毕业设计(论文)年产2万吨乙胺装置分离系统工艺设计-开题报告

1、冻m电力瓦希毕业设计（论文）开题报告学生姓名:专 业:辛清炜 学 号： 2013304050133能源化学工程设计（论文）题目：20000吨/年乙胺装置分离系统工艺设计指导教师：李强2017年2月 27日开题报告填写要求1. 开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委 员会对学牛答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指 导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签 署意见及所在系审查后生效；2. 开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设 计的电子文档标准格式打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后 应及时交给指导教师签署意见；3“文献综述”应按论文的格式

2、成文，并直接书写（或打印） 在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于10 篇（不包括辞典、手册）；4.有关年月日等日期的填写，应当按照国标gb/t 7408-94 数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求, 一律用阿拉伯数字书写。如“2002年4月26日”或"2002-04-26"o毕业设计（论 文）开题报告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000字左右的文献综述：文献综述1.1课题研究目的和意义乙胺主要作为农药、医药、染料的屮间体，然而在我国乙胺主要用在农药方面，用 途还很单一，发展乙胺的其他用途行业。目前，国

3、内生产的乙胺尚满足不了市场需求， 部分仍依赖进口。我国乙胺生产技术落后，总胺收率、选择性、时空产率以及单程转 化率等技术指标与国外比差距超级大。研究开发工作也停留在60年代的水平上。今后 发展的需要是不可能适应这种落后的局而的。因而当务之急是，引进国外先进技术，为 扩大生产规模做好技术准备。大规模生产的前提是好的技术和大的分离装置系统，因此 对乙胺装置分离系统工艺设计非常有必要。内外研究现状1.2. 1国内现状我国乙胺的开发始于1957年。一些制药厂、染料厂、农药厂等，根据各自的需要 先后建成一批生产装置，其规模都相当小，至1980年发展到十余家，但总产量还不 1500t/ao为满足禾草丹生产

4、需要，株洲化工厂建成了我国第一套千吨级的二乙胺生产 装置。其余厂家仍维持在几十至几百吨的规模，他们是吉林市农药厂、吉林通化第三化 工厂、贵州化肥厂、河北宣化农药厂、上海大丰化工厂、重庆西南制药二厂、南京制药 厂、辽宁开原化肥厂、北京化工厂、上海东海化工厂等。1.2.2国外现状美国1962年乙胺产量为17000t, 33500t是1976年的产量。美国1977年乙胺的消 费比例是:农药（除草剂）占45%、医药15%、橡胶助剂15%、油漆15%、其它10%o欧美国 家主要采用乙醇加压加氢的路线。其过程是将乙醇与氨的混合物在催化剂存在下进行气 相反应，生成一乙胺、二乙胺、三乙胺的混合物，调整乙醇和氨

5、的摩尔比，可以分得到以 一乙胺、二乙胺或三乙胺为主的产品。所用催化剂有铜、银、钻、钳等金属联产下，在 氢气氛中，于180260°c下进行反应，可制得一乙胺30. 9%.二乙胺57. 4%.三乙胺11.6%的产品。1.3乙胺的性质、用途及其合成方法1. 3.1乙胺的性质乙胺(ethylamine )无色极易挥发的液体，乙胺通常是指一乙胺、二乙胺、三乙胺 的混合物，有氨的气味，呈碱性。本品高毒。具有强烈刺激性，能刺激眼、气管、肺、 皮肤和排泄系统。水溶液呈碱性，化学性质和甲胺相似。 与无机酸、有机酸、酸性芳香族硝基化合物等作用具有一定熔点的盐。与铜、银 等重金属生成络盐。 与酰氯、酸酹等

6、发生酰基化反应，生成n取代酰胺；与竣酸生成的盐再经脱水 也生成n取代酰胺；与苯磺酰氯反应生成n取代苯磺酰胺；与卤代坯、醇、酚或鞍盐 等轻基化试剂作用，氮上的氢原子可以被羟基取代。在乙胺水溶液中通入cb生成n,n 二氯乙胺。 与氤酸、二硫化碳、月青、环氧化物等发生加成反应。伯胺与脂肪族或芳香族反应, 脱水生成schiff碱。 与grignard试剂反应，生成坯。对光不稳定，在140200°cu寸经紫外线照射，分解生成氢、氯、氨、甲烷和乙烷等。 490-555°c于低压下进行热解，生成氢、氯、甲烷等。其中一乙胺是无色透明或浅黄色 易挥发性液体，冰点为- 80.55°c

7、 ,沸点为16.6°c,密度为0.76 g/cm3,与水能以任何比 例混溶，具有碱性，对皮肤、眼睛有刺激烧伤作用。1.3.2乙胺用途乙胺主要用于生产农药，也用于染料、橡胶促进剂、表而活性剂、抗氧剂、离子交 换树脂、飞机燃料、溶剂、洗涤剂、润滑剂、冶金选矿剂，以及化妆品和医药品等的生 产。其中一乙胺是一种具有多用途的精细化工产品，可广泛用于医药、农药、选矿药剂、 涂料、光化学品、纺织、高聚物、食品化学品、干洗剂等化 二乙胺是一种重要的有机 化工原料，可用来合成橡胶助剂、农药、染料、医药等一系列精细化学品。1. 3. 3乙胺的合成方法(1) 乙烯氨化法c2h4+ nh3->(c2h

8、5)2nh+(c2h5)3n此法1947年仍有专利，其后未见报道。(2) 卤代烷氨解法ch3ch2ci+ nh3-c2h5nh2+ (c2h5)2nh+ (c2h5)3n此法始于本世纪40年代，主要因受到原料的制约，难于发展。(3) 乙膳氢化法ch3cn+ h2-c2h5nh2+ (c2h5)2nh+ (c2h5)n乙膳为丙烯膳的副产物,本世纪60年代以来许多国家开展了这方而的研究，但至今见 工业化未报道，其主要原因是乙膳來源有限。(4) 乙醛氨化法ch3ch0+ nh3-c2h5nh2+(c2h5)2nh+(c2h5)3nfl本从本世纪50年代起开始研究，并发展成为h本乙胺的主要生产方法。其

9、特点 是副产物少，反应条件温和。(5) 乙醇氨解法c2h5oh+ nh3-c2h5nh2+ (c2h5)2nh+ (c2h5)3n此法的研究报道集中在本世纪30年代至60年代，是欧美国家工业化的主要方法。 此法又分为乙醇常压氨解、乙醇加压加氢氨解、乙醇加压不加氢氨解三条路线。国内主要是乙醇胺化法，乙醇主要通过粮食发酵获得，原料来源广，在我国乙醇胺 化法的主要生产技术方法有以下几种： 采用铜、银为催化剂，以乙醇和液氨为原料，临氢常压反应而得乙胺混合物，经过 分离制成乙胺产品。常压法工艺流程比较简单，对设备要求不高，适应小规模生产。 采用三氧化二铝(y-a1q)为催化剂，以乙醇和液氨为原料，加压(

10、约为5. ompa)反 应而得乙胺混合物,再经过分离制成乙胺产品。此工艺在国内系由化工部上海化工研究 院和化工部第六设计院于80年代共同开发研制并在湖南株洲化工厂建成了国内第一套 年产1000吨的乙胺加压工艺1.4乙胺的生产工艺1.4. 1乙胺的生产工艺简述1.4.2乙胺生产工艺特点乙胺生产中同时可以得到三种不同产品一乙胺、二乙胺和三乙胺。工艺技术特点: 采用常压连续催化合成工艺技术，其流程简单，设备材料、结构无特殊要求，易于普遍推 广;采用连续萃取蒸憎分离流程，可节约能耗。1. 5乙胺分离系统工艺1. 5.1乙胺分离依据乙胺合成粗产品屮，氢气、甲烷、氨、一乙胺、二乙胺、乙醇、三乙胺和水的沸点

11、 依次升高，三乙胺与水和乙醇形成共沸物。乙胺的分离工艺主要是利用各物料挥发度的 不同以及三乙胺与乙醇、水的三元共沸物在不同压力下共沸组成的不同，分别得到纯的 一乙胺、二乙胺、三乙胺的不同产品。根据难分离的组分放在最后处理和最好将各组分 逐个从塔顶馆出的经验规则，先将氨及轻气体（氢气和甲烷）、一乙胺和二乙胺逐一从塔 顶憾出，塔底主要剩余共沸物。利用不同压力下三乙胺与乙醇、水的共沸组成不同的特 点，控制压力，塔顶蒸出乙醇和三乙胺的混合物，对其再分离得到纯的三乙胺;塔底组分 除水后返回循环罐。其分离流程简图如图所示。1. 5. 2乙胺分离过程中各塔分离状况t201塔为氨塔，目的是将粗产品中未反应的氨

12、及轻气体（氢气和甲烷）的混合气分离 岀来，然后氨混合气从塔顶返回合成系统。釜液经脱氨后，用自动调节阀来控制流量送往 t-202塔进行分离。t-202塔为一乙胺塔，目的是分离出粗胺中的一乙胺。粗胺在塔釜经 蒸汽加热后，塔顶的惚出液采至一乙胺分料罐，釜液送往后续塔进行分离。t-203塔为二 乙胺塔，目的是从t-202塔釜送来的物料中分离出二乙胺。物料在塔釜经蒸汽加热后，塔 顶的憎出液采至二乙胺分料罐，釜液送往后续塔进行分离。t-301塔为醇塔，主要是将部 分的乙醇和大部分的三乙胺与水进行分离。t-203塔釜送来的物料用低压蒸汽加热后, 塔顶憾出液送到t-302塔，釜液送到t-303塔。t-302塔

13、为三乙胺塔，主要是将从t-301 塔顶送来的物料进行分离。t-301塔送来的物料经蒸气加热后，轻组分蒸到塔顶,经塔顶 冷凝器冷凝后，塔顶釆出轻组分，塔底采出三乙胺成品。t-303塔为脱水塔，主要是将 t-301塔釜送来的物料进行脱水，回收乙醇及三乙胺。t-301塔底送来的物料经蒸汽加热 后，塔顶采岀乙醇到循环罐，塔底废水排去污水池进行集中处理。1. 5. 3乙胺分离系统的模拟计算和优化利用现代先进的计算机模拟软件aspenplus对乙基胺分离系统进行设计和模拟计算 得到各塔的理论板数、进料位置、憎出量和回流比等参数3。参考文献1李海.乙胺，异丙胺生产技术简介j.化工科技,1998,(02):6

14、7.2唐振周.关于我国二乙胺的生产技术及其发展j.湖南化工，1996,(02)810+18.屮桂英.乙胺或异丙胺生产装置j.精细与专用化学品,1995,(09):15.髙昌禄，王琴，徐东升.乙睛加氢制乙胺类化合物j.石化技术与应用,2001, 19:293296. 宋岩，张吉波，张启忠.乙月青加氢制乙胺的合成工艺研究j.吉林化工学院学报,2003,(04):17-19.6 周奇杰.300t/a 一乙胺联产工艺技术总结卩.精细化工屮间体,2003,(04):36-37+55-56.7 王拥军，石香玉.复杂样品的多步分离系统的初步设计j.焦作大学学报,2009,(03):85-86.8 .石宝忠.

15、乙胺调研报告j.化工科技市场,2003,(08):24-25.9 .王静康.化工过程设计m.化学工业出版社，2006, 5.10 .尹先清.化工设计m.石油工业出版社,2(x)6, 11.11 李群生，陈文.乙基胺分离系统各塔的设计和模拟计算j.北京化工大学学报,2010,39(4):36-4&1121mayankshab.dehaan.optimal design of a reactive distillation column! j i.chemlcal engineeringtransactions volume24, 2011： 295-300毕业设计（论 文）开题报告2.

16、本课题要研究或解决的问题和拟采用的方法（途径）:1. 解决的问题木课题主要解决的是乙胺装置分离系统工艺设计问题。工艺设计应符合设计合理性 的要求，所以需遵循“实用、经济、合理、准确、”的要求。因为设计要求是为工厂设 计一个20000吨/年乙胺装置分离系统，工厂里设备众多，以车间化连续化生产，因此 我们的设计装置要布置合理，经济实用。乙胺分离系统工艺设计以提高总胺收率主要目 标，以分离效率，分离纯度等为重点。乙胺分离系统设计对乙胺生产工厂有着至关重要的意义，分离设计的内容一般包括 精憾塔、脱氨塔、回收塔、吸收塔等。分离系统设计工艺包括乙胺分离过程中乙胺工艺 选择、物料衡算、热量衡算、计算机软件a

17、spcnplus模拟、物料衡算、设备计算、车间 布置图、工艺流程图等。本课题主要解决是分离系统屮分离设备的选择，工艺流程以及 根据工厂要求进行物料衡算、热量衡算。从而为工厂大规模生产乙胺奠定基础。2 研究的途径（1）设计任务要求：生产规模是20000吨/年，产品结构一乙胺、二乙胺、三乙胺 分别为11000吨/年、6000吨/年和3000吨/年；合成过程条件，新鲜乙醇原料操作空速 0. 22hq，循环气操作空速12502,循环气中液氨含量不低于25%；热点温度205°c,压 力1. 6mpa,胺化过程热效应为-42. 37kj/mol,乙醇单程转化率88%, 乙胺、二乙胺、 三乙胺在粗产品中比例为55:30:15 （没有副反应）；分离过程操作条件，脱氨塔1. 6mpa. 乙胺产品塔0. 4mpao除按要求生产外，其余二乙胺、三乙胺循环返回合成系统。（2）前期准备：根据设计任务收集相关资料，查阅中外文献、请教老师和同学讨 论分离系统设计注意要点，并且学习使用aspenp