乙烯直接水合法制乙醇(年产20万吨).docVIP

课 程 设 计 任务书 设计题目： 乙烯直接水合法制乙醇(年产20万吨) 学院： 专业： 班级： 学生： 指导教师： 系主任: （签名） 一、设计要求： 1、根据设计题目，进行生产实际调研或查阅有关技术资料，选定合理的流程方案和设备类型，并进行简要论述。（字数不小于8000字） 2、设计说明书内容：封面、目录、设计题目、概述与设计方案简介、工艺方案的选择与论证、工艺流程说明、专题论述、参考资料等。 3、图纸要求：工艺流程图1张（图幅2号）；设备平面或立面布置图1张（图幅3号））。 二、进度安排： 教学内容 学时 地点 备注 查资料、说明书提纲、流程论证、工艺流程图 第一周 设计室 设备布置图、说明书整理、答辩。 第二周 设计室 三、指定参考文献与资料 《过程装备成套技术设计指南》（兼用本课程设计指导书）、《过程装备成套技术》、 《化工单元过程及设备课程设计》 摘 要 乙醇是无色易挥发和易燃的液体，有酒的气味和刺激性的辛辣滋味。比重0.7893（20/4。C），熔点-117.3。C，沸点78.4。C。乙醇蒸汽与空气混合能形成爆炸混合物，爆炸极限3.5~18.0%（体积）。 乙醇是重要的基础化工原料之一。它广泛应用于基本有机原料（如氯乙醇，乙醛，醋酸等），农药（如各种有机磷杀虫剂，杀螨剂等）以及医药，橡胶，塑料，人造纤维，洗涤剂等有机化工产品的生产，以乙醇为原料的化工产品达200于种之多。乙醇又是一种重要的有机溶剂，大量应用于油漆，染料，医药，油脂，军工等工业生产之中。由于乙醇有着这样广泛的用途，所以其产量不断增长，生产方法也不断改进。 生产乙醇最早是采用以农副产品和工业副产物为原料的发酵法。我国是发酵法制酒精的策源地，远在公元前两千多年前的夏商时代，我们的祖先就已开始采用谷物酿酒了。1930年，在美国建成了乙烯硫酸水合法生产乙醇的装置；1948年建成了乙烯直接水合生产乙醇的工厂。在石油化学工业正在迅速发展的今天，合成乙醇原料丰富，是一种较好的生产方法；特别是直接水合法，由于具有流程简单，产品成本较低等优点，发展很快。 本文对进行了工艺设计。简单介绍了合成工段的生产方法、原理、工艺流程，对主要设备参数等进行了设计。通过对原料、中间产物、产品的各种性质的分析和合成工段生产原理的了解和掌握，制定出了合理的生产方案及工艺流程最终完成了设备尺寸对设备材质的选择等工作，并绘制了相应的工艺流程图和图 目 录 第一章 工艺流程论证 1 1．1概 述 1 1.2 乙烯直接水合理论基础 2 1.2.1 化学热力学 2 1.2.2 反应机理和化学反应动力学 3 1.2.3 乙烯水合的副反应 3 1.3 乙烯直接水合的催化剂 3 1.3.1直接水合催化剂的选择 4 1.3.2 磷酸/硅藻土催化剂的制备 4 1.3.3磷酸/硅藻土催化剂物化性能的测定 5 1.3.4 催化剂的磷酸浓度和水分压的关系 5 1.4乙烯直接水合工艺 5 1.4.1 流程说明（工艺流程图见图纸） 5 1.4.2工艺过程分析 6 1.4.3 工艺参数选择 7 1.4.4工艺过程的控制 9 第二章 典型机器设备选型与论证 11 2.1水合器的选择 11 2.2换热器的选择 12 总 结 13 参 考 文 献 14 致 谢 15 第一章 工艺流程论证 1．1概 述 酒精的工业生产方法可以归纳为两大类，即发酵法和水合法。 发酵法系各种含糖（贰糖），淀粉（多糖），纤维素（多缩己糖）的农产品，林产品，工业副产，农业副产及野生植物经水解（即糖化），发酵过程，使贰糖，多糖转化为单糖并进一步转化为酒精的方法。 发酵法是经典的酒精生产方法。一个相当长时期里，它是酒精的主要来源。后来由于水合法的出现，这种状况在逐渐扭转。发酵法为水合法所取代的趋势愈来愈明显。其原因在于：以米，麦，薯类农产品为原料的发酵法，要消耗大量的粮食，且成本高，故已逐步被淘汰。而木材水解发酵法投资大，成本高。除少数林产资源丰富的国家可以结合木材加工工业相应发展外，在一般国家没有发展的可能。综合利用工业副产物废糖蜜（即制糖渣），亚硫酸纸浆废液制酒精是一个可行的方法。这一方法至今仍为若干国家所采用。不过制糖，造纸工业本身的规模毕竟是有限的，相应的副产物的数量就不会很多，而且该法的原料消耗量又很大，所以该法最终能提供的酒精量远不能满足各方面对酒精的需要。用农副产品如稻草，稻壳，玉米杆，麦秆，棉杆等以及橡子，葛根，琵琶核等野生植物制酒精也是可行的。但是依靠这种方法同样不能适应酒精需要量日益增长的形势。尽管农副产品和野生植物为数可观，但真正能够作为生产酒精的原料并不多，它们尚有其他方面的用途。即使全部用