化工设计：5x104t/a合成乙醇工艺设计2013437033002013437031皿皿皿2013437025002013437029201343703920134370412013437043PID叩PFD叮皿2013437035201343702320134370452013437035x104t/a合成乙醇工艺设计1■工艺方案的选择乙醇是重要的有机溶剂,又是医药、染料、涂料、香料、合成橡胶、洗涤剂等有机产品的基本原料或中间体。在化学工业中主要用于制造乙醚,乙醛，醋酸,乙二醇醚、乙胺等。本实验采取乙烯气相直接水合法来合成乙醇。乙烯气相直接水合法制取乙醇的工艺流程叙述如下。实验分为合成、精制和脱水三咅盼。反应器的操作条件:反应温度325°C,反应压力6.9MPa,催化剂是磷酸-硅藻土催化剂。转化率4%~5%,选择性95%-97%。因反应液中含有磷酸，所以在工艺流程中设臵一个洗涤塔（又称中和塔）用碱水溶液或含碱稀乙醇溶液中和。这一工序一定要放在换热器后,因高温易使磷酸因高温易使磷酸盐在换热器表面结垢,甚至会堵塞管道。含乙醇10%~15%的粗乙醇水溶液，分别由洗涤塔和分离塔底进入乙醇精制部分。精制部分的工序有a萃取分离出乙醚和乙醛，萃取剂为水（可增大乙醚和乙醛与乙醇的相对挥发度），两塔串联，第二萃取塔塔顶出乙醚、乙醛和水（萃取率达90%以上）,经冷却冷凝分出油相（有机相）和水相，有机相中主要为乙醚，返回反应器，水相经蒸馏，塔顶得乙醛-乙醚共沸物，另行处理，塔釜为含乙醚的水，返回反应系统；b■乙醇的提浓和精制。由萃取塔来的乙醇水溶液含少量乙醛,在精馏时加氢氧化钠溶液，可除去乙醛（碱能催化乙醛发生缩合反应住成高沸点缩醛）。精馏塔顶部出料乙醇中仍含有少量轻组分，返回萃取部分。由塔上部引出乙醇流股，即为成品乙醇（95%）,乙醛含量小于20~40ppm。2■流程方块图3■厂址选择厂址选择在山东省东营垦利双河镇集贤村，占地200亩。产品生产需要较多的电,产品面向全国,重点是中东部各省,需要良好的交通水合应未反应烯分（乙醚乙丿醇分离设施,以方便产品和原料的买入。所以,东营垦利网,交通网四面发达,且拥。2區+巧0二中5饷(1)有大型电力企业,适合建厂。原料需要乙烯,东营和渤海有石油,中石油、中石化在这都有炼油厂供乙烯，同时中石化中石油也是买家，用乙醇造汽油醇。用电量大，附近有胜利大唐华泰等较大型发电厂，水源充足，离黄河较近。4•工艺设计计算4・1・物料恒算1•设计条件按照选定的工艺流程，确定设计参数和条件。已知：催化剂磷酸-硅藻土催化剂，乙烯和水为反应物，直接水和法，年开工8000h。相关数据如下：水烯比：0.7单耗C2H4/95%C2H5OH0.578产物中：乙醇C2H5OH94.5%乙醛CH3CHO2%乙醚C2H5OC2H52%2■物料流程简图直接水和法制乙醇的物料流程图如图1。3•乙烯、乙醇物料恒算（均按每小时计）（1）乙烯水合法制乙醇的化学反应方程式：主反应：图1直接水和法制乙醇的物料流程图水台反应器副反应:2C2H5OH=C2H5OC2H5(2)C2H5OH=CH3CHO+H2(3)(2)产品产量及其组成50000/8000=6250(Kg)其中：C2H5OH6250x94.5%=5906.25kg=128.4kmolCH3CHO6250x2%=125kg=2.84kmolC2H5OC2H56250x2.5%=156.25kg=2.11kmolH26250x2%=125kg=2.84kmol总摩尔数=128.4+2.84+2.11+2.84=136.19kmol(3)乙烯投入量：6250x0.578=3612.5(kg)(4)数据校核根据反应式消耗乙烯量：128.4+2.84+2.11=133.35kmol=3386.5kg与投入量基本符合，与设计要求基本一致。(5)各主要单元设备的物料衡算表(每小时计)见表1~6**s■呱-0gEns土畀325.1042237.2寸00CMi—11—11—1CNCNCN2698.494■ttgsLnwN)dnrhsnN)薔N)嚮N)rw**ft!■呱-0gEns土畀寸00CMi—11—11—1CN爲CNCN■ttgsLnwN)dnrhsnN)薔N)嚮N)rwWMWWK0CNw**s■呱-0gEns土畀3251.042237.2寸00CMi—11—11—1CNCNCN5624.43■ttgsLnwN)鬻N)薔N)嚮N)rw1**ft!■呱-0gEns土畀111l■ttg111lwN)111l如10■驱门忖分66TS06'S9£ZZS0'06T9t7wwww阪0996X15S2磁096X15S2TTZO'OH9S'TTTZO'OH9S'Tt/8Jt/906S®2t/8Jt/906S®2ZZTEZ96'9Z0t7W乙■圧乙乙9'69Z0t7W闕N闕N|OIJU>|'BMW6>|'書鸟|OIJU>|'BMW6>|'書鸟卞細槪ffi峯幫團槪疏乙器池蛊”峯TS06'S9£ZZS0'06T9t7%t/869乙6'T6t7Z£Tww城■乙890ww磁096X15S2城■乙96PJ5S2TTZO'OH9S'TTT7H'9STt/8Jt/906S®2t/8Jt/906S...
