225万吨年丁辛醇羰基合成工段初步设计

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1、题目22.5万吨/年丁辛醇拨基合成工段初步设计目录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丙烯拨基合成正丁醛11.2拨基合成反应器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7(1)2低压蒸发器83.3原料冷凝器（丙烯吸收塔）84异构物塔顶冷凝器93..5异构物塔釜再沸器93异构物塔的设计104..1塔板数的确定101.1温度的计算104.1.2挥发度的计算11(1)1.3最小回流比123.1.4理论板数的计算133

2、.1.5进料板位置的确定131-2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142.3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f留塔有效高度的计算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浮阀数目与排列213.6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

3、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284异构物塔顶蒸汽出口管285异构物塔釜进气管282-6丙烯进料管284.7合成气进料管28(2)8催化剂循环管293.9低压蒸发器收集槽气相出料管2910丙烯吸收塔进料管295设备选型与计算305.1反应器设计选型301.1反应器尺寸305.1.2反应器搅拌器的选择305.1.3反应器传热构件315.1.4反应器厚度314.2泵的选型325.2.1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（

4、丙烯吸收塔）345.2.5汽提塔釜液输送泵35(1)3储罐选型3611丙烯原料储罐365.3.2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373.4换热器选型373.4.1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）381-4.4异构物塔顶冷凝器385.4.5异构物塔釜再沸器381物料衡算年产丁辛醇22.5万吨，其中正丁醇8.5万吨，辛醇14万吨年操作时间8000h1・1原料的预算1.1.1正丁醛加氢生成正丁醇CHyCH2CH2CHO+H2——CH^

5、CH^OH根据年生产量来确定每小时的产量正丁醇£=8.5x104x10’/8000=10625畑/h正丁醇的产品纯度为99.8%设计裕度120%mA=10625x0.998xl20%=12724.5蚣/hnx=12724.5/74.12=171.6743^///?丁醛转化率为99%正丁醇选择性98%则正丁醛的用量为n=171.6743/(99%x98%)=176.9473kmol/h1.1.2正丁醛制辛醇辛醇7^=14x104x103/8000=17500kg/h辛醇产品纯度99.8%设计裕度120%m2=17500x0.998x120%=

6、20958^/h§=20958/130.23=160.9307如辛烯醛加氢转化率为98%辛烯醛纯度99.8%则辛烯醛的用量为佝=160.9307/(98%x99.8%)=164.544lkmol/h正丁醛缩合转化率98%n=164.5441/98%x2=335.8043kmol/h则正丁醛的需求总量为176.9473+335.8043=512.7516kmol/h1.1.3丙烯拨基合成正丁醛主反应CH2=CHCHs+CO+H2fCH3CH2CH2CHO主要副反应CH2=CHCHs+CO+H2->(CH3)2CHCHO其他副反应CH2=CHC

7、H3+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二1.03n异丁醛=51.2752kmoI/hn丙烷=15.3825kmol/hn丙烯二(512.7516+51.2752+15.3825)/93%二623.0268kmoI/hnCo=512.7516+51.2752二564.0268kmol/hn沪564.0268X1.03=580.9476kmoI/hn杂质=7.6342kmol/h进料丙烯组成：95%丙烯5%丙烷n丙烷二623.0208x5/95=32.7906^//h计算

8、各原料的年需求量丙烯623.0208x8000x42.08/(1000x95%)=220772.34//aCO564.0268x8000x28.01/1000=126387.13