1课程设计工艺说明30000t 年丙烯制异丙醇项目工艺设计（2020年12月16日整理）.pdf

2013-2014-1 化工设计题目 1 30000t/年年丙烯丙烯制异丙醇项目工艺设计制异丙醇项目工艺设计 德士古工艺的优点主要有：丙烯单程转化率高、反应操作灵活易控制、阳 离子交换树脂催化剂易褥、催化剂对设备腐蚀较弱、能耗低、无污染环境等； （4）开发树脂法丙烯直接水合工艺及配套的耐高温阳离子树脂催化剂，建 设高效的国产化异丙醇生产装置十分必要 1 1 反应反应车间车间 来自总厂的质量分数为 99.7%、压力为 1.25Mpa、温度为 25的丙烯经三级 单螺杆泵（P0101A/B、P0102A/B、P0103A/B）压缩至 8Mpa,再经 U 型管换热器 （E0101、E0102）加热至 135，然后分成三股物流进入三台并联的固定床反应 器（R0101A、R0101B、R0101C）；脱盐水（电导率5S/cm）经三级单螺杆泵 （P0104A/B、P0105A/B、P0106A/B）压缩至 8Mpa,再经 U 型管换热器（E0103）加 热至 120，然后分成三股分别进入固定床反应器（R0101A、R0101B、R0101C） 的三段床层，三段床层进水量的比为 4.14:1:1。

本工艺采用强酸性阳离子交换树脂作为催化剂， 催化剂的床层温度要控制在 130-165， 因为当温度高于 165时， 磺酸根基团的脱落速度将加快， 导致反 应的转换率迅速降低，并且异丙醇的选择性也开始下降当温度小于 130时， 丙烯时空收率将减低 在本反应中， 总水稀摩尔比为 12， 大水稀比一方面有利于 增加反应推动力，同时产物异丙醇在水中的浓度也较低，可抑制副产品二异丙醚 的生成，因而提高目标产物异丙醇的选择性：另一方面，由于丙烯水合为放热反 应，大水稀比有利于控制床层的反应温度，并可使催化剂表面能得到充分浸润， 能及时移走催化剂床层的反应热，防止催化剂超温失活 2013-2014-1 化工设计题目 2 图 31 反应车间 本工艺中丙烯的单程摩尔转化率可以达到 60.4%异丙醇的摩尔选择性为 90.34%，二异丙醚的摩尔选择性为 8%，2-甲基-戊稀的摩尔选择性为 1.66%固 定床出口物流的温度为 146.5，压力为 8Mpa，然后进入高压闪蒸罐(V0103)， 顶部出来的为 140、1.6Mpa 含少量异丙醇的未反应丙烯气体，底部出来的为 140、1.6Mpa 的含少量丙烯和两个副产品的异丙醇水溶液，该股物流在进入低 压闪蒸罐(V0104)， 进一步除去丙烯， 顶部出来的为 140、 0.8Mpa 的丙烯气体， 底部为 140、0.8Mpa 的含有二异丙醚、C6 烯烃的异丙醇水溶液，去异丙醇车 间的提浓塔（T0201） 。

高低压闪蒸罐的顶部气相物流混合后经冷凝器冷凝成 33.2、0.8MPpa 的饱和液体，去副产品车间的丙烯回收塔（T0301） 2 2 异丙醇精制异丙醇精制工段工段 来自反应车间的含有二异丙醚、 C6 烯烃的异丙醇水溶液进入提浓塔 （T0201） ， 提浓塔的目的是除去异丙醇水溶液中大量的水， 提浓塔塔底出来的为大量质量分 数99.9%、温度为 99的水，此水回循环水罐（V0102）待再次循环利用，塔顶 出来的为提浓后的含有二异丙醚、 C6 烯烃的异丙醇水溶液， 进入脱轻塔 （T0202） 脱轻塔（T0202)的目的是除去异丙醇水溶液中的两个副产品二异丙醚和 C6 烯烃脱轻塔（T0202)塔顶出来的是含有少量异丙醇的二异丙醚、C6 烯烃气 体混合物，然后去下副产品车间的水洗塔（T0302） ；脱轻塔（T0202)塔底出来的 是异丙醇水溶液（其中异丙醇的质量分数为 87%，达到异丙醇、水二元恒沸物组 2013-2014-1 化工设计题目 3 成） ，然后去共沸塔（T0203） 共沸塔（T0203）的目的是除去异丙醇水溶液的水，从而达到异丙醇的优级 品（异丙醇的质量分数99.7%） 。

因为脱轻塔（T0202)塔底出来的异丙醇的水溶 液已经达到恒沸物的组成， 因此不可能通过常规的精馏除去异丙醇水溶液中的水 在此环节， 将引入夹带剂苯， 来达到除去异丙醇水溶液中的水 共沸塔 （T0203） 塔顶出来的为异丙醇、 水、 苯三元非均相共沸物， 经冷凝器 （E0206） 冷凝到 30， 然后进入分水罐（V0204） ，异丙醇、水、苯三元非均相共沸物在分水罐（V0204） 中分成， 上层为油相， 下层为水相 油相回共沸塔 （T0203） ， 水相去脱水塔 （T0204） 共沸塔（T0203）塔底是质量分数为99.7%的异丙醇优级品 图 32 异丙醇精制车间 脱水塔（T0204）的目的是回收水相中少量的异丙醇和夹带剂苯，脱水塔 （T0204）塔顶为含有异丙醇、苯的蒸汽，经冷凝器（E0208）冷凝到 30回到分 水罐（V0204）进行分层；脱水塔（T0204）塔底为水，水去污水中转站处理在 此环节中， 将有少量的夹带剂苯从共沸塔 （T0203） 和脱水塔 （T0204） 塔底流失， 因此需要不断的在分水罐（V0204）补充夹带剂苯的量，夹带剂苯的补充量等于 苯从共沸塔（T0203）和脱水塔（T0204）塔底流失之和。

3 3 副产品精制车间副产品精制车间 来自脱轻塔（T0202)塔顶的含有少量异丙醇的二异丙醚、C6 烯烃气体混合 物从水洗塔（T0302）底部进入水洗塔该环节用预热到 50的脱盐水来脱除气 体混合物中的少量异丙醇，脱盐水从水洗塔（T0302）顶部进入水洗塔（T0302）, 脱除气体混合物中含有的少量的异丙醇 2013-2014-1 化工设计题目 4 图 32 副产物精制车间 水洗塔（T0302）底部的含有少量的异丙醇的脱盐水进入异丙醇车间的提浓塔 （T0201）进行提浓；水洗塔（T0302）顶部出来的气体混合物经冷凝器（E0304） 冷凝成饱和液体，然后进入副产品精馏塔（T0303）进行二异丙醚回收，副产品 精馏塔 （T0303） 塔底得到的是质量分数为 99.7%的二异丙醚， 达到国家规定的优 级品的标准；塔顶为 C6 烯烃混合物 2013-2014-1 化工设计题目 5 。