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本科生毕业（论文） 本科生毕业设计（论文） 中文目年产3000吨甲基叔丁基醚生产工艺设计 英文题目Annual output of 3000 tons of methyl tert-butyl ether production process design 学 号 1007031023 姓 名 李山 学 院 化学化工学院 专 业 应用化学 年 级 2010 级 指导老师 许兰萍 完成时间 2013年4月 江西师范大学教务处制 毕业论文声明 本人郑重声明： 1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。除了特别加以标注地方外，本文不包含其他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 2.本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅。本人授权江西师范大学政法学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。 3．若在江西师范大学政法学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，一切后果均由本人承担，与毕业论文指导老师无关。 学位论文作者（签名）：李山 2014年04月30日 摘要 本设计选取异丁烯和甲醇为原料，研究甲基叔丁基醚的制备方法。 本设计在查阅大量文献，结合国内的多种生产工艺，遵循技术上先进、工艺上可靠、经济上合理、系统上最优的原则上完成的。根据国内目前的市场需求情况确定了以该工艺进行年产3000吨的工艺设计。年生产日为300天，每天生产一批。本设计对工艺过程进行了物料衡算和能量衡算，对主要设备进行了工艺计算及选型，绘图了带控制点工艺流程图、设备装配图、设备布置图，设计符合环保要求，并对生产过程进行了成本估算。 关键词：甲基叔丁基醚 异丁烯 甲醇 工艺 设计 Abstract This design selection of isobutylene and methanol as raw materials The study on preparation of methyl tert-butyl ether Lagotis aldehyde is one of the important synthetic perfumes, is a kind of high-grade daily-use spices, can be used for a variety of flavor formulations, due to stable performance, fragrance pure, elegant and soft, fragrant aroma of a long time and the sum of small differences demand is gradually expanding. Aldehyde in the rabbit ear test synthesis technology, raw materials, and the reaction mild, short process, easy to achieve industrialization, and the product close to the quality of similar foreign products, with good development prospects. The design is in the access to a large number of domestic and foreign literature, combined with a variety of domestic rabbit ears formaldehyde production process, follow the technically advanced, technology reliable, economically reasonable, in principle, the optimal system completed. According to current market demand for domestic determined to carry out an annual output of 6 tons of the process, the production date of 300 days, daily production batch process design. The main equipment of the mass balance and equipment selection. Key words: methyl tert-butyl ether；2-methyl propene；Methanol；technology；design. 目录 中文摘要 ………………………………………………………………Ⅰ Abstract ………………………………………………………………Ⅱ 1 甲基叔丁基醚的产品综述 ……………………………………1 1.1 甲基叔丁基醚简介 …………………………………………1 1.2 性质 ……………………………………………………………1 1.3 用途 ……………………………………………………………1 2 生产流程 ……………………………………………………………2 2.1 方法选择 ………………………………………………………2 2.2 工艺特点 ………………………………………………………3 2.3 工艺流程简图 …………………………………………………3 3 工艺计算 ……………………………………………………………3 3.1 基础数据 ………………………………………………………3 3.2 物料衡算 ………………………………………………………4 3.3 热量衡算 ………………………………………………………9 4 设备选型 ……………………………………………………………10 5 投资与效益分析 ……………………………………………………12 6 环境保护与安全处理 ………………………………………………15 参考文献 ………………………………………………………………17 附录：带控制点的工艺流程图 平面设备布置图 装配图 1 甲基叔丁基醚产品综述 1.1 甲基叔丁基醚简介[1] 甲基叔丁基醚 分子式：C5H12O，分子量：88.1482。 分子结构： 中文名称：甲基叔丁基醚 中文同义词：MTBE;叔丁基甲醚 英文名称:Tert-butyl methyl ether 英文别名:2-methoxy-2-methylpropane; methyl t-butyl ether; Methyl Tertiary Butyl Ether; Methyl Tertiary Butyl Ether (MTBE); MTBE; Methyl tert-Butyl Ether; 1.2 性质[1] 1.2.1 物性数据 1.性状：无色液体，具有醚样气味。 　　2.熔点（℃）：-108.6 　　3.沸点（℃）：55.2 　　4.相对密度（水=1）：0.74 　　5.相对蒸气密度（空气=1）：3.1 　　6.饱和蒸气压（kPa）：27（20℃） 　　7.燃烧热（kJ/mol）：-3360.7 　　8.闪点（℃）：-34~-28 　　9.引燃温度（℃）：375 　　10.爆炸上限（%）：8 　　11.爆炸下限（%）：1 　　12.溶解性：不溶于水，易溶于乙醇、乙醚。 　　13.相对密度（20℃，4℃）：0.7406 　　14.气相燃烧热(焓)(kJ·mol-1)：-3399.03 　　15.气相标准声称热(焓)( kJ·mol-1) ：-283.47 　　16.气相标准熵(J·mol-1·K-1) ：357.8 　　17.气相标准生成自由能( kJ·mol-1)：-117.45 　　18.液相标准燃烧热(焓)(kJ·mol-1)：-3368.97 　　19.液相标准声称热(焓)( kJ·mol-1)：-313.56 　　20.液相标准熵(J·mol-1·K-1) ：265.3 　　21.液相标准生成自由能( kJ·mol-1)：-119.96 　　22.液相标准热熔(J·mol-1·K-1)：187.5 1.2.2 化学性质 无色液体，具有醚样气味，酸性溶液中不稳定。易溶于乙醇和乙醚，溶于水(4.8g/100g)。易燃 1.2.3 毒理学数据 急性毒性 　　LD50：4g/kg（大鼠经口）；＞7500mg/kg（兔经皮） 　　LC50：41000mg/m3（大鼠吸入，4h） 1.2.4 安全信息 　R11:Highly flammable. 高度易燃。 　R38:Irritating to skin. 刺激皮肤。 1.3 用途 甲基叔丁基醚主要用作汽油添加剂，具有优良的抗爆性。它与汽油的混溶性好，吸水少，对环境无污染。MTBE能改善汽油的冷起动特性和加速性能，对气阻没有不良影响。虽然甲基叔丁基醚热值低，但行车试验证明使用含10%MTBE的汽油能使燃料消耗下降7%，并使废气中含铅量、CO量特别是致癌多环芳烃的排放物明显降低。作为有机合成原料，可制高纯度的异丁烯。还可用于生产2-甲基丙烯醛、甲基丙烯酸及异戊二烯等。另外，还可用作分析溶剂、萃取剂。主要用作汽油添加剂，提高辛烷值，亦可裂解制得异丁烯。用作石蜡、香料、生物碱、树脂、天然及合成橡胶、脂肪物质的溶剂。是一种优良的高辛烷值汽油添加剂和抗爆剂。 2 生产流程 2.1 方案选择[ ①甲醇和叔丁醇在质子酸催化下进行分子间脱水。 ②以甲醇为溶剂，在质子酸催化下，通入异丁烯来合成； (1)标准转化型 原料甲醇与异丁烯以1.0~1.05的摩尔比在预反应器中进行烯醇的醚化反应，反应温度50~70℃为宜，反应后的物料进入催化精馏塔，再补加甲醇的条件下继续反应，生成的MTBE与未反应的原料在催化精馏塔内，边反应边分离，塔底得到产品MTBE，塔顶得到C4和甲醇的共沸物，一部分回流，另一部分采出进入水洗塔塔底，萃取剂水从塔顶进入水洗塔，根据甲醇与C4在水中溶解度的不同，将C4与甲醇分离，塔底得到甲醇的水溶液，塔顶得到C4；从水洗塔塔底出来的甲醇水溶液进入甲醇回收塔，采用普通精馏的方法将甲醇和水分离，分离后的水打到水洗塔做萃取剂循环利用，分离后的甲醇作为反应原料循环利用。 （2）甲醇和叔丁醇在质子酸催化下进行分子间脱水 (3)催化蒸馏MTBE工艺 该工艺把反应器和蒸馏塔组合在一起,实现反应和蒸馏在同一设备内进行,所用原料为催化裂化C４馏分。有醇/烯比大于1的MTBE流程和醇/烯比小于1的MTBE-Plus流程,水洗塔主要除去C４馏分中的铵盐等杂质,保护床主要除去Na＋、Ｋ＋、Ca２＋和Mg２＋等杂质,由于催化反应与精馏同在一个区域发生,生成的MTBT能迅速离开反应区,使化学平衡向生成MTBE方向进行,异丁烯的转化率可达99%以上,MTBE浓度也可达98%以上。 因醇/烯摩尔比小于1,甲醇全部转化,不存在甲醇回收问题,工艺流程大为简化。 以混合异丁烯和甲醇为原料，在酸性催化剂存在下，进行放热反应而得。反应后的混合物经分离精制，把未反应的甲醇、C4馏分除去，得到一定纯度的甲基叔丁基醚。 　 2.1以异丁烯和甲醇合成甲基叔丁基醚的化学反应方程式 2.2 工艺特点 本装置采用固定床工艺，三反一塔式流程。由原料配制—醚化反应，产品分离两部分组成。 2.2.1原料配制——醚化反应部分 原料甲醇与异丁烯以1.0~1.05的摩尔比在预反应器中进行烯醇的醚化反应，反应温度50~70℃为宜，反应后的物料进入催化精馏塔，再补加甲醇的条件下继续反应，生成的MTBE与未反应的原料在催化精馏塔内，边反应边分离，塔底得到产品MTBE，塔顶得到C4和甲醇的共沸物，一部分回流，另一部分采出进入水洗塔塔底，萃取剂水从塔顶进入水洗塔，根据甲醇与C4在水中溶解度的不同，将C4与甲醇分离，塔底得到甲醇的水溶液，塔顶得到C4；从水洗塔塔底出来的甲醇水溶液进入甲醇回收塔，采用普通精馏的方法将甲醇和水分离，分离后的水打到水洗塔做萃取剂循环利用，分离后的甲醇作为反应原料循环利用。 2.2.2产品分离 分馏塔用于产品分离。甲醇和剩余C4在分馏塔（T-301）中形成低沸点共沸物从T-301顶馏出，塔顶馏出物中的MTBE含量≯0.5%，塔底为基本不含甲醇的MTBE产品自压送产品罐区。 本工艺过程涉及的主要化学反应，需要使用常压反应釜、精馏蒸馏塔、水洗塔、冷凝器等主要设备。混合C4中异丁烯与甲醇在强酸性苯乙烯系大孔阳离子交换树脂催化剂作用下发生合成反应生成MTBE。 需要进行物料衡算，能量衡算，设备计算与选型，成本预算及制图。 2.3 工艺流程简图[3] [4] 图1-1生产甲基叔丁基醚流程简图 3 工艺计算 3.1 基础数据 产品甲基叔丁基醚的性能指标： 产品名称 CAS编号 规格型号 包装规格 甲基叔丁基醚 1634-04-4 98.5% 25公斤/桶 生产方式：连续性生产 年生产情况：年产3000吨甲基叔丁基醚 ，工作日300天，每天生产一批，每批生产时间为24 一天3 班 每班 8小时。 原料异c4的含量：99% 原料甲醇的含量：含量≥95％ 全车间物料衡算 1.根据设计要求：MTBE年产量为3000吨，按年工作量为7200小时计算， 则每小时产工业MTBE量: M= 根据设计要求： 成品、副成品指标： 合格品 一级品 MTBE ≥98.0%（m/m） ≥98.5%（m/m） 甲醇 ≤0.6% （m/m） ≤0.4%（m/m） 叔丁醇 ≤0.7% （m/m） ≤0.5%（m/m） 按合格产品计算：（产品中纯MTBE含量为98.5%） 则产品中含纯MTBE 反应器各段生成的MTBE的量： 反应器B出口的MTBE的量（MTBE精馏过程MTBE收率为98.5%） 根据设计要求：反应器的一段转化率为74％；二段转化率 至86％；总转化率为93％ 反应器A出口的MTBE的量（设计要求：反应器总转化率≧93％，反应器A总转化率≧86％，设反应器的MTBE收率99%） 表11 工业甲醇的组成及流量： 名称 摩尔流量kmol/h 摩尔分数kmol/ 质量流量 kg/h 质量分数 kg/kg 分子量 甲醇 76.92 0.9984 2464.67 0.9990 32.04 水 0.11 0.0014 1.97 0.0008 18 其他 0.02 0.0002 0.50 0.0002 32 工业甲醇 77.05 1.0000 2467.14 1.0000 则醇烯比为：1.05：1 满足设计要求。 异丁烯与甲醇的反应转化率为96% 表一 物料衡算所需相关数据：[5] 相对原子质量 H 1.0079 C 12.011 O 15.994 相对分子质量 甲基叔丁基醚 88.1438 异丁烯 56.1072 甲醇 32.0366 3.2 物料衡算 预反应器物料衡算， 催化精馏塔物料衡算，水洗塔物料衡算，萃取塔物料衡算 设计物料平衡 每天生产98.5%甲基叔丁基醚的量为： m＝3000t÷300天=10T/天 所以纯的甲基叔丁基醚的量为：10000㎏×98.5%=196㎏ 假设中和器、蒸馏釜、过滤器的损耗为1% 进入蒸馏釜5的甲基叔丁基醚的量为：180㎏÷96%÷99%=189.39㎏ 进入过滤器的甲基叔丁基醚的量为：191.31㎏÷99%=193.24㎏ 进入高压釜的对异丙苯-ɑ-甲基桂醛的量为： 表二 反应釜的物料衡算 反应釜进/出料名称 ㎏/天 T/年 进 料 甲醇 245.7 73.71 异丁烯 74.03 22.21 12.34 3.70 493.53 148.06 杂质 7.75 2.33 合计 833.35 250.01 出 料 230.36 69.11 493.53 148.06 2.96 0.89 64.36 19.31 12.34 36.70 22.05 6.62 杂质 7.75 2.33 合计 833.35 250.01 表三 萃取塔的物料衡算 反应釜进/出料名称 ㎏/天 T/年 进 料 230.36 69.11 493.53 148.06 2.96 0.89 64.36 19.31 12.34 36.70 22.05 6.62 13.21 3.96 杂质 7.88 2.36 总计 846.7 254.01 出 料 对异丙醛-ɑ-甲基桂醛 流出量 228.06 68.42 损耗 2.3 0.69 乙 醇 流出量 488.59 146.58 损耗 4.94 1.48 丙 醛 流出量 2.93 0.88 损耗 0.03 0.01 枯茗 醛 流出量 63.72 19.12 损耗 0.64 0.19 水 流出量 25.75 7.73 损耗 0.26 0.08 醋酸 钾 流出量 21.36 6.41 损耗 0.22 0.07 杂质 7.88 2.36 总计 846.7 254.01 表五 蒸馏釜2的物料衡算 反应釜进/出料名称 ㎏/天 T/年 进 料 对异丙醛-ɑ-甲基桂醛 225.78 67.73 乙醇 44.41 13.32 枯茗醛 63.08 18.92 重组分 57.42 17.23 总计 390.69 117.21 出 料 对异丙醛-ɑ-甲基桂醛 流出量 223.52 67.06 损耗 2.26 0.68 乙醇 流出量 43.41 13.02 损耗 0.44 0.13 枯茗醛（回收） 55.51 16.65 枯茗醛 流出量 8.05 2.42 损耗 0.08 0.02 重组分 57.42 17.23 总计 390.69 117.21 备注：回收的枯茗醛的纯度为99%（含1%乙醇），枯茗醛蒸馏回收率为88% 表六 蒸馏釜三的物料衡算 反应釜进/出料名称 ㎏/天 T/年 进 料 对异丙醛-ɑ-甲基桂醛 223.52 67.06 乙醇 43.41 13.02 重组分 64.98 19.49 总计 331.91 99.57 出 料 对异丙醛-ɑ-甲 基桂醛 流出量 214.58 64.37 损耗 11.09 3.33 乙醇 41.26 12.38 重组分 64.98 19.49 总计 331.91 99.57 备注：回收对异丙醛-ɑ-甲基桂醛的纯度为99%，回收率为96% 表七 高压反应釜的物料衡算 反应釜进/出料名称 ㎏/天 T/年 进 料 99%对异丙醛-ɑ-甲基桂醛 214.58 64.37 80%乙醇 613.65 184.10 氢气 45.59 13.68 催化剂 21.24 6.37 总计 895.06 268.52 出 料 兔耳醛 193.24 57.97 氢气 43.54 13.06 催化剂 21.24 6.37 其他 637.04 191.11 总计 895.06 268.52 表八 过滤机的物料衡算 反应釜进/出料名称 ㎏/天 T/年 进料 兔耳醛 193.24 57.97 催化剂 21.24 6.37 乙醇溶液 637.04 191.11 总计 851.52 255.46 出 料 兔耳醛 流出量 191.31 57.39 损耗 1.93 0.58 催化剂 21.24 6.37 乙醇溶液 流出量 630.67 189.20 损耗 6.37 1.91 总计 851.52 255.46 表九 蒸馏釜4的物料衡算 反应釜进/出料名称 ㎏/天 T/年 进 料 兔耳醛 191.31 57.39 77.4%乙醇溶液 630.67 189.20 总计 821.98 246.59 出 料 兔耳 醛 流出量 189.40 56.82 损耗 1.91 0.57 回收乙醇 439.33 131.80 25.5%乙醇溶液 189.43 56.83 乙醇溶液损耗 1.91 0.57 总计 821.98 246.59 表十 蒸馏釜5的物料衡算 反应釜进/出料名称 ㎏/天 T/年 进 料 兔耳醛 189.40 56.82 25.5%乙醇溶液 189.43 56.83 总计 378.83 113.65 出 料 90%兔耳醛 200 60 16.6%乙醇溶液 167.54 50.26 兔耳醛剩余 7.58 2.27 损耗 3.71 1.11 总计 378.83 113.65 3.3 热量衡算 常压反应釜的热量衡算 物料由25℃降至10℃，用0℃的冷却水进行冷凝，冷却水从0℃升至10℃，杂质按水计。 ∆t=(15−10)/ln(15/10)=12.33℃ M枯茗醛=245.7㎏；n枯茗醛=1657.9mol；Cp枯茗醛=3.2×103J/（㎏·℃） M丙醛=74.03㎏；n丙醛=1212.6mol；Cp丙醛=2.1856×103J/（㎏·℃） M氢氧化钾=12.34㎏；n氢氧化钾=219.9mol；Cp氢氧化钾=5.34J/（㎏·℃） M乙醇=493.53㎏；n乙醇=10712.6mol；Cp乙醇=2.1×103J/（㎏·℃） M杂质=7.75㎏；n杂质=430.1mol；Cp杂质=4.2×103J/（㎏·℃） Q=n枯茗醛∆tCp枯茗醛+n丙醛∆tCp丙醛+n氢氧化钾∆tCp氢氧化钾+n乙醇∆tCp乙醇+n杂质∆tCp杂质=1.0×109J Q1=Q*1.05=1.05×109J 以每小时计Q2=Q1=1.05×106KJ/h A=Q2/K∆t=10.09m2 A’=A*1.15=11.61m2 冷却水的最大流量W=Q2/(Cp，水*∆t2)=25Kg/h. 乙醇蒸馏釜的预热器的热量衡算 物料由10℃升至78.4℃，用100℃的水蒸汽进行加热. ∆t=(90-21.6)/ln(90/21.6)=47.9℃ Q=n枯茗醛∆tCp枯茗醛+n丙醛∆tCp丙醛+n氢氧化钾∆tCp氢氧化钾+n乙醇∆tCp乙醇+n杂质∆tCp杂质+ n对异丙醛-α-甲基桂醛∆tCp对异丙醛-α-甲基桂醛+ n水∆tCp水+ n醋酸∆tCp醋酸=8.22×109J Q1=Q×1.05=8.63*106KJ 以每小时计Q2=Q1=8.63×106KJ A=Q2/k∆t=123.0m2 蒸汽的最大流量W=Q2/ ∆H水(100℃)=1990.4kg/h. 兔耳醛蒸馏釜预热器的热量衡算 物料由78℃升至135℃，用200℃的水蒸气进行加热. ∆tm=(122-65)/ln(122/65)=90.5℃ Q= n兔耳醛∆t Cp兔耳醛+n乙醇∆t Cp乙醇=1.19×109J Q1=Q×1.05=1.25×106KJ 以每小时计Q2=Q1=1.25×106KJ A=Q2/k∆t=9.43m2 蒸汽的最大流量W=Q2/ ∆H水(200℃)=643.17kg/h. 4 设备选型 4.1 各物料的密度 物料名称 密度/（1×103㎏/m3） 物料名称 密度/（1×103㎏/m3） 异丁烯 甲醇 水 杂质 4.2 常压反应釜的设备选型[9] 物料名称 物料质量/㎏ 密度/（1×103㎏/m3） 体积/m3 异丁烯 245.7 0.9818 甲醇 74.3 0.80 水 493.53 0.7893 氢氧化钾 12.34 2.04 杂质 1.15 合计 0.981 装料系数取0.70，则常压反应釜的容积为：0.981 m3 ÷0.7=1.401 m3 查化工设备手册知，选择公称容积为1.5m³的不锈钢反应釜，符合计算要求。 4.3 高压反应釜的设备选型 物料名称 物料质量/㎏ 密度/（1×103㎏/m3） 体积/m3 氢 45.59 催化剂 合计 装料系数取0.70，则高压反应釜的容积为：0.9602m3÷0.7=1.372m3 查化工设备手册知，选择公称容积为1.5m³的不锈钢反应釜，符合计算要求。 4.4 设备一览表 设备名称 材质 容积（m3） 设备数量 型号、规格 常压反应釜 不锈钢 1.5 1 高压反应釜 不锈钢 1.5 1 中和器 不锈钢 1.5 蒸馏釜1 不锈钢 1 蒸馏釜2 不锈钢 蒸馏釜3 不锈钢 蒸馏釜4 不锈钢 蒸馏釜5 不锈钢 过滤器 炭钢 2.0 1 产品贮槽 炭钢 0.5 1 蒸馏塔3塔釜流出液贮槽 炭钢 0.1 1 蒸馏塔5塔釜流出液贮槽 炭钢 0.5 1 枯茗醛贮槽 炭钢 0.5 1 乙醇贮槽 炭钢 2.5 1 丙醛贮槽 炭钢 0.2 1 乙醇蒸馏釜预热器 不锈钢 1 固定管板式换热器（JB/T4715—92） 兔耳醛蒸馏釜预热器 不锈钢 1 固定管板式换热器（JB/T4715—92） 枯茗醛泵 1 乙醇泵 1 丙醛泵 1 常压反应釜循环水泵 1 蒸馏釜1进料泵 1 蒸馏釜1塔顶出料泵 1 蒸馏釜2进料泵 1 蒸馏釜2塔顶出料泵 1 蒸馏釜3进料泵 1 蒸馏釜3塔顶出料泵 1 氢气泵 1 高压反应釜循环水泵 1 蒸馏釜4进料泵 1 蒸馏釜4塔顶出料泵 1 蒸馏釜5进料泵 1 蒸馏釜5塔顶出料泵 1 5 投资与效益分析 5.1车间定员及附属设备 1.车间定员 一天两班制，操作人员7人，分析人员1人，计16人；管理人员4人，其他人员5人，共需25人。 2.考虑泵、釜式反应器、照明、真空泵、预热器等所消耗的电能，选择电力负荷2000KVA。 3.水用量100m3/h，循环利用。 5.2投资估算 5.2.1设备投资估算表 设备名称 材质 数量 质量（kg） 价格估算（万元） 常压反应釜 不锈钢 1 1280 1 高压反应釜 不锈钢 1 1780 1.6 中和器 不锈钢 1 蒸馏釜1 不锈钢 1 5 蒸馏釜2 不锈钢 5 蒸馏釜3 不锈钢 5 蒸馏釜4 不锈钢 5 蒸馏釜5 不锈钢 5 过滤器 炭钢 1 1 产品贮槽 炭钢 1 787 1 蒸馏釜3塔釜流出液贮槽 炭钢 1 787 1 蒸馏釜5塔釜流出液贮槽 炭钢 1 787 1 枯茗醛贮槽 炭钢 1 787 1 乙醇贮槽 炭钢 1 787 1 丙醛贮槽 炭钢 1 787 1 乙醇蒸馏塔预热器 不锈钢 1 1 兔耳醛蒸馏塔预热器 不锈钢 1 1 枯茗醛泵 1 0.12 乙醇泵 1 0.12 丙醛泵 1 0.12 常压反应釜循环水泵 1 0.12 蒸馏釜1进料泵 1 0.12 蒸馏釜1塔顶出料泵 1 0.12 蒸馏釜2进料泵 1 0.12 蒸馏釜2塔顶出料泵 1 0.12 蒸馏釜3进料泵 1 0.12 蒸馏釜3塔顶出料泵 1 0.12 氢气泵 1 0.12 高压反应釜 1 0.12 循环水泵 0.12 蒸馏釜4进料泵 1 0.12 蒸馏釜4塔顶出料泵 1 0.12 蒸馏釜5进料泵 1 0.12 蒸馏釜5塔顶出料泵 1 0.12 共计 39.64 5.2.2公用 包括水、电、气的供应等基础公用工程等项，其中最大蒸汽用量2017kg/h，采用1t锅炉即可满足要求，冷冻水最大流量31071kg/h，冷冻水需由冰机岗位提供冷量以满足生产要求，其中锅炉约需10万元，冰机系统约需5万元，配电设施约需10万元，公用工程合计约需25万元。 5.2.3安装费 安装费用包括管道费用、仪表费用及设备安装等费用，其中管道和阀门费用约需15万元，设备安装及管道等的安装约需5万元，合计约需20万元。 5.2.4设备及仪器 化验设备需气相色谱仪一台，约需1.2万元，计算机一台，约需0.5万元，其他化验仪器设备1.3万元，合计约需3万元。 5.2.5生产厂房 建筑面积800m2，每平方米按1000元计算，需投资80万元。 5.2.6库房 建筑面积150m2，每平方米按800元计算，需投资约12万元。 5.2.7辅助建筑 150m2，包括化验室，办公室等，每平方米按800元估算，需投资12万元。 以合计固定资产投资191.64万元。 5.3流动资金 流动资金包括储备资金、生产资金和成品资金三部分，流动资金按两个月生产总成本计，则流动资金约需 445.18万元。 总计636.82万元。 5.4产品成本估算表 名称 单耗（kg） 单价（元/ kg） 金额（万元/年） 氢氧化钾 12.34 160 59.2 无水乙醇 493.53 5.7 84.4 枯茗醛 245.7 5.5 40.5 丙醛 74.03 3.1 6.9 醋酸 13.21 3.3 1.3 80%乙醇 613.65 3.5 64.4 液氢 45.59 0.95 1.3 催化剂 21.24 5.8 3.7 共计 261.7 名称 单程回收（kg） 单价（元/ kg） 金额（万元/年） 无水乙醇 351.73 5.7 60.2 枯茗醛 119.31 5.5 19.7 液氢 43.54 0.95 1.2 催化剂 19.12 5.8 3.3 共计 84.4 名称 金额（万元） 名称 金额（万元） 工人工资 75 不可预见 5 固定资产折旧 0．18 工厂成本 1 大修费 5 销售费用 0.1 企管费 5 销售成本 1.1 5.6销售收入 目前兔耳醛的销售价格 目前该产品国内售价900000元/t，则年销售收入8100万元，成本为1.1万元/t，即1500万元。 增值税={（销售收入-年可变成本）*17%}/（1+17%）=959万元 城建税=增值税*7%=67万元 教育附加税=增值税*3%=29万元 年税收总额=增值税+城建税+教育附加税=1055万元 则销售利润=6176万元 6 环境保护与安全处理[3] 6.1 各种原料的性质与安全信息 6.1.1 甲醇 甲醇是无色澄清易流动高极性的液体。可与水、乙醇、乙醚、苯、酮、酯及卤代烷等相混溶。燃烧时生成蓝色火焰。易受氧化或脱氢生成甲醛。 临测：车间空气最高允许浓度 50mg/m3。 甲醇在水及液体中溶解度极高，可经呼吸道、胃、肠道和皮肤吸收，吸收后可迅速分布于机体组织，主要作用于神经系统，对神经和视网膜有特殊选择作用。 甲醇的毒性与其代谢产物甲醛、甲酸的基本性质有关。甲醛抑制氧的利用和产生CO2的活力很强，能抑制视网膜的氧化磷的酸化过程，不能合成三磷酸腺苷。便膜内细胞发生退行性变化。最后导致视神经萎缩，重者还可导致失明。甲醇使机体代谢发生障碍，可造成乳酸有机酸积聚，与甲醇的体内转化物甲酸一起，引起酸中毒。甲醇在体内氧化缓慢，仅为乙酸的1/7，排泄也慢，故有明显的积蓄作用。其蒸汽对呼吸道和粘膜有强烈的刺激作用。已有经皮肤吸收中毒引起视觉障碍和失明的报道 长期吸入高浓度的甲醇蒸汽，可产生严重神经衰弱和植物神经功能失调症状，也可有粘膜刺激和视力减退。 皮肤接触后引起发痒、湿疹和皮炎，其程度与甲醇中不饱和醇、醛等杂质含量有关。体检可发现色觉视野同心性缩小，视神经苍白或萎缩、视网膜水肿、眼底动脉狭窄和静脉扩张、瞳孔对光反应减弱、肝功能、胆固醇含量及血小板可有变化 6.1.1.1急性中毒： a.经口中毒而神志清醒者，用1%碳酸氢钠洗胃，硫酸钠导泻，用软纱布遮盖双目以防光刺激。 b.吸入中毒者，根据CO2结合力，用碳酸氢钠或乳酸钠纠正酸中毒，注意电解质平衡，必要时输注葡萄糖液，控制水钠量以防水肿。 c.眼底有病变或视力障碍时，用地塞米松静脉注射，可试用甘露醇静滴，应用维生素B1可能有效。 d.吸入氧气、保温、静卧，因病情变化迅速严密观察。严重病例可进行血液透析。 e.对症处理 6.1.1.2慢性中毒 对症处理，注意眼部症状和病变。 6.1.2 异丁烯 无色气体，不溶于水，易溶于多数有机溶剂。本品易燃，具窒息性，对环境有危害，对水体、土壤和大气可造成污染。有燃爆危险。毒性：属低毒类。急性毒性：LC50620000mg/m3，4小时（大鼠吸入） 危险特性：与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。受热可能发生剧烈的聚合反应。与氧化剂接触会猛烈反应。气体比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇明火会引着回燃。迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。 6.2 环境保护 该产品生产过程中的三废应经过处理达到国家排放标准后，才能排放。 参考文献 [1] [DB/OL]-Chemical Book [2] 李和平.精细化工工艺学.第二版.北京：科学出版社，2007 [3] 娄爱娟，吴志泉，吴叙美.化工设计.上海：华东理工大学出版社，2007 [4] 唐培，冯亚青.精细有机合成化学与工艺学.第二版.北京：化学工业出版社，2009 [5] 曹锡章，宋天佑，王杏乔.无机化学.北京：高等教育出版社，2006 [6] 吴志泉，涂晋林，徐汛.化工工艺计算.上海：华东理工大学出版社，2000 [7] 傅献彩，沈文霞，姚天扬，侯文华.物理化学，第五版，上，北京：高等教育出版社，2007 [8] 陈敏恒，丛德滋，方图南，齐鸣斋.化工原理.第三版，上下册，北京：化学工业出版社，2006 [9] 潘国昌，郭庆丰.化工设备设计.北京：清华大学出版社，1996 [10] 武汉大学化学系化工教研室.化工制图基础.北京：高等教育出版社，2006 另外，我还要特别感谢我的同学，他在CAD制图方面给予了我极大的 帮助。我深深知道:我的学业圆满完成，与无数人的默默支持是分不开的。在此，我要感谢给予我帮助和关心的所有领导、老师、同学和朋友，谢谢你们! 此致 敬礼