万吨_年丁辛醇羰基合成工段初步设计-毕业论

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1、学号：11401506常州大学毕业设计（论文）（2015届）题目22.5万吨/年丁辛醇羰基合成工段初步设计学生王菊学院石油化工学院专业班级化工115校内指导教师刘英杰专业技术职务讲师校外指导老师专业技术职务二○一五年六月目录1物料衡算11.1原料的预算11.1.1正丁醛加氢生成正丁醇11.1.2正丁醛制辛醇11.1.3丙烯羰基合成正丁醛11.2羰基合成反应器21.3高压蒸发器31.4低压蒸发器41.5丙烯吸收塔41.6汽提塔61.7异构物塔62能量衡算72.1高压蒸发器72.2低压蒸发器82.3原料冷凝器（丙烯吸收塔）82.4异构物塔顶冷凝器92.5异构物塔釜再沸器93

2、异构物塔的设计103.1塔板数的确定103.1.1温度的计算103.1.2挥发度的计算113.1.3最小回流比123.1.4理论板数的计算123.1.5进料板位置的确定133.2异构物塔的工艺条件及有关物性数据的计算143.2.1操作压力的计算143.2.2操作温度143.2.3平均摩尔质量153.2.4平均密度的计算153.2.5液体平均表面张力的计算163.2.6液体平均黏度的计算173.3异构物塔的塔体工艺尺寸计算183.3.1塔径的计算193.3.2精馏塔有效高度的计算193.4塔板主要工艺尺寸的计算193.4.1溢流装置计算193.4.2塔板分布203.5浮阀

3、数目与排列203.6塔板的流体力学计算223.6.1气相通过浮阀塔板的压降223.6.2物沫夹带233.6.3塔板负荷性能图244配管的计算274.1异构物塔进料管274.2异构物塔回流管274.3异构物塔釜出料管274.4异构物塔顶蒸汽出口管274.5异构物塔釜进气管284.6丙烯进料管284.7合成气进料管284.8催化剂循环管284.9低压蒸发器收集槽气相出料管294.10丙烯吸收塔进料管295设备选型与计算295.1反应器设计选型295.1.1反应器尺寸295.1.2反应器搅拌器的选择305.1.3反应器传热构件305.1.4反应器厚度315.2泵的选型325.

4、2.1催化剂循环输送泵325.2.2反应釜液输送泵335.2.3粗丁醛输送泵335.2.4粗丁醛进料泵（丙烯吸收塔）335.2.5汽提塔釜液输送泵355.3储罐选型355.3.1丙烯原料储罐355.3.2催化剂中间罐365.3.3气液分离器选型365.3.4原料缓冲罐（丙烯吸收塔）365.3.5异构物塔回流罐365.4换热器选型375.4.1高压蒸发器375.4.2低压蒸发器375.4.3原料冷凝器（丙烯吸收塔）375.4.4异构物塔顶冷凝器385.4.5异构物塔釜再沸器38常州大学本科生毕业设计1物料衡算年产丁辛醇22.5万吨，其中正丁醇8.5万吨，辛醇14万吨年操作

5、时间8000h1.1原料的预算1.1.1正丁醛加氢生成正丁醇根据年生产量来确定每小时的产量正丁醇正丁醇的产品纯度为99.8%设计裕度120%丁醛转化率为99%正丁醇选择性98%则正丁醛的用量为1.1.2正丁醛制辛醇辛醇辛醇产品纯度99.8%设计裕度120%辛烯醛加氢转化率为98%辛烯醛纯度99.8%则辛烯醛的用量为正丁醛缩合转化率98%则正丁醛的需求总量为176.9473+335.8043=512.75161.1.3丙烯羰基合成正丁醛主反应CH2＝CHCH3＋CO＋H2→CH3CH2CH2CHO主要副反应CH2＝CHCH3＋CO＋H2→(CH3)2CHCHO其他副反应C

6、H2＝CHCH3＋H2→CH3CH2CH3丙烯转化率93%正丁醛/异丁醛为10/1丁醛/丙烷为11.03工艺设定H2/CO=1.03n正丁醛=512.7516kmol/h第38页共38页常州大学本科生毕业设计n异丁醛=51.2752kmol/hn丙烷=15.3825kmol/hn丙烯=(512.7516+51.2752+15.3825)/93%=623.0268kmol/hnCO=512.7516+51.2752=564.0268kmol/hnH2=564.0268×1.03=580.9476kmol/hn杂质=7.6342kmol/h进料丙烯组成：95%丙烯5%丙烷n

7、丙烷=计算各原料的年需求量丙烯COH2合成气中的杂质拟定合成气中CO占49%，氢气50.5%，杂质（CH4+N2+Ar）占0.5%，杂质的分子量取平均值28进行计算合成气的年需求量为12.64+0.94+0.13=13.71万吨/年1.2羰基合成反应器丙烯转化率为93%，则剩余丙烯的量为出料中丙烷的量为15.3825+32.7906=48.1731kmol/h实际消耗H2的量564.0268+15.3825=579.4093kmol/h出料中氢气的量580.9476—579.4093=1.5323kmol/h催化剂循环液156.0781k