论文总字数：17581字

摘 要

随着我国经济的快速发展，环氧丙烷作为重要的基本有机化工原料，其需求呈快速上升态势，国内存在较大缺口。环氧丙烷已然成为现代化工的重要基本原料，是丙烯衍生物中产量仅次于聚丙烯和丙烯腈的第三大有机化工产品。

以甲醇为溶剂，丙烯和质量浓度55%的双氧水从反应器底部进料，在高效钛硅分子筛催化剂表面发生反应，反应产物从反应器顶部采出。未转化的丙烯、甲醇先后与反应产物进行分离，丙烯和甲醇经过净化提纯后循环利用，环氧丙烷经过粗分离后，送PO 分离塔净化后得到环氧丙烷产品。环氧丙烷装置包括反应单元、丙烯回收单元、环氧丙烷分离单元、甲醇分离单元和副产品回收单元等五个单元及1个公用工程。

课题需完成相关单元承压设备的工艺计算，确定出主要设备的工艺尺寸，确定合适的工艺操作参数，完成设备布置、管道布置、设备施工图绘制及强度计算等。本课题包含化工原理、传热学、过程设备设计、过程装备成套技术等专业知识，内容丰富，工作饱满。

关键词：设备设计；过氧化氢 ；环氧丙烷；填料塔；SW6

Summary

With the rapid development of China's economy, propylene oxide as an important basic organic chemical raw material, its demand is rapidly rising, there is a large gap in the country. Propylene oxide (PO) is an important basic organic chemical raw material. It is the third largest organic chemical product of propylene derivatives, which is second only to polypropylene and acrylonitrile.

1. We studied with the school's Chemical Institute and School of Environment, and used the Aspen Plus process simulation design software to perform design simulations on the hydrogen peroxide-produced propylene oxide process. Finally, the required equipment dimensions and material process parameters were obtained.
2. With reference to design data such as “Tower Equipment” and “Chemical Equipment Course Design Instruction for Chemical Equipment”, the design of the main pressure-bearing equipment for hydrogen peroxide-produced propylene oxide, the layout of equipment facades, and the layout of pipelines were completed. The result can meet the engineering design requirements.
3. According to the requirements of NB/T47041-2014 "Tower Container" and GB150-2011 "Pressure Vessel" and other related standards, the deoxidation tower, stripping tower and methanol two towers are designed for structural design and attachment selection, using SW6-2011 Strength check software checks the strength of the equipment.
4. Refer to the two books, "Multidisciplinary Engineering Design and Examples" and "Process Equipment Complete Technology Design Guide." Draw a map of the pipeline equipment and meet the production requirements.
5. With reference to relevant standards and technical requirements such as "Process Equipment Complete Technology", we will conduct a corresponding economic evaluation of this subject and provide reference results of future economic benefits.

Key words：Equipment design；hydrogen peroxide ；Propylene oxide；packed tower；SW6

目录

摘 要 I

Summary II

第一章 概 述 6

1.1 项目概述 6

1.2 生产流程 7

1.3 主要生产单元 7

1.3.1反应单元 7

1.3.2环氧丙烷分离单元 9

1.3.3 甲醇分离单元 11

第二章 反应单元的主要承压设备设计 14

2.1 脱氧塔基本设计参数 14

2.2 塔体和封头的厚度计算 15

2.3 脱氧塔整体强度校核 16

2.4裙座 16

2.4.1 裙座的结构 16

2.5吊柱 18

2.5.1吊柱的选型 18

2.5.2吊柱的结构 18

2.6喷淋装置 19

2.7接管 19

2.7.1进料管 19

2.7.2塔顶出气管 19

2.7.3塔釜进气管 19

2.7.4塔釜出料管 20

2.7.5其他接管 20

2.8填料支承结构 20

2.9法兰 20

2.10 脱氧塔的设计施工图 20

第三章 环氧丙烷分离单元的主要承压设备设计 21

3.1 丙烯汽提塔基本设计参数 21

3.2 塔体和封头的厚度计算 22

3.3 塔器整体强度校核 23

3.4裙座 23

3.5喷淋装置 24

3.6接管 24

3.6.1进料管 24

3.6.2塔顶出气管 24

3.6.3塔釜进气管 25

3.6.4塔釜出料管 25

3.6.5塔釜循环管 25

3.6.6塔釜循环再进气管 25

3.6.7其他接管 25

3.7填料支承结构 25

3.8法兰 25

3.9 塔的设计施工图 26

第四章 甲醇分离单元的主要承压设备设计 27

4.1 甲醇二塔基本设计参数 27

4.2塔体和封头的厚度计算 28

4.3 塔器整体强度校核 28

4.4其他零部件设计 28

4.4.1 裙座 28

4.5吊柱 30

4.6喷淋装置 30

4.7接管 30

4.7.1进料管 30

4.7.2回流管 30

4.7.3塔顶出料管 30

4.7.4塔釜进气管 30

4.7.5塔釜出料管 30

4.7.6塔釜循环管 30

4.7.7其他接管 31

4.8液体再分布器 31

4.9填料支承结构 31

4.10法兰 31

4.11 甲醇二塔的设计施工图 32

第五章 设备布置与管道布置设计 33

第六章 经济评价 34

6.1 对脱氧塔进行价格预估 34

6.1.1 设备制造成本的估算 34

结论与展望 37

参考文献 38

致谢 40

附录 41

第一章 概 述

1.1 项目概述

伴随着我国经济的迅速发展，环氧丙烷作为一种重要的基本有机化工原料，其需求是呈快速上升的态势，国内还存在着较大的缺口。环氧丙烷（PO）是一种主要的基本有机化工原料，是第三大有机化工产品，其产量在丙烯衍生物中仅次于聚丙烯和丙烯腈。国内的环氧丙烷装置大多数都是采用氯醇法生产，所以短期内可能受益于共氧化法和直接氧化法项目的高成本投入而带来的提价作用，但伴随着共氧化法以及直接氧化法生产技术的不断成熟和规模效应的显现凸显，在未来还将可能面临着新的政策及市场风险，盈利的能力将逐步下降。

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