點是：冬季寒冷有雪；夏季溫熱多雨；春、秋季多風。全年無霜期較短。 龍鳳區位于黑龍江省西部、大慶市東部，是大慶中心城的 ―三顆星 ‖之一，東部與大慶高新技術產業開發區隔路相望，西鄰大慶石油管理局采油二廠、四廠，北靠大慶市人民政府，南與安達市接壤。龍鳳區地域廣闊，共分龍鳳、臥里屯、興化三個區塊。下轄一鎮 ——龍鳳鎮，面積 410 平方公里，人口 16 萬，其中，農村人口 萬，現有耕地面積 萬畝，草原面積 萬畝，荒水面積 萬畝。有 ―一田三草二水五分荒 ‖之稱，極具開發前景。龍鳳區交通便利，四通八達。濱洲鐵路貫穿全境，與東北、華北鐵路網密切相聯，溝通著東北和華北腹地， 301 國道斜穿我區，成為我區與哈爾濱等以南地區、齊齊哈爾等以北地區相互溝通的紐帶和橋梁。哈大高速公路的終端就在該區境內，從龍鳳出發至省城哈爾濱的行程僅需 1 個多小時，長途客車可直接通達省內外 40 多個地市縣，區內鄉村通車率 100％。區內距哈爾濱內河碼頭僅 150公里，距大連港不足 1000 公里，那里有通往全國各大港口