年產(chǎn)8萬噸的異丙醇生產(chǎn)項目設(shè)計摘要本項目是設(shè)計一座以丙烯為原料生產(chǎn)8萬噸/年異丙醇的分廠。采用的工藝是丙烯氣相直接水合法制備來異丙醇。反應(yīng)裝置生產(chǎn)能力為8萬噸/年（以異丙醇產(chǎn)量計），年生產(chǎn)小時：8000小時。該項目的設(shè)計思路符合經(jīng)濟性和綠色化學的原則。該項目中所用工藝是國際主流工藝而且已經(jīng)有了成功的案例，并且技術(shù)很成熟。[關(guān)鍵詞]丙烯；直接水合法；異丙醇；目錄第一章總論 11.1項目概況 11.2設(shè)計依據(jù) 11.3設(shè)計原則 11.4產(chǎn)品方案 11.5主要物料來源及消耗 1第二章廠址選擇和工廠布置 32.1相關(guān)標準、規(guī)范及法規(guī) 32.2設(shè)計基礎(chǔ)資料 32.2.1設(shè)計范圍 32.3設(shè)計基本任務(wù) 32.4自然環(huán)境概況 42.4.1廠址選擇 42.4.2廠址選擇理由 42.4.3法律法規(guī) 42.4.4自然條件 52.4.5社會經(jīng)濟條件 52.4.6交通運輸狀況 52.5總平面布置 52.5.1廠區(qū)布局概述 52.5.2廠區(qū)運輸 52.5.3廠區(qū)綠化 52.5.4總圖主要技術(shù)經(jīng)濟指標 5第三章原料采購及產(chǎn)品營銷 53.1原料采購 53.1.1丙烯 53.1.2磷酸硅藻土 53.2品牌營銷 53.2.1產(chǎn)品質(zhì)量 53.2.2產(chǎn)品成本 53.2.3項目目標市場 53.2.4價格營銷 5第四章生產(chǎn)工藝與流程模擬 54.1異丙醇簡介 54.2生產(chǎn)工藝選擇 54.2.1工藝方案比較 54.2.2不同生產(chǎn)方法的比較 54.2.2工藝方案選擇 54.3工藝路線介紹 54.3.1丙烷脫氫制丙烯工段 54.3.2丙烯水合反應(yīng)單元 54.4異丙醇的市場研究 54.4.1國外生產(chǎn)及市場情況 54.4.2國內(nèi)生產(chǎn)及市場情況 54.5異丙醇合成工藝流程模擬 54.5.1丙烷制丙烯工段 54.5.2異丙醇水合粗制階段 54.5.3異丙醇水合精制階段 54.6總結(jié) 5第五章物料衡算與熱量衡算 55.1物料衡算 55.1.1第一工段物料衡算 55.1.2第二工段物料衡算 55.2熱量衡算 55.2.1第一工段熱量衡算 55.2.1.1丙烷脫氫反應(yīng)器（R0101） 55.2.2第二工段熱量衡算 5第六章設(shè)備的設(shè)計與選型 56.1反應(yīng)器的設(shè)計 56.1.1反應(yīng)器的選擇及確定 56.2精餾塔的設(shè)計 56.2.1設(shè)計標準 56.2.2設(shè)計目標 56.2.3塔的選型 56.2.4精餾塔設(shè)計實例——異丙醇精餾塔 56.3.2選型說明 56.4.儲罐選型依據(jù) 56.5壓縮機的選型 56.5.1壓縮機的選型 56.6泵的選型 56.6.1選型依據(jù) 56.6.2泵選型設(shè)計 56.7主要設(shè)備 5第七章自動控制 57.1自動控制的概述 57.2自動控制水平 57.3工藝控制方案設(shè)計 57.4控制方案與檢測方案 57.4.2精餾塔的控制 57.5其他控制方案 57.5.1比值控制 57.6控制儀表 57.6.1流量儀表 57.6.2壓力儀表 57.6.3溫度儀表 57.6.4物位儀表 57.6.5分析儀表 5第八章車間布置 58.1化工產(chǎn)品生產(chǎn)的特點 58.2車間設(shè)計 58.2.1設(shè)計依據(jù) 58.2.2車間廠房布置的原則 58.2.3車間平面布置的要求 58.2.4設(shè)備布置安全距離 58.2.4反應(yīng)精餾車間設(shè)備布置 5第九章儲存與運輸 59.1設(shè)計依據(jù) 59.2儲運要求 59.2.1主要危險品 59.2.2危險性物質(zhì)存在的裝置工序 5參考文獻 5附錄一設(shè)備一覽表 51.1塔一覽表 51.2泵設(shè)備一覽表 51.3換熱器設(shè)備一覽表 51.4壓縮機設(shè)備一覽表 51.5反應(yīng)器設(shè)備一覽表 51.6儲罐設(shè)備一覽表 5附錄二CAD繪制圖集 52.1工藝管路及儀表布置圖(PID圖) 52.1.1丙烷制丙烯工段 52.1.2制異丙醇工段 52.2廠區(qū)總平面布置圖 5PAGE12第一章總論1.1項目概況該項目是以丙烯氣相直接水合法，生產(chǎn)異丙醇的純度為99%。本項目中的異丙醇合成工藝流程可分為兩個工段，分別為：丙烷制丙烯工段、異丙醇合成與精制工段。本項目異丙醇的生產(chǎn)規(guī)模為8萬噸/年；年操作小時：8000小時。1.2設(shè)計依據(jù)（1）《中華人民共和國環(huán)境保護法》等相關(guān)的國家法律、法規(guī)。（2）《化工工廠初步設(shè)計文件內(nèi)容深度規(guī)定》(HGT20519-2010)1.3設(shè)計原則由于化工廠的投資建設(shè)要考慮到環(huán)境問題、技術(shù)性可行問題、國家標準法律、工作人員等各方面的因素，可以參照以下設(shè)計原則：必須嚴格貫徹國家的環(huán)境保護條例1）《工業(yè)“三廢”排放試行標準》GB74-32）《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》GB3095-20123）《地面水環(huán)境質(zhì)量標準》GB3838-20021.4產(chǎn)品方案表1-1產(chǎn)品的產(chǎn)量和規(guī)格序號產(chǎn)品品級規(guī)格產(chǎn)量（噸）定價（元/噸）1異丙醇優(yōu)級品99%8000091002丙烷優(yōu)級品99%3000198003苯優(yōu)級品99%40082001.5主要物料來源及消耗本項目主要原料為大連氣體公司的丙烯，公司自制濃磷酸，濃氨水。天津博迪化工有限公司甲醇，天津博迪化工有限公司乙醇，碳酸鈉，氫氟酸，青島海洋化工有限公司硅溶膠，國藥集團化學試劑有限公司石英砂，國藥集團化學試劑有限公司八水氧氯化鋯，硝酸銅，，天津博迪化工有限公司濃硫酸，大連光明設(shè)計院氫氣，大連光明設(shè)計院氮氣，沈陽市翔銘分子篩廠XM-1表1-2主料物料來源及消耗序號名稱需要量t/年來源1丙烯18000大連氣體公司2濃磷酸3000公司自制第二章廠址選擇和工廠布置2.1相關(guān)標準、規(guī)范及法規(guī)（1）《國家危險廢物名錄》（環(huán)境保護部令第39號，2016年8月1日起施行）（2）《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》（2016年11月7日修訂）（3）《中華人民共和國環(huán)境保護法》，2015年1月1日實施；2.2設(shè)計基礎(chǔ)資料本項目的廠址位于南京揚子石化，廠區(qū)氣候條件、地質(zhì)條件，見廠址的選擇。2.2.1設(shè)計范圍1、廠內(nèi)總平面的布置2、局部的布置3、交通運輸?shù)脑O(shè)計4、廠區(qū)的綠化。2.3設(shè)計基本任務(wù)工廠主要布置的任務(wù)是根據(jù)廠區(qū)的天然環(huán)境確定生產(chǎn)的過程中各種廠區(qū)空間的位置，以此來找到為合理的物料，以及人員生產(chǎn)流動的路線，提供良好的廠區(qū)環(huán)境。提高工廠的效率。因此，工廠的布置是為了尋求物料和工作人員的最好運輸方案。工長的選址地點包括廠區(qū)的布置和廠房的布置兩大的部分。廠區(qū)布置的具體設(shè)計內(nèi)容主要為：（1）根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)特點，工藝的要求、運輸合理，結(jié)合自深條件和社會當?shù)氐臈l件，合理的布置工廠各種各樣的硬件設(shè)施、交通運輸線路，確保它們之間的是相互地理位置和詳細的地點。（2）根據(jù)建廠地方的自然地理位置的狀況和總平面布置的要求等情況，合理高效利用地形和改造廠區(qū)的自然地貌地形，協(xié)調(diào)廠區(qū)里面的建構(gòu)筑物、硬件設(shè)施設(shè)備、交通線路的關(guān)系。（3）正確的選擇廠內(nèi)廠外各種各樣的運輸方式，合理有序地組織運輸運送的系統(tǒng)和處理人流量、貨流量，負責設(shè)計運輸設(shè)施。（4）對廠區(qū)的綠化和美化進行設(shè)計。2.4自然環(huán)境概況2.4.1廠址選擇地理的位置是從設(shè)計的主要要求和國家出臺的法律出發(fā)，是以原料來源、工藝要求、資源化利用需求為考慮的基礎(chǔ)之一。同時，空氣污染問題是現(xiàn)在保護環(huán)境的一個重要解決方面，人口集中的城市對保護環(huán)境的要求是更為高的。我們考慮到南京離我們很近，作為我們的省會城市，所以首先將選址放在南京。我們通過反復(fù)的資料查閱和實地研究考察發(fā)現(xiàn)，南京是有符合條件的園區(qū)——南京化學工業(yè)園，而且在園區(qū)內(nèi)，有合適的煉廠，因而本項目建設(shè)的廠址建在南京化學工業(yè)園區(qū)內(nèi)，初步的設(shè)計是將裝置放在園區(qū)內(nèi)的中國石化揚子石化廠區(qū)內(nèi)。2.4.2廠址選擇理由對于這個項目設(shè)備運行的要求，我們選擇的廠址需要滿足下面幾個條件：（1）首先需要符合國家的工業(yè)布局、城市或地方的規(guī)劃政策要求，盡量要靠近城市或者城鎮(zhèn)本來就有的企業(yè)，以此來方便生產(chǎn)上的協(xié)調(diào)運作、滿足公用工程上的供應(yīng)、保證居民生活方便（2）對于含硫尾氣的汽車、公用工程的供應(yīng)及利用產(chǎn)品銷售方便快捷的地區(qū)，并在儲藏/運輸、機器維修、公用工程和生活設(shè)備設(shè)施等等各個方便方面有著良好基礎(chǔ)以及協(xié)作條件的地方（3）離水源充足的地方近，且水源水質(zhì)好的地方。（4）靠近交通線，具備便捷的交通運輸條件（5）靠近可靠熱電供應(yīng)地，并盡可能利用熱電站的蒸汽供應(yīng)，以此來減少熱力和提供電力方面的投資（6）這個項目結(jié)合了先進DCS控制系統(tǒng)，把廠址建在應(yīng)人口素質(zhì)高并且勞動力來源很豐富、人力成本較低的地區(qū)。（7）注意要節(jié)約用地，保護耕地，盡量不占用或少占用良田、菜園、果園等（8）要注意當?shù)氐淖匀画h(huán)境的條件，并對工廠投產(chǎn)后對于環(huán)境可能造成的影響做出評價。工廠的生產(chǎn)區(qū)、排物料的地方和居民生活區(qū)應(yīng)同時選擇（9）對于有可能產(chǎn)生有害物質(zhì)，應(yīng)該建在城市相鄰工業(yè)和居住區(qū)全年最小頻率風向的上風向，且不應(yīng)位于窩風地段（10）附近要有靠譜的污水處理設(shè)施，對于處理達標后的廢水要直接排入廠址附近的自然水中，排污水的地方需要得到環(huán)評報告的論證和有關(guān)部門批準。南京化學工業(yè)園區(qū)（以下簡稱“園區(qū)”）在2001年成立，是江蘇省內(nèi)唯一一個經(jīng)過國家的批準、主要發(fā)展現(xiàn)代化工專業(yè)園區(qū)。在“十三五”期間，園區(qū)牢固樹立發(fā)展新理念，增強創(chuàng)新綠色安全發(fā)展的思想自覺、行動自覺，的意識。中國石化揚子石油化工有限公司先后獲“全國質(zhì)量獎”、“全國廠務(wù)公開先進單位”等榮譽稱號。給國家提供了有力的經(jīng)濟支持。本項目落址揚子石化煉油廠，并沒有占用良田等地，所以廠址的選擇完全符合國家相關(guān)法律法規(guī)要求。2.4.4自然條件南京是屬于亞熱帶季風氣候區(qū)域，夏天溫度高，下雨頻繁，冬天氣溫溫和，偶爾下雨，南京綠化程度高，環(huán)境很優(yōu)美適宜人類居住，，冬季吹西北風，氣溫較為溫和，夏季風以東南風為主。高溫多雨。園區(qū)的位置在南京市的北大門，地處長江三角洲沖積平原，地勢平坦較為寬廣，四周面臨長江、滁河、馬汊河、岳子河、劃子口河、四柳河，水系發(fā)達。所以自然條件適宜，不容易產(chǎn)生較大的自然災(zāi)害。所以本項目選擇的廠址具有得天獨厚的自然條件及地理位置。2.4.5社會經(jīng)濟條件南京市是江蘇的省會城市，經(jīng)濟發(fā)達，交通方便。是長江流域的大城市之一，經(jīng)濟發(fā)達，且人口稠密、高校多，人文素質(zhì)較高，社會安穩(wěn)。人民安居樂業(yè)。到目前為止，園區(qū)一共有企業(yè)200多家，包括德國巴斯夫、英國BP等世界500強及全球化工50強企業(yè)20余家，并集聚了美國亞什蘭、德國瓦克等眾多行業(yè)領(lǐng)先的跨國公司。所以本項目選擇的廠址具備良好的社會經(jīng)濟條件。2.4.6交通運輸狀況南京作為江蘇省會城市，交通便捷，南京作為國家綜合交通運輸中心，公路網(wǎng)密集，在全國城市中，名列前茅。同時南京交通運輸網(wǎng)還連接了華北、華東和華中鐵路交通的重要交通運輸樞紐。南京化工園區(qū)北面靠臨安徽省天長市，東面與揚州市相連，南臨長江“黃金水道”，具有“承南接北”的地區(qū)優(yōu)勢，具有良好的交通運輸條件。所以本項目所選廠址交通運輸便利。2.5總平面布置公司的總平面布置需要符合相關(guān)規(guī)章制度。然后根據(jù)企業(yè)的性質(zhì)、生產(chǎn)流程等要求，結(jié)合廠區(qū)相應(yīng)條件，通過技術(shù)經(jīng)濟對比后，設(shè)計多種方案后擇優(yōu)確定而來。2.5.1廠區(qū)布局概述根據(jù)揚子石化有限公司所在方位，根據(jù)相關(guān)法律政策，我們將廠區(qū)設(shè)置為矩形。廠區(qū)總面積為103620m2。廠區(qū)可分為原料儲存區(qū)，倉庫區(qū)，消防區(qū)，行政區(qū)，生產(chǎn)區(qū)，裝卸區(qū)，化學分析區(qū)等。廠區(qū)有一個橫穿廠區(qū)的人流物流通道。在存儲區(qū)，車間，化學分析區(qū)有倉庫區(qū)，這條道路主要是為了讓貨車運輸方便以及生產(chǎn)人員行走方便。本廠設(shè)計在裝卸區(qū)，倉庫，消防區(qū)行政區(qū)都設(shè)有環(huán)形消防通道。為了方便運輸，本廠的儲罐區(qū)分為原料區(qū)以及產(chǎn)品區(qū)。原料區(qū)、罐區(qū)等都是比較容易發(fā)生污染的地方，所以按照南京的氣候特點，我們要安排在全年風向最小頻率風向的上風側(cè)，盡量減少其他地方的污染。。在工廠周圍包括人流通道和物流通道，我們一共設(shè)置了四個進出口，在行政區(qū)我們設(shè)置了人流進出口，方便員工上班打卡。在西門設(shè)置了物流出口，因為在西門是儲存區(qū)，為了方便運輸，所以將物流出口設(shè)置在西門，儲存區(qū)附近。這條主干線，道路比較寬，南北兩個進出口設(shè)置為消防通道。這個道路也是非常寬闊，為的是遇到緊急情況可以及時補救，而且消防通道離儲存區(qū)比較近，在儲存區(qū)附近也是容易發(fā)生事故的地方。（1）行政區(qū)將行政區(qū)設(shè)置在工廠位置的前部，靠著工廠外面的道路，在行政區(qū)北面有廣場噴泉在行政區(qū)內(nèi)，綠化率是比較高的，為了方便上下班，在行政區(qū)內(nèi)還設(shè)置了行政樓區(qū)停車場，在行政區(qū)，出門右拐就到了廠區(qū)外面的道路。在行政樓還設(shè)置了兩個消防栓，為了防止出現(xiàn)火災(zāi)的時候，能夠滅火。行政區(qū)的設(shè)置既不擁擠，也沒有浪費廠區(qū)，尤其對南京這種寸土寸金的地方來說，這種設(shè)計達到了廠區(qū)設(shè)計的要求。（2）生產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)區(qū)包括：丙烷脫氫制丙烯車間、丙烯水合生產(chǎn)車間、異丙醇精制車間。1）丙烷脫氫制丙烯車間中丙烷脫氫制得丙烯。2）丙烯水合生產(chǎn)車間中丙烯在催化劑磷酸反應(yīng)條件下制得粗異丙醇。3）異丙醇精制車間中制得最終產(chǎn)品異丙醇。（3）生產(chǎn)輔助區(qū)以及公用工程區(qū)1）為了節(jié)約資源，方便電纜進如廠區(qū)，所以將配電室，變電室所布置在廠區(qū)邊緣；為了合理規(guī)劃廠區(qū)，將維修車間和配件倉庫也布置在廠區(qū)邊緣，合理利用資源。2）為了應(yīng)對突發(fā)事故，消防泵、應(yīng)急處理中心，消防水池布置在消防在主干道旁，因為主干道道路寬闊，方便進入廠區(qū)內(nèi)部3）為了便于運輸，倉庫及裝卸區(qū)布置在廠區(qū)邊緣。（4）罐區(qū)罐區(qū)布置在廠區(qū)主干道旁邊，罐區(qū)主要包括：丙烷儲罐、丙烯儲罐、異丙醇儲罐2.5.2廠區(qū)運輸南京作為江蘇省會城市，交通便捷，南京作為國家綜合交通運輸中心，公路網(wǎng)密集，在全國城市中，名列前茅。鐵路交通的重要交通運輸樞紐。。南京化工園區(qū)北面靠臨安徽省天長市，東面與揚州市相連，南臨長江“黃金水道”，具有“承南接北”的地區(qū)優(yōu)勢，具有良好的交通運輸條件。2.5.3廠區(qū)綠化廠區(qū)綠化要依據(jù)廠區(qū)布置，結(jié)合生產(chǎn)特點，環(huán)境等設(shè)計，合理選擇和布置綠化植物，根據(jù)符合相關(guān)要求。廠區(qū)的綠化，應(yīng)該用廠區(qū)綠化用地系數(shù)表示，綠化系數(shù)要大于12%。本廠的綠化率比較高?；旧显谀芫G化的地方都綠化了，總綠化面積為1527.82m2，綠化系數(shù)為14.7%。2.5.4總圖主要技術(shù)經(jīng)濟指標表2-1技術(shù)經(jīng)濟指標表編號建筑名稱數(shù)量占地面積/m2廠前區(qū)24001行政樓18102行政樓停車場13203廠區(qū)主停車場11270輔助生產(chǎn)區(qū)9651.54消防水池12705應(yīng)急處理中心14606冷凍站12617消防泵站14158公用工程中轉(zhuǎn)站13209壓縮機房132110循環(huán)水池129111泡沫站125512分析化學室154013中控室147014配電室155015變電室147016維修車間133517配件倉庫137518三廢處理中心1575.2519預(yù)留用地1298020污水池1411.521雨水收集池1352儲運區(qū)4107.822儲罐區(qū)74353.423事故水收集池1914.424裝卸區(qū)178025倉庫1870工藝裝置區(qū)248026原料儲存車間156027丙烯水合車間164028丙烷脫氫車間164029異丙醇精制車間1640合計18639.338124.9編號指標名稱單位數(shù)量1廠區(qū)總面積m21036202建構(gòu)筑物占地面積m220292.553綠化面積m215278.824道路總面積m2180105建筑系數(shù)%206綠化系數(shù)%14.77利用系數(shù)%41.21第三章料采購及產(chǎn)品營銷3.1原料采購本廠主要原料為丙烯，磷酸，硅藻土，3.1.1丙烯本廠選用原料為大連氣體公司，丙烯的市場價格為9300元/噸。圖3-13.1.2磷酸硅藻土圖3-2催化劑規(guī)格工藝條件和設(shè)備參數(shù)水合反應(yīng)工藝條件如圖3-3所示:圖3-3磷酸/硅藻土為催化劑時的工藝條件水合反應(yīng)工藝參數(shù)如圖3-4所示:圖3-4工藝參數(shù)3.2品牌營銷3.2.1產(chǎn)品質(zhì)量化工廠要嚴格執(zhí)行分析化驗程序以此來保證產(chǎn)品的質(zhì)量，而且還要建立完善的客戶意見反饋系統(tǒng)。除此以外，我們公司建立廠房的同時也要同步在全球范圍之內(nèi)，要用行業(yè)內(nèi)性價比最高的條件召集人才，建立健全研發(fā)中心，要依據(jù)市場發(fā)展需要以及未來市場要求，要進行相關(guān)的工藝技術(shù)研發(fā)及改進，研發(fā)出相關(guān)衍生新產(chǎn)品及新的產(chǎn)品工藝，要使公司產(chǎn)品始終在行業(yè)內(nèi)，保持領(lǐng)先的地位，此外還要通過出售相關(guān)的新技術(shù)要使研發(fā)中心成為助推公司高速發(fā)展的原動力。3.2.2產(chǎn)品成本這個項目選擇在附近原則材料，很大程度上節(jié)省了原料的成本和交通運輸?shù)某杀荆に嚱?jīng)濟性，使得原料被充分的利用，更加節(jié)約了成本，采用直接水合法工藝流程，更進一步降低了，環(huán)境、生產(chǎn)成本。除此之外，這個項目所在地南京經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，這個開發(fā)區(qū)為園區(qū)提供了各項的政策性優(yōu)惠，很大程度上減少了初期建廠成本，為本項目后續(xù)改進工藝，提高生產(chǎn)效率提供了有利的保障。3.2.3項目目標市場本項目的一開始的目標市場就是是華東地區(qū)，其次就是國際市場。華東地區(qū)與西部地區(qū)相比，人口更加密集，經(jīng)濟發(fā)展也相對較快，交通運輸業(yè)更加便利，所以對環(huán)境的要求更高。同時技術(shù)發(fā)達，為產(chǎn)品以后的維護提供了有利的支持。這個項目建設(shè)在南京市，屬于江南經(jīng)濟發(fā)展的地區(qū)，現(xiàn)在主要在華東地區(qū)市場銷售與發(fā)展。資源要利用到極致，保護環(huán)境，與此同時，要注重經(jīng)濟發(fā)展，提高就業(yè)幾率，保障居民收入，提高當?shù)鼐用竦纳钏?。一些化工企業(yè)是我們主要的銷售對象，也包括一些高校也是我們的銷售對象。公司成長一段時間后，經(jīng)過一定的發(fā)展，我們將會采用“大客戶直銷，小客戶分銷，同時利用現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)，進行網(wǎng)絡(luò)銷售。，要牢牢地把握住大客戶，為產(chǎn)品的暢通銷售提供保障。與此同時又能夠省下一部分費用。不僅能夠給顧客提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，也能節(jié)省一部分費用，有利于公司的發(fā)展。從市場營銷角度來看，項目產(chǎn)品是為了緩解國家能源短缺而應(yīng)運而生的新工藝產(chǎn)品。公司生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品，讓消費者節(jié)約消費，在企業(yè)中樹立新型工藝路線。我們公司還將會做一些相關(guān)公益活動，增強人們對綠色環(huán)境的保護，讓更多人加入保護環(huán)境的行列。。初期：公司在強烈的市場競爭中，最主要的任務(wù)是要在市場占據(jù)一席之地。在所以在一開始建廠的時候，不僅要保證產(chǎn)品的高質(zhì)量，還要價格優(yōu)惠。中期：在公司發(fā)展一段時間后，已經(jīng)在市場上占有一定的份額以后，消費者認可我們的產(chǎn)品以后，我們要對一開始優(yōu)惠的價格進行一定的調(diào)整，價格要和當?shù)厥袌龅膬r格基本一致。長期：當公司的產(chǎn)品已經(jīng)完全被消費者接受，并且認可以后，成為知名品牌，我們要根據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量，制定符合公司質(zhì)量的價格。3.2.4價格營銷目前來說國內(nèi)市場上的異丙醇價格在9000-9500元/噸，并且有上漲的趨勢。我們公司將會根據(jù)市場的需求包括價格彈性、需求的收入彈性、采用需求差別定價法對市場上的價格進行調(diào)整。公司產(chǎn)品在最開始售賣的時候，公司要組成銷售隊伍，對公司的產(chǎn)品進行銷售。同時的銷售人員也會對市場的產(chǎn)品進行深入調(diào)查。根據(jù)調(diào)查的結(jié)果提出詳細而高效的營銷方案。第四章生產(chǎn)工藝與流程模擬4.1異丙醇簡介異丙醇是一種有機原料，不僅如此，異丙醇作為一種有機溶劑，在化學工業(yè)中，有著非常廣泛的用途，異丙醇的用途非常廣泛，它作為一種化工原料，可以生產(chǎn)異丙醚、過氧化氫、異丙胺、二異丁基酮，此外，丙酮異、丙基氯化物也是有異丙醇生產(chǎn)出來的。在精細化工這一方面硝酸異丙酯、黃原酸乙丙酯、亞磷酸三乙丙酯、都是由其生產(chǎn)出來的。異丙醇作為溶劑，在工業(yè)上也是屬于一種較為便宜的溶劑。異丙醇的用途非常廣泛，不僅能和水自由混合。而且對親油性物質(zhì)來說，異丙醇的溶解能力比乙醇要強很多。還可以生產(chǎn)涂料，比如油墨、萃取劑、氣溶膠劑，還可以作為調(diào)和汽油、清潔劑、防凍劑的添加劑。異丙醇的物理性質(zhì)：無色透明，具有乙醇氣味的易燃性液體表4-1異丙醇物理性質(zhì)物理性質(zhì)溫度沸點：82.45熔點：-87.9相對密度：0.7863相對蒸汽密度：2.1黏度：2.431閃點：12燃點：460蒸發(fā)熱：40.06熔化熱：88.26燃燒熱：1984.7生成熱：2005.1比熱容：2.55臨界溫度：234.9臨界壓力：4.764異丙醇的化學性質(zhì)：是一種無色透明液體，能溶解生物堿，橡膠，合成樹脂等，不溶于鹽溶液，在常溫情況下可以引火燃燒，它的蒸氣與空氣混合，容易形成爆炸混合物。4.2生產(chǎn)工藝選擇4.2.1工藝方案比較目前世界上世界上異丙醇生產(chǎn)的主要方式有直接水合法、間接水合法和丙酮加氫法。在最開始的時候，生產(chǎn)異丙醇最古老的方法就是生物發(fā)酵法。生物發(fā)酵法主要把糧食作為生產(chǎn)的原料，然后通過生物發(fā)酵生成丙酮，最后加入氫就制成最終的產(chǎn)品異丙醇，但是這種方法用來制作異丙醇，非常的浪費，因為生產(chǎn)一噸異丙醇就要浪費16噸的糧食，導(dǎo)致糧食的巨大浪費，所以說這種方法肯定要被淘汰掉，現(xiàn)在不需要這種方法來生產(chǎn)異丙醇，就目前來說，國際上主要生產(chǎn)異丙醇的方法有；三種，包括直接水合法，間接水合法，丙酮加氫法4.2.1.1丙烯間接水合法丙烯間接水合法又被我們稱為硫酸酯化水解法:首先我們先將丙烯溶在稀硫酸或者濃硫酸之中，經(jīng)過一段時間的酯化反應(yīng)將會生產(chǎn)中間產(chǎn)物一硫酸氫異丙酯（CH3）2CHOSO3H和硫酸二異丙酯(CH3)2CHOS02OCH(CH3)2，中間產(chǎn)物水解之后生成了粗異丙醇，最后將粗異丙醇去精餾裝置，現(xiàn)在國際上已經(jīng)不再使用丙烯間接水合法。圖4-1丙烯間接水合法丙烯間接水合法的主要反應(yīng)如下:第一步:丙烯與濃硫酸酯化反應(yīng)生成硫酸氫異丙酯和硫酸二異丙酯:C3H6+H2SO4→(CH3)2CHOS03H(硫酸氫異丙酯)C3H6+(CH3)2CHOS03H→(CH3)2CHOSO20CH(CH3)2(硫酸二異丙酯)第二步:硫酸氫異丙酯和硫酸二異丙酯發(fā)生水解，重新放出硫酸，并生成產(chǎn)品異丙醇(CH3)2CHOS03H+H20→(CH3)2CHOH+H2SO4(CH3)2CHOS020CH(CH3)2+H20→2(CH3)2CHOH+H2S04在間接水合法中，硫酸一直存在反應(yīng)中。而且在反應(yīng)過程中，一直具有硫酸的存在，在酸性條件下丙烯很容易發(fā)生低聚產(chǎn)品熱解等副反應(yīng)，生成中間體，會和異丙醇發(fā)生反應(yīng)生成異丙醚。(CH3)2CHOS03H+(CH3)2CHOH→[(CH3)2CH]-O+H2S044.2.1.2丙烯直接水合法丙烯直接水合法，是現(xiàn)在工業(yè)上用來生產(chǎn)異丙醇的主要方法。在催化劑的條件下，由純度高的丙烯和水直接水合生成異丙醇，此時會有副產(chǎn)物正丙醇，丙烯直接水合法制異丙醇主要又包括3種方法，氣相直接水合法，液相直接水合法，和氣―液混相水合法，。氣相直接水合法是用磷酸/硅藻土為催化劑。又叫維巴法。液相直接水合法以鎢系多陰離子的水溶液為催化劑，又叫德山曹達法。氣―液混相法以氧化鎢/硅膠為催化劑，是以離子交換樹脂法為代表，又叫德士古德法。其涉及到的主要反應(yīng)方程式如下主反應(yīng)：CH3CH=CH2+H2O（CH3）2CHOH副反應(yīng)：CH3CH=CH2+H2OCH3CH2CH2OH4.2.1.1.1氣相直接水合法（維巴法）氣相直接水合法又叫維巴法，生產(chǎn)異丙醇的主要方法之一，是丙烯氣相直接水合法，丙烯氣相直接水合法的第一代是以氧化鎢等金屬氧化鎢為催化劑，反應(yīng)溫度在250-290℃左右，壓力為20-25MPa.烯水比為0.4左右，但是這種方法副產(chǎn)物很多，所以氧化鎢等金屬氧化鎢為催化劑這種方法被淘汰掉了。后來用第二代磷酸/硅藻土為催化劑，這種催化劑含有20％-30％的磷酸，使用簡式襯銅固定床反應(yīng)器，將反應(yīng)器的溫度設(shè)置為195℃，2MPa左右的壓力，我們將磷酸設(shè)置為催化劑投產(chǎn)使用以后，副產(chǎn)物明顯降低，丙烯利用率可以達到97%，選擇性為99％。分離設(shè)備多用浮閥式板式塔。氣相直接水合法在我國，錦州石化公司就是采用這種方法的氣相直接水合法與間接水合法相比，具有很多的優(yōu)點:工藝流比較程短，設(shè)備相對于來說比較簡單、對主要產(chǎn)物的選擇性高，生成的副產(chǎn)物較少，單程轉(zhuǎn)化率雖然比較低，但總的轉(zhuǎn)化率很高，產(chǎn)物異丙醇的選擇性也很高，能達到99%左右。氣相直接水合法與間接水合法相比，氣相直接水合法的工藝對比較環(huán)保，損耗設(shè)備也不如間接水合法所以本項目采用氣相直接水合法，氣相直接水合法的生產(chǎn)廠家很多，如聯(lián)邦德國維巴公司、日本石油化學公司，我國錦州石化、九江煉油廠。維巴氣相直接水合法的工藝流程示意圖如所示:圖4-2氣相直接水合法4.2.1.1.2液相直接水合法日本的德山曹達公司在六七十年代成功研發(fā)出液相直接水合法來生產(chǎn)異丙醇，液相直接水合法在工業(yè)生產(chǎn)異丙醇。液相直接水合法采用的是均相反應(yīng)，它的反應(yīng)條件是:是以鎢系多陰離子的水溶液為催化劑，如鎢硅酸，反應(yīng)的溫度為240-280攝氏度，壓力控制在15-20MPao丙烯液相直接水合法最大的優(yōu)點是催化劑的活性較高，壽命比較長，最重要的是性能較穩(wěn)定，和其他方法相比，丙烯液相水合法解決損失催化劑問題，這種催化劑還可以循環(huán)使用。作為原料，丙烯在催化劑水溶液中與多陰離子絡(luò)合，這種方法與間接水合法相比，液相水合法相對于來說反應(yīng)速率更快，轉(zhuǎn)化率更高。效果更好。液相直接水合法相對于間接水合法來說。液相水合法還有一個優(yōu)點是不會腐蝕設(shè)備，所以設(shè)備用時時間長，節(jié)省資源，，設(shè)備也不需要特殊材料。液相水合法缺點就是大量的水存在于粗產(chǎn)物異丙醇中，導(dǎo)致了蒸餾能耗較大、電耗比較大，對于異丙醇的精制來說，又是一筆費用。工藝流程如下圖所示，圖4-3液相直接水合法4.2.1.1.3氣-液混相法氣-液混相法的催化劑是陽離子交換樹脂，液化部分反應(yīng)物。催化劑反應(yīng)壓力相對來說比較高，提高了反應(yīng)轉(zhuǎn)化率。德國德士古公司生產(chǎn)的。從工藝流程圖可以看出，氣態(tài)丙烯和液態(tài)脫鹽水在反應(yīng)器的頂部混合，在水合反應(yīng)器內(nèi)催化劑床層存在的條件下充分混合發(fā)生反應(yīng)。粗異丙醇從底部引出，接著進入高壓分離塔進行分離，高壓分離塔的頂部有殘氣排出來。，高壓分離器的塔底的液相異丙醇經(jīng)過換熱器冷卻后進入貯罐，在貯罐中加入NaOH溶液中和，接著進入異丙醇精制工藝，在輕組分塔中除去副產(chǎn)物二異丙基醚，在共沸塔中除去副產(chǎn)物正丙醇等，而異丙醇共沸物和水從塔頂出來以后從而進入脫水塔，采用苯除去異丙醇中的水。圖4-4氣-液混合水合法4.2.2不同生產(chǎn)方法的比較文章中介紹了異丙醇的三種生產(chǎn)方法氣相直接水合法，液相直接水合法，氣-液混相法，但是對于現(xiàn)在的化工企業(yè)來說。這三種方法都是可以用的，沒有硬性規(guī)定必須使用哪種方法。丙烯間接水合法的突出優(yōu)點是節(jié)約生產(chǎn)成本，但對設(shè)備的損耗比較嚴重，而且產(chǎn)生的廢水沒有辦法處理。但是間接水合法的與直接水合法相比較，成本比較低。與此同時丙烯間接水合法的缺點也有很多，譬如:間接水合法對設(shè)備的損害程度較高，這本身也是對資源大浪費，而且也是在增加成本，用間接水合法，產(chǎn)生的氣體。對環(huán)境污染物比較嚴重。而且，產(chǎn)生的廢水也不好處理?，F(xiàn)在各個國家要求健康綠色發(fā)展，很顯然，這種生產(chǎn)模式已經(jīng)不適合推廣使用，所以間接水合法已經(jīng)慢慢的被企業(yè)淘汰，現(xiàn)在已經(jīng)基本已不再使用間接水合法。和丙烯間接水合法相比，直接水合法的優(yōu)點很多。在直接水合法中，基本上是沒有間接水合法對設(shè)備損耗大，廢水沒辦法處理這些問題的。直接水合法在間接水合法的基礎(chǔ)上建立起來的。目前來說，直接水合法已經(jīng)在世界化工企業(yè)中實施起來。與間接水合法相比較，直接水合法只是在工藝上有所不同。表4-2不同方法的比較條件和結(jié)果間接水合法直接水合法酯化水解VEBA法德士古法德山曹達法反應(yīng)形式液相液相氣相氣-液相混合液相反應(yīng)物C3=，硫酸酯,H20C3=,H20C3=,H20C3=,H20催化劑無無磷酸/硅藻土離子交換樹脂鎢化合物反應(yīng)溫度60-90蒸汽加熱180-200130-150240-280反應(yīng)壓力MPa2.1-2.8常壓2.0-2.56.0-1015-25原料氣質(zhì)量分數(shù)50-90丙烯-丙烷餾分>999295丙烯單程轉(zhuǎn)化率>9050-607560-70IPA選擇率9598-999799精品IPA質(zhì)量分數(shù)50-6020-30610催化劑穩(wěn)定性易水解，不耐熱極佳4.2.2工藝方案選擇經(jīng)過以上的多重比較，由于氣相直接水合法工藝比較新穎，能耗較低，與以前的間接法、丙酮加氫技術(shù)相比，氣相直接水合法副產(chǎn)物比較少，并且已不存在設(shè)備的腐蝕及污染問題，從而被廣泛采用，應(yīng)用于生產(chǎn)。4.3工藝路線介紹4.3.1丙烷脫氫制丙烯工段圖4-5丙烷脫氫制丙烯原料丙烷經(jīng)換熱器（E0101）預(yù)熱，進入反應(yīng)器（R0101）反應(yīng)，生成丙烯和氫氣，生成的產(chǎn)物進入丙烯吸水塔（T0101）進行脫水處理，在塔頂?shù)玫教幚磉^后的丙烯和氫氣送入丙烯冷凝塔（T0102），塔底的溶液送入廢液處理池。在丙烯冷凝塔（T0102）塔頂?shù)玫降臍錃庋h(huán)至催化劑再生塔（T0103），丙烯冷凝塔（T0102）塔底得到的丙烷丙烯溶液送入丙烯精餾塔（T0104）進行精餾處理，在丙烯精餾塔（T0104）塔頂?shù)玫降谋┧腿胂乱还ざ?，塔底得到的丙烷循環(huán)至反應(yīng)器（R0101）4.3.2丙烯水合反應(yīng)單元從裝置來的純度為99.5%、壓力為1.07MPa、溫度為25℃的原料丙烯，經(jīng)過壓縮機(K-1001)壓縮至反應(yīng)壓力((2.OMPa)，與循環(huán)氣和預(yù)先凈化的水混合，氣化的丙烯和水按摩爾比1:0.65，經(jīng)兩個原料-反應(yīng)產(chǎn)物換熱器(E-1001,E-1002)后進入加熱爐(F-1001)，使其溫度升高到190攝氏度，進入水合反應(yīng)器(R-1001)，反應(yīng)器內(nèi)裝填磷酸/硅藻土催化劑，反應(yīng)器的頂部需不斷注入磷酸，彌補在磷酸的損失。物流從反應(yīng)器的頂部進入，逐漸向下通過反應(yīng)器，生成的混合反應(yīng)物進入高壓反應(yīng)器(V-1001)。高壓反應(yīng)器(V-1001)的頂部分出的丙烯混合氣進入脫丙烯塔(C-1001)。在脫丙烯塔(C-1001)頂部生成粗丙烷產(chǎn)品。粗丙烷一部分回流到反應(yīng)器中繼續(xù)反應(yīng)，一部分作為粗丙烷副產(chǎn)品。高壓反應(yīng)器(V-1001)底部異丙醇混合物進入低壓分離器(V-1002)進一步分離丙烯氣體。塔底生成粗異丙醇。粗異丙醇溶液進入輕組分分離塔(C-1002)，從塔頂除去醚類等其他組分。塔底的稀異丙醇溶液進入共沸塔(C-1003)，異丙醇共沸物從共沸塔塔頂出，進入脫水塔(C-1004)脫水，共沸塔側(cè)線引出正丙醇。脫水塔主要用苯或環(huán)己烷做萃取劑，塔底出產(chǎn)品異丙醇，塔頂苯和水的共沸物進入后面的回收系統(tǒng)(C-1005)，使其循環(huán)利用。圖4-6異丙醇粗制圖4-7異丙醇精制4.4異丙醇的市場研究4.4.1國外生產(chǎn)及市場情況由于最近幾年化工企業(yè)的迅速發(fā)展，異丙醇發(fā)展比較的穩(wěn)定，全世界總的生產(chǎn)能力能達到2500kt/a，其中美國、西歐和日本這些國家生產(chǎn)異丙醇的數(shù)量較多；也從側(cè)面說明了國家化工業(yè)發(fā)展較為迅速，分別占世界生產(chǎn)異丙醇產(chǎn)量的38%,37%,8%o在這些異丙醇生產(chǎn)較多的國家中，世界上最大生產(chǎn)異丙醇的廠家是shell化學公司。這個公司生產(chǎn)異丙醇的數(shù)量占據(jù)世界的33%。接著是?？松梨?、陶氏化學公司等，美國由于經(jīng)濟發(fā)達，科研能力強大，在1976年的時候異丙醇的生產(chǎn)達到了高峰，每年大約可以生產(chǎn)870kt，在八十年代的時候美國因為異丙醇法制丙酮陷入了困境，這件事對生產(chǎn)異丙醇產(chǎn)生了很大的影響，造成的后果就是導(dǎo)致異丙醇的產(chǎn)量減少。在1983年的時候，異丙醇產(chǎn)量降到了550kt。到九十年代，情況才有所好轉(zhuǎn)。這些國家生產(chǎn)異丙醇的總量大約為760kt，能占世界總生產(chǎn)能力的37%。在上個世紀80年代，日本產(chǎn)量每年10萬噸。在以后的一段時間里，日本生產(chǎn)異丙醇的產(chǎn)量一直都沒有增加。一直保持著穩(wěn)定的發(fā)展趨勢，一直到九十年代以后日本的石油化學公司投資生產(chǎn)了每年生產(chǎn)3萬噸的異丙醇生產(chǎn)裝置，從此以后異丙醇的生產(chǎn)量達到每年18萬噸，有的生產(chǎn)量超過北美、西歐的一些發(fā)達國家。國外的異丙醇產(chǎn)量很大，從側(cè)面也可以看出市場對因異丙醇的需要是很迫切的。美國等國家同時也是異丙醇的主要消費大國。全世界異丙醇的的71%被國家消費了。在這些消費中，溶劑的量占據(jù)了異丙醇的60%產(chǎn)量，接著就是是化學中間體，也可以用在油墨，農(nóng)藥、電子、化學試劑、樹脂生產(chǎn)等這些行業(yè)，并將以每年3%的速度增長。目前，隨著化工業(yè)的迅速發(fā)展，亞洲對異丙醇的需求也在增長，特別是日本，大約每年生產(chǎn)量增長在10%左右。與此同時，我們國家和東南亞的一些國家需求量也在增加。4.4.2國內(nèi)生產(chǎn)及市場情況在上個世紀的六十年代，我們國家開始生產(chǎn)異丙醇，錦州石化公司安裝了年產(chǎn)2萬噸的異丙醇的設(shè)備，錦州石化公司采用了丙烯直接水合法生產(chǎn)異丙醇，到了九十年代的時候，由原來的年產(chǎn)五萬噸，接著又擴大的生產(chǎn)，變成了年產(chǎn)10萬噸。后來蘭州煉油化工廠建成年產(chǎn)了年產(chǎn)600噸的異丙醇生產(chǎn)裝置，但是因為生產(chǎn)成本較高，在技術(shù)上還有很多地方的不成熟，最后這個裝置沒有被繼續(xù)使用下去，最終停產(chǎn)了。目前為止我們國家的生產(chǎn)能力已經(jīng)可以達到每年20萬噸，除了錦州這個生產(chǎn)異丙醇產(chǎn)量較大的工廠外。還有上海溶劑廠等，規(guī)模比較小，生產(chǎn)能力也比錦州石化低，大概每年能生產(chǎn)1000噸左右。按照現(xiàn)在我們國家異丙醇生產(chǎn)產(chǎn)量來說，產(chǎn)量也不少。就目前來說我國異丙醇的總生產(chǎn)能力也不算小，但對于迅速發(fā)展的我們國家來說來說，非常的需要異丙醇，但是我國異丙醇的生產(chǎn)量遠遠滿足不了使用，所以需要從很多國家進口異丙醇，來滿足我國化工生產(chǎn)所需要的異丙醇。雖然我們國家生產(chǎn)的異丙醇不夠滿足國家的需要，但是，我們也會出口一些異丙醇。也會給中國臺灣輸送一些異丙醇。隨著化工企業(yè)的發(fā)展，我們國家異丙醇的產(chǎn)量并沒有下降的趨勢，反而在一直上升。但是很多時間國家本土生產(chǎn)的異丙醇沒有辦法滿足自己生產(chǎn)加工的需要，還是需要進口一些異丙醇。我們國家異丙醇的需要量從上個世紀的每年需要四萬噸，到如今我們國家每年需要上萬噸。從這些數(shù)據(jù)我們也可以看出，我國的化工業(yè)在迅速發(fā)展，異丙醇的用處很多，主要用于化學和制藥業(yè)，把異丙醇當成溶劑的比較多。占異丙醇的50%左右。另外在中間體的方面應(yīng)用也很多，例如異丙醚就是用異丙醇來生產(chǎn)，在制備異丙醇都工藝方面，我們與北美，西歐的一些發(fā)達國家還有一定的差距。包括異丙醇的濃度，副產(chǎn)物的精制和處理等等，這些方面都沒有辦法和國際相提并論。在生產(chǎn)工藝方面，我國異丙醇的生產(chǎn)與其他國家相比還存在一定的差距，正因為這樣，導(dǎo)致我國異丙醇的發(fā)展受到很大的限制。雖然在電子工業(yè)在異丙醇的發(fā)展下，受到限制，但是，我國異丙醇在日化和表面活性劑方面比較成熟。我們國家對異丙醇的需要在逐年的增長，有專家預(yù)言，我們國家異丙醇的產(chǎn)量每年將會增長8%，所以說，生產(chǎn)異丙醇對于我國來說是一個挑戰(zhàn)，更是一個機遇，異丙醇的生產(chǎn)是非常樂觀的。4.5異丙醇合成工藝流程模擬4.5.1丙烷制丙烯工段AspenPlus流程模擬圖如圖4-8所示：圖4-8丙烷制丙烯工段流程圖原料丙烷初始溫度為20℃經(jīng)換熱器（E0101）升溫至650℃，在1.6MPa的壓力下反應(yīng)脫氫，得到的產(chǎn)品進入脫水塔（T0101）進行處理。在塔頂?shù)玫教幚磉^后的丙烯和氫氣送入丙烯冷凝塔（T0102）在-50℃進行冷凝處理，塔底的溶液送入廢液處理池。在丙烯冷凝塔（T0102）塔頂?shù)玫降臍錃庋h(huán)至催化劑再生塔（T0103），丙烯冷凝塔（T0102）塔底得到的丙烷丙烯溶液進入丙烯精餾塔（T0104）在-47℃進行精餾處理，在精餾塔（T0104）塔頂?shù)玫降谋┧腿胂乱还ざ?，塔底得到的丙烷循環(huán)至反應(yīng)器（R0101）。4.5.2異丙醇水合粗制階段AspenPlus流程模擬圖如圖4-9所示：圖4-8異丙醇粗制工段流程圖上一個工段制得的丙烯和水混合經(jīng)過加熱爐，進入水合反應(yīng)器(R-1001)。在水合反應(yīng)器(R-1001)中不斷加入磷酸進行反應(yīng)。彌補在磷酸的損失。反應(yīng)器底部生成的混合物進入高壓反應(yīng)器(R-1002)，在高壓反應(yīng)器(R-1002)的頂部出來丙烯的混合氣體進入脫丙烯塔（T0105），在脫丙烯塔（T0105）頂部生成粗丙烷，這些丙烷一部分回到反應(yīng)器(R-1001)中繼續(xù)反應(yīng)，一部分生成粗丙烷的產(chǎn)品出來。在高壓反應(yīng)器(R-1002)內(nèi)，底部的異丙醇混合物進入低壓分離器高壓反應(yīng)器(R-1003)分離粗丙醇進入下一工段精制，4.5.3異丙醇水合精制階段AspenPlus流程模擬圖如圖4-9所示：圖4-9異丙醇精制工段流程圖上一工段的粗異丙醇進入輕組分塔脫丙烯塔（T0105），塔頂出來一些醚類物質(zhì)進行換熱處理，塔頂出來一些稀異丙醇溶液進入共沸塔（T0106）里，在共沸塔（T0106）頂?shù)着懦鰪U水和正丙醇，塔頂出來的異丙醇共沸物進入脫水塔（T0106）進行脫水處理，在脫水塔（T0106）加入苯作為萃取劑。在脫水塔（T0106）塔底產(chǎn)出精制異丙醇，一些含苯混合物少量的水和異丙醇進入回收系統(tǒng)進行回收利用，生成笨和殘余異丙醇。4.6總結(jié)經(jīng)過以上的流程的分析，我們可以得出以下結(jié)論：氣相直接水合法生產(chǎn)異丙醇，在工藝流程簡單，經(jīng)濟又環(huán)保方面，和傳統(tǒng)工藝相比較，實施的可行性高，具有很大優(yōu)勢。

第五章物料衡算與熱量衡算5.1物料衡算5.1.1第一工段物料衡算5.1.1.1反應(yīng)器（R0101）表5-1進出物料衡算表序號組分名稱質(zhì)量流量kg/h百分含量進料出料進料出料溫度°C2065020650壓力bar110110氣相分率0.763610.763611C3H8832014370.2360.33042H20403.63400.29253C3H606479.36600.37674N200005O200006H2O133313330.00040.00047C3H8O0000總量965396531.0001.0005.1.1.2脫水塔（T0101）表5-2脫水塔進出物料衡算表序號組分名稱質(zhì)量流量kg/h百分含量進料1出料1出料2進料1出料1出料2溫度°C202020202020壓力bar1121211212氣相分率0.8606100.8606101C3H814371137.16450.00450.03410.04941.4224e-072H21513.6293345.18490.000090.02570.02968.6342e-083C3H65369.37076805.4550.01310.72530.91953.6783e-064N20000005O20000006H2O133353.8482837.32890.21490.001418010.99997C3H8O000000總量96538341.6526837.346591.00001.00001.00005.1.1.3冷凝塔(T0102)表5-3冷凝塔進出物料衡算表序號組分名稱質(zhì)量流量kg/h百分含量進料出料1出料2進料出料1出料2溫度°C-70-70-70-70-70-70壓力bar121212121212氣相分率0.6439100.5319101C3H81437.3331247.76641697.13080.24910.04960.12602H2403.63437583.65712.77090.03930.50440.00023C3H68493.643134361.29258450.03810.70950.44580.85414N20000005O20000006H2O64.63100.016325.79410.00141.4643e-050.001524627C3H8O000000總量10399.241624992.692710175.73391.0001.0001.000

5.1.1.4精餾塔（T0104）表5-4精餾塔進出物料衡算表序號組分名稱質(zhì)量流量kg/h百分含量進料出料1出料2進料出料1出料2溫度°C-7019.075333.9517-7019.075333.9517壓力bar121012121012氣相分率0100101C3H81405.0988852.69122716.42810.13600.00170.88622H24.39014.39012.027e-120.00010.00023.443e-163C3H68196.815708091.31770324.66130.75210.99790.10444N20000005O20000006H2O14.5692014.56920.001500.00927C3H8O000000總量9620.873888148.3993415.824541.0001.0001.0005.1.2第二工段物料衡算5.1.2.1水合反應(yīng)器（R0201）表5-5水合反應(yīng)器進出物料衡算表序號組分名稱質(zhì)量流量kg/h百分含量進料出料1進料出料1溫度°C2519025190壓力bar1.072.01.072.0氣相分率0.57660.67330.57660.67331C3H849.541949.54190.00060.00072H28.17088.17080.00040.00033C3H610223.21717409.86380.51630.04214N200005O200006H2O03163.863600.20747C3H8O05623.185900.6688總量17480.929817480.92981.0001.0005.1.2.2丙烯精餾塔(T0201)表5-6精餾塔進出物料衡算表序號組分名稱質(zhì)量流量kg/h百分含量進料出料1出料2進料出料1出料2溫度°C603030603030壓力bar111111氣相分率0.4322100.4322101C3H847.311247.31123.1488e-060.00080.01020.00022H28.45018.45011.2198e-060.00020.00271.9949e-073C3H6813.8639813.86390.00040.04810.60130.02404N20000005O20000006H2O439.482691.07113610.44340.20710.03940.38817C3H8O8617.31551649.04850.31130.56180.51160.5616總量111398.07242612.52275481.1411.0001.0001.0005.1.2.3異丙醇精餾塔(T0205)表5-7精餾塔進出物料衡算表序號組分名稱質(zhì)量流量kg/h百分含量進料出料1出料2進料出料1出料2溫度°C2021.316081.45332015.534481.0410壓力bar179179氣相分率1101101C3H829.496229.19970.09280.01910.03174.3442e-052H27.37198.47193.2763e-130.00380.00513.002e-163C3H6781.8631781.45111.90910.40010.87110.00104N20000005O20000006H2O81.0652081.06520.024400.06127C3H8O8151.06156912.0017901.82940.48910.00090.9445總量9054.49887731．13278906.21911.0001.0001.0005.2熱量衡算5.2.1第一工段熱量衡算5.2.1.1丙烷脫氫反應(yīng)器（R0101）表5-8進出物料焓值表項目進料出料溫度°C20650壓力bar110質(zhì)量流量kg/h96539653焓值Gcal/hr-12.34211.5153ΣHGcal/hr-12.34211.51535.2.1.2丙烯脫水塔（T0101）表5-9進出物料焓值表項目進料出料1出料2溫度°C202020壓力bar11212氣相分率0.860610質(zhì)量流量kg/hr96538341.6526837.34659焓值Gcal/hr-6.21710.1431-6.8901ΣHGcal/hr-6.2171-6.89015.2.1.3丙烯冷凝塔(T0102)表5-10進出物料焓值表項目進料出料1出料2溫度°C-70-70-70壓力bar121212質(zhì)量流量kg/h10399.241624992.692710175.7339焓值Gcal/hr-5.3812-0.4854-4.8716ΣHGcal/hr-5.3812-5.38125.2.1.4丙烯精餾塔（T0104）表5-11進出物料焓值表項目進料出料1出料2溫度°C-7019.075333.9517壓力bar121012質(zhì)量流量kg/h9620.873888148.3993415.82454焓值Gcal/hr-4.69513.3631-3.3541ΣHGcal/hr-4.6951-0.3105.2.2第二工段熱量衡算5.2.2.1異丙醇反應(yīng)器（R0201）表5-12進出物料焓值表項目進料出料1溫度°C25190壓力bar1.072.0質(zhì)量流量kg/h15249.45515249.455焓值Gcal/hr-12.3110-21.1418ΣHGcal/hr-12.3110-21.14185.2.2.2異丙醇精餾塔(T0205)表5-13進出物料焓值表項目進料出料1出料2溫度°C2022.4860143.4836壓力bar11012質(zhì)量流量kg/h9054.49887731．13278906.2191焓值Gcal/hr-28.83410.1931-31.1812ΣHGcal/hr-28.8341-31.3743第六章設(shè)備的設(shè)計與選型6.1反應(yīng)器的設(shè)計反應(yīng)器的設(shè)計是整個項目設(shè)計中的最基礎(chǔ)的一部分。6.1.1反應(yīng)器的選擇及確定化學反應(yīng)的主要研究對象是工業(yè)反應(yīng)器，根據(jù)反應(yīng)器不同的特性，反應(yīng)器可以分為不同種類，具體如下：（1）按物料相態(tài)分類，可以把反應(yīng)器分為均相反應(yīng)器和非均相反應(yīng)器兩大類。均相反應(yīng)器是將反應(yīng)物料均勻地混合在一起或者將物料溶解成為單一的氣相或液相的狀態(tài)，我們把均相反應(yīng)器分為氣相反應(yīng)器和液相反應(yīng)器。把非均相反應(yīng)器分為氣—液相反應(yīng)器、氣—氣固相反應(yīng)器、液—液相反應(yīng)器、液—固相和氣-液-固相等反應(yīng)器。（2）按反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)，可以將反應(yīng)器可以分為釜式反應(yīng)器、管式反應(yīng)器、塔式反應(yīng)器、固定床和流化床等反應(yīng)器。（3）按操作方法分類，可以將反應(yīng)器分為連續(xù)式、半連續(xù)式和間歇式三種類型。（4）根據(jù)傳熱類型，可以分為外熱式、絕熱式和自燃式。綜合考慮各方面因素及本廠實際情況選擇固定床反應(yīng)器。本設(shè)計以異丙醇反應(yīng)的固定床反應(yīng)器為代表介紹反應(yīng)器的設(shè)計。通過Aspen模擬工藝得到反應(yīng)物與產(chǎn)物數(shù)據(jù)：表6-1反應(yīng)進出物料衡算表編號組份名質(zhì)量流量kg/h百分含量進料出料進料出料攝氏溫度°C2065020650壓力bar110110氣相分率0.763610.763611C3H8832014370.2360.33042H201513.6293500.034796073C3H6031596.370700.726353354N200005O200006H2O133313330.00040.00047C3H8O0000總量965396531.0001.0006.2精餾塔的設(shè)計塔設(shè)備的設(shè)計和選型是建立在丙烯合成工段流程的模擬、優(yōu)化的基礎(chǔ)上。在滿足工藝要求的條件下，進行進一步模擬計算。6.2.1設(shè)計標準《鋼制焊接常壓容器》JB/T4735-1997；《鋼制化工容器強度計算規(guī)定》HG20582；6.2.2設(shè)計目標氣相分離塔的設(shè)計要滿足以下要求：（1）氣相相充分接觸，分離效率高；（2）結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，耐腐蝕性強。6.2.3塔的選型塔主要有板式塔和填料塔兩種，優(yōu)缺點如下圖所示圖6-1板式塔和填料塔的比較根據(jù)本廠實際情況，所有塔均采用板式塔，且具有設(shè)備費用低、適合大液量操作等優(yōu)點。6.2.4精餾塔設(shè)計實例——異丙醇精餾塔項目選取了比較具有代表性的異丙醇精餾塔的計算和選型說明。（1）塔板選型綜合考慮塔板的效率、分離效果和設(shè)備的成本，維修等，我們初選篩板。（2）從ASPEN中導(dǎo)出氣液相分布如表所示表6-2塔內(nèi)氣液相分布塔板數(shù)液體體積流量cum/hr氣體體積流量cum/hr液體密度kg/cum氣體密度kg/cum液體粘度cP氣體粘度cP液體表面張力mN/m131.6530.61799.942.130.500.0129.82233.2431.24966.422.280.350.0120.72335.5636.56790.682.610.270.0119.20435.8936.81758.682.620.270.0119.11535.8136.85781.412.620.270.0118.92635.8736.89786.782.620.260.0118．917514.45515.31785.512.810.260.0118.638530.79527.81776.612.880.240.0118.439535.61530.15777.112.880.240.0117.9510537.19540.79777.012.880.240.0117.9411538.49540.87776.912.880.240.0117.9312539.84540.84776.802.890.240.0117.9213540.16541.20776.682.890.240.0117.9114540.26541.53776.512.890.240.0117.9015540.76541.71776.492.890.240.0117.8916541.79542.16776.392.890.240.0117.8617541.83542.79776.262.900.240.0117.8518542.81543.27775.942.900.240.0117.8319542.88543.81775.462.910.240.0117.8120318.220.00773.930.000.240.0017.756.3換熱器的設(shè)計在廠區(qū)換熱網(wǎng)絡(luò)集成，對換熱器進行設(shè)計。依據(jù)中國標準，選擇合適的換熱器。6.3.1換熱器設(shè)計選型依據(jù)換熱器的選型符合國家相關(guān)規(guī)定。且滿足工藝操作、經(jīng)濟上的要求且保證生產(chǎn)安全。6.3.2選型說明6.3.2.1換熱器的類型本項目主要選用管板式換熱器以及立式熱虹吸式再沸器。熱虹吸式再沸器的性能對比結(jié)果見表6-4。圖6-3熱虹吸式再沸器的性能對比結(jié)果6.4.儲罐選型依據(jù)圖6-4儲罐類型6.5壓縮機的選型6.5.1壓縮機的選型根據(jù)AspenPlus模擬結(jié)果，表6-3各個工藝壓縮機的技術(shù)指標設(shè)備號進氣溫度°C出口溫度°C進氣壓力Mpa出口壓力Mpa排氣量m3/min壓縮機功率KwC01012547.20.040.114.51745686.241438C01022550.20.010.18.6055531.732127從上表可看出，本工藝應(yīng)選用螺旋式壓縮機。結(jié)合上表，本工藝可選用上海艾瑪壓縮機有限公司EM系列螺旋桿式壓縮機。6.6泵的選型6.6.1選型依據(jù)《煉廠、化工及石油化工流程用離心泵通用技術(shù)條件》GB/T3215-1982《離心泵效率》GB/T13007-1991《離心泵名詞術(shù)語》GB/T7021-19866.6.2泵選型設(shè)計本工藝選用上海東方泵業(yè)有限公司制造的DFG系列標準化工流程泵，其符合JB/T53058-93標準。。圖6-5DFG系列標準化工流程泵技術(shù)參數(shù)根據(jù)流量及壓頭數(shù)據(jù)，再留出一定余量，選用的具體參數(shù)如下表所示（注：本項目的泵采用“一用一備”方案進行連續(xù)化作業(yè)，以防止在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)故障）：圖6-6進料泵參數(shù)6.7主要設(shè)備本項目的主要設(shè)備見附錄一設(shè)備一覽表。

第七章自動控制7.1自動控制的概述自動控制是企業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分，是化工企業(yè)可以繼續(xù)生產(chǎn)的保障和基礎(chǔ)。在當今社會，自動化控制可以提高企業(yè)收入，更加環(huán)保。通過自動調(diào)節(jié)，可以使過程變量達到我們期望的值。7.2自動控制水平本生產(chǎn)工藝流程完整，工藝先進。確保生產(chǎn)順利進行。7.3工藝控制方案設(shè)計根據(jù)工藝方案，分別對反應(yīng)、分離、兩個工段中的相關(guān)設(shè)備和物流進行自動控制方案的設(shè)計。7.4控制方案與檢測方案7.4.2精餾塔的控制溫度控制：主要控制精餾塔塔頂和塔底的溫度，塔體的溫度變化是通過調(diào)節(jié)回流液的流量來實現(xiàn)的，塔釜的溫度變化則是通過加熱蒸汽的流量來實現(xiàn)的，用著兩種方式來控制整個體系的溫度。液位控制，因為精餾塔塔的穩(wěn)定會受到塔釜液位和上升蒸汽的影響，因此需要經(jīng)過調(diào)節(jié)塔釜回流量來控制塔釜液位。壓力控制：本工藝中大多數(shù)塔是在常壓下操作的，故在控制壓力中可以在塔頂設(shè)置放空閥，來控制塔頂壓力。圖7-1塔頂控制圖圖7-2塔底控制圖7.5其他控制方案7.5.1比值控制確保物料按照一定的比例進料，因此這個設(shè)計涉及兩種及兩種以上的物料7.6控制儀表7.6.1流量儀表流量測量可分為流體的流量測量和固體的流量測量這兩大類。流量測量儀表用來測量流體的流量，固體流量測量儀表用于塊狀、粒狀、粉末類固體，有稱重式、沖量式和電子皮帶式。7.6.2壓力儀表壓力測量儀表的類型有彈性式、液柱式、壓力傳感式、和活塞式。7.6.3溫度儀表溫度計按照測量的方式不同可分為接觸式和非接觸式兩種。接觸式的有溫度計、熱電阻和熱電偶等；非接觸式的有光學高溫計、輻射溫度計、比色溫度計。7.6.4物位儀表對于易結(jié)晶、易腐蝕性的介質(zhì)采用磁致伸縮液位儀。7.6.5分析儀表根據(jù)工藝的要求，采用不同的分析儀表對介質(zhì)進行分析。視情況而定。第八章車間布置8.1化工產(chǎn)品生產(chǎn)的特點隨著化工生產(chǎn)工業(yè)的迅速發(fā)展，化工生產(chǎn)的安全性也越來越來重要?；どa(chǎn)具有易燃易爆性，毒害性，腐蝕性以及生產(chǎn)的連續(xù)性。8.2車間設(shè)計8.2.1設(shè)計依據(jù)《安全評價通知》(AQ8001-2007)《危險貨物品名表》(GB-12668-2012)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB50116-2013)《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》(GB-50116-2013)8.2.2車間廠房布置的原則設(shè)備布置要根據(jù)工藝流程，布置要規(guī)劃整齊，要有空地，符合相關(guān)規(guī)定8.2.3車間平面布置的要求設(shè)備布置一般相關(guān)條列，對危險品進行嚴格管理。對于容易爆炸采用露天。8.2.4反應(yīng)精餾車間設(shè)備布置1）塔設(shè)備工藝流程中所需要的塔設(shè)備要在露天，以裙座支撐于地面基礎(chǔ)上，可采用單獨布置形成、成列布置、成組布置、沿建筑物或框架內(nèi)布置。丙烯合成車間和異丙醇合成車間的精餾塔均位于車間一側(cè)，塔與塔之間的距離都大于2米。每個塔設(shè)備都要設(shè)有操作臺便于安裝施工、配管和維修，2）換熱器確定管口方位后，與設(shè)備間的連接的配管合理，常見的布置方式有：對保溫外殼最小尺寸為0.25米，兩個外殼之間一定要有有配管，附設(shè)換熱器設(shè)備的布置;取決于與之相連的設(shè)備以順應(yīng)流程。從塔釜經(jīng)換熱器抽出液體時換熱器要盡量靠近塔釜，使得泵吸入管路最短，以改善吸入條件。3）泵設(shè)備泵的布置要靠近原料。以保證有良好的條件；泵與泵的之間的距離距離視泵的大小而定，一般不小于0.7米，雙排泵間之間的距離不小于2米，泵與墻的距離不小于1.2米以便于通行，當布置受限時，也可采用兩臺泵公用一個基礎(chǔ)。泵的基礎(chǔ)一般比地面高出100~200mm，布置一般在底層或集中布置在泵房。泵需要經(jīng)常檢修，泵的周圍應(yīng)留有足夠的空間。車間泵數(shù)量有48都有備用一個。反應(yīng)精餾車間泵采用單排泵集中布置，相鄰泵間