乙二醇工段工艺毕业设计

I分类号 单位代码 11080 密 级 学 号 0903120233 本科毕业论文（设计）题 目 年产 20 万吨乙二醇生产-乙二醇合成工段设计工艺设计作 者 王刚院 (系) 化学工程学院专业班级 2012级化学工程与工艺1班学 号 0903120233指导教师 李学坤答辩日期 年 月 日西安文理学院教务处 制II西安文理学院毕业论文（设计）诚信责任书本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计），是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰 写 过 的 研 究 成 果 。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人毕业论文（设计）与资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。论 文 作 者 签 名 : 年 月 日设计任务设计题目：年产 20 万吨乙二醇-乙二醇合成工段设计设计任务任务量 为年产 20 万吨乙二醇工厂提供足量的乙二醇工作日 ， 连续运行 /3024h设计内容和要求序号 设计内容 要求1 工艺设计 选择合适的工艺流程、工艺条件2 工艺计算 物料衡算、热量衡算等3 反应器设计 草酸二甲酯加氢反应器工艺尺寸设计计算、并进 行反应器的优化4 换热器 传热面积的计算、规格选型5 泵、压缩机 泵、压缩机规格选型6 自控设计 选择设计合理的设备控制方案以及该车间的整体 控制方案7 车间布置 根据化工设计规则实际操作进行合理的车间布置8 环境保护 根据排放要求合理处理三废9 编写设计说明书 目录、引言、设计内容、设备选型、设计结果一览表、结束语10 绘图1.绘制合成反应器、DMO 精馏塔装配图2.合成工段物料流程图 PFD，自控流程图 PID3.车间平、立面布置图，管道布置图11. 参考文献 十篇以上相关的中文文献和一篇英文文献I摘 要对于我国能源现状，以煤产业代替石油为原料制备化工产品成为国内外发展趋势。合成气经草酸二甲酯(DMO)催化加氢法是制备乙二醇 (EG)工艺的研究热点之一，其中 DMO 加氢反应是制备 EG 的核心。乙二醇(ethylene glycol)， ，分子量 ；具有沸点高、凝固OHC-22 62.07点低和还原性弱等特点； 醇 沸 点液 体 ； 在 室 温 下 ， 乙 二外 观 无 色 无 臭 、 有 甜 味197.3，闪点 ， 。我国乙二醇主要用于生产聚酯1. 1.5 相 对 水 的 密 度(PET)、防冻液以及黏合剂等。 聚酯的 主 要 的 消 费 领 域 ，聚 酯 行 业 是 我 国 乙 二 醇消费始终占乙二醇总消费量的 以上，致使我国乙二醇的生产和消费得到了持90续不断和快速的发展。本设计量是年产 20 万吨乙二醇，年工作 小时，由年产量计算可知原料80DMO 年消耗量为 146.89 万吨，新鲜氢气年消耗量为 10.03 万吨。本设计首先对工艺流程分析，再根据工艺参数及有关标准利用 Aspen Plus 模拟软件完成了加氢反应器的物、热量衡算，还完成了对反应器的优化问题；本设计采用固定床列管式反应器，设计出反应器的内径为 2.5m，管长为 7.5m，管子采用252.5mm，一共 5017 根，正三角形排列；利用 SW6-2011 软件对 DMO 加氢反应器进行了强度校核；最后完成了设备的设计和选型。本设计还对 DMO 加氢工段的车间布置、设备控制、环境保护及投资估算进行了简单的设计与说明。关键词: 乙二醇；DMO 加氢；列管式反应器IIAbstractFor Chinas energy situation, the development trend of domestic and international production of chemical products by replacing oil with coal industry as raw material. The syngas by dimethyl oxalate (DMO) catalytic hydrogenation method is one of the highlights in agro-scientific research in the preparation of ethylene glycol (EG) process. The DMO hydrogenation reaction is the core of the preparation of EG.Glycol (ethylene glycol), CH2OH-CH2OH, molecular weight is 62.07; With the characteristics of high boiling point, low freezing point and weak reducing;Design is colorless, odorless, sweet liquid. At room temperature, and ethylene glycol boiling point 197.3 , flash point 111.1 , the relative water density of 1.1155. Ethylene glycol in China mainly for the production of polyester (PET) and antifreeze and binder etc. Polyester industry is the main consumption of ethylene glycol in China, polyester consumption accounts for more than 90% of ethylene glycol total consumption all the time, the production and consumption of ethylene glycol has been continuous and rapid development .This design flow is the annual output of 200w tons of ethylene glycol, work 8000 hours, calculated by the annual production of known DMO annual consumption of 1.4689 million tons of raw materials, fresh hydrogen consumption of 10.03w tons. This design first to process analysis and then according to the process parameters and the standard of Aspen plus simulation software completed the hydrogenation reactor, heat balance,also completed the optimization problem of the reactor; This design USES the fixed bed,design reactor diameter 2.5m, length of 7.5m, the pipe by 252.5mm, a total of 5017 root, regular triangle arrangement.t; SW6-2011 software is used to analyse the DMO hydrogenation reactor intensity; Finally completed the design and type selection of equipment. This design also the DMO hydrogenation section of the workshop layout,equipment control, environmental protection and investment estimation for the simple design and illustration. Key Words: ethylene glycol; dimethyl oxalate hydrogenation; column tubular reactorIII目 录设计任务 .I摘 要 .IIAbstract .III1 绪论 .11.1 项目概述 .11.2 工艺特点 .11.3 产品规格 .21.4 项目建设意义 .22 生产工艺 .32.1 项目背景 .32.2 工艺选择 .32.2.1 工艺方案比较 .32.2.2 工艺方案选择 .42.3 工艺路线介绍 .52.3.1 工艺原理 .52.3.2 工艺流程图 .52.3.3 生产流程叙述 .62.4 催化剂选择 .72.4.1 Cu/SiO2加氢催化剂 .72.4.2 HEG-1 加氢催化剂 .73 物料衡算及能量衡算 .83.1 物料衡算 .83.1.1 物料衡算的意义 .83.1.2 物料衡算的任务 .83.1.3 物料衡算遵循的原则 .83.1.4 系统物料衡算 .83.2 能量衡算 .113.2.1 能量衡算的目的 .113.2.2 能量衡算可以解决的问题 .113.2.3 能量衡算遵循的原则 .11IV3.2.4 系统能量衡算 .124 设备选型及设计 .144.1 设计标准与依据 .144.2 换热器 .144.2.1 概述 .144.2.2 分类与特性 .154.2.3 氢气进料预热器 .164.2.4 选型结果 .264.3 泵 .274.3.1 概述 .274.3.2 选用要求 .274.3.3 DMO 进料泵 .284.3.4 选型结果 .324.4 压缩机 .334.4.1 概述 .334.4.2 设计依据 .334.4.3 氢气压缩机设计 .334.5 反应器 .344.5.1 概述 .344.5.2 反应器选型 .344.5.3 DMO 加氢反应器设计 .344.5.4 反应器设计 .374.5.5 反应器细节设计 .394.5.6 反应器结构设计 .394.5.7 支座设计 .454.6 储罐 .474.6.1 概述 .474.6.2 分类 .474.6.3 加氢粗产品储罐 .474.6.4 选型结果 .485 自动控制及仪表 .49V5.1 设计依据 .495.2 设计范围及分工 .495.3 动力供应 .495.3.1 仪表用压缩空气 .495.3.2 仪表用电源 .495.4 设备控制方案 .495.4.1 泵的控制方案 .495.4.2 压缩机的控制方案 .515.4.3 换热器的控制方案 .525.4.4 反应器的控制方案 .535.4.5 闪蒸罐的控制方案 .555.4.6 储罐的控制方案 .556 车间布置 .576.1 设计依据 .576.2 EG 合成车间 .576.2.1 车间整体布置 .576.2.2 各类设备布置 .576.2.3 车间布置图 .586.3 车间的单元设备布置 .606.3.1 固定床反应器布置 .606.3.2 泵组布置 .606.3.3 氢气压缩机布置 .616.3.4 储罐布置 .617 环境保护措施 .627.1 设计原则 .627.2 废气 .627.3 废水 .637.4 废渣 .637.5 噪声 .648 投资估算 .658.1 编制说明 .65VI8.2 投资估算 .658.2.1 编制依据 .658.2.2 估算方法说明 .658.2.3 车间投资的一般构成 .668.2.4 车间建设投资估算 .668.2.5 车间流动资金 .698.2.6 车间总投资汇总 .698.3 车间资金筹措 .698.3.1 车间资金来源 .708.3.2 投资规模 .708.4 产品成本估算 .708.4.1 编制依据与成本估算 .708.4.2 成本估算表 .718.5 静态分析 .718.6 动态分析 .72结束语 .739.1 设计总结 .739.2 设计感想 .74参考文献 .75致 谢 .77西安文理学院化学工程学院毕业设计01 绪论1.1 项目概述乙二醇(EG)，又名甘醇，分子式为(CH 2OH)2。乙二醇具有低凝固点、高沸点和弱还原性等特点。乙二醇主要用于防冻液、塑料以及聚酯纤维等领域。在国内，生产乙二醇广泛用于黏合剂、聚酯(PET)以及防冻液等。国内聚酯消的费量占乙二醇总生产量的 90以上，使我国乙二醇的生产和消费得到了持续不断的快速发展。近些年来，国内外乙二醇总的消费量将达到了每年 万吨以上，乙二醇250主要消费在北美洲、西欧以