应用化工技术6309041120

滨州职业学院BINZHOUVOCATIONAICOLLEGE毕业论文姓名李国良学号6309041120专业班级2009级应用化工技术一班系院名称轻纺化工学院指导老师王婷2011年6月15日年产十万吨甘油的生产车间工艺设计[摘要]：甘油，即丙三醇。具有吸湿性、保温性、高粘度、水溶性、无毒、有甜味、有三个羟基可制成一些衍生物等特性，是一种重要的化工原料。本设计为年产十万吨甘油的生产工艺设计。目前，在国内生产甘油又有多种方法，而本设计是由环氧氯丙烷法生产甘油工艺的设计；主要设计内容有原料的存储罐，以及生产过程如蒸发，换热等工序的计算。主要以物料衡算和热量衡算进行工艺计算和设备选型.在选型的基础上绘制了工艺流程图，主要设备装配图，车间设备立面图和全厂平面布置图。Abstract:Glycerin,scientificnamebeingglycerol,isanimportantlightindustryrawmaterial,becauseofitscharacteristicofmoistureabsorption,heatpreservation,heatviscosity,water-soluble,no-poison,tastesweet,bacteriumresolveeasily,andtherearethreehydroxylgroupscouldbemadeintoderivatives.Technologicalofoutputting100,000tonsofglycerinprocessworkshopperyeararedesignedinthispaper.Therearemanywaystoproduceglycerin,buttheepichlorohydrinisadoptedinthispaper.Themaindesignincludesthecalculationsofrawmaterialstoragetank,andtheprocessofproduction,suchasevaporationandheattransfer.Thecalculationsandequipmentselectionsarecompletedthroughmassbalanceandheatbalance,Theengineeringflowsheet,themainequipmentassemblingdrawing,workshopapplianceelevationdrawingandfloorplanofplantarecompletedalso.Keywords:Epichlorohydrin;Glycerin,reactor;evaporationtowerI目录1概述................................................11.1甘油研究背景............................................11.1.1甘油性质和用途.....................................11.2.甘油的生产工艺..........................................21.2.1天然甘油的生产.....................................21.2.2合成甘油的生产.....................................31.2.3发酵甘油的生产.....................................41.3甘油发展现状............................................51.4甘油的市场分析..........................................61.5甘油的发展前景.........................................101.6本设计的任务以及选题意义...............................112工艺说明...........................................122.1主要生产甘油的工艺说明.................................122.1.1油脂皂化制皂......................................122.1.2天然油脂水解法....................................122.1.3丙烯醛法..........................................132.1.4环氧氯丙烷法......................................142.2工艺流程方案...........................................152.3主要工艺参数说明.......................................163生产工艺设计计算...................................163.1主要化学反应...........................................163.1.1化学反应..........................................163.1.2化学反应物料衡算..................................16II3.2反应器的设计...........................................173.2.1反应釜体积计算....................................173.2.2反应釜直径和高度的计算............................183.2.3反应釜的热量衡算：................................183.2.4第二个反应的反应器设计............................214车间设备布置说明...................................234.1车间布置设计的意义.....................................234.2车间布置的原则.........................................234.3车间设备布置...........................................234.4车间布置的任务.........................................244.5设备布置设计注意的问题.................................244.5.1露天化布置与室内布置..............................244.5.2生产流程化布置....................................254.5.3集中化布置........................................254.5.4操作、安装与检修要求..............................254.5.5设备布置与厂房建筑................................264.5.6设备布置与安全卫生................................264.6车间设备布置的方法与步骤...............................265总结...............................................27参考文献.............................................28致谢.................................................291年产十万吨甘油的生产车间工艺设计1概述1.1甘油研究背景1.1.1甘油性质和用途甘油（历史），1779年由斯柴尔（Scheel）首先发现，1823年人们认识到油脂成分中含有Chevreul,希腊语为甘甜的意思，因此命名为甘油（Glycerine）。第一次世界大战期间，因其为制造火药的原料，则产量大增，是最简单的三羟基醇。分子式：C3H8O3，结构简式HOCH2CH（OH）CH2OH，又称丙三醇。在自然界中甘油主要以甘油酯的形式广泛存在于动植物体内，在棕榈油和其他极少数油脂中含有少量甘油，是一种无色粘稠液体，具有甜味。熔点20℃，沸点290℃（分解），相对密度1.2613（20／4℃)。纯甘油可形成结晶固体，冷至－15～－55℃时最易结晶，吸水性很强，可与水混溶，并可溶于丙酮、三氯乙烯及乙醚-醇混合液。甘油与一元醇化学性质相似：例如与金属钠反应生成一元甘油醇钠,与干燥的氯化氢气反应，生成2，3-二羟基-1-氯丙烷和1，3-二羟基-2-氯丙烷。在乙醚溶液中与氯化氢反应，主要生成2-羟基-1，3-二氯丙烷。氧化时生成甘油醛、甘油酸；还原时生成丙二醇。（性状与稳定性）无色粘稠状液体；味略甜，与水及乙醇可任意比例混合，在潮湿空气中能吸收水分，遇冷时间过长能析出结晶块，稍加温可再溶，故应密闭贮存。甘油于10℃左右与硫酸、硝酸混合酸反应，生成甘油三硝酸酯，俗称硝酸甘油，这个化合物经轻微碰撞即分解成大量的气体、水蒸气和二氧化碳，发生爆炸。硝酸甘油还常用作强心剂和抗心绞痛药。脂肪酰氯或酸酐可酯化甘油。甘油与过氧化氢、过氧酸、亚铁盐、稀硝酸等反应，生成甘油醛、二羟基丙酮；与浓硝酸作用生成甘油酸。甘油也可被四乙酸铅或高碘酸氧化。甘油与硫酸钾或浓硫酸加热发生分子内失水，生成丙烯醛。2甘油，因其具有吸湿性、保温性、高粘度、水溶性、无毒、有甜味、微生物易分解、有三个羟基可制成一些衍生物等特性，是一种重要的轻化工原料。在合成树脂工业、食品工业、国防工业、纺织工业、药物合成、烟草、化妆品等工业具有广泛的用途。在合成树脂工业用于制造醇酸树脂、环氧树脂、甘油松香树脂、改性酚醛树脂、失水苹果酸干树脂、聚醚树脂、聚氨酯树脂。医药工业用于制造甘油硼酸、胃沅酶等。食品工业用于做甜味剂等，也是聚氨酯泡沫反应的引发剂、载色剂、润滑剂、烟草吸湿剂、啤酒阻酵剂、糖果防结晶剂、乳脂防酸剂、冷冻食品保鲜剂。国防工业用于制造硝化甘油炸药。纺织印染工业用作纺织物的防绉防缩处理剂、扩散剂、渗透剂、润滑剂。化工生产中用于溶剂、吸收剂、防冻剂等。此外，还用作在涂料、炸药、塑料、牙膏、化妆品、食品、烟草、化工、造纸、电工材料等工业。1.2.甘油的生产工艺甘油产品分为天然甘油和化学合成甘油，天然甘油主要以植物油脂和动物脂肪为原料,生产某些产品过程所得的副产品,例如油脂皂化制皂、油脂水解和油脂醇解;合成甘油则是将石油化工产品经化学合成制得。1.2.1天然甘油的生产天然甘油主要来自肥皂生产和油脂裂解过程的副产品；1948年以前，甘油全部从动植物油脂制皂的副产物中回收。直到目前，天然油脂仍为生产甘油的主要原料，其中约42％的天然甘油来自制皂副产，58％来自脂肪酸生产。由于该方法以天然油脂为原料，且甘油是副产物，我国的化学工作者设想将其用于油脚的废水处理和利用上，既起到环保的作用，又得到一定的经济效应。（1）、油脂皂化制皂油脂皂化是油脂与碱液在一定条件下反应生成肥皂及甘油的过程,其反应方程式如下：RCOOCH2RCOOCHRCOOCH2+3NaOH3RCOONa+CH2OHCHOHCH2OH甘三酯苛性钠肥皂甘油3皂化反应产物分成2层：上层主要是含脂肪酸钠盐（肥皂）及少量甘油：下层是废碱液，为含有盐类、氢氧化钠的甘油稀溶液，一般含甘油质量分数9％～16％，无机盐质量分数8％～20％。（2）、油脂水解油脂与过量水在一定条件下反应生成脂