甲乙酮MEK生产车间初步设计.docxVIP

第 第 PAGE 1 页 共 44页 毕业设计 （2019届） 题 目 35,000t/a MEK生产车间初步设计 学 生 学 院 专 业 班 级 校内指导教师 专业技术职务 校外指导老师 专业技术职务 二〇一九年五月 目录 TOC \o "1-3" \h \u 1 物料衡算 3 1.1 概述 3 1.2 物料衡算遵循的原则 3 1.3 计算依据 3 1.4 工艺流程简图 4 1.5 物料衡算 4 2 热量衡算 6 2.1 概述 6 2.2 热量衡算遵循的原则 6 2.3 各换热单元的热量衡算 6 3 主要设备计算 9 3.1 精馏塔设计 9 3.1.1 精馏塔的物料衡算 9 3.1.2 塔板数的确定 9 3.1.3 精馏塔的工艺条件及其有关物性数据的计算 13 3.1.4 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 15 3.1.5 塔板主要工艺尺寸的计算 16 3.1.6 筛板的流体力学验算 18 3.1.7 塔板负荷性能图 20 3.1.8 塔高的计算 22 4 设备选型 22 4.1 罐体选型 23 4.2 换热设备 24 4.2.1 换热器概述 24 4.2.2 换热器计算 25 4.3泵的选型 31 4.3.1 概述 31 4.3.2 泵的选型 32 4.4 管径的计算与选型 35 4.5 气液分离器设计 41 4.5.1 设计任务 41 4.5.2分离器类型的选择 42 4.5.3 立式重力分离器V101的尺寸计算 42 1 物料衡算 1.1 概述 在化工项目的设计过程中，会应用物料衡算来计算工艺物料的输入、输出和组成，就像当设计整个反应过程时，需要计算反应物料的进料、组成和产物的出料、组成以及转化率、收率等数据，可使反应器内进行的反应过程更加清楚，而产物的收率是经济效益的基础。物料衡算也是化工过程的开发和放大的基础。物料衡算还是热量衡算和工艺设计计算的基础。 1.2 物料衡算需遵守的规则 通常在反应过程中，大多数其物料的分布是能表示成： ∑(物料的积聚率)=∑(物料进入率)-∑(物料流出率)+∑(反应生成率)-∑(反应消耗率) 有的比较特殊的，在体系中不发生化学反应的话，就能表示成： ∑(物料的积聚率)=∑(物料进入率)-∑(物料流出率) 在较为稳定的时候可表示为： ∑(物料进入率)=∑(物料流出率) 1.3 计算依据 （1）基准: 年工作时间：1年以330天计； 年生产能力：年生产3.5万吨甲乙酮； （2）反应转化率为75%； （3）原材料、辅助材料及产品主要规格： 表1.1 原材料及辅助材料主要规格 序号 名 称 规 格 国标、部标或企标 备 注 1 SBA ≥99.5% 管道进入 2 环己烷 ≥99% 管道进入 3 铜催化剂 工业 颗粒 表1.2 产品主要规格与参数 序号 名 称 规 格 国标、部标或企标 备 注 1 MEK 99.8% 国标 管道输出 2 氢气 工业品 管道输出 1.4 工艺流程简图 图1 甲乙酮生产工艺流程图 1.5 物料衡算 （1）原料处理量计算： 年生产甲乙酮3.5万吨，纯度99.8%，年操作330天， 即甲乙酮摩尔流量： 仲丁醇纯度99.5%，反应转化率0.75，选择性0.96，裕度8% 则仲丁醇质量流量： （2）仲丁醇脱氢反应器物料衡算： 仲丁醇发生脱氢反应从而制得甲乙酮，下面是其主要的反应方程式： 生产中难免会有一些副产物生成出来例如水。 表1.3 反应器物料衡算表 物质名称 进料（kg/h） 出料（kg/h） 仲丁醇 6399.58 1500.87 甲乙酮 0 4763.62 氢气 0 128.65 水 0 60.68 2-丁烯 0 32.64 合计 6399.58 6399.58 （3）气液分离器物料衡算 通过ASPEN对气液分离器的模拟： 表1.4气液分离器物料衡算表 物