年产3万吨丁醇丙烯净化及羰基合成车间的初步设计方案Word格式文档下载.docx

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400台（套），相当于装机容量39 

GW。

2.国内发展概况

我国的丁醇生产技术在1980年以前主要采用粮食发酵法制丁醇，采用乙醛缩合法制丁烯醛，丁烯醛缩合、加氢制丁醇。

由于工艺技术落后，这类的丁醇生产装置已经停产。

1976年，吉化公司从德国BASF公司引进50kt/a的高压铹法丁辛醇装置。

1982年建成投产。

随后，大庆石化总厂，齐鲁石化公司从英国DAVY公司成套引进丁辛醇生产技术，并在1986年，1987年相继投产。

（1）1992年北京化工四厂从日本三菱化学公司引进丁醇生产的专利技术及关键设备，于1996年投产。

（2）1996年齐鲁石化公司在原有装置的基础上，将原来低压羰基合成气相循环法改为液相循环法。

在反应器不变的情况下，将产量扩大为原来的1.9倍。

1998年吉化公司对原有的BASF高压羰基合成装置进行改造。

引进了UCC/DAVY第四代低压液相循环羰基合成技术，在保留了原装置的异构物分离、丁醛缩合、辛烯醛液相加氢、醇的精馏分离等几部分的基础上，另外扩建了一套气相加氢、丁醛缩合、液相加氢、醇精馏分离系统，改造后的装置于2000年8月投产。

1.1.3产品的性质与特点

本装置产品为丁醇。

1.丁醇（Butylalcohol）分子式C4H9OH，有四种同分异构体——正丁醇CH3CH2CH2CH2OH，异丁醇（CH3）2CHCH2OH，仲丁醇CH3CH（OH）CH2CH3和叔丁醇（CH3）3COH。

均为无色有毒的易燃液体，能溶于多种有机溶剂中。

2.正丁醇（n-Butylalcohol）英文名称1-Butanol。

产品理化性质：

分子式C4H10；

系统命名为1-丁醇。

分子量：

74.12，熔点-90.2℃，相对密度为0.810g/mol。

无色透明液体，沸点117.5℃，凝固点-89.5℃，闪点36-38℃，自然点365℃，微溶于水，能与乙醇和乙醚混溶。

3.异丁醇（i-Butylalcohol）

系统命名为2-甲基-1-丙醇。

74.12，熔点-108℃，相对密度为0.805g/mol。

无色透明液体，沸点108.0℃，凝固点37.7℃，闪点28℃，自燃点426.6℃，易溶于水，乙醇和乙醚。

折光率（n20）：

1.395-1.397。

1.1.4产品的生产方法概述

丁醇的生产工艺有两种路线。

一种是以乙醛为原料，巴豆醛缩合加氢法；

另一种是以丙烯为原料的羰基合成法。

由于发酵法及乙醛法工艺流程长，设备腐蚀严重，极不经济，现有装置已基本淘汰。

当今丁醇生产的主要方法是以丙烯为原料的羰基合成法。

以丙烯为原料的羰基合成法又分为高压钴法、改性铑法、高压铑法和改性铑法。

其中改性铑法是当代丁醇合成技术的主流。

改性铑法又分为气相循环和液相两种。

液相循环改性铑法是当今世界最先进，最广泛使用的丁醇合成技术。

高压羰基合成技术是1940年由德国开发成功的，1970年发展到顶峰。

该法以钴盐作为催化剂，反应压力为20-30Mpa。

中压羰基合成技术是壳牌公司首先采用的。

该法采用一种有机膦配位体钴做催化剂。

反应温度在104—200℃，反应压力为6.5Mpa。

低压羰基合成技术是在70年代中期出现的，是丁醇生产技术的一个突破。

1976年低压铹法羰基合成丁醛工业装置在波多黎各投产成功。

液相循环改性铑法：

国外对液相循环改性铑法技术加以发展、改进，形成有特色的专项技术，主要技术代表有四家公司，具体情况如下：

DAVY/DOW联合开发的第二代丙烯铑法低压羰基合成技术—液相循环法。

三菱化工开发的铑法低压羰基合成技术。

鲁尔公司的羰基合成工艺。

BASF的羰基合成工艺。

1.2设计依据

1.首选依据是老师布置的“任务书”—年产三万吨丁醇丙烯净化及羰基合成车间的初步设计。

3.再者依据2010年9月在大庆石化公司毕业实习中得到的全部信息及相关知识。

4.依据学苑出版社出版的《化工工程设计》。

5.依据大庆石化公司编制的《丁辛醇车间—员工教育培训教材》。

1.3厂址选择

1.3.1厂址选择原则

厂址选择对于整个设计工作来说，是十分重要的环节。

在厂址的选择中，不仅要考虑自然条件还需要顾及原料和成品的供销，运输情况，燃料、水、电、气的供应，劳动后备力量的来源，施工条件，建筑材料的资源等问题。

厂址选择应该遵守以下基本原则：

1.根据国家城市或区域要求，坚持工业布局要大分散，小集中的原则，又要考虑到邻近企业的协作关系。

2.坚持调查研究，实事求是的原则对建厂基本条件进行科学分析。

贯彻以农业为基础，以工业为指导方针，节约用地，尽量不占或少占农田。

3.注意环境保护，工厂与居住区要满足卫生防护标准，重视对三废处理场地的合理选择，尽量少对生态、自然风景的破坏和影响。

4.地形选择要适合工厂的总面积的布置，并有发展余地，厂址的自然地形坡度要与建筑物的相对布置，运输关系和地面安排等要求相近似

1.3.2本次设计的厂址选择

大庆市位于黑龙江省西部、松嫩平原中部。

东南距黑龙江省会哈尔滨市150公里，西北距齐齐哈尔市139公里。

全市总面积21494平方公里，其中市区5107平方公里。

　　大庆市地处北温带大陆性季风气候区，受蒙古内陆冷空气和海洋暖流季风的影响，总的特点是：

冬季寒冷有雪；

夏季温热多雨；

春、秋季多风。

全年无霜期较短。

龙凤区位于黑龙江省西部、大庆市东部，是大庆中心城的“三颗星”之一，东部与大庆高新技术产业开发区隔路相望，西邻大庆石油管理局采油二厂、四厂，北靠大庆市人民政府，南与安达市接壤。

龙凤区地域广阔，共分龙凤、卧里屯、兴化三个区块。

下辖一镇——龙凤镇，面积410平方公里，人口16万，其中，农村人口2.3万，现有耕地面积4.5万亩，草原面积10.3万亩，荒水面积8.8万亩。

有“一田三草二水五分荒”之称，极具开发前景。

龙凤区交通便利，四通八达。

滨洲铁路贯穿全境，与东北、华北铁路网密切相联，沟通着东北和华北腹地，301国道斜穿我区，成为我区与哈尔滨等以南地区、齐齐哈尔等以北地区相互沟通的纽带和桥梁。

哈大高速公路的终端就在该区境内，从龙凤出发至省城哈尔滨的行程仅需1个多小时，长途客车可直接通达省内外40多个地市县，区内乡村通车率100％。

区内距哈尔滨内河码头仅150公里，距大连港不足1000公里，那里有通往全国各大港口的客运班轮和通往香港、日本、韩国、波斯湾、南非等国家及地区的定期货运班轮；

龙凤距哈尔滨、齐齐哈尔两个飞机场只有2个多小时的路程，从那里可飞往香港、东京、汉城等国家和地区，发达的交通已经使龙风成为大庆对外联络的门户

卧里屯是以滨洲铁路和跃进大街为主轴，形成南地方、北铁路、东工业、西居住、中间辅以较大面积生态绿地的集中组团式结构。

卧里屯具有优越的区域自然地理环境。

区域地处松嫩平原，气候属于大陆性气候。

黑土泛金，资源极为丰富。

地下蕴藏着石油、天然气、土碱、土盐、土硝等自然资源，为发展石油、石油化工提供了得天独厚的自然条件，现在龙凤地区已经成为全国最大的石油化工生产基地之一。

　　通讯设施齐备,中国人民银行、中国银行、中国农业银行、中国建设银行等均有常设办事机构。

全区大小商业网点分布广泛。

卧里屯邮局、石油管理局东风电话站、石化总厂电话站三大通讯枢纽。

全区现已开通6万门程控电话，百人电话拥有量38部。

邮政信函、邮政特快专递快捷方便。

依据厂址选择原则厂址选在黑龙江省大庆市龙凤区卧里屯镇。

1.4设计规模与生产制度

1.4.1设计规模

丁醇装置以丙烯，合成气为原料，采用低压羰基合成方法生成正丁醇。

丁醇装置设计年运行时间为7562小时，7426小时生产丁醇，剩余136小时为生产切换时间，预计每年进行5次切换，每次平均27小时

1.4.2生产制度

生产口号为“安全生产，一次完成”。

实行“四班三倒制”人员组成如表1-1

表1-1羰基缩合车间人员组成

人员名称

人数

倒班制

车间主任

班长

醛岗位工人

技术工人

临时工人

1

4

8

2

若干

八小时工作制

四班三倒制

在职工人共计15人，临时工人若干。

车间主任白天在车间主持工作，每班由一个班长带领倒班人员进行倒班。

1.5原料及产品规格

1.5.1主要原料规格及技术指标

表1-2丙烯原料规格及技术指标

化学级丙烯

丙烯

95×

10-2mol

最低

丙烷、甲烷和乙烷

5×

最高

乙烯

20×

10-6mol

甲基乙炔及丙二烯

15×

氧

总硫

1×

10-6wt

C4及C4以上的烃

乙炔

氢

总氯（以HCL计）

续表

绿油

10×

水份

醇（以甲醇计）

CO+CO2

进界区状态；

液态

压力：

2.2-2.8MPa.a

温度：

环境

在生产丁醇过程中，原料合成气与丙烯中含有H2O、S、O2、As和炔烃等杂质，这些杂质容易使催化剂活性降低，甚至中毒失去活性，影响装置的正常生产，必须进行精制脱出丙烯中的微量杂质，保证装置的正常进行。

因此工段主要为利用催化剂将微量杂质脱出。

催化剂的规格见表1-3。

表1-3催化剂规格

名称型号

规格

一次用量

硫化铂

进口：

C53-2

国产：

BC-02-009

3mm直径挤压成型

脱除

合成气

中的氧

1121

（第一层）

5.5m3

Pt≥0.08×

10-2wt

活性碳

207A

JB-1

5-10目颗粒状

脱除合成气

中的羰基铁

和羰基镍

1120

8.5m

CTC值55-60×

10-2

水分≤10×

浸苛性钠的

活性氧化铝

ICI-59

T402

3-5mm球

脱除合成气中的氨

4m3

Na2O≥