年产5万吨丙酮工艺设计毕业设计

年产5万吨丙酮工艺设计TheDesignOf50ktaAcetone摘

目录............................................................ⅠA

bstract

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

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

总

...................................................21.1述.......................................................21.1.1酮的性质................................................21.1.2酮的安全用途..........................................31.2计任务的源..............................................41.3他.......................................................41.3.1防措施.................................................41.3.2泄应急处理.............................................41.4酮生产技进展...........................................第章

丙的产艺程

...................................62.1丙苯法生丙酮的工艺流程................................

2.1.1化反应.................................................62.1.2化反应.................................................72.1.3浓塔...................................................72.1.4解反应釜................................................72.1.5和反应.................................................82.1.6丙酮塔.................................................82.1.7丙酮塔.................................................8第章

工计

...............................................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.........................错误未定义书签。3.1.4和槽的物衡算.........................错误未定义书签。3.1.5浓塔的物衡算.........................错误未定义书签。3.1.6化反应的料衡算.......................错！未定义书签。3.1.7化反应的料衡算.......................错！未定义书签。3.2丙酮塔能衡算..........................错！未定义书签。3.2.1沸器的热荷..........................错误！未定书签。3.2.2却水用量算..........................错误！未定书签。第章

主设计及型

..................错误！未定义书签。4.1馏塔的各操作参数的定.................错误！定义书签。4.1.1作压力................................错误！未定义书签。4.1.2液平衡时、、t数.................误！未定义书签。4.1.3尔物料物衡算.........................错误未定义书签。

4.1.4度....................................错误！未定义书签。4.1.5均密度的算..........................错误！未定书签。4.1.6均表面张的计算.......................错！未定义书签。4.1.7线的计算..............................................194.1.8和丙酮平相对挥发度的计算...........................194.1.9流比的确.............................................194.2板数....................................错误！未定义书签。4.3径......................................错误！未定义书签。4.4板主要工尺寸的计算.....................错误！未定义书签。4.4.1溢装置计算............................错误！未定书签。4.4.2塔布置及浮阀目与排列................错误！未定义书。4.5力学计算.................................错误！未定义书签。4.5.1气通过浮阀塔的压力降................错误！未定义书。4.5.2淹....................................错误！未定义书签。4.5.3雾夹带................................错误！未定义书签。4.6板负荷性图............................................4.6.1沫夹带线...............................................4.6.2液线..................................错误！未定义书签。4.6.3液负荷上限线..........................错误未定义书签。4.6.4漏线..................................错误！未定义书签。4.6.5液负荷下限线..........................错误未定义书签。4.6.6负性能图..............................错！未定义书签。4.7附件设计.................................................114.7.1管....................................................4.7.2体与封头...............................................

4.7.3座....................................................4.7.4柱....................................................4.7.5孔....................................................4.8总体高度设计..........................................结致

..........................................................................................................错误！未定义书签。参文

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

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

年产5吨丙酮工艺设计摘要：丙酮是种用途十分泛的重要有产品，主要于生产醋酸纤维素胶薄膜塑料和为涂料的溶及制备甲基烯酸甲酯(MMA)的上游原和制备环氧脂、聚碳酸中间体双酚A的原料。目前界上丙酮的产方法有许种，但主要法是异丙苯，其生产能约占世界丙酮产能力的90%以。为了满足济发展对丙的需求，特开展了年万吨丙酮工项目设计。文主要介绍丙酮产品的产经济效益生产工艺流及流程的选，产品国内的发展状况生产过程中的料衡算及能衡算，主要备的设计及分设备的选。在整个设计程中，最主是工艺条件合理确定及备的设计和型，其中通过计计算得到馏塔直径为1.4m高为，精后得到丙酮产品为

Of50ktaAcetoneismainlyforandproductioncelluloseandof(MMA)ofrawandthepreparationofepoxyAintermediatesanorganicwideofapplications.Attheremanyofacetoneinthebutisopropylbenzeneofwhichformore90%acetoneordertheofwetheprocessprojectdesignofThismainlythebenefit,processandtheof

process,theprocessproduction,themainequipmentandsomeselection.Inprocess,itmosttoprocessselectequipment.FinallythecolumnIsopropylTheprocessRectifyingcolumn

引目前大多丙酮是制备酚的副产品，异丙苯氧化的产物之一从全球丙消费市场看未来几年，丙酮氰醇、剂等对丙酮需求量有不同度的增长外双酚A仍是最主要消费领域尤是亚洲地区，其他消费长相对较为稳，双酚AMMA溶剂仍将丙酮的三大消费领[近年来中国丙酮观需求量保着高速增长，平增长率达到以上2009年以后随着中国乃全球经济进危机后的缓复苏阶段，终端下游求不断回升加之下游双A行业入扩能高期，成为丙酮下游行需求增长亮之一。除此外，减水剂MIBK、丙胺等下游行业的模化企业发速度越来越，中国丙酮场需求也呈随着中国在建酮装置的陆投产，国内给率将大大高，市场竞将更加激烈。于近几年丙市场需求的大增长来自酚A及其衍生领域，因此议中国新增丙酮生产装最好采用异苯法生产工，以避免单纯产丙酮导致市场过剩。置建设地点充分考虑原供应及附近市需求，最好用上下游配方式，以降生产成本，避市场风险。另外，在丙酮装置的时，企业除配套建设双A装置外还应考虑配建设MIBK装置，努力减双酚A产业发展能对丙酮市造成的不利响。吉化公新建的1.5吨年装置已产。目前中仍可以考引进美国伊曼公司、陶化学或壳牌学公司丙酮步法技术再建1套2万吨年生产置，使酮及其下游品的生产实现一体化参与国际竞。中国采用丙苯法的苯丙酮生产装应提高单套置生产能力降低生产本，实现异苯苯酚丙酮酚A一体化生产，继开发丙酮

衍生物生工艺，拓宽酮应用领域

建议采用丙苯法生产艺，实现异丙苯酚丙酮双A一体化生，继续开发酮衍生物生工艺，拓宽应用域[。为设计年5万丙酮工艺计，特开展一下章节。本文第一主要介绍了酮的一些理性质理化参数标及其安全消防措施第二章主要绍了丙酮的产方案及使异丙苯法生丙酮的详细工生产流程，我们能够对丙苯法生产酮有了深刻晰的认识。第章主要对使异丙苯法生丙酮工艺流进行了物料算及重要设备能量衡算。四章主要对产精制丙酮精丙酮塔进了塔重要设备计算及选型从而为绘制丙酮设备图供了理论的持。第章

总1.1述丙酮的性丙酮也称二甲基酮是最简单的，在常温下无色透明液，易挥发、燃，有芳香味。与水、醇、N,N-甲基甲酰胺氯仿、乙醚及大数油类等均互溶，能溶油、脂肪、脂和橡胶等也能溶解醋酸维素和硝酸维素，是一重要的挥发有机溶剂。表1.1丙酮的理化性质参数理化性质化学式摩尔质量（）熔点(℃

数据指标3358.08℃(178.2K)

相对密度（水）沸点(℃相对蒸气密度（空气=）饱和蒸气压kPa)燃烧热(kJmol)临界温度(℃临界压力MPa)辛醇水分配系数的对数值闪点(℃爆炸上限%(VV)引燃温度(℃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、乙醇等有机溶剂19.2丙酮对人具有肝毒性对于黏膜有定的刺激性吸入其蒸气可引起头，支气管炎症状。如果量吸入，还能失去知觉日常生活中主用于脱脂，水，固定等。在血液和液中为重要测项目。有些症患者尿样酮水平会异升高。采用碳水化合物物疗法减肥的血液、尿液的丙酮浓度异常地高。丙酮与氯不应混合（别是在碱性境下，者会发生剧的放热反应，混合可能导强烈爆炸。常见的用途用作卸除指油的去光水，以油漆的稀释；同时可作有机溶剂，用于医药、漆、塑料、火药树脂、橡胶照相软片等业。

在工业上用于制造双A、甲基丙酸甲酯MMA丙酮氰醇、基异丁基酮等品，以及塑、纤维、药及其他化学质。自然界亦存在天然的酮，人体内含有少量的酮。在建材面，主要作脂肪族减水剂主要原料。1.2计务来由指导老指定的课题1.3他消防措施危险特性其蒸气与空可形成爆炸混合物，遇火、高热极燃烧爆炸与氧化剂能生强烈反应其蒸气比空重，能在较处扩散到相当的地方，遇源会着火回。若遇高热容器内压增，有开裂和爆的危险。有害燃烧物：一氧化、二氧化碳灭火方法尽可能将容从火场移至旷处。喷水持火场容器却，直至火结束。处火场中的容若已变色或安全泄压装中产生声音，须马上撤离灭火剂：溶性泡沫、氧化碳、干、砂土。用灭火无效。泄漏应急理应急处理迅速撤离泄污染区人员安全区，并行隔离，严限制出入切断火源。议应急处理员戴自给正式呼吸器，防静电工作服尽可能切断漏源。防止入下水道、洪沟等限制空间。小量泄漏用砂土或其不燃材料吸或吸收。也以用大量水洗，洗水释后放入废系统。大量泄漏构筑围堤或坑收容。用沫覆盖，降蒸气灾害。

防爆泵转至槽车或专收集器内，收或运至废处理场所处。1.4酮产术展目前，世上丙酮最主的生产方法异丙苯法，外还有粮食酵法、异醇脱氢法、烯直接氧化（醋酸副产法及乙炔水合法。粮食发酵是以谷物、芋干或糖蜜为原料，经碎、加水制发酵液，高压蒸汽灭后冷却，然接入纯丙酮丁醇菌进行发酵，发酵液经馏可得到质比为3:6:1的商品丙酮、醇和乙醇。由于术落后，生成本高，目该法在发达家已经被淘，但在发展国家仍占有一的比重。异丙醇脱法曾是世界最主要的丙生产方法，以异丙醇-水共沸物（来丙烯水合制丙醇装置）原料，在锌铜催化的作用下，发生脱氢应，产物经离提纯后得丙酮产品。于成本原因法逐渐被异丙法所替代。丙烯直接化法是以氧为氧化剂，化钯-氯化为催化剂，烯原料经液氧化合成丙，并副产丙和氯代丙酮该方法主要日本部分企业用，但由于备腐蚀严重未能获得大模发展应用异丙苯法最为经济的酮生产方法目前世界上90%的丙是通过该方生产的，丙是生产苯酚联产品。其要技术授权司为KBR公司、日本井化学公和美国UOP公司。丙苯法生产酮包括异丙苯成、异丙苯化、过氧化丙苯提浓、解和中和、品精制副产回、废水处理工序。主要程涉及丙烯苯在磷酸或石分子筛存在发生反应生异丙苯，异苯再在液相被氧化生成氧化氢异丙苯过氧化氢异苯再在硫酸在下分解得苯酚和丙酮异丙苯法工艺有产品质量、原料和能消耗低等优。

第章

丙的产艺程2.1丙法产酮工及程本设计采较为先进的丙苯法工艺要是以新鲜和丙烯为原料，在YSBH分子筛催化作用下，通烃化反应生异丙苯，再空气中的氧将异丙苯氧为过氧化氢丙苯(CHP)，后以硫酸作化剂，将过化氢异丙苯解生产苯酚丙酮，经精得到酮产品[6]-[7]。丙酮的生工艺流程图:烃化反；化反应；提浓塔；分解；中槽；粗丙酮7精丙酮塔图2.1异丙苯法生产丙酮工艺流程图烃化反应+31.化反应的响因素：

（2-1）（1反应温度烃化反应是热反应，温对反应速度响明显，温度每升一度反应速加快一倍，是副反应速也加快，所综合考虑反应度控制在160氏度左右（2苯烯比：般要求苯要量，否则副物就会增多但是当苯的用量过时就会增加产成本，一取苯烯比为。（3反应压力一般。（4原料的纯：纯度主要影响催化剂使用寿命及用周期，要尽量提原料的纯度2.流程中存的危险因素（1苯与丙烯在高温高压条件下反应，而且反应易燃易爆，

此存在高高压联锁保装置，当压过高时就启联锁装置自放空防止爆炸当温度过高自动联锁停加热并进行却降温。（2因为此反要求苯必须量，流量控器跟相应的锁装置相连当苯的量足时就会通联锁中断乙的加入，终反应。（3对于冷却如果停止工或是检修之忘记打开，引起严重的故。氧化反应+O

（1.应温度控制反应度是为了控反应深度，反太深副产物相应增加，而常温下又不应，一般控温度为30~35℃。2.应压力，般为0.3MPa3.应浓度当浓度升时反应速度快，但当反应浓度高了又会发生自分解应生成苯酚丙酮，所以应浓度不能高。4.应介质酸，PH过高发生碱式复解反应，所一般制为3.5~4.5。5.料纯度，要是要保证气和异丙苯纯度。提浓塔生成30%的过氧化氢异丙苯浓度比较低不易于反应所以要用减压提浓塔提浓到87%，压力应为0mmHg以下，温度为9℃。分解反应提浓后的CHP硫酸为催剂．在分解应釜分解生苯酚、丙酮

（2-3）1.酸的用量分解液中硫的浓度应该于等于。

2.应温度控在℃左右保证分解液残的过氧化异丙苯在0.2%以下。3.留时间，决于反应规的大小，时过长易发生反应。4.的含量水主要用循环冷却和为浓硫酸的释剂水的总含量在%下，如果的含量升高会抑制分解应，过化氢异丙苯反应器中累，过氧化异丙苯短时内反应放出大量的热热量积累压力升高容易引发爆。的分解率在上。中和反应含有残酸分解液进入和槽中，而和槽连接有PH控制装，对其PH进行严格制，并设有锁保护，水分解液是通激泵在中和槽循环，要求泵要良好的抗腐性能，泵被蚀后会发生漏或是喷溅产对人体的伤，所以要加对泵的检测维修。粗丙酮塔从中和槽出的混合液含有丙酮、酚、异丙苯的水溶液，经粗丙酮塔行切割分离富含丙酮轻组分自塔采出,入丙酮精制进行丙酮精,而富含苯酚的重组分粗丙酮塔塔采出,粗苯酚塔、烃塔和苯精制塔得到品苯酚。塔温度控制在88左右，压力制在左右；塔底温控制在102℃左，压力控制.20MPa左。精丙酮塔从粗丙酮塔顶采出的酮气体及蒸（计算中可略不计要经精丙酮塔压精馏进一精制才能得符合市场需的合格产品其塔顶温度控在℃左右，压控制在MPa左右；塔底度控制在75℃左，压力控制0.101MPa左右。

第章3.1料算精丙酮塔物料衡算

工计设计任务，酮的年生产力为50kta,按工作工作日300天，每天小时连续产计，则每时生产产品量为：由；FX=DX+WX;FDWX——进料丙酮所占的量分数，X=0.7237；FFX——出料时丙所占的质量数，X=0.9980；DDX——釜中丙酮所占质量分数，X=0.0025；WW=1.450.86=1.25L=R·=0.40s操作弹性=图4.7

提馏段负荷性能图从图中得Vs，V=0.51msSmax操作弹性=

m4.4浮阀塔工艺设计m计算数据项目

符号

单位

备注精馏段

提馏段塔径板间距塔板类型空塔气速

DHTu

mmm

1.41.40.400.40单溢流弓形降液管1.120.90

分块式塔板堰长

lw

m

0.924堰高板上液层高度

h

w

mm0.06

0.49980.06降液管底隙高

h

0

m0.02

0.02浮阀数阀孔气速浮阀动能因子

Nu00

m

838.7211

8311.611

等腰三角形叉排同一横排孔心距相邻横排中心距离临界阀孔气速孔心距排间距

u0ctt

8.8mm

12.10.0750.085单板压降

Δpf

627

625a液体在降液管内停留时间

θ

6.256.96降液管内清液层高度泛点率

Hdm%66.53

0.13660.35

33气相负荷上限33

雾沫夹带控制气相负荷下限操作弹性

(Vs)minm5.3

0.50344.80

漏液控制4.7附设接管1.料管进料管的构类型很多有直管进料，弯管进料，本设计采直管进料。管径计算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.顶气体出管取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则D=查表取筒体与封1.体为外压器临界压力0.15MPa,因为为圆筒稳定安全数m=3所用材质16MnR,弹性模E

t

=186.4×10

3

Mpa,则计厚度

3

P3cr1.22.2

12mm厚度附加=2mm,即选用为14mm厚的16MnR钢。2.头封头分为圆形封头，面高度为300mm,直边高0mm内壁为6mm.裙座塔底常用座的结构性好，连接处生的局部阻小，所以它塔设备的主支座形式，了制作方便一般采用圆形。由于群内径800mm,故座壁厚取16mm基础环内经1560mm基础环外经：mm基础环厚度考虑到腐蚀量，腐蚀余取8mm，考到再沸器，座高度取3m，角螺栓直取30mm.吊柱对于较高室外无框架整体塔，在顶设置吊柱对于补充和换填料、安和拆卸内件既经济又方的一项措施一般取15m以上的塔物设吊柱本设计中高大，因此设柱。因设计径D=2000mm，可选吊柱L=3000mm，材料选235.

人孔塔底与塔各一个人孔每个孔直径450mm，设置人孔处板间距为00mm，裙上应开设2个孔，直径450mm，孔慎入塔内应与他内壁修平其边缘需倒和磨圆，人法兰的密封状及垫片用，一般与塔的接法兰相同。4.8总高的计塔的顶部间高度塔顶部的间高度是指顶第一层塔到塔顶封头直线距离，部空间高度1500mm塔的底部间高度塔的底部间高度是指底最末一层盘到塔底封的直线距离釜液停留时取1500mm塔立体高的计算Tbf

H封

裙1.5..670结本设计采异丙苯法工生产丙酮，丙苯法生产酮以石油化产品中的苯丙烯为原料行合成设