22.5万吨_年丁辛醇羰基合成工段初步设计-毕业论文.doc

学号 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○1物料衡算 1 1.1原料的预算 1 1.1.1 正丁醛加氢生成正丁醇 1 1.1.2 正丁醛制辛醇 1 1.1.3丙烯羰基合成正丁醛 1 1.2羰基合成反应器 2 1.3高压蒸发器 3 1.4低压蒸发器 4 1.5丙烯吸收塔 4 1.6汽提塔 6 1.7异构物塔 6 2能量衡算 7 2.1高压蒸发器 7 2.2低压蒸发器 8 2.3原料冷凝器（丙烯吸收塔） 8 2.4异构物塔顶冷凝器 9 2.5异构物塔釜再沸器 9 3异构物塔的设计 10 3.1塔板数的确定 10 3.1.1温度的计算 10 3.1.2挥发度的计算 11 3.1.3最小回流比 12 3.1.4理论板数的计算 12 3.1.5进料板位置的确定 13 3.2异构物塔的工艺条件及有关物性数据的计算 14 3.2.1操作压力的计算 14 3.2.2操作温度 14 3.2.3平均摩尔质量 15 3.2.4平均密度的计算 15 3.2.5液体平均表面张力的计算 16 3.2.6液体平均黏度的计算 17 3.3异构物塔的塔体工艺尺寸计算 18 3.3.1塔径的计算 19 3.3.2精馏塔有效高度的计算 19 3.4塔板主要工艺尺寸的计算 19 3.4.1溢流装置计算 19 3.4.2塔板分布 20 3.5浮阀数目与排列 20 3.6塔板的流体力学计算 22 3.6.1气相通过浮阀塔板的压降 22 3.6.2物沫夹带 23 3.6.3塔板负荷性能图 24 4配管的计算 27 4.1异构物塔进料管 27 4.2异构物塔回流管 27 4.3异构物塔釜出料管 27 4.4异构物塔顶蒸汽出口管 27 4.5异构物塔釜进气管 28 4.6丙烯进料管 28 4.7合成气进料管 28 4.8催化剂循环管 28 4.9低压蒸发器收集槽气相出料管 29 4.10丙烯吸收塔进料管 29 5设备选型与计算 29 5.1反应器设计选型 29 5.1.1反应器尺寸 29 5.1.2反应器搅拌器的选择 30 5.1.3反应器传热构件 30 5.1.4反应器厚度 31 5.2泵的选型 32 5.2.1催化剂循环输送泵 32 5.2.2反应釜液输送泵 33 5.2.3粗丁醛输送泵 33 5.2.4粗丁醛进料泵（丙烯吸收塔） 33 5.2.5汽提塔釜液输送泵 35 5.3储罐选型 35 5.3.1丙烯原料储罐 35 5.3.2催化剂中间罐 36 5.3.3气液分离器选型 36 5.3.4原料缓冲罐（丙烯吸收塔） 36 5.3.5异构物塔回流罐 36 5.4换热器选型 37 5.4.1高压蒸发器 37 5.4.2低压蒸发器 37 5.4.3原料冷凝器（丙烯吸收塔） 37 5.4.4异构物塔顶冷凝器 38 5.4.5异构物塔釜再沸器 38 1物料衡算 1.1原料的预算 1.1.1 正丁醛加氢生成正丁醇 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=512.7516 1.1.3丙烯羰基合成正丁醛 主反应 CH2＝CHCH3＋CO＋H2→CH3CH2CH2CHOCH2＝CHCH3＋CO＋H2→CH2＝CHCH3＋H2→8×1.03=580.9476kmol/h n杂质=7.6342kmol/h 进料丙烯组成：95%丙烯 5%丙烷 n丙烷= 计算各原料的年需求量 丙烯 CO H2 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+