10万吨年己内酰胺甲苯精制工艺设计要点.docVIP

本 科 毕 业 设 计 题 目 10万吨/年己内酰胺 甲苯精制工艺设计 系 别 专业班级 学生姓名 指导教师 教务处制 2014 年 05月 08日 中文题目：10万吨/年己内酰胺甲苯精制工艺设计毕业设计共页 图纸共2张 说明书共页 完成日期：2014年月日 答辩日期：2014年 05月09日 本设计选定题目为10万吨/己内酰胺甲苯精制工艺设计系统进料为甲苯、环己酮肟和少量酮醇组分本设计中首先确定合适的多组分精馏工艺，对比各精馏塔的性能选择填料塔作分离设备，选用BX型丝网波纹填料。 根据给定的加料条件和分离要求使用Aspen Plus做塔流程模拟分析，首先进行塔的初步计算，计算结果为理论板数、进料位置、最小回流比、塔顶/ 釜热负荷然后以简捷塔计算结果做为精确计算的输入依据进行塔精确，来完成甲苯精制。 Aspen Plus；甲苯；环己酮肟目录 1 绪论 1 1.1 设计背景及意义 1 1.2 己内酰胺国内外发展状况 1 1.2.1 国外己内酰胺生产现状 1 1.2.2 我国己内酰胺生产现状 2 1.2.3 未来发展趋势 2 1.3 设计研究内容 3 1.3.1 Aspen Plus 设计方案的确定 3 1.3.2 甲苯精制工艺设计说明书的编写 4 2 本设计工艺 6 2.1 工艺原理 6 2.2 氨肟化工艺简述 7 2.3 甲苯精制工艺流程的确定和说明 9 3 塔结构选型及选材 12 3.1 塔设备在化工生产中的作用和地位 12 3.2 塔设备选型 13 3.3 填料的选择 14 3.3.1 填料的类型 15 3.3.2 填料的用材 16 3.3.3 常用填料 17 4 甲苯脱肟塔设计计算 18 4.1 物料衡算 18 4.2 用简捷模块（DSTWU）进行设计计算 19 4.3 灵敏度分析 21 4.4 用DSTWU再次简捷计算 23 4.5 用详细计算模块（RadFrace）进行设计计算 24 4.6 汇总 26 4.6.1 设备参数汇总说明 26 4.6.2 工艺参数汇总说明 26 致谢 27 参考文献 28 附录 29 附录A 设计模拟计算原始结果 29 附录B 甲苯精制工艺流程图 36 附录C 甲苯脱肟塔设备图 36 1 绪论 己内酰胺（简称CPL）是生产锦纶6纤维和尼龙6工程塑料的一种基础有机化工原料。其中，锦纶6纤维广泛用于毛纺、帘子布、地毯等行业；尼龙6工程塑料广泛用于电子汽车包装薄膜等行业。此外，己内酰胺也是抗血小板药物6-氨基己酸和月桂氨卓酮等的原料。 近年来国内工程塑料行业发展迅猛，对己内酰胺需求年均增速超过10%，由于该行业高端领域基本被国外进口产品把持，国内企业缺乏必要的技术开发和投入，技术严重依赖从国外引进，竞争力差，无法满足市场日益增长的需求因此，国内己内酰胺产业发展之路还较漫长。 本装置采用环己酮，氨和双氧水在低压下由TS分子筛催化反应直接制备环己酮肟，再经萃取水洗，精馏等系统得到环己酮肟，再经环己酮肟为原料，在发烟硫酸存在下经贝克曼分子重排生产己内酰胺。相比较传统羟胺制备工艺，本装置工艺大大缩短了工艺流程，节省投资，肟化反应不产生硫酸铵副产品，安全环保。 己内酰胺氨肟化生产工艺中，甲苯作为一种萃取剂，从而将肟从水溶液中萃取到甲苯相中，以实现肟跟水的分离。萃取后得到的甲苯肟溶液精馏，以实现环己酮肟和甲苯的分离。精馏过程中甲苯会积累环己酮肟和环己酮等组分，因此需要对甲苯进行精制。甲苯精制系统由甲苯脱肟塔系统和甲苯脱酮塔系统构成。 本设计为甲苯精制工艺设计，甲苯通过甲苯脱肟塔系统减少肟的损失和防止后部系统管道堵塞，再经甲苯脱酮塔系统脱除甲苯中的环己酮和环己醇等比甲苯重的组分，防止其在系统内积累可以循环利用，既节省了投资，又可进一步提高产品的纯度。此外，分离得到环己酮肟，减少中间产物的损失；环己醇和环己酮可以作为副产品包装或送往环己醇脱氢装置回收其中的环己酮和环己醇，从而为企业创造更大的效益。 1.2.1 国外己内酰胺生产现状 据SRI咨询公司的统计，2008年全球己内酰胺产能为460万t/a ，其中亚洲占38%西欧占28%北美占21%，东欧占8% 南美占5%2008年世界CPL总产能为460万 。2012年是世界己内酰胺发展最快的一年，全年全球产能增加到543.2万吨/年，同比增加15.4%，产量实现411.3万吨，总消费量为423.5万吨，亚洲地区是拉动供需增长的主要力量。预计到2017年，全世界己内酰胺的总产能将超过900万吨/年，总消费量将达到500万吨，产业发展将以亚洲为中心。 1.2.2受项目投资