年产20万吨异丙胺生产工艺车间工艺设计
摘要： 异丙胺是一种用途十分广泛的重要有机产品，主要用于生产醋酸纤维素胶片薄膜塑料和作为涂料的溶剂,及制备甲基丙烯酸甲酯(MMA)的上游原料和制备环氧树脂、聚碳酸酯中间体双酚A的原料。目前世界上异丙胺的生产方法有许多种，但主要方法是异丙苯法，其生产能力约占世界异丙胺生产能力的90%以上。为了满足经济发展对异丙胺的需求，特此开展了年产20万吨异丙胺工艺项目设计。本文主要介绍了异丙胺产品的生产经济效益，生产工艺流程及流程的选择，产品国内外的发展状况，生产过程中的物料衡算及能量衡算，主要设备的设计及部分设备的选型。在整个设计过程中，最主要是工艺条件的合理确定及设备的设计和选型，其中通过设计计算得到精馏塔直径为1.4m，高为17.08m，精馏后得到异丙胺产品为6945kg/h。
关键词：异丙胺；工艺流程；物料衡算；精馏塔
The Process Design Of Producing 50kt/a Acetone
Abstract: Acetone that is mainly used for plastics and coating production of cellulose acetate film solent and is the preparation of methyl methacrylate (MMA) of upstream raw materials and the preparation of epoxy resin, bisphenol A polycarbonate intermediates materials,is an important organic products of a very wide range of applications. At present, there are many kinds of production methods of acetone in the world, but the isopropyl benzene method is the main production of acetone method, which accounts for more than 90% of acetone production.In order to meet the needs of economic development, we carry out the process project design of 50kt/a acetone. This paper mainly introduces the acetone production economic benefit, production process and the selection of process, product development situation at home and abroad, the material balance and energy balance in the process of production, the design of the main equipment and some equipment selection. In the design process,it is most important to design reasonable process condition and select equipment. Finally the distillation column which has column diameter of 1.4m,the high of 17.08m,and acetone products of 6945 kg/h is obtained by design calculation.
Key words: Acetone; Isopropyl benzene method; The process flow; Material balance; Rectifying column
引言
目前大多数异丙胺是制备苯酚的副产品，是异丙苯氧化后的产物之一。从全球异丙胺消费市场看，未来几年，除异丙胺氰醇、溶剂等对异丙胺的需求量有不同程度的增长外，双酚A仍是最主要的消费领域(尤其是亚洲地区)，其他消费增长相对较为平稳，双酚A、MMA和溶剂仍将是异丙胺的三大消费领域[1]。
近年来，中国异丙胺表观需求量保持着高速增长，平均增长率达到15%以上，2009 年以后，随着中国乃至全球经济进入危机后的缓慢复苏阶段，终端下游需求不断回升，加之下游双酚A行业进入扩能高峰期，成为异丙胺下游行业需求增长亮点之一。除此之外，减水剂、MIBK、异丙胺等下游行业的规模化企业发展速度越来越快，中国异丙胺市场需求也呈现快速增长态势，2009-2012年平均需求增长率大幅升高至30%左右[2]。
随着中国在建异丙胺装置的陆续投产，国内自给率将大大提高，市场竞争将更加激烈。由于近几年异丙胺市场需求的最大增长来自双酚A及其衍生物领域，因此建议中国新增的异丙胺生产装置最好采用异丙苯法生产工艺，以避免单纯生产异丙胺导致的市场过剩。装置建设地点应充分考虑原料供应及附近市场需求，最好采用上下游配套方式，以降低生产成本，规避市场风险。
另外，在建异丙胺装置的同时，企业除可配套建设双酚A装置外，还应考虑配套建设MIBK装置，努力减少双酚A产业发展可能对异丙胺市场造成的不利影响。吉化公司新建的1.20万吨/年MIBK装置已投产。目前中国仍可以考虑引进美国伊士曼公司、陶氏化学或壳牌化学公司异丙胺一步法技术再建设1套2万吨/年MIBK生产装置，使异丙胺及其下游产品的生产实现一体化，参与国际竞争。
中国采用异丙苯法的苯酚/异丙胺生产装置应提高单套装置生产能力，降低生产成本，实现异丙苯/苯酚/异丙胺/双酚A一体化生产，继续开发异丙胺衍生物生产工艺，拓宽异丙胺应用领域。 建议采用异丙苯法生产工艺，实现异丙苯/苯酚/异丙胺/双酚A一体化生产，继续开发异丙胺衍生物生产工艺，拓宽应用领域[3]-[5]。
为设计年产20万吨异丙胺工艺设计，特开展了一下章节。
本文第一章主要介绍了异丙胺的一些理化性质、理化参数指标及其安全消防措施。第二章主要介绍了异丙胺的生产方案及使用异丙苯法生产异丙胺的详细工艺生产流程，使我们能够对异丙苯法生产异丙胺有了深刻清晰的认识。第三章主要对使用异丙苯法生产异丙胺工艺流程进行了物料衡算及重要设备的能量衡算。第四章主要对生产精制异丙胺的精异丙胺塔进行了塔重要设备的计算及选型，从而为绘制精异丙胺设备图提供了理论的支持。
目录
摘要 Ⅰ
Abstract Ⅱ
引言 1
第一章 总论 3
1.1概述 3
1.1.1异丙胺的性质 3
1.1.2异丙胺的安全及用途 4
1.2设计任务的来源 4
1.3其他 4
1.3.1消防措施 4
1.3.2 泄漏应急处理 4
1.4异丙胺生产技术进展 5
第二章 异丙胺的生产工艺流程 6
2.1异丙苯法生产异丙胺的工艺及流程 6
2.1.1烃化反应 6
2.1.2氧化反应 7
2.1.3提浓塔 7
2.1.4分解反应釜 8
2.1.5中和反应 8
2.1.6粗异丙胺塔 8
2.1.7精异丙胺塔 8
第三章 工艺计算 9
3.1物料衡算 9
3.1.1.精异丙胺塔的物料衡算 9
3.1.2粗异丙胺塔的物料衡算 9
3.1.3分解釜的物料衡算 10
3.1.4中和槽的物料衡算 10
3.1.5提浓塔的物料衡算 11
3.1.6氧化反应的物料衡算 11
3.1.7烃化反应的物料衡算 12
3.2精异丙胺塔能量衡算 12
3.2.1再沸器的热负荷 12
3.2.2冷却水用量计算 14
第四章 主要设备计算及选型 15
4.1精馏塔的各项操作参数的确定 15
4.1.1操作压力 15
4.1.2汽液平衡时，x、y、t数据 15
4.1.3摩尔物料物料衡算 15
4.1.4温度 16
4.1.5平均密度的计算 16
4.1.6平均表面张力的计算 18
4.1.7 q线的计算 19
4.1.8水和异丙胺平均相对挥发度α的计算 19
4.1.9回流比的确定 19
4.2塔板数 20
4.3塔径 21
4.4塔板主要工艺尺寸的计算 23
4.4.1 溢流装置计算 23
4.4.2 塔板布置及浮阀数目与排列 24
4.5体力学计算 26
4.5.1 气相通过浮阀塔板的压力降 26
4.5.2 淹塔 27
4.5.3 雾沫夹带 28
4.6 塔板负荷性能图 29
4.6.1雾沫夹带线 29
4.6.2 液泛线 30
4.6.3 液相负荷上限线 30
4.6.4 漏液线 31
4.6.5 液相负荷下限线 31
4.6.6 负荷性能图 31
4.7塔附件设计 34
4.7.1接管 34
4.7.2筒体与封头 35
4.7.3裙座 35
4.7.4吊柱 35
4.7.5人孔 35
4.8塔总体高度的设计 35
结论 37
致谢 38
参考文献 39
附录一 40
附录二 41
参考文献
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