Z600-年产2万吨四氢呋喃生产工艺设计 下载积分：50　资料编号： Z600

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Word版说明书1份，共79页，约21000字

CAD版本图纸，共13张

摘要

四氢呋喃（THF）是一种重要的有机合成原料及优良的溶剂，有“万能溶剂”的美称，同时也是一种重要的医药中间体。THF可以开环聚合生成四甲乙醇( PTMG )，进而合成聚四亚甲基醇醚(PTMEG)，用作聚氨酯弹性纤维和聚氨酯弹性体等，具有广阔的应用前景。本设计为年产2万吨四氢呋喃生产工艺设计。通过工艺比较选用以1,4-丁二醇(BDO)为原料，氢气做BDO的气化保护气，χ-Al2O3作催化剂，的BDO气相脱水环化工艺生成四氢呋喃及水。并根据THF-H2O溶液的共沸点随操作压力的改变而变化的特点和TFH跟其他组分沸点的差异，利用三塔差压精馏的方式获得高纯度的THF。设计的内容包括了对反应和精馏工段的物料衡算、热量衡算和对主要设备的设计及附属设备的选型等。并绘制带控制点的工艺流程图（PID）、物料流程图（PFD）、车间设备布置图和主要设备装配图，编写设计说书。

关键词：四氢呋喃；1，4-丁二醇；脱水环化；差压精馏；工艺设计

目录

1 前言 1

1.1 四氢呋喃简介 1

1.2 四氢呋喃基本性质 1

1.3 国内外的现状及发展前景 2

1.4 四氢呋喃的制备工艺 2

1.4.1 糠醛法 2

1.4.2 Reppe法 2

1.4.3 丁二烯法 2

1.4.4 顺酐加氢法 4

1.4.5 THF主要生产工艺技术比较 5

2 制备工艺 6

2.1 设计任务书 6

2.2 工艺流程的概述 6

2.3 反应原理 7

2.3.1 1，4-丁二醇气相脱水环化法主、副反应 7

2.3.2 BDO脱水环化催化剂 7

2.3.3 反应的适宜工艺条件 7

2.4 差压精馏分离原理 9

2.5 工艺流程图及物料流程图(见附录1、2) 10

2.6 工艺流程操作的叙述 10

3 物料衡算 12

3.1 原料投料量计算 12

3.2 脱水反应器出料 12

3.3 气液分离器 14

3.4 塔设备的物料衡算 14

3.4.1 常压脱水塔 14

3.4.2 脱轻组分塔 22

3.4.3 脱重组分塔 24

4 热量衡算 26

4.1 反应器的热量衡算 26

4.1.1 热量衡算方程 26

4.1.2 Q1和Q4和计算 27

4.1.3 反应过程热Q3 28

4.1.4 Q5和Q6的计算 29

4.1.5 热负荷Q2的计算 29

4.2 精馏塔的热量衡算 30

4.2.1 物性数据 30

4.2.2 回流比及精馏塔流量的计算 35

4.2.3 脱水塔的热量衡算 36

4.3 换热器的热量衡算 37

4.3.1 工艺条件 37

4.3.2 物料露点温度的计算 38

4.3.3 热量衡算 39

5 主要设备的设计和选型 42

5.1 脱水环化反应器的设计 42

5.1.1 主要工艺尺寸计算 42

5.1.2 核算换热面积 43

5.2 常压脱水塔的设计 44

5.2.1 常压脱水塔塔板数的确定 44

5.2.2 常压脱水塔的主要工艺尺寸计算 46

5.2.3 筛板流体力学的验算 51

5.2.4 塔板的负荷性能图 55

5.2.5 塔总体高度的计算 60

5.2.6 主要接管尺寸的选取 61

5.3 换热器的选型 64

6 车间布置 65

6.1 概述 65

6.2 设计依据 65

6.3 车间生产及安全要求 65

6.4 操作条件及设备安装检修的要求 66

6.5 车间布置（见附录3） 66

7 三废处理 67

7.1 废水 67

7.2 废气 67

7.3 废渣 67

符号说明 69

总结 71

参考文献 72

致谢 73

附录1带控制点的工艺流程图（PID） 74

附录2物料流程图（PFD） 74

附录3车间布置图 74

附录4主要设备图 74

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