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+重庆能源职业学院专业实习报告论文（设计）题目： 乙烯直接水合法制乙醇班 级：2511 姓 名：廖军 梁炯 学 号：20112511018 20112511034 指导教师：邓启辉 时间： 2013年 7 月 3日前言 一、设计要求：1、根据设计题目，进行生产实际调研或查阅有关资料，选定合理的流程方案和设备类型，并进行简要论述。2、设计说明书内容：封面、目录、设计题目、概述与设计方案简介、工艺方案的选择与论证、工艺流程说明、专题论述等。二、设计目的：1、把课本的知识运用到社会实践当中去，才是我们学习专业理论知识的最终目的2、通过本次专业实习设计可以看出现有的生产工艺存在哪些不足，学会自主查找资料进行更加科学有效的改进。三、设计意义：工业上生产乙醇的方法有粮食发酵法、木材水解法、亚硫酸盐法、乙醛加氢法、一氧化碳和氢气羰基合成法、乙烯间接水合法、乙烯直接水合法等。由于受到原料来源和成本高的限制，粮食发酵法、木材水解法、亚硫酸盐法等不可能有较大发展，故这种方法已不适应于大规模制备乙醇的要求。由于石油工业，石油化学工业、天然气开发和加工工业的发展，保证了乙烯气的巨大来源，使得乙烯水合法的原料得到充分保证。通过对比，此次设计选择以乙烯的直接水合法制取乙醇。 关键字：乙烯；乙醇；水合法目 录一、绪论1二、工艺流程论证22.1乙醇的物理性质22.2乙醇用途22.3 乙醇的工业制法32.4乙烯间接水合法42.5乙烯直接水合法42.6二者比较42.7影响反应的因素52.8关于乙烯的介绍52.9直接水合法工艺流程图设计6三、市场需求8四、安全94.1酒精的储存注意事项94.2酒精的安全使用注意事项9五、总结11六、参考文献12七、致谢13一、绪论 乙醇俗称酒精，系醇类代表，在常温常压下是一种无色透明易挥发和易燃的液体。它的水溶液具有特殊的、令人愉快的香味，并略带刺激性，其分子式c2h6o,结构式ch3-ch2-oh。乙醇是一种重要的有机溶剂，大量应用于制造醋酸、染料、军工、医药等工业生产中。由于乙醇用途很广泛 ，所以近年来其产量不断增加，生产方法不断改进。乙醇的生产是在酿酒的基础上发展起来的。12世纪在蒸葡萄酒时，第一次从酒中分离出酒精。15世纪以前，乙醇仅作为饮料和药剂，而并非大量生产的化学品。20世纪30年代以前，发酵法是乙醇的唯一工业生产方法。1930年，美国联合碳化物公司建立了第一个用石油热裂化副产品乙烯为原料，经硫酸吸收再水解制乙醇的工业装置（简称乙烯间接水合法）。1947年，美国壳牌化学公司又实现了乙烯直接水合制乙醇的方法。由于该法比间接水合法有显著优点，现已成为生产乙醇的主要方法。二、工艺流程论证2.1乙醇的物理性质 颜 色：无色透明 气 味：特殊香味 状 态：液体 挥发性：沸点78.5，易挥发 密 度：20时的密度是0.789g/cm3溶解性：和水可以以任意比互溶 能够溶解多种无机物和有机物 2.2乙醇用途1 、饮料 酒是多种化学成份的混合物，酒精（乙醇）是其主要成份，啤酒中乙醇含量为35，葡萄酒含乙醇6%20%，黄酒含乙醇8%15%，一些烈性白酒中含乙醇5070(均为体积分数)；2、香精食品工业中的调料，增加香味；3、有机化工原料乙醇可用来制取乙醛、乙醚、乙酸乙酯、乙胺等化工原料，也是制取、染料、涂料、洗涤剂等产品的原料；4、做有机溶剂根据相似相容原理，乙醇是一种很好的溶剂，既能溶解许多无机物，又能溶解许多有机物，所以常用乙醇来溶解植物色素或其中的药用成分，例如藿香正气水感冒止咳糖浆、养阴清肺糖浆、人参蜂王浆等；5、做消毒剂（医疗上也常用体积分数为70%75%的乙醇作消毒剂等）。99.5%的酒精称为无水酒精。生物学中的用途：叶绿体中的色素能在有机溶剂无水乙醇（或丙酮）中，所以用无水乙醇可以提取叶绿体中的色素。95%的酒精用于擦拭紫外线灯。这种酒精在医院常用，而在家庭中则只会将其用于相机镜头的清洁。70%75%的酒精用于消毒。这是因为，过高浓度的酒精会在细菌表面形成一层保护膜，阻止其进入细菌体内，难以将细菌彻底杀死。若酒精浓度过低，虽可进入细菌，但不能将其体内的蛋白质凝固，同样也不能将细菌彻底杀死。其中75%的酒精消毒效果最好。40%50%的酒精可预防褥疮。长期卧床患者的背、腰、臀部因长期受压可引发褥疮，如按摩时将少许40%50%的酒精倒入手中，均匀地按摩患者受压部位，就能达到促进局部血液循环，防止褥疮形成的目的。25%50%的酒精可用于物理退热。高烧患者可用其擦身，达到降温的目的。因为用酒精擦拭皮肤，能使患者的皮肤血管扩张，增加皮肤的散热能力，酒精蒸发，吸热，使病人体表面温度降低，症状缓解。但酒精浓度不可过高，否则可能会刺激皮肤，并吸收表皮大量的水分。6、做燃料乙醇汽油，工业上将无水乙醇与汽油按比例调和，生产车用乙醇汽油，燃料乙醇具有和矿物质燃料相似的燃料性能，其生产原料是一种可再生资源。此外，乙醇燃料过程所排放的一氧化碳和含硫气体均低于汽油燃料，所产生的二氧化碳也相对较少，这对大气的污染及抑制温室效应意义重大。 固体酒精，在餐馆里或野外就餐时常用的一种白色凝胶状的方便燃料，它就是固体酒精。固体酒精是酒精与饱和醋酸钙溶液混合成的一种固态凝胶。固体酒精携带方便，点燃后火焰温度高，无有害气体生成。因此，燃料乙醇也被称为“清洁燃料”。 2.3 乙醇的工业制法乙醇的生产是在酿酒的基础上发展起来的。12世纪在蒸葡萄酒时，第一次从酒中分离出酒精。15世纪以前，乙醇仅作为饮料和药剂，而并非大量生产的化学品。20世纪30年代以前，发酵法是乙醇的唯一工业生产方法。1930年，美国联合碳化物公司建立了第一个用石油热裂化副产品乙烯为原料，经硫酸吸收再水解制乙醇的工业装置（简称乙烯间接水合法）。1947年，美国壳牌化学公司又实现了乙烯直接水合制乙醇的方法。由于该法比间接水合法有显著优点，现已成为生产乙醇的主要方法。2.4乙烯间接水合法间接水合法也称硫酸酯法，反应分两步进行。首先，将乙烯在一定温度、压力条件下通入硫酸中，在2030大气压、7080生成硫酸酯硫酸氢乙酯和硫酸二乙酯：c2h4+（浓）h2so4c2h5oso2oh2c2h4+（浓）h2so4(c2h5o)2so2其次硫酸酯硫酸氢乙酯和硫酸二乙酯在水解塔中加热至100水解的乙醇：c2h5oso2ohc2h5oh+ h2so4(c2h5o)2so22c2h5oh+ h2so4同时有副产物乙醚生成。虽然间接水合法可用低纯度的乙烯作原料、反应条件较温和，乙烯转化率高，但生产过程中所产生的大量稀硫酸对设备腐蚀严重，生产流程长，因此为直接水合法取代。2.5乙烯直接水合法直接水合法在一定条件下，乙烯通过固体酸催化剂直接与水反应生成乙醇：ch2=ch2+h2och2ch2oh上述反应是放热、分子数减少的可逆反应。理论上低温、高压有利于平衡向生成乙醇的方向移动，但实际上低温、高压受到反应速率和水蒸汽饱和气压的限制。2.6二者比较间接法的突出优点是原料乙烯浓度适用范围广，乙烯分压低，电量消耗少，适合在电力紧张而硫酸来源充足的地区。缺点在于需要以硫酸为媒介，在水解、稀硫酸提浓过程中会对设备设施造成严重腐蚀。而直接法不需要硫酸，工艺流程较简单，其基建费用、产品成本也要低于间接法。但其缺点要求高纯度的（96%以上）乙烯，由于乙烯单程转化率低，（4%5%）气体需经多次循环，其耗电量较大。但随着工业的飞速发展，制取高纯度的乙烯都已不是问题。总之两种水合法都是工业化的可行方法，但直接法要优于间接法。 如果考虑到直接法本身存在着相当大的潜力，那么间接法最终要被直接法所取代。2.7影响反应的因素影响直接水合法的因素有：催化剂、压力、温度、以及水和乙烯的加入量。催化剂的选择：经过查找资料得出，到目前为止大多数工厂采用的是无机酸系中的磷酸作为催化剂，因为磷酸制造方便，价格便宜，在生产过程中可以连续加入磷酸，这样催化剂可以运转一年之久。但是在一定条件下，催化剂磷酸的浓度越高水合反应的速率也越大，但酸度达到一定程度后，对反应速率就影响不大了，但是会导致水合的副反应增大。2.8关于乙烯的介绍下面主要介绍以乙烯为原料的水合法。在化学法制酒精的工艺中乙烯（c2h4)是最重要的原料。乙烯分子结构： c原子以sp2杂化轨道成键、分子为平面形的非极性分子。乙烯的主要来源：在高温下，把石油的分馏产品中长链烃断裂为气态小分子烃。石油裂解的化学过程是比较复杂的，生成的裂解气是一种复杂的混合气体，它除了主要含有乙烯、丙烯、丁二烯等不饱和烃外，还含有甲烷、乙烷、氢气、硫化氢等。裂解气里烯烃含量比较高。因此，常把乙烯的产量作为衡量石油化工发展水平的标志。把裂解产物进行分离，就可以得到所需的多种原料。这些原料在合成纤维工业、塑料工业、橡胶工业等方面得到广泛应用。乙烯是世界上产量最大的化学产品之一,乙烯工业是石油化工产业的核心,乙烯产品占石化产品的70%以上,在国民经济中占有重要的地位.世界上已将乙烯产品作为衡量一个国家石油化工生产水平的重要标志之一.2.9直接水合法工艺流程图设计 乙烯直接水合法工艺流程图如下，分为合成、精制和脱水3部分。反应器的操作条件:反应温度325,反应压力6.9mpa,催化剂是以硅藻土为载体的h3po4。转化率4%5%,选择性95%97%。因反应液中含有磷酸,所以在工艺流程中设置一个洗涤塔(又称中和塔)用碱水溶液或含碱稀乙醇溶液中和。这一工序一定要放在换热器后,因高温易使磷酸 盐在换热器表面结垢,甚至会堵塞管道。含乙醇10%15%的粗乙醇水溶液,分别由洗涤塔和分离塔底进入乙醇精制部分。未反应的乙烯经水洗、分离后，由循环压缩机升压返回系统。压力的选择：在一定范围内，提高压力是可以的。但是压力过高不仅受到设备要求的限制，而且会影响催化剂，反应物的活性，从而导致反应不完全。水和乙烯的加入量的选择：查找资料得出，水与乙烯的分子比在1：1附近转化率达到最高值，超过1：1，则转化率下降，调查同类工厂得到最佳的分子比为0.7.三、市场需求酒精行业的下游需求主要有三个方面，分别是白酒行业、燃料乙醇行业和化工医药行业。分别占酒精的35%、30%和32%。还有3%的消费主要是出口。2012年的白酒行业的消费比较稳定，略有增加。毕竟中国的酒文化源远流长，对于白酒的消费习惯难以改变，因此市场对于使用，因此需求长期稳定。酒精仍然存在刚性需求。燃料乙醇的产量稳定，燃料乙醇应该是目前酒精下游消费中利润最好的行业，同时有着国家的支持。现在全国大中城市饭店、食堂用的餐饮灶、民用取暖锅炉、茶炉、工业炉窑等大多数都以燃烧石油资源为代价,而且燃料成本价很高。既污染环境又是资源上的巨大浪费。人们迫切希望有一种低价、安全、方便的新型燃料及燃烧器问世。它是减少石油资源浪费，改善不合理的资源配置，保护环境。保证国民经济可持续发展的战略方针。为此，燃料乙醇提供啦以上所需的方便。因此，酒精行业在市场上的需求是可观的。四、安全4.1酒精的储存注意事项储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30。保持容器密封，应与氧化剂、酸类、碱金属、胺类等分开放，切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄露应急处理设备和合适的收容材料。4.2酒精的安全使用注意事项 1.领用、暂存时量不能过大，一般不超过500ml； 2.领用、暂存、使用的容器必须有可靠的封闭盖，严禁使用无盖的容器； 3.使用前彻底清除使用范围地（酒精滴落地）周边20m内的易燃及可燃物； 4.使用现场必须配备有灭火器（车间为二氧化碳灭火器），使用前要检查灭火器是否有效； 5.使用场地范围内严禁有火源及超过酒精引燃温度（363）的发热物体，使用前必须测试发热物体温度要在250以下，方可使用酒精； 6.使用时每次取用后必须立即将容器上盖封闭，严禁敞开放置； 7.擦拭过程中对物体上残留的酒精必须擦净； 8.使用后未用完的酒精应退还库房，严禁车间内有超过500ml暂存量及未上盖敞开放置的酒精；使用过的毛巾等布料清洁工具，在使用完应用大量清水清洗后密闭存放，或放通风处晾干； 9.酒精燃烧灭火处置：在车间可使用abc、co2灭火器进行灭火，也可以用湿毛巾、湿衣物覆盖灭火，车间外还可以使用沙土覆盖。严禁使用水泼或干燥的毛巾、衣物进行扑打，否则若被酒精引燃，火势将蔓延扩散，越少越大； 10.酒精 危险特性：极易燃、气态酒精与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起爆炸燃烧。气态酒精比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。五、总结在整个专业实习设计报告中，通过对粮食发酵法、木材水解法、乙烯间接水合法、乙烯直接水合法等制取乙醇的 方案的比较，最后选择乙烯直接水合法制取乙醇。通过这次专业实习，使我了解了乙醇行业制法的流程及步骤，加强啦我们动手、思考和以及搜查资料和独立解决问题的能力，温习了autocad的制图方法。把课本的知识运用到社会实践当中去，才是我们学习专业理论知识的最终目的。这几个星期的专业实习报告设计，过程可谓是曲折一样难尽，点点滴滴无不令我回味，使我懂得了理论与实际相结合的重要性，明白了只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合，从实践中去巩固理解书本知识，才能提高自己的实际动手能力和独立思考能力。对我们而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。挫折时是一份财富，经历是一份拥有。这次实习必将成为我人生旅途上一个美好的回忆！六、参考文献北京化学工业出版社，2010北京化学工业出版社，2009北京化学工业出版社，2008北京石油化学工业出版社，1976北京化学工业出版社，1985北京化学工业出版社，1984七、致谢此次专业实习报告的顺利完成，离不开各位指导老师和同学的关心和帮助。在过程中，少不了会遇到一些自己有质疑的问题，老师帮助我分析思路，开拓视角，在我遇到困难时给予我最大的支持和鼓励。他们严谨求实的治学态度，踏实坚韧的工作精神，对我影响深远。在此，谨向各位指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。我的大学爱情观目录：1、 大学概念2、 分析爱情健康观3、 爱情观要三思4、 大学需要对爱情要认识和理解5、 总结1、什么是大学爱情：大学是一个相对宽松，时间自由，自己支配的环境，也正因为这样，培植爱情之花最肥沃的土地。大学生恋爱一直是大学校园的热门话题，恋爱和学业也就自然成为了大学生在校期间面对的两个主要问题。恋爱关系处理得好、正确，健康，可以成为学习和事业的催化剂，使人学习努力、成绩上升；恋爱关系处理的不当，不健康，可能分散精力、浪费时间、情绪波动、成绩下降。因此，大学生的恋爱观必须树立在健康之上，并且树立正确的恋爱观是十分有必要的。因此我从下面几方面谈谈自己的对大学爱情观。2、什么是健康的爱情：1) 尊重对方，不显示对爱情的占有欲，不把爱情放第一位，不痴情过分；2) 理解对方，互相关心，互相支持，互相鼓励，并以对方的幸福为自己的满足; 3) 是彼此独立的前提下结合；3、什么是不健康的爱情：1)盲目的约会，忽视了学业;2)过于痴情，一味地要求对方表露爱的情怀，这种爱情常有病态的夸张;3)缺乏体贴怜爱之心，只表现自己强烈的占有欲;4)偏重于外表的追求;4、大学生处理两人的在爱情观需要三思：1. 不影响学习：大学恋爱可以说是一种必要的经历，学习是大学的基本和主要任务，这两者之间有错综复杂的关系，有的学生因为爱情，过分的忽视了学习，把感情放在第一位；学习的时候就认真的去学，不要去想爱情中的事，谈恋爱的时候用心去谈，也可以交流下学习，互相鼓励，共同进步。2. 有足够的精力：大学生活，说忙也会很忙，但说轻松也是相对会轻松的！大学生恋爱必须合理安排自身的精力，忙于学习的同时不能因为感情的事情分心，不能在学习期间，放弃学习而去谈感情，把握合理的精力，分配好学习和感情。3、 有合理的时间；大学时间可以分为学习和生活时间，合理把握好学习时间和生活时间的“度”很重要；学习的时候，不能分配学习时间去安排两人的在一起的事情，应该以学习为第一；生活时间，两人可以相互谈谈恋爱，用心去谈，也可以交流下学习，互相鼓励，共同进步。5、大学生对爱情需要认识与理解，主要涉及到以下几个方面：（1） 明确学生的主要任务“放弃时间的人，时间也会放弃他。”大学时代是吸纳知识、增长才干的时期。作为当代大学生，要认识到现在的任务是学习学习做人、学习知识、学习为人民服务的本领。在校大学生要集中精力，投入到学习和社会实践中，而不是因把过多的精力、时间用于谈情说爱浪费宝贵的青春年华。因此，明确自己的目标，规划自己的学习道路，合理分配好学习和恋爱的地位。（2） 树林正确的恋爱观提倡志同道合、有默契、相互喜欢的爱情：在恋人的选择上最重要的条件应该是志同道合，思想品德、事业理想和生活情趣等大体一致。摆正爱情与学习、事业的关系：大学生应该把学习、事业放在首位，摆正爱情与学习、事业的关系，不能把宝贵的大学时间，锻炼自身的时间都用于谈情说有爱而放松了学习。 相互理解、相互信任，是一份责任和奉献。爱情是奉献而不时索取，是拥有而不是占有。身边的人与事时刻