年產(chǎn)5萬噸丙酮工藝設計畢業(yè)設計

年產(chǎn)5萬噸丙酮工藝設計TheDesignOf50ktaAcetone摘

目錄............................................................ⅠA

bstract

.......................................................Ⅱ引

..............................................................1第章

總

...................................................21.1述.......................................................21.1.1酮的性質................................................21.1.2酮的安全用途..........................................31.2計任務的源..............................................41.3他.......................................................41.3.1防措施.................................................41.3.2泄應急處理.............................................41.4酮生產(chǎn)技進展...........................................第章

丙的產(chǎn)藝程

...................................62.1丙苯法生丙酮的工藝流程................................

2.1.1化反應.................................................62.1.2化反應.................................................72.1.3濃塔...................................................72.1.4解反應釜................................................72.1.5和反應.................................................82.1.6丙酮塔.................................................82.1.7丙酮塔.................................................8第章

工計

...............................................93.1料衡算...................................................93.1.1.精丙塔的物料衡.......................................3.1.2丙酮塔的料衡算........................................93.1.3解釜的物衡算.........................錯誤未定義書簽。3.1.4和槽的物衡算.........................錯誤未定義書簽。3.1.5濃塔的物衡算.........................錯誤未定義書簽。3.1.6化反應的料衡算.......................錯！未定義書簽。3.1.7化反應的料衡算.......................錯！未定義書簽。3.2丙酮塔能衡算..........................錯！未定義書簽。3.2.1沸器的熱荷..........................錯誤！未定書簽。3.2.2卻水用量算..........................錯誤！未定書簽。第章

主設計及型

..................錯誤！未定義書簽。4.1餾塔的各操作參數(shù)的定.................錯誤！定義書簽。4.1.1作壓力................................錯誤！未定義書簽。4.1.2液平衡時、、t數(shù).................誤！未定義書簽。4.1.3爾物料物衡算.........................錯誤未定義書簽。

4.1.4度....................................錯誤！未定義書簽。4.1.5均密度的算..........................錯誤！未定書簽。4.1.6均表面張的計算.......................錯！未定義書簽。4.1.7線的計算..............................................194.1.8和丙酮平相對揮發(fā)度的計算...........................194.1.9流比的確.............................................194.2板數(shù)....................................錯誤！未定義書簽。4.3徑......................................錯誤！未定義書簽。4.4板主要工尺寸的計算.....................錯誤！未定義書簽。4.4.1溢裝置計算............................錯誤！未定書簽。4.4.2塔布置及浮閥目與排列................錯誤！未定義書。4.5力學計算.................................錯誤！未定義書簽。4.5.1氣通過浮閥塔的壓力降................錯誤！未定義書。4.5.2淹....................................錯誤！未定義書簽。4.5.3霧夾帶................................錯誤！未定義書簽。4.6板負荷性圖............................................4.6.1沫夾帶線...............................................4.6.2液線..................................錯誤！未定義書簽。4.6.3液負荷上限線..........................錯誤未定義書簽。4.6.4漏線..................................錯誤！未定義書簽。4.6.5液負荷下限線..........................錯誤未定義書簽。4.6.6負性能圖..............................錯！未定義書簽。4.7附件設計.................................................114.7.1管....................................................4.7.2體與封頭...............................................

4.7.3座....................................................4.7.4柱....................................................4.7.5孔....................................................4.8總體高度設計..........................................結致

..........................................................................................................錯誤！未定義書簽。參文

........................................................附一附二

....................................................................................................................

年產(chǎn)5噸丙酮工藝設計摘要：丙酮是種用途十分泛的重要有產(chǎn)品，主要于生產(chǎn)醋酸纖維素膠薄膜塑料和為涂料的溶及制備甲基烯酸甲酯(MMA)的上游原和制備環(huán)氧脂、聚碳酸中間體雙酚A的原料。目前界上丙酮的產(chǎn)方法有許種，但主要法是異丙苯，其生產(chǎn)能約占世界丙酮產(chǎn)能力的90%以。為了滿足濟發(fā)展對丙的需求，特開展了年萬噸丙酮工項目設計。文主要介紹丙酮產(chǎn)品的產(chǎn)經(jīng)濟效益生產(chǎn)工藝流及流程的選，產(chǎn)品國內的發(fā)展狀況生產(chǎn)過程中的料衡算及能衡算，主要備的設計及分設備的選。在整個設計程中，最主是工藝條件合理確定及備的設計和型，其中通過計計算得到餾塔直徑為1.4m高為，精后得到丙酮產(chǎn)品為

Of50ktaAcetoneismainlyforandproductioncelluloseandof(MMA)ofrawandthepreparationofepoxyAintermediatesanorganicwideofapplications.Attheremanyofacetoneinthebutisopropylbenzeneofwhichformore90%acetoneordertheofwetheprocessprojectdesignofThismainlythebenefit,processandtheof

process,theprocessproduction,themainequipmentandsomeselection.Inprocess,itmosttoprocessselectequipment.FinallythecolumnIsopropylTheprocessRectifyingcolumn

引目前大多丙酮是制備酚的副產(chǎn)品，異丙苯氧化的產(chǎn)物之一從全球丙消費市場看未來幾年，丙酮氰醇、劑等對丙酮需求量有不同度的增長外雙酚A仍是最主要消費領域尤是亞洲地區(qū)，其他消費長相對較為穩(wěn)，雙酚AMMA溶劑仍將丙酮的三大消費領[近年來中國丙酮觀需求量保著高速增長，平增長率達到以上2009年以后隨著中國乃全球經(jīng)濟進危機后的緩復蘇階段，終端下游求不斷回升加之下游雙A行業(yè)入擴能高期，成為丙酮下游行需求增長亮之一。除此外，減水劑MIBK、丙胺等下游行業(yè)的?；髽I(yè)發(fā)速度越來越，中國丙酮場需求也呈隨著中國在建酮裝置的陸投產(chǎn)，國內給率將大大高，市場競將更加激烈。于近幾年丙市場需求的大增長來自酚A及其衍生領域，因此議中國新增丙酮生產(chǎn)裝最好采用異苯法生產(chǎn)工，以避免單純產(chǎn)丙酮導致市場過剩。置建設地點充分考慮原供應及附近市需求，最好用上下游配方式，以降生產(chǎn)成本，避市場風險。另外，在丙酮裝置的時，企業(yè)除配套建設雙A裝置外還應考慮配建設MIBK裝置，努力減雙酚A產(chǎn)業(yè)發(fā)展能對丙酮市造成的不利響。吉化公新建的1.5噸年裝置已產(chǎn)。目前中仍可以考引進美國伊曼公司、陶化學或殼牌學公司丙酮步法技術再建1套2萬噸年生產(chǎn)置，使酮及其下游品的生產(chǎn)實現(xiàn)一體化參與國際競。中國采用丙苯法的苯丙酮生產(chǎn)裝應提高單套置生產(chǎn)能力降低生產(chǎn)本，實現(xiàn)異苯苯酚丙酮酚A一體化生產(chǎn)，繼開發(fā)丙酮

衍生物生工藝，拓寬酮應用領域

建議采用丙苯法生產(chǎn)藝，實現(xiàn)異丙苯酚丙酮雙A一體化生，繼續(xù)開發(fā)酮衍生物生工藝，拓寬應用域[。為設計年5萬丙酮工藝計，特開展一下章節(jié)。本文第一主要介紹了酮的一些理性質理化參數(shù)標及其安全消防措施第二章主要紹了丙酮的產(chǎn)方案及使異丙苯法生丙酮的詳細工生產(chǎn)流程，我們能夠對丙苯法生產(chǎn)酮有了深刻晰的認識。第章主要對使異丙苯法生丙酮工藝流進行了物料算及重要設備能量衡算。四章主要對產(chǎn)精制丙酮精丙酮塔進了塔重要設備計算及選型從而為繪制丙酮設備圖供了理論的持。第章

總1.1述丙酮的性丙酮也稱二甲基酮是最簡單的，在常溫下無色透明液，易揮發(fā)、燃，有芳香味。與水、醇、N,N-甲基甲酰胺氯仿、乙醚及大數(shù)油類等均互溶，能溶油、脂肪、脂和橡膠等也能溶解醋酸維素和硝酸維素，是一重要的揮發(fā)有機溶劑。表1.1丙酮的理化性質參數(shù)理化性質化學式摩爾質量（）熔點(℃

數(shù)據(jù)指標3358.08℃(178.2K)

相對密度（水）沸點(℃相對蒸氣密度（空氣=）飽和蒸氣壓kPa)燃燒熱(kJmol)臨界溫度(℃臨界壓力MPa)辛醇水分配系數(shù)的對數(shù)值閃點(℃爆炸上限%(VV)引燃溫度(℃爆炸下限%(VV)溶解性丙酮的安及用途：

0.80℃(178.2K)2.00℃1788.7235.54.72-2023.04652.5水、乙醇等有機溶劑19.2丙酮對人具有肝毒性對于黏膜有定的刺激性吸入其蒸氣可引起頭，支氣管炎癥狀。如果量吸入，還能失去知覺日常生活中主用于脫脂，水，固定等。在血液和液中為重要測項目。有些癥患者尿樣酮水平會異升高。采用碳水化合物物療法減肥的血液、尿液的丙酮濃度異常地高。丙酮與氯不應混合（別是在堿性境下，者會發(fā)生劇的放熱反應，混合可能導強烈爆炸。常見的用途用作卸除指油的去光水，以油漆的稀釋；同時可作有機溶劑，用于醫(yī)藥、漆、塑料、火藥樹脂、橡膠照相軟片等業(yè)。

在工業(yè)上用于制造雙A、甲基丙酸甲酯MMA丙酮氰醇、基異丁基酮等品，以及塑、纖維、藥及其他化學質。自然界亦存在天然的酮，人體內含有少量的酮。在建材面，主要作脂肪族減水劑主要原料。1.2計務來由指導老指定的課題1.3他消防措施危險特性其蒸氣與空可形成爆炸混合物，遇火、高熱極燃燒爆炸與氧化劑能生強烈反應其蒸氣比空重，能在較處擴散到相當?shù)牡胤剑鲈磿鸹?。若遇高熱容器內壓增，有開裂和爆的危險。有害燃燒物：一氧化、二氧化碳滅火方法盡可能將容從火場移至曠處。噴水持火場容器卻，直至火結束。處火場中的容若已變色或安全泄壓裝中產(chǎn)生聲音，須馬上撤離滅火劑：溶性泡沫、氧化碳、干、砂土。用滅火無效。泄漏應急理應急處理迅速撤離泄污染區(qū)人員安全區(qū)，并行隔離，嚴限制出入切斷火源。議應急處理員戴自給正式呼吸器，防靜電工作服盡可能切斷漏源。防止入下水道、洪溝等限制空間。小量泄漏用砂土或其不燃材料吸或吸收。也以用大量水洗，洗水釋后放入廢系統(tǒng)。大量泄漏構筑圍堤或坑收容。用沫覆蓋，降蒸氣災害。

防爆泵轉至槽車或專收集器內，收或運至廢處理場所處。1.4酮產(chǎn)術展目前，世上丙酮最主的生產(chǎn)方法異丙苯法，外還有糧食酵法、異醇脫氫法、烯直接氧化（醋酸副產(chǎn)法及乙炔水合法。糧食發(fā)酵是以谷物、芋干或糖蜜為原料，經(jīng)碎、加水制發(fā)酵液，高壓蒸汽滅后冷卻，然接入純丙酮丁醇菌進行發(fā)酵，發(fā)酵液經(jīng)餾可得到質比為3:6:1的商品丙酮、醇和乙醇。由于術落后，生成本高，目該法在發(fā)達家已經(jīng)被淘，但在發(fā)展國家仍占有一的比重。異丙醇脫法曾是世界最主要的丙生產(chǎn)方法，以異丙醇-水共沸物（來丙烯水合制丙醇裝置）原料，在鋅銅催化的作用下，發(fā)生脫氫應，產(chǎn)物經(jīng)離提純后得丙酮產(chǎn)品。于成本原因法逐漸被異丙法所替代。丙烯直接化法是以氧為氧化劑，化鈀-氯化為催化劑，烯原料經(jīng)液氧化合成丙，并副產(chǎn)丙和氯代丙酮該方法主要日本部分企業(yè)用，但由于備腐蝕嚴重未能獲得大模發(fā)展應用異丙苯法最為經(jīng)濟的酮生產(chǎn)方法目前世界上90%的丙是通過該方生產(chǎn)的，丙是生產(chǎn)苯酚聯(lián)產(chǎn)品。其要技術授權司為KBR公司、日本井化學公和美國UOP公司。丙苯法生產(chǎn)酮包括異丙苯成、異丙苯化、過氧化丙苯提濃、解和中和、品精制副產(chǎn)回、廢水處理工序。主要程涉及丙烯苯在磷酸或石分子篩存在發(fā)生反應生異丙苯，異苯再在液相被氧化生成氧化氫異丙苯過氧化氫異苯再在硫酸在下分解得苯酚和丙酮異丙苯法工藝有產(chǎn)品質量、原料和能消耗低等優(yōu)。

第章

丙的產(chǎn)藝程2.1丙法產(chǎn)酮工及程本設計采較為先進的丙苯法工藝要是以新鮮和丙烯為原料，在YSBH分子篩催化作用下，通烴化反應生異丙苯，再空氣中的氧將異丙苯氧為過氧化氫丙苯(CHP)，后以硫酸作化劑，將過化氫異丙苯解生產(chǎn)苯酚丙酮，經(jīng)精得到酮產(chǎn)品[6]-[7]。丙酮的生工藝流程圖:烴化反；化反應；提濃塔；分解；中槽；粗丙酮7精丙酮塔圖2.1異丙苯法生產(chǎn)丙酮工藝流程圖烴化反應+31.化反應的響因素：

（2-1）（1反應溫度烴化反應是熱反應，溫對反應速度響明顯，溫度每升一度反應速加快一倍，是副反應速也加快，所綜合考慮反應度控制在160氏度左右（2苯烯比：般要求苯要量，否則副物就會增多但是當苯的用量過時就會增加產(chǎn)成本，一取苯烯比為。（3反應壓力一般。（4原料的純：純度主要影響催化劑使用壽命及用周期，要盡量提原料的純度2.流程中存的危險因素（1苯與丙烯在高溫高壓條件下反應，而且反應易燃易爆，

此存在高高壓聯(lián)鎖保裝置，當壓過高時就啟聯(lián)鎖裝置自放空防止爆炸當溫度過高自動聯(lián)鎖停加熱并進行卻降溫。（2因為此反要求苯必須量，流量控器跟相應的鎖裝置相連當苯的量足時就會通聯(lián)鎖中斷乙的加入，終反應。（3對于冷卻如果停止工或是檢修之忘記打開，引起嚴重的故。氧化反應+O

（1.應溫度控制反應度是為了控反應深度，反太深副產(chǎn)物相應增加，而常溫下又不應，一般控溫度為30~35℃。2.應壓力，般為0.3MPa3.應濃度當濃度升時反應速度快，但當反應濃度高了又會發(fā)生自分解應生成苯酚丙酮，所以應濃度不能高。4.應介質酸，PH過高發(fā)生堿式復解反應，所一般制為3.5~4.5。5.料純度，要是要保證氣和異丙苯純度。提濃塔生成30%的過氧化氫異丙苯濃度比較低不易于反應所以要用減壓提濃塔提濃到87%，壓力應為0mmHg以下，溫度為9℃。分解反應提濃后的CHP硫酸為催劑．在分解應釜分解生苯酚、丙酮

（2-3）1.酸的用量分解液中硫的濃度應該于等于。

2.應溫度控在℃左右保證分解液殘的過氧化異丙苯在0.2%以下。3.留時間，決于反應規(guī)的大小，時過長易發(fā)生反應。4.的含量水主要用循環(huán)冷卻和為濃硫酸的釋劑水的總含量在%下，如果的含量升高會抑制分解應，過化氫異丙苯反應器中累，過氧化異丙苯短時內反應放出大量的熱熱量積累壓力升高容易引發(fā)爆。的分解率在上。中和反應含有殘酸分解液進入和槽中，而和槽連接有PH控制裝，對其PH進行嚴格制，并設有鎖保護，水分解液是通激泵在中和槽循環(huán)，要求泵要良好的抗腐性能，泵被蝕后會發(fā)生漏或是噴濺產(chǎn)對人體的傷，所以要加對泵的檢測維修。粗丙酮塔從中和槽出的混合液含有丙酮、酚、異丙苯的水溶液，經(jīng)粗丙酮塔行切割分離富含丙酮輕組分自塔采出,入丙酮精制進行丙酮精,而富含苯酚的重組分粗丙酮塔塔采出,粗苯酚塔、烴塔和苯精制塔得到品苯酚。塔溫度控制在88左右，壓力制在左右；塔底溫控制在102℃左，壓力控制.20MPa左。精丙酮塔從粗丙酮塔頂采出的酮氣體及蒸（計算中可略不計要經(jīng)精丙酮塔壓精餾進一精制才能得符合市場需的合格產(chǎn)品其塔頂溫度控在℃左右，壓控制在MPa左右；塔底度控制在75℃左，壓力控制0.101MPa左右。

第章3.1料算精丙酮塔物料衡算

工計設計任務，酮的年生產(chǎn)力為50kta,按工作工作日300天，每天小時連續(xù)產(chǎn)計，則每時生產(chǎn)產(chǎn)品量為：由；FX=DX+WX;FDWX——進料丙酮所占的量分數(shù)，X=0.7237；FFX——出料時丙所占的質量數(shù)，X=0.9980；DDX——釜中丙酮所占質量分數(shù)，X=0.0025；WW=1.450.86=1.25L=R·=0.40s操作彈性=圖4.7

提餾段負荷性能圖從圖中得Vs，V=0.51msSmax操作彈性=

m4.4浮閥塔工藝設計m計算數(shù)據(jù)項目

符號

單位

備注精餾段

提餾段塔徑板間距塔板類型空塔氣速

DHTu

mmm

1.41.40.400.40單溢流弓形降液管1.120.90

分塊式塔板堰長

lw

m

0.924堰高板上液層高度

h

w

mm0.06

0.49980.06降液管底隙高

h

0

m0.02

0.02浮閥數(shù)閥孔氣速浮閥動能因子

Nu00

m

838.7211

8311.611

等腰三角形叉排同一橫排孔心距相鄰橫排中心距離臨界閥孔氣速孔心距排間距

u0ctt

8.8mm

12.10.0750.085單板壓降

Δpf

627

625a液體在降液管內停留時間

θ

6.256.96降液管內清液層高度泛點率

Hdm%66.53

0.13660.35

33氣相負荷上限33

霧沫夾帶控制氣相負荷下限操作彈性

(Vs)minm5.3

0.50344.80

漏液控制4.7附設接管1.料管進料管的構類型很多有直管進料，彎管進料，本設計采直管進料。管徑計算D=，取u=0.62msFV=0.0031m3sSD=查表取2.流管采用直管流管，D=，取u=0.55ms,Vs=0.00087mFD=查表取×3.頂氣體出管取u=1.06ms直管出料VD=

查表取×4.底出料管取直管出，取出口管s則D=查表取筒體與封1.體為外壓器臨界壓力0.15MPa,因為為圓筒穩(wěn)定安全數(shù)m=3所用材質16MnR,彈性模E

t

=186.4×10

3

Mpa,則計厚度

3

P3cr1.22.2

12mm厚度附加=2mm,即選用為14mm厚的16MnR鋼。2.頭封頭分為圓形封頭，面高度為300mm,直邊高0mm內壁為6mm.裙座塔底常用座的結構性好，連接處生的局部阻小，所以它塔設備的主支座形式，了制作方便一般采用圓形。由于群內徑800mm,故座壁厚取16mm基礎環(huán)內經(jīng)1560mm基礎環(huán)外經(jīng)：mm基礎環(huán)厚度考慮到腐蝕量，腐蝕余取8mm，考到再沸器，座高度取3m，角螺栓直取30mm.吊柱對于較高室外無框架整體塔，在頂設置吊柱對于補充和換填料、安和拆卸內件既經(jīng)濟又方的一項措施一般取15m以上的塔物設吊柱本設計中高大，因此設柱。因設計徑D=2000mm，可選吊柱L=3000mm，材料選235.

人孔塔底與塔各一個人孔每個孔直徑450mm，設置人孔處板間距為00mm，裙上應開設2個孔，直徑450mm，孔慎入塔內應與他內壁修平其邊緣需倒和磨圓，人法蘭的密封狀及墊片用，一般與塔的接法蘭相同。4.8總高的計塔的頂部間高度塔頂部的間高度是指頂?shù)谝粚铀剿敺忸^直線距離，部空間高度1500mm塔的底部間高度塔的底部間高度是指底最末一層盤到塔底封的直線距離釜液停留時取1500mm塔立體高的計算Tbf

H封

裙1.5..670結本設計采異丙苯法工生產(chǎn)丙酮，丙苯法生產(chǎn)酮以石油化產(chǎn)品中的苯丙烯為原料行合成設