【异丙醇的生产工艺路线选择分析1600字】

异丙醇的生产工艺路线选择分析目录TOC\o"1-2"\h\u337异丙醇的生产工艺路线选择分析 125191.1概述 1200301.2生产方法选择 1309281.3生产工艺流程设计 31.1概述本项目为年产5万吨异丙醇生产工艺初步设计，以丙酮和氢气为原料进行反应、精制提纯等步骤，制得纯度为99.9%的异丙醇产品。采用丙酮加氢法，对丙酮进行加氢反应，合成得到粗异丙醇产品，再通过精制，得到产品纯度合格的异丙醇产品。项目首先对异丙醇的生产方法和技术路线进行分析，确定工艺和条件，然后进行丙酮加氢反应工段得到异丙醇，最后在异丙醇精制工段，共2个单元的设计。1.2生产方法选择1.1.1异丙醇现有生产方法目前世界上异丙醇生产工艺主要有丙烯直接水合法、丙酮加氢法这两种工艺方法。1.丙烯直接水合法工艺丙烯水化直接法是丙烯在催化剂作用下，通过水合反应生成异丙醇。根据所用催化剂的不同，丙烯直接水合又可分为维巴法工艺、德山曹达法工艺、德士古法工艺。化学反应方程式如下：主反应：CH3CH=CH2+H+→(CH3CHCH3)+(2-1)(CH3CHCH3)++H2O→CH3CH(OH)CH3+H+(2-2)副反应：CH3CH=CH2+CH3CH(CH3)OH→CH3CH(CH3)OCH(CH3)CH3(2-3)2CH3CH(CH3)OH→CH3CH(CH3)OCH(CH3)CH3+H2O(2-4)2CH3CH=CH2→C6(2-5)三种工艺条件对比如表2-1表2-1三种丙烯直接水合法比较项目工艺名称德山曹达工艺德士古工艺维巴工艺反应条件反应物状态液相气液混合气相催化剂种类钨、钼系聚阴离子阳离子交换树脂固载磷酸反应压力/MPa20.0-25.06.0-8.01.0-1.5反应温度/℃240-280130-160180-260丙烯纯度要求%9592≥99水烯摩尔比25.0-27.011.5-15.00.6-0.8反应结果丙烯的单程转化率50-7560-705-6异丙醇的选择性%92-9698-9998-99设备的腐蚀程度无无不严重催化剂的稳定性非常好不耐高温磷酸流失催化剂的平均寿命半永久性＞8个月＞12个月从表2-1中可以看出，在维巴工艺中，对丙烯的纯度要求达到99%以上，而且，丙烯的单程转化率较低。在德山曹达工艺中，反应需要的压力较大，所以对生产装置的要求高，从而对安全的要求也高，在项目建设初期所需的投资大。德士古工艺中，催化剂不耐高温，因此该反应时温度不能过高，从而导致了丙烯转化率较低，生产能力也下降[8-14]。1.丙酮加氢法工艺随着工业污染的严重，日益增强的环保意识，绿色化工的推出，对工艺的环保要求也越来越高。在丙酮在的化工行业的用量减少，产量增加的情况下，将丙酮怎么用到相关化学品的生产成为人们思考的问题。由此，丙酮加氢制异丙醇工艺便产生。化学反应式如下：主反应：(1)CH3COCH3+H2→CH3CHOHCH3(2-6)副反应：2CH3COCH3+H2→CH3COCH2CH(CH3)2+H2O(2-7)CH3COCH2CH(CH3)2+H2→CH3CHOHCH2CH(CH3)2(2-8)丙酮加氢工艺路线常用的催化剂有镍基等非贵金属催化剂。异丙醇的选择性高达97％以上，丙酮的单程转化率高达85％以上，生产能耗低，对设备的腐蚀性较小[15-18]。1.1.2生产方法的比较及确定通过以上对比，丙酮加氢法生产异丙醇工艺具有工艺路线短，投资费用和能耗低，对设备腐蚀性小的优点，节约生产的成本。此外，石油价格的上下波动，也会影响到丙烯的价格，对异丙醇的生产产生较大的影响。丙酮加氢法生产出的异丙醇品质高，流程短，三废也比较少，经济性更好。对异丙醇下游的应用进行开发，让异丙醇应用到更多的方面上，促进异丙醇行业的发展[19]。因此，该工艺能够产生很大的经济效益和社会效益，很有发展前景。所以本设计采用丙酮加氢法生产异丙醇，其中，原料为99.5%丙醇和99.5%的氢气，按年生产时间8000小时计算，年产5万吨纯度为99.9%异丙醇。1.3生产工艺流程设计图2-1为本项目设计的异丙醇生产流程方框图，本项目采用化工流程模拟软件Aspenplus11对丙酮加氢生产异丙醇进行全流程模拟，氢气经压缩后与丙酮一起进入混合器，然后经预热至反应温度后进入反应器，丙酮在催化剂的催化下在反应器中与氢气发生反应生产异丙醇及其它副产物，然后进入气液分离器，经过气液分离器将未反应的氢气与粗异丙醇分离后，粗异丙醇进入回收塔，进入回收塔的粗异丙醇经回收塔分离后从塔底流出，塔顶为未反应的丙酮及废气，废气进行三废处理，丙酮则回流至混合器进行反应。回收塔塔底流出的异丙醇进入产品塔，经精馏处理后塔顶可得99.9%纯度的异丙醇产品，冷却至常温后进入产品储罐，副产物则进行回收处理。该模拟生产工艺中含有丙酮加氢反应和异丙醇精制两个工段，包含了反应器、塔设备、换热器、气液分离器、泵、压缩机、混合器等设