1、 I 分类号 单位代码 11080 密 级 学 号 0903120233 本科毕业论文（设计） 题 目 年产 20 万吨乙二醇生产 - 乙二醇合成工段设计 工艺设计 作 者 王刚 院 (系 ) 化学工程学院 专业班级 2012级化学工程与工艺 1班 学 号 0903120233 指导教师 李学坤 答辩日期 年 月 日 西安文理学院教务处 制 II 西安文理学院 毕业论文（设计） 诚信责任书 本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计），是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外
2、，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果 。对本文的 研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本人毕业论文（设计）与资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。 论文作者签名 : 年 月 日 I 设计任务 设计题目：年产 20 万吨乙二醇 -乙二醇合成工段设计 设计任务 任务量 为年产 20 万吨乙二醇工厂提供足量的乙二醇 工作日 年 / 天330 ， 24h 连续运行 设计内容和要求 序号 设计内容 要求 1 工艺设计 选择合适的工艺流程、工艺条件 2 工艺计算 物料衡算、热量衡算 等 3 反应器设计 草酸二甲酯加氢反应器工艺尺寸设计计算、并进 行反应器
3、的优化 4 换热器 传热面积 的 计算 、 规格选型 5 泵、压缩机 泵、 压缩机规格选型 6 自控设计 选择设计合理的设备控制方案以及该车间的整体 控制方案 7 车间布置 根据化工设计规则实际操作进行合理的车间布置 8 环境保护 根据排放要求合理处理三废 9 编写设计说明书 目录 、引言、设计内容、设备选型、设计结果一览表、结束语 10 绘图 1.绘制合成反应器 、 DMO 精馏塔装配图 2.合成工段物料流程图 PFD，自控流程图 PID 3.车间平、立面布置图，管道布置图 11. 参考文献 十篇以上相关的中文文献和一篇英文文献 II 摘 要 对于我国能源现状，以煤产业代替石油为原料制备化工
4、产品成为国内外发展趋势。合成气经草酸二甲酯 (DMO)催化加氢法是制备乙二醇 (EG)工艺的研究热点之一，其中 DMO 加氢反应是制备 EG 的核心。 乙二醇 (ethylene glycol)， OHCH-OHCH 22 ，分子量 62.07 ； 具有沸点高、凝固点低和还原性弱等特点 ； 醇沸点液体；在室温下，乙二外观无色无臭、有甜味 197.3，闪点 111.1 ， 1 .1 1 5 5 相对水的密度 。 我国乙二醇主要用于生产聚酯(PET)、防冻液以及黏合剂等 。 的主要的消费领域，聚酯行业是我国乙二醇 聚酯消费始终占乙二醇总消费量的 90 以上，致使我国乙二醇的生产和消费得到了持续不断
5、和快速的发展。 本设计量是年产 20 万吨乙二醇，年工作 8000 小时，由年产量计算可知原料DMO 年消耗量为 146.89 万吨，新 鲜氢气年消耗量为 10.03 万吨。本设计首先对工艺流程分析，再根据工艺参数及有关标准利用 Aspen Plus 模拟软件完成了加氢反应器的物、热量衡算，还完成了对反应器的优化问题；本设计采用固定床列管式反应器，设计出反应器的内径为 2.5m，管长为 7.5m，管子采用 25 2.5mm，一共 5017 根，正三角形排列；利用 SW6-2011 软件对 DMO 加氢反应器进行了强度校核；最后完成了设备的设计和选型。本设计还对 DMO 加氢工段的车间布置、设备
6、控制、环境保护及投资估算进行了简单的设计与说明。 关键词 : 乙二醇； DMO 加氢 ；列管式反应器III Abstract For Chinas energy situation, the development trend of domestic and international production of chemical products by replacing oil with coal industry as raw material. The syngas by dimethyl oxalate (DMO) catalytic hydrogenation method is
7、one of the highlights in agro-scientific research in the preparation of ethylene glycol (EG) process. The DMO hydrogenation reaction is the core of the preparation of EG. Glycol (ethylene glycol), CH2OH-CH2OH, molecular weight is 62.07; With the characteristics of high boiling point, low freezing po
8、int and weak reducing;Design is colorless, odorless, sweet liquid. At room temperature, and ethylene glycol boiling point 197.3 , flash point 111.1 , the relative water density of 1.1155. Ethylene glycol in China mainly for the production of polyester (PET) and antifreeze and binder etc. Polyester i
9、ndustry is the main consumption of ethylene glycol in China, polyester consumption accounts for more than 90% of ethylene glycol total consumption all the time, the production and consumption of ethylene glycol has been continuous and rapid development . This design flow is the annual output of 200w
10、 tons of ethylene glycol, work 8000 hours, calculated by the annual production of known DMO annual consumption of 1.4689 million tons of raw materials, fresh hydrogen consumption of 10.03w tons. This design first to process analysis and then according to the process parameters and the standard of As
11、pen plus simulation software completed the hydrogenation reactor, heat balance,also completed the optimization problem of the reactor; This design USES the fixed bed,design reactor diameter 2.5m, length of 7.5m, the pipe by 25 2.5mm, a total of 5017 root, regular triangle arrangement.t; SW6-2011 sof
12、tware is used to analyse the DMO hydrogenation reactor intensity; Finally completed the design and type selection of equipment. This design also the DMO hydrogenation section of the workshop layout,equipment control, environmental protection and investment estimation for the simple design and illust
13、ration. Key Words: ethylene glycol; dimethyl oxalate hydrogenation; column tubular reactor IV 目 录 设计任务 . I 摘 要 .II Abstract . III 1 绪论 . 1 1.1 项目概述 . 1 1.2 工艺特点 . 1 1.3 产品规格 . 2 1.4 项目建设意义 . 2 2 生产工艺 . 3 2.1 项目背景 . 3 2.2 工艺选择 . 3 2.2.1 工艺方案比较 . 3 2.2.2 工艺方案选择 . 4 2.3 工艺路线介绍 . 5 2.3.1 工艺原理 . 5 2.3.2
14、工艺流程图 . 5 2.3.3 生产流程叙述 . 6 2.4 催化剂选择 . 7 2.4.1 Cu/SiO2加氢催化剂 . 7 2.4.2 HEG-1 加氢催化剂 . 7 3 物料衡算及能量衡算 . 8 3.1 物料衡算 . 8 3.1.1 物料衡算的意义 . 8 3.1.2 物料衡算的任务 . 8 3.1.3 物料衡算遵循的原则 . 8 3.1.4 系统物料衡算 . 8 3.2 能量衡算 . 11 3.2.1 能量衡算的目的 . 11 3.2.2 能量衡算可以解决的问题 . 11 3.2.3 能量衡算遵循的原则 . 11 V 3.2.4 系统能量衡算 .12 4 设备选型及设计 .14 4.
15、1 设计标准与依据 .14 4.2 换热器 .14 4.2.1 概述 .14 4.2.2 分类与特性 .15 4.2.3 氢气进料预热器 .16 4.2.4 选型结果 .26 4.3 泵 .27 4.3.1 概述 .27 4.3.2 选用要求 .27 4.3.3 DMO 进料泵 .28 4.3.4 选型结果 .32 4.4 压缩机 .33 4.4.1 概述 .33 4.4.2 设计依据 .33 4.4.3 氢气压缩机设计 .33 4.5 反应器 .34 4.5.1 概述 .34 4.5.2 反应器选型 .34 4.5.3 DMO 加氢反应器设计 .34 4.5.4 反应器设计 .37 4.5.
16、5 反应器细节设计 .39 4.5.6 反应器结构设计 .39 4.5.7 支座设计 .45 4.6 储罐 .47 4.6.1 概述 .47 4.6.2 分类 .47 4.6.3 加氢粗产品储罐 .47 4.6.4 选型结果 .48 5 自动控制及仪表 .49 VI 5.1 设计依据 .49 5.2 设计范围及分工 .49 5.3 动力供应 .49 5.3.1 仪表用压缩空气 .49 5.3.2 仪表用电源 .49 5.4 设备控制方案 .49 5.4.1 泵的控制方案 .49 5.4.2 压缩机的控制方案 .51 5.4.3 换热器的控制方案 .52 5.4.4 反应器的控制方案 .53 5.4.5 闪蒸罐的控制方案 .55 5.4.6 储罐的控制方案 .55 6 车间布置 .57 6.1 设计依据 .
