1、 目 錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc24492 第一章 總論 PAGEREF _Toc24492 3 HYPERLINK l _Toc14023 1.1項(xiàng)目概況 PAGEREF _Toc14023 3 HYPERLINK l _Toc30516 1.2設(shè)計(jì)依據(jù) PAGEREF _Toc30516 3 HYPERLINK l _Toc22373 1.3工藝特點(diǎn) PAGEREF _Toc22373 3 HYPERLINK l _Toc14933 1.4產(chǎn)品方案 PAGEREF _Toc14933 4 HYPERLINK l _Toc3882 1.5主要物料價(jià)格及消耗

2、 PAGEREF _Toc3882 4 HYPERLINK l _Toc16178 1.6產(chǎn)址概況 PAGEREF _Toc16178 5 HYPERLINK l _Toc27957 1.7主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo) PAGEREF _Toc27957 6 HYPERLINK l _Toc3017 第二章 總圖和運(yùn)輸 PAGEREF _Toc3017 7 HYPERLINK l _Toc19815 2.1設(shè)計(jì)依據(jù) PAGEREF _Toc19815 7 HYPERLINK l _Toc10985 2.2設(shè)計(jì)范圍 PAGEREF _Toc10985 7 HYPERLINK l _Toc31742 2.3產(chǎn)址概

3、況 PAGEREF _Toc31742 7 HYPERLINK l _Toc6622 4總平面圖布置 PAGEREF _Toc6622 8 HYPERLINK l _Toc25359 2.4.1總體布局 PAGEREF _Toc25359 8 HYPERLINK l _Toc23675 2.4.2分區(qū)說明 PAGEREF _Toc23675 8 HYPERLINK l _Toc30958 2.4.4技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) PAGEREF _Toc30958 10 HYPERLINK l _Toc12899 2.5工廠運(yùn)輸 PAGEREF _Toc12899 11 HYPERLINK l _Toc7877

4、 2.5.1 運(yùn)輸方案 PAGEREF _Toc7877 12 HYPERLINK l _Toc32715 2.5.2原料運(yùn)輸 PAGEREF _Toc32715 12 HYPERLINK l _Toc22757 2.5.3產(chǎn)品運(yùn)輸 PAGEREF _Toc22757 13 HYPERLINK l _Toc19716 2.5.4包裝、裝卸方案 PAGEREF _Toc19716 13 HYPERLINK l _Toc22165 2.5.5配貨流程 PAGEREF _Toc22165 14 HYPERLINK l _Toc7048 2.5.6全廠運(yùn)輸定員 PAGEREF _Toc7048 14

5、HYPERLINK l _Toc11630 2.6工廠綠化 PAGEREF _Toc11630 14 HYPERLINK l _Toc1133 第三章 化工工藝流程選擇 PAGEREF _Toc1133 15 HYPERLINK l _Toc3207 3.1工藝路線的選擇 PAGEREF _Toc3207 15 HYPERLINK l _Toc29543 3.1.1 生產(chǎn)背景 PAGEREF _Toc29543 15 HYPERLINK l _Toc3572 隨著人們對環(huán)境保護(hù)和安全生產(chǎn)的日益重視，工業(yè)對化工原料也提出了較高的要求。因而對化工原料要求也越來越高，化工原料正向著對人身和人身無害或

6、危害少的方向發(fā)展，綠色環(huán)保、無污染、高效已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的目標(biāo)。-己內(nèi)酯具有獨(dú)特的生物相容性，生物降解性，以及良好的滲透性，這使其在生物材料的應(yīng)用極為廣泛，同時(shí)又具備綠色無污染的特點(diǎn)。 PAGEREF _Toc3572 15 HYPERLINK l _Toc10931 3.2生產(chǎn)流程選擇 PAGEREF _Toc10931 15 HYPERLINK l _Toc16755 3.2.1生產(chǎn)方案概述 PAGEREF _Toc16755 15 HYPERLINK l _Toc24495 3.2.2工藝流程設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc24495 19 HYPERLINK l _Toc8499 3

7、.2.2.1 反應(yīng)物醛的選擇 PAGEREF _Toc8499 19 HYPERLINK l _Toc31983 3.2.3Aspen模擬流程圖 PAGEREF _Toc31983 22 HYPERLINK l _Toc27158 3.2.3工藝流程的創(chuàng)新點(diǎn) PAGEREF _Toc27158 27 HYPERLINK l _Toc15867 3.3合成工藝條件的選擇 PAGEREF _Toc15867 28 HYPERLINK l _Toc23276 3.3.1反應(yīng)溫度 PAGEREF _Toc23276 28 HYPERLINK l _Toc14892 3.3.2反應(yīng)壓力 PAGEREF

8、_Toc14892 29 HYPERLINK l _Toc14950 3.3.3氧氣流速 PAGEREF _Toc14950 29 HYPERLINK l _Toc24379 3.3.4催化劑的選擇 PAGEREF _Toc24379 29 HYPERLINK l _Toc16861 3.3.6原料進(jìn)料比 PAGEREF _Toc16861 32 HYPERLINK l _Toc6428 第四章 開機(jī)流程及控制 PAGEREF _Toc6428 84 HYPERLINK l _Toc16799 4.1開機(jī)準(zhǔn)備工作 PAGEREF _Toc16799 84 HYPERLINK l _Toc295

9、16 4.2開機(jī)流程控制 PAGEREF _Toc29516 84 HYPERLINK l _Toc5102 4.2.1反應(yīng)工段控制 PAGEREF _Toc5102 85 HYPERLINK l _Toc4395 4.2.2 分離工段工藝控制 PAGEREF _Toc4395 86 HYPERLINK l _Toc15493 4.2.3酯化反應(yīng)工段工藝控制 PAGEREF _Toc15493 90 HYPERLINK l _Toc30119 4.2.4回收工段工藝控制 PAGEREF _Toc30119 91 HYPERLINK l _Toc8454 4.2.5精餾工段工藝控制 PAGERE

10、F _Toc8454 94 HYPERLINK l _Toc12937 第五章 物料衡算與熱量衡算 PAGEREF _Toc12937 95 HYPERLINK l _Toc15182 5.1.1 的合成反應(yīng)單元 PAGEREF _Toc15182 95 HYPERLINK l _Toc16514 5.1.2原料分離及回收單元 PAGEREF _Toc16514 95 HYPERLINK l _Toc3085 5.2主要單元操作的物料衡算 PAGEREF _Toc3085 97 HYPERLINK l _Toc10980 5.2.1 反應(yīng)過程物料衡算 PAGEREF _Toc10980 97

11、HYPERLINK l _Toc20775 5.2.2 原料分離及回收過程物料恒算 PAGEREF _Toc20775 99 HYPERLINK l _Toc119 5.2.3CPT精餾分離過程物料恒算 PAGEREF _Toc119 100 HYPERLINK l _Toc19695 5.2.4副產(chǎn)物反應(yīng)精餾提純過程物料恒算 PAGEREF _Toc19695 101 HYPERLINK l _Toc13380 5.3各工段所得產(chǎn)品組成 PAGEREF _Toc13380 104 HYPERLINK l _Toc6586 5.3.1己內(nèi)酯反應(yīng)工段原料組成 PAGEREF _Toc6586 1

12、04 HYPERLINK l _Toc25241 5.3.2酯化反應(yīng)工段所得產(chǎn)品苯甲酸甲酯組成 PAGEREF _Toc25241 104 HYPERLINK l _Toc29991 5.3.3 酯化反應(yīng)工段所得產(chǎn)品己二酸二甲酯組成 PAGEREF _Toc29991 104 HYPERLINK l _Toc11052 5.4各工段的能量衡算 PAGEREF _Toc11052 105 HYPERLINK l _Toc24709 5.4.1熱量衡算原則 PAGEREF _Toc24709 105 HYPERLINK l _Toc6386 5.4.2熱量衡算的任務(wù) PAGEREF _Toc638

13、6 106 HYPERLINK l _Toc2609 5.4.3熱量衡算 PAGEREF _Toc2609 107 HYPERLINK l _Toc15119 5.4.4熱量集成技術(shù) PAGEREF _Toc15119 115第5章 帶控制點(diǎn)的工藝流程圖第6章 物料平衡第7章 能量平衡第8章 能量集成與優(yōu)化第9章 主生產(chǎn)線設(shè)備平面布置圖第10章 設(shè)備裝配及設(shè)計(jì)計(jì)算說明 HYPERLINK l _Toc8579 3.4設(shè)備的設(shè)計(jì)與選擇 PAGEREF _Toc8579 32 HYPERLINK l _Toc15139 3.4.1反應(yīng)器的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc15139 32 HYPERL

14、INK l _Toc5885 3.4.2儲(chǔ)罐選型及設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc5885 32 HYPERLINK l _Toc20976 3.4.3換熱器設(shè)計(jì)及選型 PAGEREF _Toc20976 36 HYPERLINK l _Toc7044 3.4.4再沸器設(shè)計(jì)說明 PAGEREF _Toc7044 46 HYPERLINK l _Toc23983 3.4.5冷凝器設(shè)計(jì)說明 PAGEREF _Toc23983 54 HYPERLINK l _Toc20459 3.4.6泵設(shè)備選型及說明 PAGEREF _Toc20459 67第11章 設(shè)備規(guī)范表 第一章 總論 本項(xiàng)目是年產(chǎn)3000噸

15、無毒可生物降解材料單體-己內(nèi)酯的合成工藝，采用從離產(chǎn)址較近的岳陽巴陵石化公司采購原料投入生產(chǎn)，原料苯甲醛、環(huán)己酮與二氯乙烷在反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)，隨后經(jīng)過精餾塔的分離，通過兩步反應(yīng)，最終將苯甲酸與副反應(yīng)產(chǎn)物己二酸轉(zhuǎn)化為苯甲酸甲酯和己二酸二甲酯，并得到純度為99.9%的二氯乙烷進(jìn)行循環(huán)利用，并在常溫、常壓完成該工藝，三廢排放少，綠色環(huán)保。（1)華南地區(qū)第四屆大學(xué)生化工設(shè)計(jì)創(chuàng)業(yè)大賽參賽指導(dǎo)書。 (2)千里螞團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)化工流程的指導(dǎo)書 (3)國家地區(qū)建設(shè)、稅收等有關(guān)法律、法規(guī) (4)中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法、中華人民共和國勞動(dòng)安全法等相關(guān)的 國家法律、法規(guī)；1.具有新特點(diǎn)的工藝：本工藝采用對環(huán)境友好的新工

16、藝與催化劑體系，以氧氣作為氧化劑，該氧化劑清潔、安全、廉價(jià)；采用1、2二氯乙烷作為溶劑，在很大程度上提高了產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率和選擇性；本工藝中采用的催化劑體系一金屬卟啉作為反應(yīng)過程中的催化劑，該催化體系具有高效、高選擇性、用量少的特點(diǎn)，是該工藝創(chuàng)新的地方，除此之外，因催化劑含量極低，不需要復(fù)雜的分離與回收，可殘留在產(chǎn)物己內(nèi)酯中，對最終產(chǎn)品的質(zhì)量不構(gòu)成任何影響。從生產(chǎn)工程中來看，本工藝生產(chǎn)條件溫和在常溫下進(jìn)行，反應(yīng)時(shí)間合適反應(yīng)時(shí)間只需要4小時(shí)。 本技術(shù)采用溶劑-共還原劑體系，避免了劇毒的腈類或氰類或其他特殊化合物為溶劑的使用；采用分子氧作為產(chǎn)生過氧化物的氧化劑，避免了使用過氧類化合物類安全隱患嚴(yán)重的原

17、料；本工藝的產(chǎn)品主要是-己內(nèi)酯，除此之外還有苯甲酸甲酯、己二酸二甲酯。 表1.4 產(chǎn)品方案產(chǎn)品規(guī)格產(chǎn)量(噸)單價(jià)（元/噸）-己內(nèi)酯99.9%300029000苯甲酸甲酯90%1134517000己二酸二甲酯90%17615000 根據(jù)目前各產(chǎn)品的價(jià)格，可以看出，本工藝中得到的產(chǎn)品價(jià)格占有很大的優(yōu)勢，再加交通運(yùn)輸方便，具有相當(dāng)強(qiáng)的競爭優(yōu)勢。 表 主要原料消耗及價(jià)格原料單位：噸/1噸CPT年需要量/萬噸年需要資金/萬來源地環(huán)己酮11湖南岳陽云溪工業(yè)園岳陽磊鑫化工 苯甲醛湖南岳陽云溪工業(yè)園長嶺煉油化工有限責(zé)任公司合計(jì)表 輔助材料及動(dòng)力費(fèi)用 項(xiàng)目單位：t/1tCPT年需要量/萬噸年需要資金/萬元來源地

18、輔助材料二氯乙烷0.71（循環(huán)節(jié)約50%）湖北省武漢市武昌區(qū)中山路496號(hào)甲醇湖南市長沙麓景路開發(fā)區(qū)68號(hào)經(jīng)銷動(dòng)力電150KW2000000KW水m3合計(jì) 產(chǎn)址選于湖南岳陽市的云溪園，岳陽市地處湖南省東北部，是湖南唯一的臨江城市。地處一湖（洞庭湖）兩原（江漢平原、洞庭湖平原）三?。ㄏ?、鄂、贛）四線（京廣鐵路、京珠高速公路、107國道、長江）的多元交匯點(diǎn)上，是長江中游僅次于武漢的又一個(gè)“金十字架”，特別是洞庭湖大橋的通車，構(gòu)成了“承東聯(lián)西”“南北貫通”的便捷交通網(wǎng)。湖南云溪工業(yè)園座落在湖南省“石化城”岳陽市云溪區(qū)，2003年7月經(jīng)省人民政府批準(zhǔn)設(shè)立，規(guī)劃控制面積61平方公里。湖南云溪工業(yè)園作為湖

19、南省“一點(diǎn)一線”發(fā)展戰(zhàn)略前沿的省級(jí)經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，地處京廣經(jīng)濟(jì)走廊與長江經(jīng)濟(jì)走廊的物流中心，長嶺煉化、巴陵石化和華能岳陽電廠環(huán)園而立，京廣鐵路、107國道、京珠高速、長江黃金水道和已開工建設(shè)的隨岳高速公路、武廣高速鐵路在此交匯，交通運(yùn)輸十分便捷。湖南云溪工業(yè)園依托腹地從石油催化裂化到石油化工完整的產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)業(yè)集群，以發(fā)展精細(xì)化工和加工工業(yè)為產(chǎn)業(yè)定位，以“對接石化基地、承接沿海產(chǎn)業(yè)、打造工業(yè)洼地”為辦園宗旨。工業(yè)園作為大廠擴(kuò)張的平臺(tái)、民營壯大的平臺(tái)、對外招商的平臺(tái)，于2005年8月被湖南省科技廳授予全省唯一一家“精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)基地”。由此可見，不關(guān)是在地理位置上，還是經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況上，岳陽云溪園的條件給

20、我們項(xiàng)目的運(yùn)行提供了很好的前景。序號(hào)指標(biāo)名稱單位數(shù)值1設(shè)計(jì)規(guī)模噸/年30002年操作日天3003原料及輔助材料消耗萬元/年4工廠用地面積平方米248825綠化面積平方米6廠區(qū)綠化率%5總定員人586總投資萬元7全產(chǎn)總產(chǎn)值萬元/年8年產(chǎn)品總成本萬元/年9財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值萬元/年10財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率%2711投資回收期年12投資利潤率%13資本金利潤率%14貸款償還期年515盈虧平衡點(diǎn)%22 第二章 總圖運(yùn)輸工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50187-93） 建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范（GBJ 16-1987) 化工企業(yè)總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)規(guī)范（HG/T 20649-1998） 廠礦道路設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ22-87） 石油化工企

21、業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范1999年版產(chǎn)區(qū)總平面布置、豎向布置、交通運(yùn)輸設(shè)計(jì)。4總平面圖布置布置原則： 1）貫徹執(zhí)行國家現(xiàn)行的防火、防爆、安全衛(wèi)生、環(huán)保等規(guī)范要求； 2）工廠總平面布置應(yīng)滿足生產(chǎn)和運(yùn)輸要求，采用矩形街區(qū)布置方式； 3）考慮工廠發(fā)展的可能性和妥善處理工廠分期建設(shè)的問題； 4）工廠總平面貫徹節(jié)約用地的原則。 本地盛行東南季風(fēng)，故將生產(chǎn)車間和污水處理池置于廠內(nèi)的西北部，辦公生活區(qū)位于南部，這樣能大大減少廠房排出的煙氣對人們生活辦公的影響，為職工提供良好的生活辦公環(huán)境。總體布局本廠分為兩大塊：辦公生活區(qū)、生產(chǎn)區(qū)。 分區(qū)說明.1辦公生活區(qū)布置 辦公生活區(qū)包括：行政中心、停車場、員工食堂、員工宿舍、員

22、工生活輔助設(shè)施。 行政中心 行政樓共四層，高12米，長40米、寬15米。第一層為接待大廳，第二至四層為各行政辦公室。每層均設(shè)有辦公室、洗手間。行政樓處于工廠正門北側(cè)，交通方便，環(huán)境優(yōu)美。 停車場 停車場位于行政中心的中心軸線兩側(cè)，進(jìn)入工廠正門即可看見，方便出入。共有車位20個(gè)。 飲食中心 飲食中心共兩層，高8米，長寬分別18米、10米。位于生產(chǎn)區(qū)東南，十分靠近員工宿舍，方便員工下班、生活就餐。 員工宿舍 員工宿舍共5層，高15米，長寬50米、寬15米。生活區(qū)有花壇，綠化充分，給員工創(chuàng)造了良好的生活環(huán)境。員工宿舍西北為飲食中心，北面為一個(gè)員工活動(dòng)室，南面為醫(yī)療保健室，商店，生活方便，保障充足。

23、員工活動(dòng)室 員工活動(dòng)室中有各種運(yùn)動(dòng)器材，能滿足各年齡段的職工的需求，同時(shí)考慮本廠員工較少及豐富員工日常生活兩點(diǎn)而設(shè)計(jì)。 醫(yī)療保健室 、商店 本廠以人為本、重視員工健康。特設(shè)計(jì)醫(yī)療保健室，二層，長寬26米、10米。位于生產(chǎn)區(qū)附近，緊鄰生活區(qū)。同時(shí)為全長員工提供醫(yī)療保障及生產(chǎn)傷害保護(hù)。商店與醫(yī)療保健室相連，提高了土地的利用率。.2、生產(chǎn)區(qū)及車間布置 生產(chǎn)區(qū)位于廠內(nèi)西北部，處于下風(fēng)地帶，所以大大減少了其對職工生活的影響。生產(chǎn)區(qū)包括：生產(chǎn)車間、控制室、配電房、化驗(yàn)室、原料倉庫、成品倉庫、污水處理中心、消防站、維修車間等。 生產(chǎn)車間 生產(chǎn)廠房高12米，共兩層，長40米、寬20米。生產(chǎn)車間包括反應(yīng)釜、精餾

24、塔、再沸塔、冷凝器、再沸器、緩沖罐、換熱器、泵等設(shè)備。由于車間空間足夠，故將泵成組布置于車間內(nèi)，以減少輸送距離。車間布局嚴(yán)格遵守相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，力求安全高效。 控制室 控制室一層，高4米，長10米，寬 16。位于生產(chǎn)車間南部，距離車間35米以上，確保安全。距離生活區(qū)30米左右，方便員工上下班。 配電房 配電房一層，高3米，長寬15寬8米。位于生產(chǎn)車間東方，位于廠區(qū)正中方位，布線方便，輸電安全。化驗(yàn)室 化驗(yàn)室一層，長寬16寬8米，高6米，。位于生產(chǎn)車間西南方向，方便質(zhì)量檢驗(yàn)?；?yàn)室內(nèi)有實(shí)驗(yàn)室，用于產(chǎn)品研發(fā)。 維修車間 維修車間一層，高6米，長25米，寬16米。位于廠區(qū)北面物流運(yùn)輸線附近。

25、主要用于廠內(nèi)設(shè)備維修、車隊(duì)車輛保修等。 原料倉庫、成品倉庫 共有倉庫兩間，分別儲(chǔ)放原料、成品。均為一層，高均為10米，長寬30米、18米。倉庫貼近生產(chǎn)車間，原料、成品就近運(yùn)輸。鄰近物流運(yùn)輸線，有助于貨物的運(yùn)輸。污水處理中心、垃圾站 污水處理中心、垃圾站位于廠區(qū)西部。用于廠區(qū)衛(wèi)生安全并保證污水排放達(dá)標(biāo)。 消防科 消防科位于生產(chǎn)區(qū)南部，靠近生產(chǎn)車間，遇災(zāi)時(shí)能縮短救災(zāi)路線，及時(shí)救災(zāi)。 .3 綠化布置 廠區(qū)進(jìn)行了充分的綠化，在辦公樓前、食堂、宿舍以及廠區(qū)馬路邊都設(shè)置了專門的綠化區(qū)域，消減生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染物，在能夠待利用的地方都進(jìn)行了充分的綠化，整個(gè)廠區(qū)環(huán)境很優(yōu)美。附錄：各個(gè)產(chǎn)區(qū)布置見附件廠區(qū)布置圖

26、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 表 產(chǎn)區(qū)布置面積核算 序號(hào)名稱數(shù)量單位1行政大樓平方米2員工宿舍900平方米3控制室270平方米4員工活動(dòng)中心530平方米5商店120平方米6化驗(yàn)室270平方米7消防站300平方米8醫(yī)務(wù)室120平方米9食堂375平方米10停車場448平方米11配電房120平方米12原料倉庫540平方米13儲(chǔ)罐區(qū)450平方米14維修車間400平方米續(xù)表15合成車間800平方米16預(yù)處理車間800平方米17廢物處理場260平方米18廣場平方米19門衛(wèi)（3個(gè)）44平方米20產(chǎn)品倉庫700平方米物流系統(tǒng)是整個(gè)公司流通的脈絡(luò)，合理的物流方案應(yīng)達(dá)到均生產(chǎn)、降低庫存、及時(shí)供給、降低成本的目的，只有建立起一個(gè)良

27、好物流系統(tǒng)才能夠使公司的生產(chǎn)、銷售正常的運(yùn)行。本廠在運(yùn)營過程中，主要涉及的物流形式有原材料物流、生產(chǎn)物流、銷售物流。1）原材料供應(yīng)物流運(yùn)輸。包括原材料等一切生產(chǎn)資料的采購、進(jìn)貨、運(yùn)輸、倉儲(chǔ)、庫存管理和用料管理。 2）生產(chǎn)物流運(yùn)輸。包括生產(chǎn)計(jì)劃與控制，廠內(nèi)運(yùn)輸（搬運(yùn)），生產(chǎn)必需品倉儲(chǔ)與管理。 3）銷售物流運(yùn)輸。包括產(chǎn)成品的庫存管理，倉儲(chǔ)發(fā)貨運(yùn)輸，訂貨處理與顧客服務(wù)等活動(dòng)。物流示意圖：原材料采購原材料倉庫生產(chǎn)車間包裝車間產(chǎn)品倉庫客戶銷售信息 運(yùn)輸方案廠址位于湖南省岳陽市，地處一湖（洞庭湖）兩原（江漢平原、洞庭湖平原）三?。ㄏ?、鄂、贛）四線（京廣鐵路、京珠高速公路、107國道、長江）的多元交匯點(diǎn)上，

28、是長江中游僅次于武漢的又一個(gè)“金十字架”，特別是洞庭湖大橋的通車，構(gòu)成了“承東聯(lián)西”“南北貫通”的便捷交通網(wǎng)。 該廠可以通過鐵路、公路、水路進(jìn)行運(yùn)輸，從目前公司的實(shí)際情況出發(fā)，為了提高物流和運(yùn)輸?shù)男?，降低運(yùn)營成本，主要是采取以三方物流公司托運(yùn)為主，但對于數(shù)量較少、路程較近的本地市場我們也采取自己運(yùn)輸。原料運(yùn)輸環(huán)己酮的運(yùn)輸運(yùn)輸方式：由供貨商的汽車槽車運(yùn)輸?shù)奖緩S，然后公司再用運(yùn)輸工具（如管道或汽車槽車）轉(zhuǎn)運(yùn)到生產(chǎn)原料儲(chǔ)罐，根據(jù)具體生產(chǎn)要求，進(jìn)入生產(chǎn)車間進(jìn)行反應(yīng)。苯甲醛的運(yùn)輸運(yùn)輸方式：由供貨商的汽車槽車運(yùn)輸?shù)奖緩S，然后公司再用運(yùn)輸工具（如管道或汽車槽車）轉(zhuǎn)運(yùn)到生產(chǎn)原料儲(chǔ)罐，根據(jù)具體生產(chǎn)要求，進(jìn)入生

29、產(chǎn)車間進(jìn)行反應(yīng)。二氯乙烷的運(yùn)輸運(yùn)輸方式：由供貨商的汽車槽車運(yùn)輸?shù)奖緩S，然后公司再用運(yùn)輸工具（如管道或汽車槽車）轉(zhuǎn)運(yùn)到生產(chǎn)原料儲(chǔ)罐，根據(jù)具體生產(chǎn)要求，進(jìn)入生產(chǎn)車間進(jìn)行反應(yīng)。甲醇的運(yùn)輸運(yùn)輸方式：由供貨商的汽車槽車運(yùn)輸?shù)奖緩S，然后公司再用運(yùn)輸工具（如管道或汽車槽車）轉(zhuǎn)運(yùn)到生產(chǎn)原料儲(chǔ)罐，根據(jù)具體生產(chǎn)要求，進(jìn)入生產(chǎn)車間進(jìn)行反應(yīng)。氧氣的運(yùn)輸運(yùn)輸方式：由供貨商直接用車輛運(yùn)輸?shù)綇S區(qū)生產(chǎn)車間。根據(jù)具體生產(chǎn)要求，進(jìn)入生產(chǎn)車間進(jìn)行反應(yīng)。產(chǎn)品運(yùn)輸產(chǎn)品-己內(nèi)酯、苯甲酸甲酯、己二酸二甲酯，我們采取罐車運(yùn)輸為主的運(yùn)輸方式，一方面在公司自己運(yùn)輸，可以將產(chǎn)品時(shí)時(shí)輸送至廠區(qū)附近各相關(guān)企業(yè)，另一方面可以雇請第三方專業(yè)的化工物流公司

30、，為廠區(qū)外有需求的廠家提供產(chǎn)品；這樣即節(jié)省運(yùn)費(fèi)，又節(jié)約時(shí)間。 包裝、裝卸方案本產(chǎn)品采用型號(hào)為200L/桶的藍(lán)色平頂型結(jié)構(gòu)鋁桶貯裝。 工廠內(nèi)各車間的相對位置以及車間內(nèi)設(shè)施布置規(guī)劃與設(shè)計(jì)必須以物流分析為依據(jù)，合理布置以減少無效的迂回、交叉以及無效的往復(fù)運(yùn)輸，并避免物料運(yùn)輸中的混亂、路線過場等現(xiàn)象。 為了提高作業(yè)效率，增強(qiáng)物料搬運(yùn)能力，應(yīng)不斷地開發(fā)各種類型和規(guī)格的物流機(jī)械設(shè)備。如在倉儲(chǔ)中使用升降裝置和卡車后面帶尾板升降機(jī)，盡量避免人力抬運(yùn)或搬送過重物品。配貨流程客戶發(fā)出訂單公司訂單接收訂單處理、接收撿貨、理貨流通加工包裝貨單打印裝車運(yùn)送客戶全廠運(yùn)輸定員 詳見企業(yè)規(guī)劃書中相關(guān)部分。 本廠主要在以下地段

31、重點(diǎn)進(jìn)行綠化布置，進(jìn)場總干道及物料出入口、廠前區(qū)、潔凈度要求高的車間以及可能產(chǎn)生有害氣體、粉塵和噪聲的車間。 辦公樓前布置大型噴水觀景池和花壇，美化了廠容。 廠區(qū)圍墻周圍設(shè)置1m寬的綠化隔離帶， 可以凈化廠區(qū)空氣， 營造綠 化工廠的整體氛圍。 輔助車間周圍幾乎均設(shè)置了綠化帶， 改善小氣候、 降低太陽輻射溫度、 調(diào)節(jié)氣溫和濕度、減少塵土、衰減噪聲、保護(hù)環(huán)境。 廠區(qū)綠化根據(jù)工程排放污染物的特點(diǎn)，選擇抗甲醇強(qiáng)、適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂?、土壤條件的樹木花草開展綠化。在廠區(qū)道路兩側(cè)采取喬木、灌木和綠籬搭配栽植的形式。 第三章 化工工藝流程選擇 生產(chǎn)背景 隨著人們對環(huán)境保護(hù)和安全生產(chǎn)的日益重視，工業(yè)對化工原料也提出了

32、較高的要求。因而對化工原料要求也越來越高，化工原料正向著對人身和人身無害或危害少的方向發(fā)展，綠色環(huán)保、無污染、高效已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的目標(biāo)。-己內(nèi)酯具有獨(dú)特的生物相容性，生物降解性，以及良好的滲透性，這使其在生物材料的應(yīng)用極為廣泛，同時(shí)又具備綠色無污染的特點(diǎn)。生產(chǎn)方案概述根據(jù)我們查閱資料和了解相關(guān)知識(shí)后發(fā)現(xiàn)，目前，-己內(nèi)酯的合成工藝主要有以下四種方法：空氣氧化法、H2O2氧化法、O2氧化法、生物氧化法，以下是對各種方法的比較： 1、 過氧酸氧化法 1.1 反應(yīng)原理：根據(jù) B a e y e r Vi l l i g e r 氧化反應(yīng)理論，反應(yīng)關(guān)系式如下 反應(yīng)分為三步進(jìn)行， 首先是過氧酸向酮羰

33、基進(jìn)行親核加成； 接著加成產(chǎn)物過氧鍵斷裂， 進(jìn)行B a e y e r Vi l l i g e r重排，烴基帶著電子從碳原子轉(zhuǎn)移到氧原子上 （類似于碳正離子的1、2 重排） ， 生成質(zhì)子化的內(nèi)酯和羧酸根負(fù)離子。前者失去一個(gè)質(zhì)子成為酯， 后者則得到一個(gè)質(zhì)子成為羧酸。由于環(huán)己酮羰基兩邊是對稱結(jié)構(gòu)， 其重排產(chǎn)物的酯是唯一的， 而不對稱時(shí)， 產(chǎn)物中有兩種酯，根據(jù)烴基遷移的難易 ， 其中有一種酯是主要的。這里用到的過氧酸主要有乙酸、 過丙酸、 三氟過氧乙酸、 過氧苯甲酸、 間氯過氧苯甲酸等，通過比較我們可得到如下的各過氧酸間的比較：過氧酸名稱優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)三氟過氧乙酸可以迅速發(fā)生氧化反應(yīng)副產(chǎn)物的三氟乙酸是強(qiáng)

34、酸，它可以和先形成的酯發(fā)生酯基交換反應(yīng)；三氟過氧乙酸較難合成，酸性大，毒性強(qiáng)，價(jià)格昂貴，且合成的己內(nèi)酯穩(wěn)定性較差過氧化苯甲酸（間氯過氧化苯甲酸）過氧化劑穩(wěn)定，合成容易；反應(yīng)得到質(zhì)的條件比較溫和得到的產(chǎn)品和生成的衍生物都有較高的沸點(diǎn)，分離產(chǎn)品較困難；己內(nèi)酯的產(chǎn)品質(zhì)量低過乙酸（過丙酸）成本低、 易合成， 且沸點(diǎn)也低、 易分離反應(yīng)時(shí)間比較長，能耗大，最終的產(chǎn)物己內(nèi)酯在混合液中不穩(wěn)定 表 過氧酸與其優(yōu)缺點(diǎn)國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r過氧酸作為氧化劑氧化環(huán)己酮合成 一 己內(nèi)酯的研究較早： 美國聯(lián)合碳化公司在 1 9 6 7年就 采用了過乙酸氧化環(huán)己酮合成一 己內(nèi)酯的方法；1 9 6 8年 Cr a mp t o n

35、Cl i f f o r d A 等在反應(yīng) 溫度為 5 5的條件下 ， 采用 B a O催化過氧乙酸氧化環(huán)已酮，最后分離得到收率為9 3 %的 一 己 內(nèi) 酯； Me z i a n e S a mi a等用過氧丁二酸在水溶液中反 應(yīng)合成 一 己內(nèi)酯 ； L a mb e r t Ar n o l d等在過氧酸中加人分子篩增加反應(yīng)選擇性等 但是，我國內(nèi)對此研究相對滯后 ： 1 9 8 4年張慰盛等用無水過氧乙酸氧化環(huán)酮合成 一 己內(nèi)酯;南通醋酸化工廠用O2 氧化乙醛制得過氧乙酸后再氧化環(huán)己酮合成了 一 己內(nèi)酯等 2 、H2O2氧化法 除過氧酸作為氧化劑外，也有采用H2O2作為氧化劑其反應(yīng)機(jī)理與

36、用過氧酸的機(jī)理類似，根據(jù)H2O2氧化機(jī)理 的不同，該方法可分為直接氧化法和間接氧化法 直接氧化法反應(yīng)機(jī)理直接氧化法是指H2 O2 和環(huán)己酮直接進(jìn)行氧化反應(yīng)生成 一 己內(nèi)酯 的方法， 該方法首先是進(jìn)行親核加成生成了 1,1-二羥基過 氧化環(huán)己烷等中間產(chǎn)物 ；然后是中間產(chǎn)物在一定 的催化條 件下轉(zhuǎn) 化為 一 己內(nèi)酯,理論 上反應(yīng) 產(chǎn)物只有一 己內(nèi)酯 和水 ，由于環(huán)己酮 比較穩(wěn)定 ，所以該氧化反應(yīng)需要 在催化劑存在的條件下進(jìn)行 ，從而使實(shí)際的反應(yīng)過程變得比較復(fù)雜 由直接氧化法的反應(yīng)機(jī)理可知制備 出合適的催化劑是十分重要的 國內(nèi)外發(fā)展情況目前 ， 所采用的催化劑有WO3、As或 As2 O3 、S b

37、或 SbF3、 二價(jià)鉑絡(luò)合物、稀有金屬配合物、沸石、分子篩等，其中以沸石和分子篩及其改性催化劑的研究較多H2 O2 直接氧化法省去了制備過氧酸的過程，直接采用H2 O2作 為氧化劑 ，是一種比較理想的清潔的合成方法但是，該種方法的缺點(diǎn)是該反應(yīng)體系中水的存在而引起 -己內(nèi)酯水解 的問題，現(xiàn)在還無法解決 ；另外還存 著產(chǎn)率低、選擇性差等問題， 因此，該方法還不夠成熟,有待于進(jìn)一步的研究間接氧化法 反應(yīng)機(jī)理間接氧化法是指在一定溶劑中先用 H2O2將有機(jī)酸氧化成過氧酸，然后用過氧酸氧化環(huán)己酮生成- 己內(nèi)酯的方法 該方法的機(jī)理與過氧酸氧化法的機(jī)理類 似，是多出了在反應(yīng)中制備過氧酸的步驟根據(jù)化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)

38、，為了促進(jìn)反應(yīng)向有利于成產(chǎn)物的方向進(jìn)行，必須及時(shí)除去反應(yīng)過程中的水，現(xiàn)常用的脫水劑有干燥劑( 如無水MgSO等) 和共沸劑( 如氯代烷烴類、 環(huán)烴類和低級(jí)酯類等) 為了縮短反應(yīng)時(shí)間， 常加入一定量的催化劑來促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行，常用的催化劑有無機(jī)酸( 如磷酸、 硫酸、 原硼酸和偏硼酸等)、有機(jī)酸( 甲基磺酸、 對甲基苯磺酸、 三氟乙酸等) 和一些B族金屬( 如鉑、 鉬、 硒及其化合物等) 以及鈦硅、 沸石和磺化樹脂等 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀目前， 相關(guān)的催化工藝已有較多的文獻(xiàn)報(bào)道： Mi c h l e P r a l u s等采用硼酸作催化劑、 1 、2- 二氯乙烷為共沸脫水劑， 用過氧化氫氧化丙酸生成 過

39、氧丙酸，再用過 氧丙酸氧化環(huán)己酮生成 一 己內(nèi)酯； J e a nC l a u d e L e c o q等 采用類似的方法， 只是采用丙酸乙酯為共沸脫水劑； 栗洪道在無催化劑的條件下采用丙酸為介質(zhì)， 無水MgSO為脫水劑，以 30%的H2 O2氧化環(huán)己酮，得到了收率為 的 一 己內(nèi)酯 ； H a wk i n s E d wi n G 采用過量的馬來酸和H2 O2反應(yīng)，反應(yīng)體系中的水被馬來酸移出,最后經(jīng)過分離得到 -己內(nèi)酯，其收率較好； 丁頌東等采用由 30%的H2 O2與乙酸酐反應(yīng)制取的過氧乙酸來氧化環(huán)己酮合成 了- 己內(nèi)酯采用催化反應(yīng)精餾H2 O2間接氧化環(huán)己酮合 成- 己內(nèi)酯，有關(guān)H

40、2 O2間接 氧化法氧化環(huán)己酮合成- 己內(nèi)酯 的研究較 多，由于該方法采用H2 O2為氧化劑，并且所采用的溶劑和脫水劑可以循環(huán)使用，因此該方法是一條比較清潔的生產(chǎn)工藝；其次,方法避免了過氧酸的濃縮，從而解決了過氧酸氧化法 中無法解決的操作安全隱患,同時(shí)也解決了H2 O2直接氧化法中目前無法解決的脫水問題.但是,該工藝仍有許多急需解決 的問題 ： 過渡態(tài)中間產(chǎn)物過 氧酸在酸性和較高溫度條件下,特別是有一些金屬離子及其化合物的存在下很不穩(wěn)定 ； - 己內(nèi)酯在酸性 的環(huán)境中易發(fā)生聚合 、水解反應(yīng)時(shí)間長、收率低等 3、O2 空氣氧化法 O2空氣氧化法與H2 O2 間接氧化法類似， 只是用O2 代替H2

41、O2 作 為氧化劑 Ya o C h e n g s h e n 用 7一 AlO ，負(fù)載 CeO 共催化環(huán)己酮和環(huán)己烷合成 了 - 己內(nèi)酯 S t a mi e a r b o n 以鎳鹽為催化劑 ，苯甲酸為溶劑，在 4 O的條件 下 以4 0 0 L h的O 2 氧化環(huán) 己酮合成了- 己內(nèi)酯也有采用醛類與環(huán)己酮共催化氧化合成-己內(nèi)酯,如 A s h a i 化學(xué)公司用 乙酸和乙酸乙酯 為溶劑 ,Co( NO ) 和 FeSO4 為催化劑 ， 在 3 O的條件下用 1 0 k gc m的 O2 氧化環(huán)己酮合成了一 己內(nèi)酯 T a k a o Ma k i 等用可溶性且至少含一個(gè)氮原子的雜環(huán)和

42、 Fe、Pd 、C e 、Mo 、W 和 C r 等制備出絡(luò)合物催化劑共催化氧化環(huán)己酮合成了 - 己內(nèi)酯 ，Na k a h a r a Ma s a t a k a等對醛酮摩爾比、溫度和反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系進(jìn)行了相關(guān)的研究O2 /空氣氧化法也是一種較清潔的 一 己內(nèi)酯合成方法，但是，該方法由于分子氧的活性較低,使得反應(yīng)條件苛刻且產(chǎn)率較低 ,至今,該方法的效果欠佳 4、 生物氧化法 生物氧化法是指采用生物酶或微生物發(fā)酵氧化環(huán)己酮合成 一 己內(nèi)酯的方法 目前,已成功地采用單細(xì)胞鐮刀霉尖孢子菌、B a e y e r Vi l l i g e r單加氧酶發(fā)酵氧化環(huán)己酮合成了 一己內(nèi)酯 生物氧化合成也是一

43、種比較理想的合成 一己內(nèi)酯 的方法，其關(guān)鍵在于尋找合適的微生物或生物酶,此方法仍在進(jìn)一步的探索中 工藝流程設(shè)計(jì).1 反應(yīng)物醛的選擇以下是從文獻(xiàn)得到的不同結(jié)構(gòu)的醛對反應(yīng)活性的影響情況表： 表.1 反應(yīng)醛轉(zhuǎn)化率與收率比較列出了四種不同的醛做助還原劑，以 Salen Ni 為催化劑，對環(huán)己酮B-V氧化反應(yīng)的影響。從表可見，當(dāng)異丁醛用作助還原劑時(shí)，轉(zhuǎn)化率和收率都是極低的（Entry 2） ；苯甲醛是最好的助還原劑，轉(zhuǎn)化率可達(dá) 96.4，收率為88.3(Entry 3)；異戊醛和乙醛其次，轉(zhuǎn)化率分別為 56.2和 53.4（Entries 4和 1）。由此我們選擇苯甲醛作為該反應(yīng)的原料之一。.2反應(yīng)溶劑

44、的選擇以 1，2二氯乙烷、四氯化碳、乙睛、苯、乙酸乙酯為溶劑，以 SalenNi為催化劑，考察了溶劑對反應(yīng)的影響，結(jié)果列入下表 。 表.2 反應(yīng)溶劑與收率的關(guān)系表實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，溶劑對反應(yīng)有很大影響。四氯化碳和 1，2二氯乙烷效果最好(Entries 1和 2)；苯和乙酸乙酯次之(Entries 4 和 5)；乙腈做溶劑時(shí)，催化劑活性不高。特別是四氯化碳做溶劑，反應(yīng)速度很快，6小時(shí)就完成了反應(yīng)?？紤]到四氯化碳溶劑的毒性，相對來說，二氯乙烷的更適合與我們的實(shí)驗(yàn)條件，最終決定用二氯乙烷作為該反應(yīng)的溶劑，且其選擇性也相對較高。在優(yōu)化條件的基礎(chǔ)上，我們在以2a-Ni 配合物催化氧化環(huán)己酮，反應(yīng)4小時(shí)后，

45、環(huán)己酮的轉(zhuǎn)化率約為70%，而最終的選擇性達(dá)到了%。這樣在節(jié)約能耗的情況下對反應(yīng)效率和利潤并沒有很大的影響，使該工藝流程更加科學(xué)、合理、節(jié)約。 總結(jié) 通過比較研究并進(jìn)行了對方案的優(yōu)化，我們最終選擇以Salen金屬配合物(Ni-Salen)為催化劑、1，2二氯乙烷為溶劑、氧氣為氧化劑、苯甲醛為助還原劑，通過B-V反應(yīng)將酮氧化成內(nèi)酯的方法。 反應(yīng)機(jī)理Ni-salen二氯乙烷 C6H10O +3C7H6OC6H10O2+3C6H5COOH Ni-salen二氯乙烷+3+3+3副反應(yīng)機(jī)理： C6H10O2+O2 3C2H2O4 分離機(jī)理： CH3OH+C6H5COOH C6H5-COOCH3 2CH3O

46、H+C2H2O4 CH3-OOCCOO-CH3spen模擬流程圖 表 3.2.3 Aspen 工藝模擬流程圖 上面所示的是整個(gè)完整的模擬過程，包括有反應(yīng)過程、溶劑的純化循環(huán)利用過程、己內(nèi)酯的分離純化過程、最后副產(chǎn)物的酯化過程以及其分離過程。 這個(gè)工藝過程可以簡單地用下面的圖示來表示：具體反應(yīng)過程的模擬情況見下：反應(yīng)流程模擬： 將所用的溶劑、原料（苯甲醛和環(huán)己酮）和氧氣加入反應(yīng)釜中完成反應(yīng)。-己內(nèi)酯、苯甲酸、己二酸與溶劑二氯乙烷的分離 反應(yīng)釜中出來的物質(zhì)有己內(nèi)酯、苯甲酸、己二酸還有溶劑二氯乙烷，根據(jù)其沸點(diǎn)差異和各物質(zhì)的理化性質(zhì)，可以通過精餾塔將其產(chǎn)物（己內(nèi)酯、苯甲酸、己二酸）與溶劑分離，模擬流程

47、圖如下：溶劑的回收循環(huán)利用模擬： 由二氯乙烷的理化性質(zhì)和其危險(xiǎn)性我們將其回收循環(huán)利用，一方面保護(hù)環(huán)境，另一方面也保證人員操作安全。模擬過程如上圖所示。-己內(nèi)酯與苯甲酸、己二酸的分離模擬%的己內(nèi)酯產(chǎn)物，具體模擬圖如下所示：-己內(nèi)酯的分離、回收模擬將己內(nèi)酯分離后，經(jīng)過換熱器將其液化，得到純的己內(nèi)酯，模擬過程見下：苯甲酸、己二酸的酯化及其分離模擬： 第一步得到的產(chǎn)物苯甲酸和己二酸在反應(yīng)條件下是固體物質(zhì)，在反應(yīng)后通過 精餾塔將其分離比較困難，一方面容易使塔出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，另一方面固體精餾所耗能量多，增加了能量損耗費(fèi)用。因此，我們選擇用甲醇將其酯化，得到苯甲酸甲酯和己二酸二甲酯，這樣比較分離，而且最終的產(chǎn)

48、物有更好的利潤效益，在投資與預(yù)算方面有很大優(yōu)勢。模擬過程如上所示： 總結(jié)： 通過這個(gè)反應(yīng)流程，我們將溶劑很好地進(jìn)行了利用，最終得到己內(nèi)酯、苯甲酸甲酯、己二酸二甲酯的產(chǎn)物。工藝流程的創(chuàng)新點(diǎn) 表 工藝流程的創(chuàng)新點(diǎn)匯總創(chuàng)新點(diǎn)具體說明氧化劑運(yùn)用氧氣是一種情結(jié)、安全、廉價(jià)的氧化劑符合綠色化工的理念，采用分子氧作為產(chǎn)生過氧化物的氧化劑，避免使用過氧化物類存在安全隱患的原料，操作過程安全、可靠，通過控制氧氣的流速可以提高轉(zhuǎn)化率。選擇性方面模擬生物酶催化特性，通過活化分子氧產(chǎn)生過氧化物在與環(huán)己酮發(fā)生Baeyer-Villiger氧化反應(yīng)質(zhì)的己內(nèi)酯，該催化劑體系具有酶高選擇性的特點(diǎn)催化劑的用量金屬卟啉催化劑用量

49、為ppm級(jí)，用量極少。催化劑的回收因催化劑含量極低，催化劑不需要復(fù)雜的分離與回收，可殘留在產(chǎn)物己內(nèi)酯中，對最終產(chǎn)品的質(zhì)量不構(gòu)成任何影響；反應(yīng)體系本工藝采用溶劑共還原劑體系，避免了劇毒類的腈類或氰類或其他特殊化合物為溶劑的使用。反應(yīng)條件反應(yīng)過程是在常溫下進(jìn)行的，生產(chǎn)條件溫和，對設(shè)備要求不太苛刻。反應(yīng)時(shí)間反應(yīng)時(shí)間適合，在反應(yīng)釜中反應(yīng)4小時(shí) 參考張萍博士的論文研究，在相應(yīng)的工藝流程設(shè)計(jì)上進(jìn)行了優(yōu)化，并與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，最終合成工藝條件確定如下：反應(yīng)溫度 當(dāng)溫度低于 20時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行的非常緩慢；而當(dāng)溫度高于 40時(shí)，反應(yīng) 3小時(shí)轉(zhuǎn)化率達(dá)到100，但選擇性有明顯下降。在考慮反應(yīng)進(jìn)行的速率以及其選擇性之后

50、，確定反應(yīng)溫度為25，及在常溫下完成反應(yīng)。 反應(yīng)壓力 本工藝是在常壓（1atm）下完成，不需要對其進(jìn)行減壓與加壓。氧氣流速 在完成該反應(yīng)時(shí)，結(jié)合年反應(yīng)產(chǎn)量以及流速對選擇性的影響，通過模擬最終確定氧氣的流速為17m3/h。 催化劑的選擇 .1催化劑的制取 催化劑的制取分為以下步驟： 1、制備取代水楊醛：制備3, 5二叔丁基水楊醛制備3, 5二溴水楊 醛原料：苯酚、高氯酸、叔丁醇、飽和NaHCO3 、KOH、無水 Na2SO4、）六次亞甲基四胺、冰醋酸、甲醇、水楊醛、氫溴酸、NaClO3 溶液配體的合成 非手性配體的的合成原料：水楊醛、乙醇、乙二胺、鄰苯二胺。非手性金屬配合物的合成原料：合成的相關(guān)

51、配體、乙醇、N, N雙水楊醛縮乙二胺金屬。通過以上三步就可合成金屬催化劑。.2 催化劑的選擇 由于不同的金屬離子對催化劑的活性有明顯的影響，所以以 1，2二氯乙烷為溶劑， 以未取代水楊醛的Schiff 1a 為配體考察了不同中心金屬離子的催化劑對環(huán)己酮的催化氧化反應(yīng)的影響，對比結(jié)果見下面表格： 表.2 催化劑、反應(yīng)時(shí)間與轉(zhuǎn)化率間的關(guān)系 由上表可以清楚地看出：在我們考察的幾種金屬中，Co和 Ni 具有較高的催化氧化活性，轉(zhuǎn)化率分別為 100和95.4。Co的反應(yīng)速度快，而 Ni 的選擇性高，環(huán)氧收率達(dá) 86.3（Entries 1和 2） ；Cu和 Mn在該反應(yīng)體系中幾乎沒有活性。比較了配體1a

52、 和 2a 與 Ni 形成的配合物 1a-Ni 和2a-Ni（如圖）的活性，兩個(gè)催化劑的催化活性差不多，2a-Ni 略好些（Entries 2和 3）。最后確定用SalenNi 做為該反應(yīng)的催化劑。 催化劑的用量 本工藝中，催化劑用量小，處于ppm級(jí)用量，所以最終催化劑的用量控制在0.2mol%。原料進(jìn)料比 反應(yīng)進(jìn)料為46.1444kmol/h，所用料環(huán)己酮：苯甲醛：二氯乙烷的比值為1:3:4。最終得到產(chǎn)品的選擇性為94.6%。反應(yīng)器的設(shè)計(jì) 鑒于工藝反應(yīng)條件以及進(jìn)料關(guān)系，本工藝選擇20m3標(biāo)準(zhǔn)的反應(yīng)釜作為反應(yīng)器。儲(chǔ)罐選型及設(shè)計(jì).1回流罐設(shè)計(jì)選型初步分離塔回流罐根據(jù)模擬結(jié)果塔設(shè)計(jì)回流比為，塔頂出

53、料量為 m3/h，故回流罐進(jìn)料量為* m3/h=3/h，取停留時(shí)間為30min，則所需體積為3, 取20%的裕度，則體積為3，取整為3。CPT分離塔回流罐根據(jù)模擬結(jié)果塔設(shè)計(jì)回流比為，塔頂出料量為3/h，故回流罐進(jìn)料量為*3/h =3/h，取停留時(shí)間為30min，則所需體積為3.，取20%的裕度，則體積為3，取整為3。副產(chǎn)物酯化回流罐根據(jù)模擬結(jié)果塔設(shè)計(jì)回流比為1.5，塔頂出料量為3/h，故回流罐進(jìn)料量為1.5*3/h =3/h，取停留時(shí)間為30min，則所需體積為3, 取20%的裕度，則體積為3，取整為3 。反應(yīng)溶劑分離塔回流罐根據(jù)模擬結(jié)果塔設(shè)計(jì)回流比為，塔頂出料量為3/h，故回流罐進(jìn)料量為*1

54、.768m3/h=3/h，取停留時(shí)間為30min，則所需體積為3. 取20%的裕度，則體積為3，取整為3.副產(chǎn)物回收塔回流罐根據(jù)模擬結(jié)果塔設(shè)計(jì)回流比為，塔頂出料量為3/h，故回流罐進(jìn)料量為 *3/h =3/h，取停留時(shí)間為30min，則所需體積為3.取體積為3。.2原料儲(chǔ)罐選型與設(shè)計(jì)溶劑儲(chǔ)罐根據(jù)模擬結(jié)果，溶劑進(jìn)料量為3/h，取進(jìn)料儲(chǔ)存時(shí)間為十天，實(shí)際所需體積為3/h，取20%裕度，0.8的填充系數(shù)，所需體積為3，取整為800m3.,選四個(gè)200m3儲(chǔ)罐即可。選用平底錐頂系列（HG5-1574-85），材料選用Q-235A，根據(jù)GB9019-2001壓力容器的公稱直徑選為6000mm，封頭選用與

55、其公稱直徑對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)封頭，則高度h=7000mm。苯甲醛儲(chǔ)罐 根據(jù)模擬結(jié)果，溶劑進(jìn)料量為3/h，取進(jìn)料儲(chǔ)存時(shí)間為十天，實(shí)際所需體積為3，取20%裕度，0.8的填充系數(shù)，所需體積為3，取整為600m3，選三個(gè)200m3儲(chǔ)罐即可。選用平底錐頂系列（HG5-1574-85），材料選用Q-235A，根據(jù)GB9019-2001壓力容器的公稱直徑選為6000mm，封頭選用與其公稱直徑對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)封頭，則高度h=7000mm。環(huán)己酮儲(chǔ)罐 根據(jù)模擬結(jié)果，溶劑進(jìn)料量為3/h，取進(jìn)料儲(chǔ)存時(shí)間為十天，實(shí)際所需體積為3，取20%裕度，0.8的填充系數(shù)，所需體積為3，取整為200m3，選一個(gè)200m3儲(chǔ)罐即可。選用平底錐

56、頂系列（HG5-1574-85），材料選用Q-235A，根據(jù)GB9019-2001壓力容器的公稱直徑選為6000mm，封頭選用與其公稱直徑對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)封頭，則高度h=7000mm。 氧氣儲(chǔ)罐 一般市場所用儲(chǔ)罐。.3閃蒸管設(shè)計(jì)及選型閃蒸罐一般來說是從側(cè)面進(jìn)料進(jìn)行閃蒸，頂部是氣相采出，底部是液相采出。減壓閃蒸罐的材質(zhì)選取，要考慮物料的壓力、介質(zhì)的腐蝕性，如果壓力過高的話還要在減壓閃蒸罐上設(shè)置安全閥。閃蒸罐的氣相基本上是根據(jù)后續(xù)系統(tǒng)故障時(shí)候整個(gè)裝置不至于停車定。但是要綜合考慮問題，考慮壓力大小下控制閃蒸量的大小，保持一定的料位。閃蒸罐放在精餾塔進(jìn)料前，可以有效去除進(jìn)料液體中的氣體，確保穩(wěn)定的泡點(diǎn)進(jìn)料。

57、閃蒸罐設(shè)計(jì)時(shí)一般按液相停留時(shí)間為10分鐘來計(jì)算容積，液位控制在1/3到2/3之間。上面的氣相出口一般設(shè)絲網(wǎng)除沫器以防止氣液夾帶。如果物料成本很高，后面還可以用洗滌塔進(jìn)行回收。進(jìn)閃蒸罐的氣相流量為3，取填充系數(shù)0.8，則，圓整取為6m。直徑為，高為3m，采用橢圓形封頭。.4產(chǎn)品儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)及選型CPT儲(chǔ)罐根據(jù)模擬結(jié)果，CPT出料量為3/h,儲(chǔ)料時(shí)間為十天，所需體積為3,取填充率為0.7，則所需體積為3,取整為200m3。選用平底錐頂系列（HG5-1574-85），材料選用Q-235A，根據(jù)GB9019-2001壓力容器的公稱直徑選為6000mm，封頭選用與其公稱直徑對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)封頭，則高度h=7000

58、mm。苯甲醛甲脂儲(chǔ)罐根據(jù)模擬結(jié)果，苯甲醛甲脂出料量為3/h，儲(chǔ)料時(shí)間為十天，所需體積為3.取填充率為0.9，則所需體積為3，取整為400m3。選兩個(gè)200m3儲(chǔ)罐即可。選用平底錐頂系列（HG5-1574-85），材料選用Q-235A，根據(jù)GB9019-2001壓力容器的公稱直徑選為6000mm，封頭選用與其公稱直徑對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)封頭，則高度h=7000mm。己二酸二甲酯儲(chǔ)罐根據(jù)模擬結(jié)果，苯甲醛甲脂出料量為3/h，儲(chǔ)料時(shí)間為60天，所需體積為3,取填充率為0.7，則所需體積為3，取整為100m3。取直徑為4m，高為8m。封頭選用與其公稱直徑對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)封頭。換熱器設(shè)計(jì)及選型根據(jù)Aspen模擬結(jié)果： 圖

59、.1 進(jìn)料時(shí)所用的換熱模擬圖 模擬時(shí)選用水作為冷卻劑，環(huán)己酮閃點(diǎn)較低為44，故設(shè)置熱流體出口溫度為30，模擬結(jié)果如上，選用管殼式換熱器，冷卻水走殼程，熱流體走管程。選用碳鋼為材料，管長為1m，管徑為19*2mm，管心距為25mm。傳熱溫差為。管程為一，折流板數(shù)為零。求算每根管子的傳熱面積：內(nèi)管面積2.外管面積為2。平均換熱面積為2。實(shí)際所需管數(shù)為50。如換熱面積裕度為20%，則所需管數(shù)為60，采用三角型排列。模擬及計(jì)算匯總設(shè)計(jì)如下：參數(shù)管程殼程物料名稱進(jìn)口苯甲醛環(huán)己酮混合物冷卻水出口苯甲醛環(huán)己酮混合物冷卻水質(zhì)量流量/（kg/h）10進(jìn)/出口溫度/3025/壓力/MPa2設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)形式浮頭式臺(tái)

60、數(shù)1殼體內(nèi)徑/mm300殼程數(shù)1管徑/mm19*2管心距/mm25管長/mm1.0管子排列正三角形管數(shù)目/根60折流板數(shù)/個(gè)0傳熱面積/ m2折流板間距/mm管程數(shù)1材質(zhì)碳鋼主要計(jì)算結(jié)果管程殼程污垢熱阻/(m2C /W)熱流量/kW傳熱溫差/ C總傳熱系數(shù)/(W/m2C)需要的傳熱面積/ m2傳熱面積裕度/%20換熱器型號(hào)模 圖.2 收集產(chǎn)品 一己內(nèi)酯時(shí)換熱模擬圖 模擬時(shí)選用水作為冷卻劑，CPT雖然閃電較高但為便于儲(chǔ)存，設(shè)置熱流體出口溫度為30，模擬結(jié)果如上，選用管殼式換熱器，冷卻水走殼程，熱流體走管程。選用碳鋼為材料，管長為，殼體直徑為，管徑為19*2mm，管心距為25mm。管程為一，折流板