强烈推荐年产80000吨丁辛醇合成气净化及羰基合成的工艺设计毕业论文.docx

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强烈推荐年产强烈推荐年产80000吨丁辛醇合成气净化及羰基合成的工吨丁辛醇合成气净化及羰基合成的工艺设计毕业论文艺设计毕业论文年产80000吨丁辛醇合成气净化及羰基合成的工艺设计摘摘要要本设计是关于年产80000吨丁辛醇合成气净化及羰基合成的工艺设计。

在该设计中首先叙述了丁辛醇生产的意义与应用及生产方法，确定了羰基合成的工艺路线。

并在此基础上进行物料衡算、热量衡算、关键设备的选择和计算。

依据车间布置设计的原则，对车间及设备进行了合理的布置。

对自动控制、环境保护做了详细的说明。

在这些基础上绘制了带控制点的流程图。

顺利的完成了10000字的化工课程设计说明书，关键词：

丁辛醇;羰基合成;工艺设计;物料衡算;热量衡算AbstractThesignificanceandapplication,marketanalyze,developmenttrendofbutanolandoctanolattheinstruction.TheprocessofOXOsynthesisisconfirmed.Onthebasiswerestatedintheinstruction.0nthebasisoftheprocess,thecalculationofthematerialbalanceandweredescribedindetail.Undertheconditionsoftheprocess,theprocessandinstrumentdiagram,processingequipmentdiagramandplantlayoutdiagramweredrown.Thedesigninstructionwith20000wordswasfinished.KeyWord：

Butanolandoctanol;OXOsynthesis;Processdesign,;Thecalculationofthematerialbalance;-Butylalcohol）英文名称1-Butanol。

产品理化性质：

分子式C4H10；系统命名为1-丁醇。

分子量：

74.12，熔点-90.2，相对密度为0.810gmol。

无色透明液体，沸点117.5，凝固点-89.5，闪点36-38，自然点365，微溶于水，能与乙醇和乙醚混溶。

3.异丁醇（i-Butylalcohol）产品理化性质：

分子式C4H10；系统命名为2-甲基-1-丙醇。

分子量：

74.12，熔点-108，相对密度为0.805gmol。

无色透明液体，沸点108.0，凝固点37.7，闪点28，自燃点426.6，易溶于水，乙醇和乙醚。

折光率（n20）：

1.395-1.397。

4.辛醇（Octylalcohol）英文名称2-ethyln-bal:

ni-bal=10:

1所以主反应消耗CO的量=Kmol-bal的量=Kmoln-bal:

nC3H8=11:

0.3,ni-bal:

nC3H8=11:

0.3，所以反应生成C3H8的量=Kmoln-bal=44.55Kmoli-bal=4.45KmolC3H8=3.98Kmolh，表2-2反应器进口物料平衡表组分Kmolh%（mol）分子量Kgh%（wt）C3H650.33532.942.12119.156.87H250.432.952100.82.71CO4932.0328.011372.4936.83C3H82.651.7344.1116.873.14杂质0.60.392816.80.45合计152.981003726.06100表2-3反应器进口物料平衡表组分Kmolh%（mol）分子量Kgh%（wt）n-Bal44.5583.0272.113212.586.22i-Bal4.458.2972.11320.898.61C3H83.9857.4544.1175.744.72H20.0650.1220.13忽略杂质0.61.122816.80.45合计53.6651003726.06100其中：

1.杂质为CH4+Ar+N2，所以分子量取平均值，为28便于计算。

2.H2质量百分比为310-5数量级，故忽略计算。

经核算：

n合成气=50.4+0.6+49=100KmolhM合成气=1008.+1372.49+16.8=1490.09Kmolhn丙烯=50.335+2.65=52.98KmolhM丙烯=2119.1+116.87=2235.97Kmolh如图2-3：

图2-3物料平衡图2.6热量衡算2.6.1能量衡算的意义与作用在化工生产过程中，各工序都要在严格控制的工艺下（如温度、压力、流量、浓度等）进行。

经历各种化学变化和物理变化，进行着物质的生产。

在这过程中，各类化工单元操作，或者有动量的传递（如流量传送）；或者有热量的传递（如换热设备）；或者有伴随热量的质量传递（如精馏，吸收等）。

若有化学反应，则不仅兼有“三传”（动量传递，热量传递，质量传递），还具有“一反”（化学反应产生的热效应吸收或放热）。

物质在整个过程中发生质量的传递和能量的变化。

前者可从物料衡算中求得，后者则依据能量守衡定律，利用能量传递和转化的规律，通过平衡计算求得，这样的化工计算称为能量衡算5。

化工生产中，能量衡算概括起来应用于以下几个方面：

（1）确定效率如流体输运、搅拌、粉碎等单元操作中所需效率。

（2）确定热量或冷量如蒸发、蒸馏、冷凝、冷却、闪蒸等所需要的热量或冷量。

（3）确定供热效率或放热效率如化学反应中，由于热效应（使体系的温度上升或下降）需确定的热量或冷量。

（4）确定节能措施为充分利用余热，降低总能量消耗所采用的相应措施。

由此可见，能量衡算作为化工计算的一部分是非常重要的，所以我们必须对能量衡算进行认真严格的计算。

2.6.2热量衡算及所需媒质的量热平衡式：

Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6；（2-1）式中Q1处理物料时需要的热量kJ；Q2加热剂或冷却剂与设备和物料传递的热量（符号规定加热剂加入热量为“”，冷却剂吸收热量为“”）kJ；Q3过程的热效应（符号规定放热为“”，过程吸热为“”，注意：

Q与热焓符号相反，即Q=H。

如过程放热则H为“”，则Q为“”）kJ；Q4离开设备物料带出的热量kJ；Q5设备各部件所消耗的热量kJ；Q6设备向四周散失的热量，又称热损失kJ。

物料表表2-4反应器进口物料表反应器进口物质C3H6H2COC3H8杂质Kmolh50.33550.4492.650.6%mol32.932.95321.730.39表2-5反应器出口物料表反应器出口物质n-Bali-BalC3H8H2杂质Kmolh44.554.453.980.0650.6%mol83.028.297.450.121.12生成热和燃烧热表2-6生成热和燃烧热表1atm,25下生成热HKcalmol1atm,25下燃烧热HKcalmolCO,g-26.416i-Bal,g-596.8H2,g-1.0H2,g-68.31n-Bal,g-52.40CO,g-67.62C3H8-24.820C3H6-490.2C3H64.88临界温度，临界压力表2-7临界温度和临界压力表临界温度tc临界压力pcatmCO-140.2334.53H2-239.9012.80C3H691.845.6n-Bal25339.5C3H896.5941.98各键的T、P表2-8各键的T和P表TP-CHO0.0480.33-CH-0.0120.210CH3-0.0200.227气体热容Cp表2-9气体热容Cpab103c106CO6.34241.8363-0.2801H26.4241.039-0.07804C3H62.25345.116-13.740C3H82.41057.195-17.5332.6.3热量计算据物料衡算，净化后合成气设为100KmolH2=KmolH2=KmolCp（t2-t1）6（2-2）

（1）求CO的Cp-Cp：

TrCO=TTc=PrCO=PPc=0.743查表得Cp-Cp0.2Kcal（KmolK）=0.837KJ（KmolK）

（2）求CO的Cp：

Cp=a+bT+cT2（2-3）表2-10CO的a、b、c的值ab103c106CO6.34241.8363-0.2801=6.8898Kcal（KmolK）=28.83KJ（KmolK）=6.9721Kcal（KmolK）=29.17KJ（KmolK）所以=（Cp1+Cp2）2=12（28.83+29.17）=29KJ（KmolK）所以Cp=Cp+0.837=29.837KJ（KmolK）所以QCO=48.129.837（90-40）=71757.99KJ（KmolK）同理求得QH2=72971.4KJ-Bal=nCp.m（T2-T1）（2-7）=（44.5529.425+44.5528.25+44.5589.609）（29-95）=（4.4529.425+4.4528.25+4.4589.609）（29-95）=-49156.04kJCp.m（T2-T1）（2-9）=（1.33528.25+1.33589.609）（29-95）=-11073.92kJ-Bal和C3H8在25，1atm下的生成热，i-Bal查到的数据为20，1atm下的燃烧热，所以：

H298reacn-Bal=（niH298.f）prod-（niH298.f）reactant=H298.n-Bal-H298.H2-H298.C3H6-H298.CO=1（-52.40）-1（-26.416）-1（-1.0）-14.88H293reaci-Bal=（niH293.C）reactant-（niH293.C）prod=H298.C3H6+H298.CO+H298.H2-H298.i-Bal=1（-490.2）-1（-67.82）-1（-68.31）-1（-596.8）H298reacC3H8=（niH298.f）prod-（niH298.f）reactant=H298.C3H8-H298.H2-H298.C3H6=1（-24.820）-1（-1.0）-14.88（3）H3由于n-Bal、i-Bal热容不能直接查到，所以由Rihani-Doraiswamy法查得,如下表表2-13a、b、c、d的值n-Bal官能团ab102c104d1061个CH3-0.60872.1433-0.08520.0011352个-CH2-0.39450.1363-0.01970.0025961个-CHO3.51840.94370.0614-0.006978合计4.19617.3596-0.2632-0.000651所以：

Cpn-Bal=4.1961+7.3596T102-0.2632T2104-0.000651T3106表2-14a、b、c、d的值i-Bal官能团ab102c104d1062个CH3-0.608