气相烷基化法制乙苯的工艺设计
摘要
乙苯是一种重要的化工原料。随着我国国民经济的快速发展，乙苯的需求量也随之而逐年递增。本文主要对气相烷基化法制乙苯进行工艺设计。该工艺以催化裂化干气和苯为原料，采用催化裂化干气制乙苯第三代技术。在现有资料的基础上设计了整个工艺流程，用Auto CAD软件进行绘制、Aspen 11.1软件进行模拟，并对整个流程的物料衡算和能量衡算进行了计算，以换热器的设计为例，进行了设备选型。
关键词：乙苯；催化裂化干气；工艺设计
ABSTRACT
Ethylbenzene is an important chemical raw material. With the rapid development of national economy, the demand for ethylbenzene increases year by year. This paper mainly designs the process of ethylbenzene prepared by gas phase alkylation method. The Fluid Catalytic Cracking (FCC) dry gas and benzene are used as raw materials in this process, in which the third generation technology of ethylbenzene prepared by FCC dry gas are used.The entire flow diagram is designed, which are drawn by Auto CAD software and simulated by Aspen 11.1 software. The material and energy balance of the entire process flow are calculated and the selection of equipment such as heat exchanger also is determined.
Key Words：Fluid Catalytic Cracking dry gas；Ethylbenzene；Process design
目录
1概述 (1)
1.1引言 (1)
1.2 乙苯的性质 (1)
1.3 乙苯的用途 (1)
1.4 课题研究的目的及意义 (2)
2原料及生产工艺的选择 (3)
2.1 原料的选择 (3)
2.2 生产工艺的选择 (3)
2.2.1 生产工艺介绍 (3)
2.2.2 生产工艺的选择 (5)
3 生产工艺流程设计 (6)
3.1 催化裂化干气的预处理 (6)
3.1.1 生产原理 (6)
3.1.2 脱丙烯技术的选择 (6)
3.1.3 工艺流程 (6)
3.2 烃化及反烃化 (7)
3.2.1 生产原理 (7)
3.2.2 反应器及催化剂 (8)
3.2.3 工艺流程 (9)
3.3 产物的分离 (10)
3.3.1 生产原理 (10)
3.3.2 工艺流程 (10)
4 物料及能量衡算 (12)
4.1 物料衡算 (12)
4.1.1 物料衡算原理 (12)
4.1.2 Aspen物料衡算结果 (12)
4.2 能量衡算 (15)
4.2.1 能量衡算原理 (15)
4.2.2 热量衡算的目的和意义 (15)
4.2.3 Aspen能量衡算结果 (16)
5 换热器设计 (19)
5.1 换热器的概述及简介 (19)
5.2 工艺计算 (19)
5.3 工艺结构尺寸 (21)
5.4 换热器的核算 (24)
5.5 辅助设计 (27)
5.6 换热器主要结构尺寸计算结果 (27)
结论 (29)
致谢 (30)
参考文献 (31)
附录 (33)
1概述
1.1 引言
乙苯是一种重要的化工原料，主要用于生产苯乙烯。随着我国国民经济的快速发展，对乙苯/苯乙烯的需求量逐年递增，而纯乙烯资源短缺限制了我国乙苯/苯乙烯的生产，故我国乙苯/苯乙烯一直供不应求，供需矛盾日益突出。解决这一问题的关键是寻找到丰富的合成乙苯的原料[1]。催化裂化（FCC）干气是石油加工过程产生的废尾气，在我国每年产生的量很大，其中含有宝贵的乙烯资源。因此，利用好催化裂化干气既可以提高石油资源的有效利用率，又能提高我国乙苯/苯乙烯的生产能力，缓解供不应求的局面。
乙烯制取乙苯是一种烷基化过程，烷基化过程可以在均相和非均相、液相或气相中进行。如今，液体均相烷基化覆盖了超过24%的乙苯（EB）生产，全球约有40%的乙苯生产是在气体非均匀介质中进行的，其余的乙苯是在液体非均相中生产的[2]。可见，气相烷基化法在生产乙苯方面占有重要地位。由中国科学院大连化学物理研究所（DICP）、抚顺石化公司石油二厂和洛阳石化工程公司联合开发的催化裂化干气制乙苯第三代成套技术是催化裂化干气制乙苯系列技术发展历程中的又一次重大飞跃，由于其先进性、实用性、经济性及优异的节能减排降耗效果，开发成功后迅速推广到国内石化行业多家单位，取得了显著的经济效益和社会效益。
1.2 乙苯的性质
乙苯属芳烃，是一种无色液体，有芳香气味。其熔点为-94.9℃，沸点136.2℃，相对密度（水为1）低于水，为0.87，不溶于水，可混溶于乙醇、醚等多数有机溶剂；闪点为15℃，爆炸上限为6.7%（V/V），爆炸下限为1.0%（V/V）。
乙苯存在于煤焦油和某些柴油中，是一种易燃物质，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热或与氧化剂接触，有引起燃烧爆炸的危险。此外，乙苯对皮肤、粘膜有较强刺激性，高浓度有麻醉作用。
1.3 乙苯的用途
乙苯是重要的化工原料，主要用于生产苯乙烯，进而生产聚苯乙烯树脂(PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂、苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)树脂、丁苯橡胶和丁苯胶乳(SBR/SBR胶乳)、不饱和聚酯等诸多下游产物，这些产品在汽车、家电、建材、包装、医药等国民经济多个行业有着广泛的应用[3]。乙苯少量用于有机合成工业，例如生产苯乙酮、乙基蒽醌、对硝基苯乙酮、甲基苯基甲酮等中间体。在医药
上用作合霉素和氯霉素的中间体，也用于香料。此外，还可作溶剂使用，能溶解氯化橡胶、天然橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、乙基纤维素、环氧树脂、滴滴涕、油脂、石蜡油、蜡等。
1.4 课题研究的目的及意义
随着我国炼油工业中原油深度加工的迅速发展，副产物催化裂化干气产量急剧增加，其中所含的稀乙烯是十分宝贵的化工原料。因此，如何利用好这一资源是当务之急。催化裂化干气制乙苯的技术开发解决了这一难题，催化裂化干气所含的稀乙烯在制备乙苯过程中得到了利用，并且可获得我国紧缺的乙苯原料。目前，催化干气制备乙苯的工业化早已实现，国内已经建立多个设备装置投以生产。催化裂化干气制备乙苯工艺的研制成功不仅给炼油厂所产生的催化裂化干气中的稀乙烯的利用提供了一条有效的途径，同时也为我国的稀缺资源乙苯的来源提供了一条途径。而且，采用催化裂化干气制备乙苯，其前景广阔，生产成本相对较低，经济效益较好，具有较强的市场竞争能力。总之，利用炼油厂的催化裂化于气制备乙苯具有其独特的经济效益和社会效益[4]。
2原料及生产工艺的选择
2.1 原料的选择
根据乙烯原料来源的不同，乙苯的生产工艺分为纯乙烯法工艺和稀乙烯法工艺。虽然在能耗及产品质量方面，纯乙烯制乙苯技术比稀乙烯制乙苯技术具有优势。但纯乙烯工艺是纯乙烯与苯在分子筛催化剂的作用下进行烷基化反应合成乙苯工艺，由于该工艺采用的原料为纯乙烯，故乙苯生产被限制在乙烯生产企业的范围内，使乙苯、苯乙烯的生产受到了行业和地域的限制，影响了后续产品的开发和利用。最重要的是，与国外相比，国内乙烯资源较稀缺，而国内炼油厂催化裂化装置较多，催化裂化总加工能力达100 Mt/a以上，稀乙烯资源比较丰富[5]。因此，选择催化裂化干气作为生产乙苯的原料既可以提高原油的有效利用率，又可以缓解国内乙烯资源短缺的局面，提高乙苯/苯乙烯的生产能力。
2.2 生产工艺的选择
2.2.1 生产工艺介绍
生产乙苯的工艺方法主要包括传统AlCl3液相法、均相AlCl3液相法、Alkar 气相法、分子筛气相法、分子筛液相法、催化精馏法及由中国科学院大连化学物理研究所（DICP）、抚顺石化公司石油二厂和洛阳石化工程公司联合开发的催化裂化干气制乙苯第一代至第五代技术等。其中，传统AlCl3液相法、均相AlCl3液相法及Alkar气相法由于对环境污染和设备腐蚀严重，已逐步被淘汰，催化裂化干气制乙苯第四代技术和第五代技术也未见投产的报道，而催化裂化干气制乙苯第三代技术是在第一代及第二代技术基础上的改进[6]。因此，现在制备乙苯的主要方法是分子筛气相法、分子筛液相法、催化精馏法及催化裂化干气制乙苯第三代技术。
(1)分子筛气相法
Mobil和Badger公司在70年代合作开发了以ZSM-5高硅沸石为催化剂，用催化裂化干气生产乙苯的分子筛气相法，又称Mobil/Badger工艺。烷基化反应温度为370～430℃，反应压力为1.42～2.84MPa，乙烯质量空速为3～5h-1。该工艺特点为能耗低、污染少、设备腐蚀小、催化剂利用率高、乙苯收率高；但在处理催化裂化干气原料时，对催化裂化干气中丙烯、H2S、O2、CO2和H2O等杂质的含量要求极其严格，其质量分数均为10-6，需对原料进行严格精制，装置投资和能耗相对较高；此外，乙苯产品中副产品二甲苯含量较高，影响产品的品质[7]。(2)分子筛液相法
Lummus、Unocal、UOP三家公司于80年代后期联合开发了用固体酸催化剂
进行苯/乙烯液相烷基化生产乙苯的新技术—分子筛液相法，又称Lummus/Unocal 工艺。我国吉化、扬子、茂名乙烯先后引进了Lummus/UOP分子筛液相技术[8]。苯和乙烯在装有两段催化剂（以USY沸石为催化剂，Al2O3为粘合剂）床层的反应器内进行烷基化反应，各床层处于绝热状态，反应温度为260～270℃，反应压力为3.5～4.0MPa，苯/乙烯摩尔比为6～8。该工艺特点为生产工艺流程简单，反应温度易于控制，工艺操作条件缓和，设备造价低，催化剂稳定性好、寿命长，再生周期长，总寿命达4年以上，生成乙苯的选择性高，产品收率高，产品中二甲苯的含量低；不足之处在于该工艺过程中苯空速低，催化剂用量大，反应压力较高，能耗多。此外，该法只能用于浓乙烯的烷基化反应，而不适合催化裂化干气或焦炉尾气原料。
(3)催化精馏法
CDTech公司在1990年成功开发了催化精馏制乙苯技术[9]。该工艺使用Y型分子筛催化剂，将烷基化反应器与苯汽提塔合二为一，反应器上部装填催化剂，下部进行精馏，催化反应和精馏操作同时进行，反应温度为150～170℃，反应压力为 1.0～2.0MPa。此外，它也适用于用稀乙烯原料来制备乙苯，乙苯产率可达99.5%，催化剂再生周期可达2年。催化精馏塔充分利用了过程的能量，减少了能耗；简化了工艺流程，减少了设备投资和操作费用；反应在精馏环境中进行，条件温和，易于控制；由于在催化精馏过程中，产品一经生成即被分离，有效地提高了主要反应物的转化率和主要产物的选择性。但未见有采用此技术的稀乙烯制乙苯工业装置投产的报道[10]。
(4)催化裂化干气制乙苯第一至第三代技术
DICP开发出ZSM-5/ZSM-11共结晶分子筛催化剂，以此为突破口，开发了催化裂化干气制乙苯第一代技术。这使得将苯与催化裂化干气中的稀乙烯转化为乙苯的技术商业化，拓宽了苯只能和纯乙烯反应生产乙苯这一传统路线[11]。该工艺特点为原料干气不需特殊精制，可直接分段进反应器，既是原料又是取热介质，反应器结构简单，无需特殊的三废处理，环境污染小；不足之处在于催化剂易结焦积碳、单程寿命短，二甲苯含量高，整套装置的能耗和苯耗均很高。
催化裂化干气制乙苯第二代技术中的烷基化和烷基转移分别在两个反应器中进行。与第一代技术相比，反应过程中生成的副产物有所降低，上述不足之处有所缓减。
DICP 等以开发出新型低温高活性烷基转移催化剂及高性能烷基化催化剂为突破口开发出催化裂化干气制乙苯气相烷基化与液相烷基转移组合第三代技术[12]。在中国科学院东北振兴科技行动计划的进一步支持下，对催化剂和反应工艺进行进一步优化改进，使装置投产后乙烯转化率>99%，乙基化产物选择性>99%，
产品中二甲苯含量<900μg/g达优等品标准，解决了利用干气生产优质乙苯的技术难题，有效降低了乙苯生产过程的苯耗和能耗，推动了乙苯生产核心技术升级，特别是能耗大幅下降。烷基化反应及烷基转移反应操作条件如表2-1所示[13]。
表2-1 烷基化/烷基转移反应操作条件数据表
项目烷基化反应器烷基转移反应器
入口温度/℃320～360 220～260
压力/MPa 0.7～0.9 3.5～4.0
乙烯质量空速/ h-10.4～0.5
反烃化料重量空速/ h-1 1.0～1.5
苯/乙烯（摩尔比）6～7
苯/反烃化料（摩尔比）6～8
2.2.2 生产工艺的选择
根据上述介绍进行综合分析各种技术状况可知，目前国内外利用催化裂化干气中的稀乙烯与苯烃化制取乙苯已经工业化的工艺技术中，一个为美国Mobil/Badger工艺，另一个为催化裂化干气制乙苯第三代技术。这两种技术都有10万吨/年以上规模的工业装置在运行，技术都成熟可靠。与Mobil/Badger工艺相比，国产化技术在产品质量、原料消耗及能耗等指标方面更优，而同等规模装置采用国内工艺技术的投资远低于Mobil/Badger工艺的投资。显然，选用国产化技术更有利于提高装置的竞争力。国内开发的液相法工艺虽然具有产品纯度较高等优势，具有良好的发展前景，然而，由于尚没有进行工业化试验，故采用已经工业化的催化裂化干气制乙苯第三代技术比较稳妥[14]。
3 生产工艺流程设计
本工艺流程主要以催化裂化干气制乙苯第三代技术工艺流程为参考，并在此基础上加以修改。工艺流程分为原料预处理、烷基化反应及烷基转移反应、产物分离精制三部分。
3.1 催化裂化干气的预处理
3.1.1 生产原理
乙苯烃化催化剂最怕碱性物质，碱性物质会造成催化剂失活，而催化裂化干气多采用甲基二乙醇胺（MDEA）等碱性物质脱硫技术脱除硫化氢，故其中含有碱性物质。为了除去碱性物质，保护设备和管道不受腐蚀，延长催化剂寿命，催化裂化干气首先要经过水洗。其次，催化裂化干气中含有的丙烯会与苯生成丙苯，同时会增加甲苯的生成量，造成苯耗上升增加产品成本，所以需要尽可能降低催化裂化干气中丙烯的含量[15]。
3.1.2 脱丙烯技术的选择
催化裂化干气脱丙烯可以采用深冷分离法或吸收解吸法。由于催化裂化干气中含有少量硫和水，硫和水会对后续的设备产生腐蚀或堵塞，因此必须将硫和水脱除。深冷分离法是将催化裂化干气加压脱硫、脱水然后深冷分离，最终将丙烯脱除。由于分离所需温度较低，因此需要增加原料干气的压缩机和制冷压缩机。吸收解吸法是用贫吸收剂将催化裂化干气中的丙烯吸收下来，然后将富吸收剂吸收的气体解吸出来。采用相同的干气，以吸收解吸方法为基准经过优化后的深冷分离方法和吸收解吸方法主要技术经济参数的比较如表3-1所示[16]。
表3-1 两种催化裂化干气脱丙烯技术经济的比较数据表
项目深冷分离吸收解吸
乙烯收率，% 100 100
相对能耗 2.5 1
相对投资 3.5 1
从表3-1可以看出，深冷分离法所需能耗和投资均比吸收解吸法要多。因此，在催化裂化干气制乙苯第三代技术中选用吸收解吸法脱除丙烯是比较经济的。本工艺采用吸收解吸法脱除丙烯。
3.1.3 工艺流程
催化裂化干气通过压缩机进入水洗塔进行水洗，以便将催化裂化干气携带的
液体和甲基二乙醇胺除去。塔底设有水洗循环泵，以便将水洗用水进行循环使用。从水洗塔顶部出来的催化裂化干气进入换热器与丙烯吸收塔塔顶出来的低温催化裂化干气换热，温度降低，再进入冷却器进一步冷却后，从塔底进入丙烯吸收塔。吸收剂从丙烯吸收塔顶部进入，与催化裂化干气逆向接触，将催化裂化干气中的丙烯绝大部分除去，从丙烯吸收塔顶部出来的催化裂化干气进入换热器与进塔的催化裂化干气换热后去反应装置。吸收了丙烯的吸收剂从塔底出来进入贫液－富液换热器与贫液换热后进入解吸塔。
解吸塔进料进入解吸塔后，塔顶汽相进入解吸塔顶蒸汽发生器冷凝冷却，然后进入解吸塔回流罐，冷凝下来的液体用解吸塔回流泵送至解吸塔顶部，未冷凝的气体出装置。解吸塔塔底物料用吸收剂循环泵加压后依次通过贫液－富液换热器、贫液过冷器冷却，返回丙烯吸收塔塔顶循环使用。解吸塔蒸汽发生器产生0.2 1MPa蒸汽，解吸塔底重沸器热源为热载体。
3.2 烃化及反烃化
3.2.1 生产原理
（1）生成乙苯：C2H4+C6H6=C6H5C2H5；
在沸石催化剂上存在Lewis 酸中心，可以吸附干气中的乙烯分子，生成正碳离子L-CH2CH2＋，再与苯进行加成反应生成乙苯。这一反应是可逆反应，但是在反应条件下，正向反应（烃化）比逆反应（反烃化）更有利。
（2）生成多乙苯，如：C6H5C2H5+C2H4=C6H4(C2H5)2；
乙苯可以进一步烷基化生成二乙苯、三乙苯等（有邻、间、对三种异构体）。（3）多乙苯反烃化，如：C6H4(C2H5)2+C6H6=2C6H5C2H5；
在反烃化反应器中，在沸石催化剂上同样存在Lewis 酸中心，吸附多乙苯分子生成正碳离子，发生烷基转移反应生成乙苯，并达到稳态浓度。
（4）生成丙苯和丁苯：C3H6+C6H6=C6H5C3H7；C4H8+C6H6 =C6H5C4H9；
干气中除含10～30(V)%的乙烯外，还含有少量的丙烯和丁烯，在烃化催化剂上，同样发生烷基化反应，生成相应组分呈平衡的丙苯（异丙苯和正丙苯）和丁苯（4个异构体：正丁苯、异丁苯仲丁苯和叔丁基苯）；丙苯和丁苯之类较高级的烷基苯不像乙苯那样稳定，在反烃化反应器中，在Lewis 酸中心作用下，它们较易脱烷基，也能较容易发生相互转变，而且在低空速时，较易经过烯烃聚合和裂解转变为乙苯。
（5）生成甲苯；
甲苯可以由非芳烃、乙苯和二甲苯生成，且主要是由丙苯和丁苯之类较高级烷基苯生成。甲苯在反应器中不易通过脱烷基方法除去。
（6）生成二甲苯；
在Lewis 酸中心作用下，在反应温度下，乙苯能够异构化生成二甲苯，三个二甲苯异构体之间很容易进行异构化，在反应器流出物中它们接近热力学平衡。（7）生成多烷基苯；
在烷基化反应器中，烷基苯也可能进一步烷基化生成相应的多烷基苯，如：通过下列反应生成同甲苯呈平衡的甲乙苯：
C6H5CH3+C2H4→C6H4CH3C2H5；C6H5CH3+C6H5C2H5→C6H4CH3C2H5+C6H6
其它一些烷基苯也可能进一步烷基化生成相应的多烷基苯，如乙基异丙苯、二丙苯、乙基二甲苯等。
（8）生成多环化合物；
多环化合物主要是二苯基乙烷、二苯基甲烷（联苯和二苯基甲烷）和它们的衍生物，被称作重组分或高沸物，二苯基甲烷主要是由较高级的烷基苯（丙苯、丁苯等）和苯反应生成的。例如：
C6H5C3H7+C6H6→C6H5CH2C6H5+C2H6
生成二苯基乙烷将更直接，基本上是通过下列烷基化反应进行的：
C6H5C2H3+C6H6→C6H5C2H4C6H5
多环化合物作为多乙苯塔釜液从工艺中除去[17]。
3.2.2 反应器及催化剂
烷基化反应器和烷基转移反应器是乙苯工艺中最重要的设备，反应器的国产化对成套工艺技术国产化起着重要的作用。目前，国内乙苯装置的烷基化反应器主要采用六段床层的绝热式固定床反应器，烷基转移反应器采用单床层的绝热式固定床反应器。多段绝热式固定床反应器的主要内构件是气体入口分布器和段间多孔排管式分布器，一部分反应物料由反应器顶部气体入口分布器进入反应器，气体入口分布器的结构和结构参数直接影响反应器内流体的均布情况，入口分布器的使用是实现气流均匀分布的重要手段和必要措施。另一部分反应物料由反应器催化剂两段之间加入，这时就产生与上一段物料的均匀混和和混和后物料均匀分布的问题。段间混和的要求是在有限的时间和空间内实现两股反应物料的快速混和和均匀分布，使进入下一段催化剂床层的物料沿径向做到浓度均匀、温度均匀、速度均匀。设计合适的管径及小孔直径可以使多孔排管式分布器获得均匀的流量分配，性能良好的多孔排管式分布器可以减少分布器至催化剂的高度，达到良好的气体分布和混合效果。本工艺烷基化反应器采用六段床层的绝热式固定床反应器，烷基转移反应器采用单床层的绝热式固定床反应器。
本工艺中烷基化反应及烷基转移反应采用大连化学物理研究所开发的DL0802烷基化催化剂与DL0801烷基转移催化剂。烷基化催化剂DL0802是一种
抗硫和水热稳定性好的新型分子筛催化剂，原料干气无须特殊精制，活性好，乙烯转化率>99％，乙基化选择性高，催化剂的寿命大于2年。DL0801催化剂为苯与多乙苯烷基转移生产乙苯过程催化剂，由于催化剂活性高，采用低温液相操作条件，多乙苯转化率达热力学平衡值，乙苯选择性>99％，催化剂寿命大于4年。两种催化剂的性能如表3-2所示[18]。
表3-2 催化剂性能数据表
项目催化剂DL0802 催化剂DL0801
外观圆柱型圆柱型
尺寸/mm×mm ?2×（3～8）?2×（3～8）
ω（Na2O），% ≤0.05≤0.05
堆密度/kg.m-3730～810 700～770
比表面积/ m2.g-1≥280≥400
耐压强度/ kg.cm-2≥15≥10
3.2.3 工艺流程
脱除丙烯后的催化裂化干气分六路进入烃化反应器。从分离部分来的循环苯进入苯储罐与新鲜苯混合，然后经原料泵加压，与反应产物换热后进入加热炉加热至340～360℃，最后进入烃化反应器内与催化裂化干气进行反应。烃化反应器操作条件为：温度320～340℃，压力0.8MPa，苯：乙烯分子比6～7，乙烯重量空速为0.4～0.5h-1。从烃化反应器出来反应产物首先进入反应产物－苯换热器与烃化反应用苯换热，后进入反烃化产物－苯换热器与苯换热，最后自流至分离部分的尾气吸收塔底部。
从苯储罐出来的苯是分为两路的，另一路为反烃化用苯。反烃化用苯进入反烃化产物－苯换热器与反烃化产物换热，然后进入加热炉加热，最后进入反烃化反应器内与分离部分来的多乙苯进行反应。反烃化反应器操作条件为：温度260℃，压力3.9MPa，苯：反烃化料重量比6～8，反烃化料重量空速1～1.5h-1。从反烃化反应器出来的反应产物进入到苯循环塔中。
烃化反应器设两台，一开一备。反烃化反应器设一台。烃化催化剂、反烃化催化剂均采用器外再生。烃化催化剂、反烃化催化剂在开工前需要进行活化，活化介质为氮气或净化压缩空气，采用电加热器加热氮气或净化压缩空气[19]。
3.3 产物的分离
3.3.1 生产原理
自反应部分来的烃化及反烃化产物是苯、乙苯、多乙苯、丙苯、非芳等组成的混合物。尾气吸收塔用多乙苯作为吸收剂吸收掉烃化尾气中的重组分，轻组分送出装置。吸收塔底的重组分与反烃化产物进入循环苯塔，将其中的苯回收，返回到烃化反应器和反烃化反应器。非芳塔的作用是脱除轻非芳烃和低沸点化合物，以防积累，同时回收不凝气中的苯，降低苯耗。乙苯精馏塔的主要任务就是使乙苯产品达到苯乙烯装置所要求的工艺指标，乙苯产品的质量将决定苯乙烯的质量，特别是其中二乙苯的含量不能超过10ppm（wt），以防止在苯乙烯单元中形成难溶的聚合物。为了减少苯乙烯中α－甲基苯乙烯的含量，设置丙苯塔，以脱除丙苯的同系物。多乙苯塔将反应产物中的二乙苯、三乙苯回收，送到反烃化反应器，与苯反应生成乙苯。为了充分地回收热量，在循环苯塔、乙苯精馏塔、丙苯塔顶设置蒸汽发生器，产生0.21MPa蒸汽。
3.3.2 工艺流程
烃化反应产物经冷却器降低温度后进入尾气吸收塔底部，在0.575MPa压力下闪蒸，闪蒸汽相与自上而下的吸收剂逆向接触，将汽相中绝大部分苯及重组分吸收下来后，尾气自塔顶出装置。闪蒸液相、吸收剂及吸收下来的苯等重组分自塔底经吸收塔底泵加压送至循环苯塔。
循环苯塔共有三股进料，一股是从吸收塔过来的物料，一股是反烃化反应产物，一股是新鲜苯。三股物料在不同位置进入循环苯塔后，苯及不凝气从塔顶蒸出进入循环苯塔顶蒸汽发生器和循环苯塔顶冷却器冷却后进入循环苯塔回流罐，凝液全部经由循环苯塔回流泵打入塔顶作为回流，未冷凝的气体从循环苯塔回流罐罐顶出来后进入脱非芳塔作为脱非芳塔进料。循环苯塔侧线抽出循环苯，用循环苯塔侧线抽出泵送至循环苯罐供反应部分用苯。塔底物料经泵加压后送至乙苯精馏塔。循环苯塔顶蒸汽发生器产0.21MPa蒸汽，循环苯塔顶冷却器产120℃热水。循环苯塔重沸器热源为3.5MPa蒸汽。
脱非芳塔进料从底部进入脱非芳塔，脱非芳塔塔顶气体经脱非芳塔顶冷却器冷却，然后进入脱非芳塔回流罐进行气液分离，不凝气从脱非芳塔回流罐顶出来进入燃料气分液罐，液体用脱非芳塔回流泵送至脱非芳塔顶部作为脱非芳塔回流。脱非芳塔塔底物流用脱非芳塔底泵送至循环苯塔或循环苯罐。脱非芳塔内置重沸器热源采用1.0MPa蒸汽。
乙苯精馏塔进料进入乙苯精馏塔，乙苯从塔顶蒸出，进入乙苯精馏塔顶蒸汽发生器冷凝，冷凝液进入乙苯精馏塔回流罐，经乙苯精馏塔回流泵加压后，一部分打入塔顶作为回流，另一部分经冷却器冷却至40℃后送至乙苯产品罐，然后用
乙苯产品泵送出装置，合格乙苯送至罐区乙苯罐，不合格乙苯送至罐区不合格乙苯罐。塔底物料经乙苯精馏塔底泵加压后作为丙苯塔进料送至丙苯塔。乙苯精馏塔底重沸器的热源为3.5MPa蒸汽。
丙苯塔进料进入丙苯塔，丙苯从塔顶蒸出，进入丙苯塔顶蒸汽发生器冷凝，冷凝液进入丙苯塔回流罐，然后经丙苯塔回流泵加压后分为两路，一部分打入塔顶作为回流，另一部分由丙苯冷却器冷却至40℃后，送入丙苯罐。由于丙苯量很小，生产过程中丙苯馏分送出为间歇操作。塔底物料经丙苯塔底泵送入多乙苯塔。丙苯塔重沸器热源为3.5MPa蒸汽。
多乙苯塔进料进入多乙苯塔后，二乙苯、三乙苯等组分从塔顶蒸出，进入多乙苯塔顶冷凝器冷凝，冷凝液进入多乙苯塔回流罐，一部分经多乙苯塔回流泵打入塔顶作为回流，另一部分经反烃化料泵送入反应部分。塔底物料经多乙苯塔底泵送至高沸物冷却器冷却至40℃后，送入高沸物罐。由于高沸物量很少，生产过程中高沸物送出为间歇操作。多乙苯塔顶冷凝器产热水，多乙苯塔重沸器热源为热载体。多乙苯塔为减压操作，从外部漏入系统的空气等不凝气，经多乙苯塔回流罐顶部冷却器冷却后，由液环式真空泵抽出排入大气[20]。
丙苯罐内丙苯馏分由丙苯泵间断送出装置，约4天一次。高沸物罐内高沸物有高沸物泵送出装置，约6天一次。
4 物料及能量衡算
4.1 物料衡算
4.1.1 物料衡算原理
用Aspen软件对年产3万吨乙苯进行分段模拟，获得了基本的物料流程数据。进行物料衡算旨在对全工艺流程的物料流程进行梳理，确保全工段过程符合物料衡算。
对于一般的流程守恒方程（Conservation Equation），亦称衡算方程（Balance Equation）通用表达式有：
∑+
∑
∑
∑
on
Accumulati（4-1）
Input
Output
-
=Production
对于无反应系统，上式可以简化为：
∑
∑-
∑
Accumulati（4-2）
on
I n p u t
=O u t p u t
对于稳态系统，则简化为：
∑=Output
∑
Input（4-3）通过以上（4-1）（4-2）（4-3）三式可以对所有的系统进行物料衡算。
4.1.2 Aspen物料衡算结果
图4-1 催化裂化干气预处理段物料衡算流程图
催化裂化干气预处理分为水洗除去甲基二乙醇胺（MDEA）等碱性物质，用吸收解吸法回收催化裂化干气中的丙烯等工序。这一工段过程的物料衡算如下表4-1所示。
物流进口物料Mole Flow kmol/hr 出口物料Mole Flow kmol/hr H216.060 16.060
CH443.800 43.800
C2H4
C2H6
CO2
C3H6
CO
H2O
C6H4(C2H5)2
进/出口总质量流量/（kg/hr) 进出口质量流量差/(kg/hr) 32.120
17.520
5.840
1.460
29.200
100
100
18522.957
32.120
17.520
5.840
1.460
29.200
100
100
18522.957
图4-2 反应工段物料衡算流程图
经过预处理后的催化裂化干气与苯在六段床层的绝热固定床反应器中进行烷基化反应生成乙苯，同时还会伴有副反应的发生；反应所产生的多乙苯和苯在单床层的绝热式固定床反应器中进行烷基转移反应生成乙苯。该反应工段过程的物料衡算如下表4-2所示。
物流进口物料Mole Flow kmol/hr 出口物料Mole Flow kmol/hr H224.929 24.929
CH429.914 29.914
C2H4
C2H6
CO2
CO
C6H6
C8H10
C6H4(C2H5)2
进/出口总质量流量/（kg/hr) 进出口质量流量差/(kg/hr)
24.929
14.957
4.986
24.929
33.660
5226.244
14.957
4.986
24.929
8.856
24.679
0.125
5226.244 图4-3 精制工段物料衡算流程图
自反应部分来的烃化及反烃化产物是苯、乙苯、多乙苯、丙苯、非芳等组成的混合物，因此，要对混合物进行分离精制，以获得高纯度的产品。混合物分别进入到循环苯塔、脱非芳塔、乙苯塔、丙苯塔及多乙苯塔进行分离精制。该精制段过程的物料衡算如下表4-3所示。
物流进口物料Mole Flow kmol/hr 出口物料Mole Flow kmol/hr H213.337 10.003
CH426.675 20.006
C2H6
CO2
CO
C8H10
C10H14
C6H6
C3H8
C12H18
进/出口总质量流量/（kg/hr) 进出口质量流量差/(kg/hr) 14.671
4.001
16.005
24.674
9.069
19.606
2.134
3.201
7502.314
11.004
3.000
12.003
18.506
6.802
14.703
1.599
2.400
7502.314
4.2 能量衡算
4.2.1 能量衡算原理
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。根据能量守恒定律：
输入系统的能量=输出系统的能量+系统积累的能量对于连续生产，系统积累的能量为0，所以有，
Q+W=ΣH out—ΣH in（4-4）Q—系统的换热量，即与加热剂或冷却剂的换热量
W—输入系统的机械能
ΣH in—进入系统的物料的焓
ΣH out—离开系统的物料的焓
本计算书以单元设备为对象，考虑由机械能转换和单纯的物理变化带来的热量变化。
4.2.2 热量衡算的目的和意义
在整个生产过程中伴随着物料从一个体系或单元进入另一个体系或单元，在发生质量传递的同时也伴随着能量的消耗、释放和转化的过程，合理的能量衡算可以解决以下问题：
（1）确定整个设计过程中的热负荷；
年产3000 吨丙烯氰合成工段换热器工艺设计
目录 一、设计说明 (3) 1.1 概述 (3) 1.2丙烯腈生产技术的发展概况 (3) 1.2.1国外的发展情况 (3) 1.2.2国内的发展情况 (4) 1.3 世界X围内产品的生产厂家、产量 (6) 1.4世界X围内生产该产品的所有工艺及其分析 (7) 1.4.1环氧乙烷法 (7) 1.4.2 乙炔法 (7) 1.4.3丙烯氨氧化法 (7) 1.5设计任务 (8) 二、生产方案 (8) 2.1 工艺技术方案及原理 (8) 2.2 主要设备方案 (9) 2.2.1催化设备 (9) 2.2.2控制系统 (10) 三、物料衡算和热量衡算 (10) 3.1 生产工艺及物料流程 (10) 3.2 小时生产能力 (14) 3.3 物料衡算和热量衡算 (14) 3.3.1反应器的物料衡算和热量衡算 (14) 3.3.2废热锅炉的热量衡算 (17) 3.3.3空气饱和塔物料衡算和热量衡算 (18) 3.3.4 氨中和塔物料衡算和热量衡算 (21) 3.3.5换热器物料衡算和热量衡算 (27) 3.3.6丙烯蒸发器热量衡算 (32) 3.3.7丙烯过热器热量衡算 (33) 3.3.8氨蒸发器热量衡算 (33) 3.3.9气氨过热器 (34) 3.3.10 混合器 (34) 3.3.11 空气加热器的热量衡算 (35) 3.3.12吸收水第一冷却器 (36) 3.3.13 吸收水第二冷却器 (36) 四、主要设备的工艺计算 (37) 4.1 空气饱和塔 (37) 4.2 水吸收塔 (40) 4.3 合成反应器 (43) 4.4 废热锅炉 (45) 五、环境保护要求 (46) 5.1丙烯腈生产中的废水和废气及废渣的处理 (46) 六、参考文献 (50) 1设计说明
天津工业大学 环境与化学工程学院 2016届制药工程课程设计 题目:年产36吨尼克地尔原料药车间工艺设计 报告人：____ ______________ 班级：___ ___________ 学号：___ ___________ 指导老师：____ ___________ 实习时间：____ __
目录 第一章产品介绍 (1) 第二章生产工艺说明 (2) 第三章生产周期 (5) 第四章物料衡算 (6) 第五章设备选型 (10) 附件：设备流程图、车间布置图
第一章产品介绍 1.3产品名称及生产规模 产品名称：尼可地尔 英文名称：Nicorandil 化学名：N-(2-羟乙基)烟酰胺硝酸酯 生产规模：36t/a 1.2产品规格 物理性状：针状 熔沸点：熔点92~93℃ 分子式：C8H9N3O4 结构式： 分子量：211.17 1.3产品的重要价值 尼可地尔，又叫做烟浪丁，是一种硝酸酯类物质，可用于治疗缺血性心脏疾病。与硝酸甘油作用相似，但又有所不同。尼可地尔在细胞膜和线粒体水平选择性激活K+-ATP通道，促使冠状动脉和外周血管扩张，随后还原前、后负荷。而且该药物主要主要舒张小动脉，增开心肌及血管平滑肌细胞膜的钾通道，并且不具有耐药性。
第二章 生产工艺说明 2.1产品合成方法 合成本产品所需原料有烟酸、乙醇胺、无水乙醇、碳酸氢钠、发烟硝酸、乙醚、氯化亚砜、氯仿、碳酸钾、无水硫酸镁、乙醇依次经历硝化反应、酰化反应和精制这三个步骤。 产品生产主要反应如下： 1.硝化反应： NH 2CH 2CH 2 OH NH 2CH 2CH 2ONO 2·HNO 3 2.缩合反应 NH 2CH 2CH 2ONO 2·HNO 3+ 2.2生产工艺流程概述 1.硝化反应 将发烟硝酸通过计量罐置于带有夹套的反应釜中，通冷盐水冷却至-8℃搅拌，缓慢滴加氨基乙醇，滴加完毕，于0℃继续搅拌1 h,减压蒸除过量硝酸，将剩余物倾入冷乙醚中，析出白色沉淀，抽滤至干，得产品 2.合成烟酰氯盐酸盐反应 将烟酸、氯化亚砜加入反应釜中，回流2h 。减压蒸馏除去过量氯化亚砜，干燥,得产品粗品。 HNO 3
毕业设计（论文）任务书 化学化工院化工系（教研室）系（教研室）主任: （签名） 年月日 学生姓名: 学号: 专业: 化学工程与工艺 1 设计（论文）题目及专题：年产20万吨PVC合成工段工艺设计 2 学生设计（论文）时间：自 2 月 20 日开始至 6 月 2 日止 3 设计（论文）所用资源和参考资料：1）化工设计；2）化工设备设计；3）化工工艺设计手册；4）有机合成；5）株洲化工厂现场实习资料。 4．设计（论文）完成的主要内容：1）总论；2）生产流程及生产方案的确定； 3）生产工艺流程叙述；4）工艺计算； 5）工艺管道设计； 6）安全与节能; 7.技术经济. 5．提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等） 1. 带控制点生产工艺流程图； 2. 车间立面布置图； 3. 合成塔结构图。 4 厂房设计平面图 6 发题时间：二○一一年二月二十日 指导教师：（签名） 学生（签名）
内容摘要 本文讲述了我国聚氯乙烯工业生产技术的发展进程和目前状况，包括原料路线、工艺设备、聚合方法等。本设计采用悬浮法生产聚氯乙烯，介绍了采用悬浮法生产PVC树脂工聚合机理，工艺过程中需要注意的问题，包括质量影响因素，工艺条件及合成工艺中的各种助剂选择，对聚合工艺过程进行详细的叙述。并且从物料衡算、热量衡算和设备计算和选型三个方面进行准确的工艺计算，对厂址进行了选择，采取了防火防爆防雷等重要措施，对三废的处理回收等进行了叙述，画出了整个工艺的流程图。 关键词：聚氯乙烯；生产技术；悬浮法；乙炔法；乙烯法； 防粘釜技术；
目录 第一章总论 (2) 1.1 国内外 pvc发展状况及发展趋势 (2) 1.2 单体合成工艺路线 (3) 1.2.1乙炔路线 (3) 1.2.2乙烯路线 (4) 1.3聚合工艺实践方法 (5) 1.3.1本体法聚合生产工艺 (5) 1.3.2乳液聚合生产工艺 (5) 1.3.3悬浮聚合生产工艺 (6) 1.4最佳的配方、后处理设备的选择 (7) 1.4.1配方的选择 (7) 1.4.2后处理设备侧选择 (7) 1.5 防粘釜技术 (9) 1.6原料及产品性能 (9) 1.7 聚合机理 (11) 1.7.1自由基聚合机理 (11) 1.7.2链反应动力学机理 (12) 1.7.3 成粒机理与颗粒形态 (12) 1.8影响聚合及产品质量的因素 (13) 1.9工艺流程叙述 (14)
化粪池计算书 1.200人化粪池有效容积确定 W＝W1＋W2 W1＝N zαqt/（24*1000） W2＝1.2aN zαT（1－b）K/[（1-c）*1000] 式中：W－化粪池有效容积，m3； W1－化粪池内污水部分容积，m3； W2－化粪池内污泥部分容积，m3。 N z－化粪池设计总人数，按200人估算； q－每人每日污水定额（同每人最高日生活用水定额）,按300L/人·d； t－污水在化粪池内停留时间，按12h计算； α－实际使用卫生器具的人数与设计人数的百分比，按100%； a－合流系统，a＝0.7 L/人·d；分流系统，a＝0.4 L/人·d；按合流系统计; b－污泥含水率，b＝95％； c－浓缩后污泥含水率，c＝90％； k－腐化期间污泥缩减系数，k＝0.8； T－化粪池清掏周期，可取90d，180d，360d计，此处按180d计; 1.2－清掏后考虑留20％熟污泥的容积系数。 带入上式计算： W1＝N zαqt/（24*1000） =200×1×300×12/（24*1000） =30m3
W2＝1.2aN zαT（1－b）K/[（1-c）*1000] =1.2×0.7×200×1×180×（1-0.95）×0.8/[（1-0.9）*1000] =12.096m3 W＝W1＋W2 =30+12.096 =42.096m3 根据国标03S702《化粪池图集》，考虑无覆土、无过车、无地下水情况下，有效容积定为50m3，考虑粪便污水与生活废水合流时，50m3的设计容积： 设计总人数为：Nz = W/[α10-5（4.17qt+33.6T） =50/[10-5×（4.17×300×12+33.6×180）] =238 满足200人要求。 化粪池规格设计：根据要求，深度（水面至池底）≥1.3m，宽度≥0.75m，长度≥1.0m，本池选用双格，则第一格的容量=75%计算总容量，池设通气孔、进口、出口。进水管设导流装置，出水管口、格与格之间设拦截污泥浮渣设施，池壁、池底应防渗漏，顶板应设入孔、盖板、掏粪孔。 尺寸选用：9×3×2.5，底板，顶盖配筋，砖砌，墙厚24cm。
丙烯腈合成工段的工艺设计 前言 毕业设计是培养学生运用理论知识进行实际设计能力的重要实践教学环节，是理论与实际结合的重要连接点。在教师指导下毕业设计可以培养我们独立思考，运用所学到的基本理论并结合生产实际的知识，综合的分析和解决工程实际问题的能力。 本次毕业设计所设计的内容为年产6万吨丙烯腈合成工段的工艺设计，通过认真细听老师课堂上讲解和任务布置，我们了解到了为完成设计需要查找资料的方向，并进行了细心的查阅，掌握了基本的理论知识。对于刚进行设计的人来说，学会收集、理解、熟悉和使用各种资料，正是设计课程需要培养的重要方面，化工设计非常强调标准规范。但是并不是限制设计的创造和发展，因此遇到与设计要求有矛盾时，经过必要的手续可以放弃标准而服从设计要求。通过设计应知道如何查取数据知道如何查找资料对丙烯腈合成工段的工艺设计有了一个全新的 认识，知道如何选取相关数据参数，建立一个工程概念，知道工程和理论的区别。对于物料衡算和热量衡算、主要设备的工艺计算（反应器）等都有一个全新的认识和了解，知道如何使用手册和资料，认识工程。
一、产品的性状、用途、国内外市场情况 1.1 丙烯腈简介 丙烯腈是一种重要的有机合成单体，在丙烯产品系列中居第二，仅次于聚丙烯，是三大合成材料(纤维、橡胶、塑料)的重要化工原料，主要用来生产聚丙烯腈纤维(腈纶)、丙烯腈- 丁二烯-苯乙烯(ＡＢＳ)塑料、苯乙烯(ＡＳ)塑料、丙烯酰胺等。丙烯腈在合成纤维、合成树脂等高分子材料中占有显著地位，应用前景广阔。除此之外，丙烯腈聚合物与丙烯腈衍生物也广泛应用于建材及日用品中 1.2 丙烯腈物化性质 1.2.1 丙烯腈物理性质 无色或淡黄色液体，有特殊气味，分子量：53.06 沸点：77.3℃冰点：－83.5 ℃生成热：184.2 kJ/mol(25℃) 燃烧热：1761.5 kJ/mol 聚合热：72.4 kJ/mol 蒸汽压：11.0KPa(20℃) 闪点：0℃自燃点：481℃爆炸极限：在空气中 3.0%～17%（体积）油水分配系数：辛醇/水分配系数的对数值为-0.92 毒性：剧毒，毒作用似氢氰酸溶解性：溶于丙酮、苯、四氯化碳、乙醚、乙醇等有机溶剂，微溶于水 1.2.2 丙烯腈化学性质 丙烯腈由于分子结构带有C=C双键及-CN键，所以化学性质非常活泼，可以发生加成、聚合、腈基及氢乙基化等反应。聚合反应和加成反应都发生在丙烯腈的C=C 双键上，纯丙烯腈在光的作用下能自行聚合，所以在丙烯腈成品及丙烯腈生产过程中，通常要加少量阻聚剂，如对苯酚甲基醚（阻聚剂MEHQ）、对苯二酚、氯化亚铜和胺类化合物等。除发生自聚外，丙烯腈还能与苯乙烯、丁二烯、乙酸乙烯、丙烯酰胺等发生共聚反应，由此可制得合成纤维、塑料、涂料和胶粘剂等。丙烯腈经电解加氢偶联反应可以制得已二腈。氰基反应包括水合反应、水解反应、醇解反应等，丙烯腈和水在铜催化剂存在下，可以水合制取丙烯酰胺。氰乙基化反应是丙烯腈与醇、硫醇、胺、氨、酰胺、醛、酮等反应；丙烯腈和醇反应可制取烷氧基丙胺，烷氧基丙胺是液体染料的分散剂、抗静电剂、纤维处理剂、表面活性剂、医药等的原料。丙烯腈与氨反应可制得1，3 丙二胺，该产物可用作纺织溶剂、聚氨酯溶剂和催化剂。 1.3 丙烯腈的用途
课程设计 题目年产10万吨丙烯酸丁酯合成工艺设计学院化学化工学院 专业化学工程与工艺 班级 学生 学号 指导教师化学工程系课程指导小组 二〇一五年十一月二十日
学院专业化学工程与工艺 学生学号 设计题目年产10吨丙烯酸丁酯合成工艺设计 一、课程设计的内容 主要内容为年产10万吨丙烯酸丁酯的工艺设计。通过工艺对比选择合适的方案，进行物料衡算和能量衡算，确定关键设备的选型和材料，绘制出工艺流程图、设备图等相关图纸，对生产过程中进行经济核算与分析。 二、课程设计的要求 1.查阅国内外的相关文献不得少于15篇，完成课程设计任务。 2.独立完成给定的设计任务后编写出符合要求的课程设计说明书，要求工艺 设计合理，将研究、开发的技术及过程开发的成果与过程建设、经济核算衔接起来；绘制出必要的设计图纸。 3. 综合应用化学工程和相关学科的理论知识与技能，分析和解决实际问题。 4. 完成课程设计的撰写。 三、文献查询方向及范围 1．利用学校的清华同方数据库、万方学位论文全文数据库、ScienceDirect、ACS(美国化学学会)数据库查询丙烯酸酯工业制备方法等中英文文献与硕博论文。 2．主要参考文献 [1] 夏涛. 丙烯酸正丁酯合成反应的新型催化剂及工艺研究[D]. 长沙: 湖南大学2002. [2] 杨召启，李石磊,方晓明.丙烯酸丁酯最佳反应条件的选择[J].甘肃科技, 2010,26(1):41-43. [3]徐金文，丁鹏飞. 降低精制塔底重组份中丁酯含量[J]. 山东化工, 2015,44(16): 119-120. [4] 李汝新. 丙烯酸及酯的市场分析[J].甘肃科技, 2006,22(5):1-8. [5] 邵艳秋，张桂芳. 丙烯酸丁酯合成方法的改进[J]. 浓阳化工, 2000, 29(2), 70-75. [6] Acrylic acid technology, Chemical Week, 2003, 165(21):25-26. [7] Acrylic acid, European Chemical News, 2002, 77(2021): 17.
马来酸依那普利合成设计 1产品简介 1.1中英文名称，分子式，结构式 中文名：马来酸依那普利 别名：苯丁酯脯酸，苯酯丙脯氨酸，苯酯丙脯酸，益压利，悦宁定；MSD，Renitec 化学名：N-［（S）-l-（乙氧羰基）-3-苯丙基卜L-丙氨酰-L-脯氨酸（Z）-2- 丁烯二酸盐 英文名：EnalaprilMaleate 结构式: l.2物化性质 物理性质：白色鳞片状结晶或结晶性粉末；无臭，微有引湿性。在甲醇中易溶， 在水中略溶，在乙醇或丙酮中微溶，在氯仿中几乎不溶。比旋度取本品，精密称定，加甲醇制成每 1mL中含10mg的溶液，依法测定，比旋度为-40 °至-44 °。m. p.143~144.5 （伴有分解）。pH （1%水）=2.6。pKa1 （25C） =3.0，pKa2 （25C）=5.4 化学性质：偶见尿素氮、肌酐或谷丙转氨酶、谷草转氨酶轻度上升。若出现白细胞减少或血管神经性水肿（尤其发生于喉部者）需立即停药。与利尿药同用可致严重低血压，用本品前停用利尿药或增加钠摄入可减少低血压可能。本品与利钾利尿药同用可减少钾丢失，但与保钾利尿药同用可使血钾增高。本品与锂同用可致锂中毒，但停药后毒性反应即消失。与其他降压药，尤其是利尿药合用，降压作用增强，故使用本品前应停用利尿药或从小剂量开始。本品能使血钾升高，不宜与保钾利尿 1
药或补钾制剂合用 1.3用途 本品为血管紧张素转换酶抑制剂，口服后在体内水解成依那普利拉(En alaprilat)。后 者抑制血管紧张素转换酶，降低血管紧张素U含量，造成全身血管舒张，引起降压。依那普利是前体药物，其乙酯部分在肝内被迅速水解，转化成它的有效代谢物-依那普利拉发挥降压作用，口服依那普利约 68%被吸收，与食物同服，不影响它的生物利用度，服药后一小时，血浆依那普利浓度可达峰值。服药后 3.5?4.5小时，依那普利拉血浆浓度可达峰值，半衰期为11小时，肝功能异常者依那普利转变成依那普利拉的速度延缓，依那普利给药20分钟后广泛分布全身、肝、肾、胃和小肠药物浓度最高。大脑浓度最低，日服两次，两天后，依那普利拉与血管紧张素转换酶结合达到稳态，最终半衰期延长为30?35小时，依那普利拉主要由肾脏排泄。严重肾功能不全病人(肌酐清除率低于 30ml/min )可出现药物蓄积，本药能用血液透析法除去。 1.4应用前景分析 临床采用依苏与硝苯地平缓释片联合治疗中重度高血压50例，所有患者治疗前停用对血压有影响的药物，用药前连续非同日3次血压和心率的平均值做为治疗前 的血压及心率，用药后每日测血压2?3次，取疗程最后3天血压的平均值作为治疗后血压。所有病人依那普利用5mg,2次/日，硝苯地平缓释片10mg, 2次/日。2? 3周调整药物剂量使血压达到理想水平(150/90mmHg)。4周为1疗程。治疗前后检查血、尿常规，血脂、血糖、心电图、肝功能、肾功能。结果显示，本组 50例，显效28例，有效20例，无效2例，总有效率96%。用药过程中其中头痛头晕3例，干咳2例，恶心1例，乏力1例，持续1?2周自行消失。本品用于治疗各期原发性高血压。肾血管性高血压。各级心力衰竭。对于症状性心衰病人，也适用于：提高生存率；延缓心衰的进展；减少因心衰而导致的住院。预防左心室功能不全病人冠状动脉缺血事件，适用于：减少心肌梗塞的发生率；减少不稳定型心绞痛所导致的住院。
目录 中文摘要 (1) 英文摘要 (2) 1 引言 (3) 1.1 氨的基本用途 (3) 1.2 合成氨技术的发展趋势 (4) 1.3 合成氨常见工艺方法 (4) 1.3.1 高压法 (5) < 1.3.2 中压法 (5) 1.3.3 低压法 (5) 1.4 设计条件 (5) 1.5 物料流程示意图 (6) 2 物料衡算 (8) 2.1 合成塔入口气组成 (8) 2.2 合成塔出口气组成 (8) 2.3 合成率计算 (9) 《 2.4 氨分离器出口气液组成计算 (10) 2.5 冷交换器分离出的液体组成 (13) 2.6 液氨贮槽驰放气和液相组成的计算 (13) 2.7 液氨贮槽物料衡算 (15) 2.8 合成循环回路总物料衡算 (17) 3 能量衡算 (28) 3.1 合成塔能量衡算 (28) 3.2废热锅炉能量衡算 (30) ~ 3.3 热交换器能量衡算 (31) 3.4 软水预热器能量衡算 (32) 3.5 水冷却器和氨分离器能量衡算 (33) 3.6 循环压缩机能量衡算 (35) 3.7 冷交换器与氨冷器能量衡算 (36) 3.8 合成全系统能量平衡汇总 (38) 4 设备选型及管道计算 (40) 4.1 管道计算 (40) , 4.2 设备选型 (42) 结论 (43) 致谢 (44) 参考文献 (45)
年产五万吨合成氨合成工段工艺设计 摘要：本次课程设计任务为年产五万吨合成氨工厂合成工段的工艺设计，氨合成工艺流程一般包括分离和再循环、氨的合成、惰性气体排放等基本步骤，上述基本步骤组合成为氨合成循环反应的工艺流程。其中氨合成工段是合成氨工艺的中心环节。新鲜原料气的摩尔分数组成如下：H273.25%， N225.59%，CH41.65%,Ar0.51%合成操作压力为31MPa，合成塔入口气的组成为NH3(3.0%>,CH4+Ar(15.5%>,要求合成塔出口气中氨的摩尔分数达到 17%。通过查阅相关文献和资料，设计了年产五万吨合成氨厂合成工段的 工艺流程，并借助CAD技术绘制了该工艺的管道及仪表流程图和设备布置图。最后对该工艺流程进行了物料衡算、能量衡算，并根据设计任务及操作温度、压力按相关标准对工艺管道的尺寸和材质进行了选择。 关键词：物料衡算，氨合成，能量衡算 , The Design of 50kt/a Synthetic Ammonia Process Abstract:There are many types of Ammonia synthesis technology and process,Generally,they includes ammonia synthesis, separation and recycling, inert gases Emissions and other basic steps, Combining the above basic stepsturnning into the ammonia synthesis reaction and recycling process , in which ammonia synthesis section is the central part of a synthetic ammonia process. The task of curriculum design is theammonia synthesis section of an annual fifty thousand tons synthetic ammonia plant . The composition of fresh feed gas is: H2(73.77%>,N2(24.56%>,CH4(1.27%>,Ar(0.4%>, the temperature is 35℃, the operating pressure is 31MPa, the inlet gas composition of the Reactor is : NH3(3.0%>,CH4+Ar(15.7%>,it Requires the mole fraction of ammonia reacheds to 16.8% of outlet gas of synthesis reactor. By consulting the relevant literature and information,we designed the ammonia synthesis section of an annual fifty thousand tons synthetic ammonia
研发工艺设计规范 1.范围和简介 1.1 范围 本规范规定了研发设计中的相关工艺参数。 本规范适用于研发工艺设计 1.2简介 本规范从PCB外形，材料叠层，基准点，器件布局，走线，孔，阻焊，表面处理方式，丝印设计等多方面，从DFM角度定义了PCB的相关工艺设计参数。 2.引用规范性文件 下面是引用到的企业标准，以行业发布的最新标准为有效版本。 3 术语和定义 细间距器件：pitch≤0.65mm异型引脚器件以及pitch≤0.8mm的面阵列器件。 Stand off：器件安装在PCB板上后，本体底部与PCB表面的距离。 PCB表面处理方式缩写： 热风整平（HASL喷锡板）：Hot Air Solder Leveling 化学镍金（ENIG）：Electroless Nickel and Immersion Gold 有机可焊性保护涂层（OSP）：Organic Solderability Preservatives 说明：本规范没有定义的术语和定义请参考《印刷板设计，制造与组装术语与定义》（IEC60194）4. 拼板和辅助边连接设计 4.1 V-CUT连接 [1]当板与板之间为直线连接，边缘平整且不影响器件安装的PCB可用此种连接。V-CUT为直通型，不能在中间转弯。 [2]V-CUT设计要求的PCB推荐的板厚≤3.0mm。 [3]对于需要机器自动分板的PCB，V-CUT线两面（TOP和BOTTOM面）要求各保留不小于 1mm的器件禁布区，以避免在自动分板时损坏器件。
图1 ：V-CUT自动分板PCB禁布要求 同时还需要考虑自动分板机刀片的结构，如图2所示。在离板边禁布区5mm的范围内，不允许布局器件高度高于25mm的器件。 采用V-CUT设计时以上两条需要综合考虑，以条件苛刻者为准。保证在V-CUT的过程中不会损伤到元器件，且分板自如。 此时需考虑到V-CUT的边缘到线路（或PAD）边缘的安全距离“S”，以防止线路损伤或铜，一般要求S≥0.3mm。如图4所示。
案例二 根据阿司匹林的合成工艺和结构性质，设计特殊杂质检查项目和测定方法。 ◆合成工艺路线: ONa CO2COONa 3 + CH3COOH 可能的特殊杂质： 根据合成路线，可能存在的特殊杂质有水杨酸、苯酚以及反应副产物等，同时由于阿司匹林具有酯结构，在药物的贮藏或制剂过程中易引起水解，产生水杨酸。因此原料药和制剂中游离水杨酸是必须控制的特殊杂质，可利用水杨酸有游离酚羟基，阿司匹林无游离酚羟基，采用三氯化铁（硫酸铁铵）比色法进行控制；也可采用HPLC法检测。 ?限量检查方法： （1）比色法——游离水杨酸的检查 取本品0.10g，加乙醇1ml溶解后，加冷水适量使成50ml，立即加新制的稀硫酸铁铵溶液1ml，摇匀；30秒钟内如显色，与水杨酸对照液（0.1mg/ml）1ml同法制得结果比较，不得更深（0.1%）。 药物中游离水杨酸含量未知时，应取水杨酸系列对照液做标准曲线进行半定量，以求得样品中游离水杨酸的含量范围，然后根据实际样品质量，参考药典限度要求，确定本产品中游离水杨酸限量。 比色法为2005年版《中国药典》方法，其只能检查游离水杨酸的量，不能控制其他有关物质的量。而且在样品溶解过程中，易发生水解反应，可能导致游离水杨酸含量偏高。2010年版中国药典改用HPLC法检查。 （2）HPLC法——游离水杨酸和有关物质的检查 ①色谱条件初步选择: 取合成原料、中间体、粗品、成品适量，分别用含1%冰醋酸的甲醇溶解，配制成0.1～1mg/ml的溶液（注意：阿司匹林易水解，不能用含水流动相作溶剂）。以ODS柱为分析柱，检测波长可考虑阿司匹林和水杨酸均有较大吸收的波长处，待流动相条件基本确定后，最根据检测灵敏度要求进行调整。首先考察流动相中有机相种类，可从最常用的甲醇开始选择，如有必要，改用乙腈、四氢呋喃，或几种有机溶剂合用。同时选择流动相中有机相比例，对于极性较大的成分，可从50%的有机相开始，根据色谱峰的保留时间，降低有机相比例或升高有机相比例。一般有机相比例宜从高到低进行选择，这样样品出峰较快，可以在较短时间内获得较合适的有机相比例。阿司匹林、水杨酸均具酸性，流动相中宜添加1%～5%的冰醋酸（注意：若用缓冲盐，应添加到水相中，并测定pH值，常规ODS柱使用pH为2～8）。取合成粗品，注入高效液相色谱仪，观察各成分峰形状、保留时间、分离情况，调整流动相成分和比例，使柱效、分离度达到一定要求，保留时间适中。 ②杂质归属与方法专属性考察: 取空白溶剂（配制样品溶液的溶剂）、合成原料、中间体、粗品、成品溶液，在上述基本确定的色谱条件下进行分析，比较色谱图，确定样品溶剂峰、水杨酸峰、其它有关杂质峰，必要时，可将有关杂质添加到样品液中，以确定杂质的归属，同时将成品的色谱图与粗品色谱图进行比较，分析最后纯化精制工序的效果，如果杂质峰较大，就有必要考虑合成工艺或精制方法的改进。在这步分析中应尽可能记录较长的层析时间，以便确定合理的色谱图记录时间。 同时采用破坏试验，以产生可能的降解产物，考察方法的专属性。取成品，加适宜浓度的酸、碱或过氧化氢溶液，放置一定时间或加热一定时间（视样品稳定性而异），或采用烘箱烘烤、日光照射等，然后制成一定浓度溶液，进样分析，破坏程度以样品主峰分解20%以内为宜。观察产生的杂质峰是否完全分离，并同时取破坏用空白试剂进样分析，以排除干扰。根据以上分析情况进一步调整流动相和检测波长，以达到最佳化。 ③检测限和样品测定液浓度的确定：对不同浓度样品液进行测定，比较杂质峰个数，确定合适的样品液浓度范围。并考察阿司匹林和水杨酸的检测灵敏度。分别取阿司匹林和水杨酸溶液，采取逐步稀释法，以信噪比等于2～3确定检测限。根据检测限和杂质的限量要求，进一步确定样品测定液浓度。 ④限量检查方法的确定: 水杨酸可采用外标法，其他有关杂质可采用主成分自身对照法。原料药中水杨酸限量为0.1%，其它有关杂质总量一般可控制在0.5%。 取阿司匹林成品，根据上述确定浓度配制供试品溶液（如1～5mg/ml），取一定量供试品溶液，稀释200倍，作为自身对照液(如5～25μg/ml)；另取水杨酸对照品适量，制成浓度相当于供试液1/1000倍的溶液（如1～5μg/ml)，作为水杨酸对照液；也可将自身对照液和水杨酸对照液配成混合对照溶液。取混合对照溶液注入液相色谱仪，调节仪器检测灵敏度，使对照液主成分峰高为满量程的10%～20%， 两峰分离度达到一定要求，再精密吸取对照液和供试品溶液分别注入液相色谱仪，记录色谱图至主成分峰保留时间的一定倍数（根据实际考察结果确定记录时间，一般至少为主成分峰保留时间的2倍）。 供试品溶液色谱图中如有与水杨酸峰保留时间一致的色谱峰，不得大于对照液中水杨酸峰面积（也可采用外标法计算水杨酸含量）；其它各杂质峰面积和不得大于对照液中阿司匹林峰面积（也可规定单个杂质峰面积不得大于对照液中阿司匹林峰面积的1/2等，以控制单个杂质量）。 ?该案例说明的主要问题： 特殊杂质检查方法的建立，包括：色谱条件（流动相、检测波长）的选择、杂质归属、方法学评价、限量确定等内容。注意以上阿司匹林色谱条件的选择和方法确定仅为举例，主要是介绍方法设计过程，并非真实测定条件。 1
PCB板设计规范 文件编号：QI-22-2006A 版本号：A/0 编写部门：工程部 编写：职位：日期： 审核：职位：日期： 批准：职位：日期： 目录
一、PCB版本号升级准则 (1) 二、PCB板材要求 (2) 三、PCB安规文字标注要求 (3) 四、PCB零件脚距、孔径及焊盘设计要求 (15) 五、热设计要 求 (16) 六、PCB基本布局要求 (18) 七、拼板规 则 (19) 八、测试点要 求 (20) 九、安规设计规 范 (22) 十、A/I工艺要 求 (24)
一、PCB版本号升级准则: 板设计需要有产品名称，版本号，设计日期及商标。 2.产品名称，需要通过标准化室拟定，如果是工厂的品牌，那么可以采用红光厂注册商标( ）商标需要统一字符大小，或者同比例缩放字符。不能标注商标的，则可以简单字符冠名，即用红光汉语拼音几个首字母，例如，HG 或HGP冠于产品名称前。 3.版本的序列号，可以用以下标识REV0，0~9, 以及，，等，微小改动用.A、.B、.C 等区分。具体要求如下： ①如果PCB板中线条、元件器结构进行更换，一定要变更主序号，即从向 等跃迁。 ②如果仅仅极小改动，例如，部分焊盘大小；线条粗细、走向移动；插件孔 径，插件位置不变则主级次数可以不改，升级版只需在后一位数加上A、B、C和D，五次以上改动，直接升级进主位。 ③考虑国人的需要，常规用法，不使用序号。 ④如果改变控制IC，原来的IC引脚不通用，请改变型号或名称。 ⑤PCB版本定型，技术确认BOM单下发之后，工艺再改文件，请在原技术责 任工程师确认的版本号后加入字符（-G）。工艺部门多次改动也可参照技术部门数字序号命名，例如，G1，G2向上升级…等。 板日期，可以用以下方案标明。XX-YY-ZZ，或者，XX/YY/ZZ。 XX表示年，YY表示月，ZZ表示日。例如：11-08-08，也可以11-8-8，或者，11/8/8。PCB板设计一定要放日期标记。 二、PCB 板材要求 确定PCB 所选用的板材，板材类型见表1，若选用高TG 值的板材，应在文件中注明厚度公差。 注1：1、CEM-1: 纸芯环氧玻璃布复合覆铜箔板,保持了优异的介电性能、机械性能、和耐热性；且允许冲孔加工，其冲孔特性较玻璃环氧基材FR-4更优越，模具寿命更长；高温时翘曲变形很小。
石墨烯合成材料工艺设计 【摘要】石墨烯是一种量子霍尔效应、双极性电场效应、隧道效应等优异性能的新型材料，其在应用于传感器、晶体管、太阳能电池等领域，并且具备有广泛开发的潜能。本文对石墨烯材料应用及发展趋势进行研究，并采用两种设计方案对石墨烯的制备工艺进行描述。 关键词：石墨烯、氧化还原法制备、热熔法制备 一．引言 2004年，盖姆和诺沃肖洛夫等人用机械剥离法，从三维石墨中提取出单层石墨烯，随后，又通过石墨烯获得了石墨烷。石墨烯独特的性质引起了许多科研人员的关注．它不仅可以用来论证相对论的量子力学，还能应用于传感器、晶体管、太阳能电池等。因此，对石墨烯制备方法、独特性质、以及改性的研究就如火如荼的展开了。 石墨烯，英文名Graphene，是碳元素的一种单质形态。碳是自然界里最重要的素之有着独特的性质，是生命的基础。纯碳能以截然不同的形式存在，可以是坚硬的钻石，也可以是柔软的石墨。石墨烯是碳的另一张奇妙脸孔，具有由单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状晶格结构。它像一张单层的网，每一个网格都是一个完美的六边形，每一个绳结是一个碳原子。这张网只有个原子那么厚，可以说没有高度、只有长宽，是二维结构的碳。人类已知的最薄材料，其厚度只有0．335纳米，由于它包含烯类物质的 基本特征一一碳原子之间的双键，所
以称为石墨烯。 二．石墨烯制备的方法 经研究发现，合成石墨烯的方法已有很多，例如微机械剥离、化学气相沉积、氧化还原法，以及最新溶剂剥离和溶剂热法等，不同的制备工艺各自存在着优缺点，下面简单的介绍各方法简单制备过程及优缺点，并经行比较，从中筛选出最佳工艺方案以达到生产流程简单、生产工艺多元化，降低成本的工业目的。 (1)微机械剥离法 利用胶带剃离高定向石墨的方法获得了独立存在的二维石墨烯晶体。微机械剥离法可以制备出高质量石墨烯，但存在产率低和成本高的不足，不满足工业化和规模化生产要求，目前只能作为实验室小规模制备。 （2）化学气相沉积法 一种以镍为基片的管状简易沉积炉，通人含碳气体，例如，碳氢化合物，它在高温下分解成碳原子沉积在镍的表面，形成石墨烯，通过轻微的化学刻蚀，使石墨烯薄膜和镍片分离得到石墨烯薄膜。CVD法可以满足规模化制备高质量石墨烯的要求，但成本较高，工艺复杂。 （3）氧化一还原法 氧化一还原法是指将天然石墨与强酸和强氧化性物质反应生成氧化石墨(Go)，经过超声分散制备成氧化石墨烯(单层氧化石墨)，加人还原剂去除氧化石墨表面的含氧基团，如羧基、环氧基和羟基，得到石墨烯。这种制备方法简便且成本较低，不仅可以制备出大量石墨烯悬浮液，而且有利于制备石墨烯的衍生物，拓展了石墨烯的应用领域。 (4) 溶剂剥离法 它的原理是将少量的石墨分散于溶剂中，形成低浓度的分散液，利用超声波的作用破坏石墨层间的范德华力，此时溶剂可以插入石墨层间，进行层层剥离，制备出石墨烯。此方法不会像氧化一还原法那样破坏石墨烯的结构，可以制备高
化粪池总容积按下式计算： V=V 1+V 2+V 3 (m 3) 式中：V ——化粪池总容积(m 3)； V 1——污水部分容积(m 3)； V 2——污泥部分容积(m 3)； V 3——保护容积(m 3)。 （1） 污水部分容积V 1按下式计算： 1000 241?= Nqt V (m 3) 式中：N ——化粪池实际使用人数，为总人数乘以系数α（%），α值与建筑物类型有关，详见下表【1】。 q ——每人每天的生活污水量L/(人·d)与用水量相近。q 值可按下式计算，表【2】： 各类建筑人均生活用水定额（即用水量）见下表： 1、 住宅【表3】
2、宿舍旅馆及公建【表4】
其中：q——各类建筑污水量额定﹝L/（人·d）﹞； N n——相应建筑物污水量额定的实际使用人数； t——污水在化粪池中的停留时间，根据污水量大小选用12~24h；当污水量较小或粪便污水单独排放时，选用上限值，反之可选用下限值。
（2）污泥部分容积V2按下式计算： 1000 ) 00 .1(2.1 ) 00 .1( 2? -? -= C K b aNT V（m3） 式中：a——每人每天污泥量﹝L/（人·d）﹞，详见下【表5】： T——污泥清掏周期（d），根据污水温度和当地气候条件等因素，宜采用3—12个月（建议取6个月），当污水温度和当地气温均较高时取下限值，反之取上限值；（单位：天） b——进人化粪池中新鲜污泥的含水率，按95%计； K——污泥发酵后体积缩减系数，按0.8计； C——化粪池中发酵浓缩后污泥含水率，按90%计； 1.2——清掏污泥后按照遗留20%熟污泥量的容积系数； N——化粪池实际使用人数，为总人数乘以系数α（%），α值与建筑物类型有关，见【表1】。 （3）保护容积V3： 根据化粪池容积大小，按照保护层高度为300~500mm设计。
工艺设计信息全面数字化与标准化作者：陈宗舜 1.工艺信息数字化的内涵 两化融合对设计信息全面数字化要求,一是要求工艺设计信息的优化,二是要求工艺设计信息必须为企业信息集成与建立数字化企业提供基础。本文主要就工艺设计信息必须为企业信息集成与建立数字化企业提供基础提出以下意见，供参考。在企业信息化调查中，了解到虽然目前企业使用CAPP进行工艺设计，有的还使用类似部门级PDM进行工艺文件、流程管理，由于没有考虑企业系统集成，CAPP输出工艺规程、文档的标准化与规范化程度很差，CAPP输出没有达到全面数字化要求，达不到企业系统集成的要求，如果要实现系统集成，原来存入计算机工艺规程、文档必须返工，造成极大时间、人力的浪费，成了企业信息集成与数字化的又一拦路虎，为此必须引起各企业的重视。为了使各企业完整了解工艺信息数字化的内涵及其在企业信息化中重要性，提出以下几点。 2．工艺信息数字化的由来 工艺信息数字化来源于CAPP技术的应用,CAPP技术应用于产品设计目前已是众所周知，CAPP系统输出人们看到的是计算机屏幕上的工艺规程及技术文件和用绘图仪、打印机输出常规的工艺规程、文件，其实这些屏幕上的工艺、图形、技术文件和输出常规的工艺规程、图纸、文件，存在计算机内部都是各种格式的数据，所以应用CAPP技术进行工艺规程设计，其设计过程和输出工艺规程、图形及技术文件以近入数字化范畴。 3．工艺设计信息数字化的发展 常规的CAPP技术已进入工艺信息数字化的范畴，对传统的产品设计要求或单独(非集成)CAPP系统,常规的CAPP技术已经能满足要求。由于市场经济的发展，企业竞争因素的变化，企业各方面都需要应用信息技术，因此出现了 CAD/CAPP/CAM等一系列CAX技术与MRP/MRP-II/ERP等一系列管理信息化技术。由于传统企业的产品开发、生产经营管理是按企业内部的分工由各部门分工进行的，互相之间以图纸、工艺、技术文件、计划、统计、报表、单据及各种通知、会议为手段组织企业生产经营。在开展“甩图纸”、“甩账本”示范工程后，由于CAD/CAPP/ERP都为孤岛，这种初级信息化解决不了传统企业的产品开发、生产经营管理数据信息的共享，系统不能集成运行,发挥不了企业信息化最佳效果。根据世界经济发展的经验，应用信息技术改造与提高传统企业是企业现代化的必由之路，为此制造企业要充分发挥信息技术的作用必须走系统集成的道路。按照系统集成的要求，常规的CAPP技术不能满足要求，因为常规CAPP的工艺规程、图纸、文件，存在计算机内部都是各种格式的数据，不需要输入到其它计算机系统中，其它系统也不会读取这些数据，这对单独(非集 成)CAPP系统已满足要求。但是在系统集成的要求下，CAPP系统的输出不能再是单一的纸质表格文件，还需要数字化的加工数据包括：加工顺序、加工机床、加工工装、加工内容以及材料数据、装配关系数据等等。因此单独(非集成)CAPP
维生素A合成工艺 ?概况 维生素A，也称视黄醇(retino1)，分子式C20H30O，分子量286.44. 化学名称全反式3,7-二甲基-9-(2,6,6-三甲基-1-环已稀)-2,4,6,8-壬四稀-l-醇。 维生素A是一种黄色片状晶体或结晶性粉末，属脂溶性维生素，不溶于水和甘油，能溶于醇、醚、烃、卤代烃等大多数有机溶剂。 ?维生素A的合成工艺 虽然维生素A可从动物组织中提取，但资源分散，步骤烦杂，成本高。 商品维生索A都是化学合成产品。世界上维生素A的工业合成，主要有Roche和BASF两条合成工艺路线。 o Roche Cl4+C6合成工艺 1947年瑞士以O.Isler为首的研究群体实现了维生素A醋酸酯的全合成，并于1948年由Roche公司在全世界率先实现工业生 产。 Roche合成工艺以β-紫罗兰酮为起始原料，格氏(grignard)反应为特征，经Darzens反应，格氏反应，选择加氢，羟基溴化， 脱溴化氢，六步反应完成了维生素A醋酸酯的合成。 Roche合成工艺的优点是技术较成熟，收率稳定，各反应中间体的立体构形比较清晰，不必使用很特殊的原料。缺陷是使用的原 辅材料高达40余种，数量较大。该技术路线是世界上维生素A厂 商采用的主要合成方法。
o BASF C15+C5合成工艺 Pommer等人上世纪50年代研究开发的维生素A合成方法，为BASF技术路线奠定了基础，后经数十余年的不断改进完善，BASF 公司1971年投入工业生产。典型特征是Witting反应。以β-紫罗兰酮为起始原料和乙炔进行格氏反应生成乙炔-β-紫罗兰醇，选择加氢得到乙烯―β―紫罗兰醇，再经Witting反应之后，在醇钠催化下，与C5醛缩合生成维生素A醋酸酯。 BAsF合成工艺明显的优点是反应步骤少，工艺路线短，收率高。但工艺.中的乙炔化，低温及无水等较高工艺技术要求仍不能避免，核心技术难点是Witting反应。BASF公司对该合成工艺进行了较长时间的改进研究，成功的解决了氯苯、金属钠、三氯化磷在甲苯中的反应，实现了高放热的Witting缩合瞬间完成。由于三苯膦价格较高，Witting反应后，副产的三苯氧膦通过与光气反应，生成二氯三苯膦，再与赤磷反应，还原成三苯膦，成功的回收套用。 BASF合成工艺主要的缺陷是需使用剧毒的光气，对工艺和设备要求高，较难实现。
太原理工大学课程设计任务书
前言 《化工设计》课程设计是培养学生化工设计能力的重要教学环节，通过课程设计使我们初步掌握化工设计的基础知识、设计原则及方法；学会各种手册的使用方法及物理性质、化学性质的查找方法和技巧；掌握各种结果的校核，能画出工艺流程、各类塔结构等图形。在设计过程中不仅要考虑理论上的可行性，还要考虑生产上的安全性、经济合理性。 本设计就合成车间的工艺生产流程，着重介绍化工设计的基本原理、标准、规、技巧和经验。本说明书主要确定优化的工艺流程、工艺条件、设备选型及其他非工艺专业等容。在全面介绍化工设计的基础知识上，重点阐述工艺流程设计、物料和能量衡算及车间布置等容，并结合工艺计算、工程经济，力求体现当今化工设计的水平。 合成氨生产任务设计决定了生产合成氨的规模，设备的要求以及工艺流程的状况。本设计所采用的方法是半水煤气合成法，其主要原料是煤和氮气，利用煤来生成氢气，而本设计主要是对合成氨合成工段的设计，故所用原料直接采用氮气和氢气，其以合成塔为主要设备，在氨冷器、水冷器、气—气交换器、循环机、分离器、冷凝塔等辅助设备的作用下，以四氧化三铁为触媒，在485—500℃的高温条件下来制得氨气。 本设计要求要掌握合成塔的工作原理，生产的工艺路线，并能根据工艺指标进行操作计算。在工艺计算过程中，包含物料衡算，热量衡算及设备选型计算等。生产的氨的用途和产生的三废在本设计也有所提到，在合成效率方面也有进一步研究。
摘要 合成氨生产任务设计决定了生产合成氨的规模，设备的要求以及工艺流程的状况。本设计所采用的方法是半水煤气合成法，其主要原料是煤和氮气，利用煤来生成氢气，而本设计主要是对合成氨合成工段的设计，故所用原料直接采用氮气和氢气，其以合成塔为主要设备，在氨冷器、水冷器、气—气交换器、循环机、分离器、冷凝塔等辅助设备的作用下，以四氧化三铁为触媒，在485—500℃的高温条件下来制得氨气。本设计要求要掌握合成塔的工作原理，生产的工艺路线，并能根据工艺指标进行操作计算。在工艺计算过程中，包含物料衡算，热量衡算及设备选型计算等。生产的氨的用途和产生的三废在本设计也有所提到，在合成效率方面也有进一步研究。 [关键词]：半水煤气合成法合成塔催化剂