醇醚化工课程设计.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除目录前言1第1章 综述21.1设计指导思想21.2装置及其设计方案21.3 主要原材料规格31.4产品规格41.5 生产方法论述41.6 设计基本要求51.7 生产工艺流程叙述5第2章 物料衡算及热量衡算72.1物料衡算基准72.2管道物料衡算及有关反应时间计算72.3预反应，反应及熟化阶段的物料衡算92.4阶段数据表格10第3章设备计算113.1反应回路换热器EO101的选型计算113.2 pc-0101反应回路循环泵扬程计算15设备一览表17致谢21参考文献22主要符号说明23此文档仅供学习与交流前言随着石油化工的发展，以石油化学品环氧乙烷、环氧丙烷的衍生物聚乙二醇，聚丙二醇及其相应的醇醚体系所形成的高分子表面活性剂得到迅速发展。例如：以环氧乙烷为基础的原料生产的聚氧乙烯型非离子表面活性剂，现在已经在表面活性剂中占有很大的比重1。表面活性剂工业是自五十年代末，随着石油化工的兴起而迅速发展的新兴产业，表面活性剂具有一系列独特的物理和化学性质。它的应用特别广泛，从而是表面活性剂迅速的从工业助剂向精细化工产品方向发展2。聚氧乙烯型表面活性剂是以含有活泼氢原子的疏水性物质同环氧乙烷进行加成而得到的，脂肪醇聚氧乙烯醚对酸、碱及氧化剂都比较稳定，成本也比较低，脂肪醇聚氧乙烯酯在水中呈扩散状，具有良好的乳化、净洗效果。在化妆品、药膏、膏体鞋油等产品中作乳化剂，兼有增稠作用。在纺织工业中，用于合成纤维整理的乳化剂和油剂，有柔软性和抗静电性。做纸张淀粉图层中的增稠剂和稳定剂。用于电缆管道中多路传输电线的润滑剂。本产品工艺中以脂肪醇为链起始剂，以42%的K2CO3水溶液为催化剂在120140，压力0.150.3MPA的条件下加入环氧乙烷与其进行环氧基化反应，生成脂肪酸聚氧乙烯醇的加成产品。传统工艺中，由于采用间歇釜式搅拌器，产品质量较差，液相中溶解未反应的环氧化物，产品大量积累，随时有爆炸危险，且反应器顶部有大量未反应的环氧乙烷的汽相与搅拌器的机械转动相接触而产生静电，导致火灾，甚至爆炸。另外，反应速度低，高温反应时间长所得AEO分布宽，产品色泽较深，副产物多。本工艺采用意大利PRESS第三代工艺技术，克服了传统工艺中的缺陷，从而增加了反应的速度，产品质量也明显提高。同时副产物也减少，产品生产适应性强，它是当今醇醚生产工艺中最理想的生产技术。PRESS生产工艺路线具有以下优点：1.PRESS工艺汽液接触式反应器，生产时间短，副产品少，分子量分布窄，产品色泽好。2.PRESS工艺采用高效真空系统，使液相物料在雾化状态下脱水，脱水率高，减少副产品PEG的生成。3.该工艺可以生产任何粘度低于0.5PAS的产品，可以广泛用来处理原料。4. 三废处理好，设有尾气处理系统，并新增设了一级酸洗塔，使含有EO的废气经处理后排入大气，减少污染。5.PRESS的反应器没有机械转动部件，这就消除了釜式反应器因机械转动而产生的静电以及在填料函处环氧乙烷的泄漏，从而提高了装置的安全性。第1章 综述1.1设计指导思想（1）因地制宜，加快脂肪醇工程建设。（2）引进与开创先进技术相结合。要积极消化和吸收、开发、引进的乙氧基化技术，防止重复引进，尽快组织国内科研、设计部门自行研制，在已取得的成果基础上，尽快实现装置国有化。（3）加强国内外技术交流，沟通信息，促进醇醚生产与应用技术更快地发展。（4）对于易燃、易爆场所，设计采用可靠的方案检测，报警消防设施。（5）三废处理要达到排放的标准。（6）要积极扩大醇醚的应用市场。（7）在加入WTO后，提高技术水平，提高商品在国际市场上的占有量。1.2装置及其设计方案装置中设有两套并列的反应装置。中和单元，一套用于生产洗涤剂，一套用于生产工业助剂，从而适应醇醚产品的多系列、多品种的市场要求。表1 醇醚装置组成表序号单元名称内容及功能12345678910100200300400500600700800900小试装置反应中和单元1反应中和单元2废气处理中间贮存原料准备产品包装装卸车栈台原料及产品罐区控制室，配电室进行EO缩合及中和反应进行EO缩合及中和反应处理生产过程中含EO的废弃产品中间贮存酸碱配置洗涤水化桶、倒桶、拆带融化桶罐装、切片袋装原料槽解冻，产品装槽车原料及产品贮存，热水制备生产控制及变配电研究开发新产品产品方案 生产名称：脂肪醇聚氧乙烯醚 生产能力：30000吨/年（300天/年计）日生产能力：100吨/日 每日批数：10批 批生产能力：10000kg1.3 主要原材料规格表2 主要原材料规格序号名称指标名称规格1EO外观透明液体气味甜色号（PtCo）无密度（0/14）0.8940.896含量99.5WT%min水0.05WT%maxCO20.0015T%max酸度（乙酸）0.0012T%max醇（乙醇）0.01WT%max蒸发残渣0.01G/100molmax2脂肪醇外观（20）白色或微黄色颗粒密度（80）0.9408kg/l水分值0.2%max羟值197.2mgKOH/g碘值酸值2073mgKOH/gmax熔点71.572皂化值211mgKOH/gmax3NAOH含量45.0WT%Na2CO30.30Wt%Ni0.040Wt%Fe2CO30.003Wt%颜色待确定4工业醋酸色号2100,m=0.14)取壳程由P2-63图8-22查得当Res=1756.44时壳程压降摩擦因子Jfs=0.055壳内流体流速3.1.10 列出计算结果如下：选出单程u型管式换热器， 管程数NP=2项目单位数值壳径 Dsmm500公径压力atm16传热面积26.1管程数2管程数100管长lm3管径dmm252.5板间距Bm0.3管子排列正方形旋转4503.2 pc-0101反应回路循环泵扬程计算用途：把（17）号管线的液体输送到SA-0101管程上有三个90弯头，三个阀门，一个换热器ED101，二个三通，pc-0101流体流速360000，密度1000，温度180，入口压力450，排出压力855，转速1450，黏度10.3.2.1流体形态计算6,7所以为湍流流动3.2.2摩擦因子忽略动能变化，即8 u2/2g=0名称阻力系数数量管出口管入口90弯头j=0.75三个三角落j=1二个管道长5m中途经过E0101换热器，此处局部助力为hf2E0101 Ds=1.0m Nt=404 di=0.017 l=6mV1=V2Au=A2u2属于湍流区，取入=0.022，则3.2.3 PC-0101反应回路循环泵的选型查得泵型号200YG75项目数值流量Q扬程H转数 效率h配电机功率允许气蚀余量 h泵壳许用压力轴功率设备一览表序号位号设备名称技术规格介质数量单位材料重量（kg）备注单总1R0101反应气液接触器卧式1200107000；V=0.148m3外半管73/60.33保温层厚度120mm缩合物+EOH蒸汽1台A240TP31545009000P.C.E2R0102反应收集器立式2400152200；V=14.25m3外半管733/19/0.51.65保温层厚度120mm缩合物+EO蒸汽1台A240TP316750015000P.C.E3R0103反应中和器立式2400104540；V=17.8m3半管1084L=180m醇醚蒸汽/冷却水2台Oct17Ni112-M2461018440吉化重机厂4V0102碱计量罐立式60033428；V=17.6m3保温层厚度60mm加温盘管253L=51800m碱溶液蒸汽1台OCr19Ni1920450900吉化重机厂5V0109酸计量罐立式60033428;V=17.6m3保温层厚度60mm加温盘管253L=51800m醋酸蒸汽1台OCr17Ni14M-A0220450900吉化重机厂6V0101导热油膨胀管立式120062756；V=2.26m3;保温层厚度100mm导热油1台Q235-A5501100吉化重机厂7V0104反应系统气液分离罐立式70062718V=0.86m3有机物1台Q235-A370740吉化重机厂8V0105反应系统有机物分离罐立式80062600；V=0.85 m3保温层厚度100mm外盘管253L=19980N2 ,EO蒸汽有机物蒸汽1台OCr17Ni12Mo2020420840吉化重机厂9V0107中和系统有机物分离罐立式80062600；V=0.85 m3保温层厚度100mm外盘管253L=26000EO蒸汽有机物蒸汽1台OCr17Ni12Mo2020385770吉化重机厂10V0108气液分离罐立式70062718；V=0.86 m3有机物，蒸汽1台Q235-A370740吉化重机厂11E0101反应回路换热器BEU50047306,A=11904m2,n=250,保温层厚度120mm缩合物+EO，导热油1台A240TP31627005400P&L12E0102反应回路换热器BEU26747313460;A=25.8m2,n=100252.2,保温层厚度120mm缩合物+EO，导热油1台A240TP3165001000P&L13E0103导热油加热器BIU50084210；A=25.6m2，n=75252.5保温层厚度1200mm导热油蒸汽1台20R2017733456吉化重机厂14E0104导热油冷却器BEM90087443,V=350m3,n=750252.5导热油冷却水1台20R20698913978吉化重机厂15E0105反应真空冷凝器BEM32583764,A=13.7m2,1923000保温层厚度50mm蒸汽、氮气、冷却水1台20R206391278吉化重机厂16E0106中和真空冷凝器BEM卧式32583764，A=13.7 m21923000保温层厚度50mm氮气、蒸汽、冷却水1台20R206391278吉化重机厂17P0101反应大循环泵8HNN194离心泵 Q=360 m3/h,H=45m缩合物+EO1台AISTI31623404680Worthington18P0103导热油循环泵8HNN194离心泵 Q=360 m3/h,H=35m导热油1台AISTI30421204240Worthington19P0102反应小循环泵3HNN143离心泵 Q=65 m3/h,H=45m缩合物+EO1台AISTI3169831966Worthington20P0104催化剂计量泵DOXA,M8025柱塞泵Q=0.060.6 m3/h氢氧化钠1台AISTI316125250OMG21P0108中和剂计量泵DOXA,M8025柱塞泵Q=0.060.6 m3/h醋酸1台AISTI316125250OMG22P0106反应真空泵TRHC80-75/B/A3Q=600 m3/h氮气水蒸气1台AISTI31610002000Pompeii23P0109A/B中和卸料泵SLP330-E55-A31-D11-ABOTQ=35 m3/hP=400KPag醇醚2台AISTI316DEMORJ24P0105反应蒸汽喷射泵PL52/2B/A3-EQ=300 m3/h氮气1台20#100200Pompeii25P0107中和真气泵P9201入口流量40kg/h入口压力1.33kpa氮气水蒸气1台AISTI316杭州真空设备厂26P9201中和 蒸汽喷射泵P9201入口流量40kg/h入口压力1.33kpa氮气1台20#100200杭州真空设备厂致谢经过近一周紧张忙碌的查阅文献、计算数据和上机调试，还有我们大家的精诚合作，精细化工过程设备这门课的课程设计基本工作已经完成。得出了可行的设计方案，具体的设计步骤及计算过程。课程设计是对我们以往学习过的知识的检验。它能使我们培养理论联系实际的能力，尤其是对精细化工设计更加深入了我们对化工生产过程的理解和认识。使我们不只是局限于书本，而是得以锻炼和达到了理论指导实践的学习目的！另外，计算、排版和计算机绘图是对前修课程的一次复习，对毕业设计的一次演习，对我们的益处非常大。课程设计也培养了我们的自学能力。设计中需要的许多知识都要我们去查阅文献，通过自学和老师的指导，不仅巩固了所学的化工课程的知识，更极大地拓宽了我们的知识面，让我们认识了实际化工生产过程中理论与实际要求的联系与差别，这对将来的毕业设计及工作无疑将起到重要的决定性作用。为了培养学生独立思考，综合运用所学知识解决实际问题的能力，给同学们一片自己动手的天空，学校和老师为我们提供了一个完美展示才华、思维和能力的良好机会，也就是精馏塔的设计。为了将来工作得心应手、对当一面，我们都认真对待了这次课程设计。为此，我们感谢老师，感谢学校！给我们这个难得的机会，帮助我们学习，巩固知识，锻炼我们，提升能力！谨以诚心感谢我们的李*老师，感谢她对我们的帮助！参考文献1 贾绍义、诚敬理 .传质与单元操作课程设计天津：天津出版社，20022 陈敏恒、丛德滋、方图南、齐鸣斋.化工原理北京：化学工业出版社，20063 伍钦、邹华生、钟理.传质与分离工程广州：华南理工出版社，2005