化工毕业论文 双环戊二烯的生产工艺.doc

职业技术学院毕业论文双环戊二烯的生产工艺届化学工程系专业应用化工技术学号学生姓名指导教师完成日期年月日毕业论文评语及成绩学生姓名专业应用化工技术班级化工学号毕业论文题目双环戊二烯的生产工艺指导教师姓名指导教师职称教授指导教师评语年月日答辩小组意见答辩小组组长签字年月日成绩系主任签字年月日毕业论文任务书题目双环戊二稀的生产工艺专业应用化工技术班级化工学生姓名所在系化学工程系导师姓名导师职称副教授一论文内容以学生所在实习单位为基本依据要求学生熟练掌握本企业现行工艺状况及国内外最新发展动态发现企业在工艺发展方面所存在的问题提出问题的症结所在设计并给出改进方案可以是针对某一问题或某几个问题提出自己的建议措施和设计并要求对企业在节能自动化控制和可持续发展等方面提出自己的大胆设想二基本要求学生的论文应完全符合沧州职业技术学院毕业设计手册的要求论文应有一定的篇幅和深度不能随便应付正文字数不少于字论文的进度应严格按照任务书中的规定不得无故拖延学生可通过各种方式如聊天电话邮件会面等多与指导教师联系以使老师能及时掌握学生论文写作的进度和发现问题学生不得以任何理由不参加毕业论文的各个环节否则成绩一律按不及格处理三主要技术指标或研究方法从清洁生产的角度对企业中所存在的能源消耗污染等问题进行析根据我们所学习工艺学知识对企业中所存在的缺陷问题进行设计给出切实可行的方案从自动化控制角度提出企业存在的自控水平现状及发展空间上网或通过查阅一些资料了解对企业的三废治理的一些整治措施四应收集的资料及参考文献应收集企业现有产品的工艺流程从而掌握企业的整体生产情况应收集企业现有节能与污染治理的现状及其治理的成效查阅各种生产工艺节能及自动化控制等方面的书籍文献五进度要求月初下达任务书布置任务月份为收集各种资料查阅资料的阶段为编写论文做准备月份是具体的研究时间月初为成文时间返校完成论文的最后定稿装订答辩等环节教研室主任签字时间年月日毕业论文开题报告题目双环戊二稀的生产工艺专业应用化工技术班级化工学生姓名一文献综述双环戊二烯为市场前景较好的一种化工原料在有机物生产中有着重要作用本文对双环戊二烯的生产原理工艺操作设备开停车等方面进行了分析通过对此进行分析使自己能更熟练的掌握生产工艺及操作二研究内容及预期目标对所在的河间鹏宇化工有限公司的双环戊二烯的生产工艺进行深入了解分析在分析双环戊二烯的生产工艺操作及工艺流程中找到影响生产的关键因素对双环戊二烯生产中的副产物进行应用及市场分析通过此次学习使自己能够更加熟练掌握双环戊二烯的生产工艺原理及操作原理通过此次论文写作使自己学会查找文献学会从文献中获取有价值的信息同时使自己的论文水平得到提高三研究方案研究方法参考学校所学化工工艺的知识并查找其中的有价值信息从企业职工培训材料中查找与双环戊二烯生产工艺相关联信息向企业老员工请教经验从中弥补自己实践不足的缺憾使论文中的提议及设想具有一定的可行性从互联网上查找相关文献信息四进度计划月日月日查文献搜集资料月日月日写开题报告月日月日撰写毕业论文并完成初稿月日月日修改完善论文准备答辩答辩指导教师签字时间摘要本设计为双环戊二烯的生产工艺设计根据设计压要求双环戊二烯的生产原理和工艺流程进行了分析和论证对双环戊二烯的生产工艺及工艺操作要点进行了综述剖析了双环戊二烯生产的优点和不足对整个工艺流程进行了相关的工艺计算对主要设备进行了分析分析各个生产设备的工作原理及工作效果同时对双环戊二烯的市场及前景做了相关的讨论关键词双环戊二烯生产工艺操作要素前景应用目录摘要第章双环戊二烯的用途和发展前景用途用于生产不饱和聚酯树脂合成石油树脂制备苯酚树脂合成涂料合成丙烯酸双环戊二烯酯发展前景第章环戊二烯和双环戊二烯的介绍及其理化性质物质的理化常数环戊二烯和双环戊二烯的理化性质环戊二烯双环戊二烯第章双环戊二烯的生产工艺生产原料生产原理33生产工艺331分离阶段332精馏阶段333聚合阶段334闪蒸阶段34生产过程的副产品341溶剂油342石油树脂用途参考文献第章双环戊二烯的用途和发展前景用途由双环戊二烯与乙烯丙烯共聚而得的三元乙丙橡胶具有很好的耐候耐老化耐酸耐热耐化学品等性能广泛用于汽车零部件和工业品配件目前工业化乙丙橡胶第三单体主要有双环戊二烯乙叉降冰片烯己二烯其中乙叉降冰片烯以硫化速度快收率高二次反应少而应用最广乙叉降冰片烯可由双环戊二烯与丁二烯反应再经异构化而制得此外双环戊二烯与环戊二烯共聚可得到机械强度高能与天然胶媲美的通用橡胶此产品目前已在美国日本德国等国进入工业化研制阶段双环戊二烯经热聚可制得用于涂料压敏胶粘剂热熔型胶粘剂印刷油墨等领域的石油树脂由双环戊二烯制备的金刚烷类药物是治疗型流感的特效药由双环戊二烯加氢制得的四氢化双环戊二烯及其衍生物可用作高能赛车导弹的高性能高密度高热值燃料在双环戊二烯中加入催化剂和活化剂可制成具有优异机械性能形状复杂的制品双环戊二烯与多种醇反应可生成一系列醚或酯类产品合成气味优雅的香料在羰基钴或氧化铑催化剂作用下双环戊二烯与一氧化碳进行羰基反应生成二醛再进一步加氢合成多元醇可用作增塑剂双环戊二烯还可以与金属元素如铁镍钴等结合形成比较稳定的金属有机化合物如二茂铁不仅可在燃料中使用节能消烟而且还可以用作紫外线吸收剂合成氨的催化剂耐磨材料的促进剂等除此之外双环戊二烯还可用于桐油亚麻仁油大豆油鱼油等的改性以加速其干燥提高耐水耐碱性能用于生产不饱和聚酯树脂世纪年代初由于石化工业的发展大量双环戊二烯进入市场美日欧洲等用代替苯酐以降低生产成本同时用改性后的不饱和聚酯树脂简称制品具有更好的热稳定性优异的耐化学性能耐紫外光照射性能良好的电气性能和力学特性美国年用于的年增加到我国在世纪年代末才开始关注这方面的研究由于国外公司的参与目前我国这方面的发展较为迅速已有专利发表并有工业产品批量投入市场合成石油树脂如前所述和在一定条件下是可以相互转化的当在左右的高温下进行热聚合可以得到石油树脂该热聚过程是一连串的双烯加成反应通过控制聚合温度溶剂油的加入调整分子空间结构控制热聚时间可以得到不同相对分子质量的石油树脂其主要反应是与它解聚得到的环戊二烯反复进行反应另外也出现了和共聚的石油树脂该种石油树脂是用与经切割的馏分在高温高压下共聚而成其不同于石油树脂显示出和树脂的某些共有特性因与的比例不同共聚石油树脂的色泽软化点特性也各异由于的不饱和性在聚合过程中和聚合以后都可以与许多化学物质发生反应因此比采用纯或纯生产的石油树脂具有更广泛的应用领域共聚石油树脂还可通过加氢改善其理化性能进一步扩大应用范围制备苯酚树脂双环戊二烯苯酚树脂简称苯酚树脂是半导体密封材料的重要原料也可用于生产橡胶抗氧剂环氧树脂改性剂印刷油墨载体粘合剂层压板和粉末涂料等合成涂料艾海马根据市场需要开展了利用双环戊二烯苯乙烯共聚物的试验工作据我们调查此产品和西德奔驰汽车公司的汽车腻子不相上下而我国是汽车生产大国对此类产品的需求量很大因此该产品应用前景很广阔合成丙烯酸双环戊二烯酯双环戊二烯能够和某些有机酸发生加成反应生成酯因此可用甲基丙烯酸和双环戊二烯合成甲基丙烯酸双环戊二烯酯这类单体聚合后在聚合物中引入了构象固定的较大多脂环基团使聚合物有较高的玻璃化温度及其他特性更重要的是这种单体具有两个可以聚合的基团丙烯酸酯的双键和多脂环上的烯丙基前者可使其进行游离基聚合后者又可使其类似干性油在空气中进行氧化聚合即气干性因而可广泛用于涂料粘合剂及其他合成材料领域发展前景随着石油工业的发展双环戊二烯的来源将更加丰富产品价格将会大大降低同时由于可与多种化合物进行反应生成用途广泛的多种产品如可用于生产不饱和聚酯树脂合成石油树脂制备苯酚树脂合成涂料等在有机合成上尤其是在高分子合成和改性中的应用越来越广泛并且随着其产品价格的降低其应用更具发展潜力近年来国内扬子上海燕山齐鲁等大型乙烯装置纷纷进行改扩建改造后乙烯规模均在副产裂解约可抽出双环戊二烯的综合利用已能够达到经济规模以副产抽出双环戊二烯计算需建设投资约万元税后财务内部收益率可达动态投资回收期短具有较高的经济效益由于目前裂解多用作裂解燃料双环戊二烯未能得到充分利用而国内市场需求旺盛在做好裂解燃料平衡和替代的条件下应先抽出双环戊二烯大力发展发双环戊二烯为基础原料的精细化工产业剩余组分可生产甲基戊丁基醚醚后组分经加氢后返回裂解装置作原料这将对乙烯裂解装置原料优化及效益提高起到积极的促进作用第章环戊二烯和双环戊二烯的介绍及其理化性质物质的理化常数国标编号号中文名称环戊二烯英文名称别名双茂分子式外观与性状无色液体有类似萜烯气味分子量蒸气压闪点熔点沸点溶解性不溶于水溶于乙醇乙醚苯等多数有机溶剂密度相对密度水稳定性稳定危险标记中闪点易燃液体主要用途用作有机合成中间体及制造农药杀虫剂氯丹环戊二烯和双环戊二烯的理化性质环戊二烯一种化学活性很高的脂环烃分子式存在于煤焦油中石油馏分如石脑油或瓦斯油裂解时也生成环戊二烯无色液体熔点沸点相对密度环戊二烯在室温下聚合生成二聚环戊二烯工业品也是二聚体在以上聚合生成三聚体四聚体二聚环戊二烯熔点沸点分解二聚环戊二烯加热时部分分解成环戊二烯在常压下进行蒸馏时使分馏柱顶上的温度保持在即可安全转变为环戊二烯环戊二烯是化学活性很高的共轭二烯容易与不饱和化合物发生反应生成数目众多的环状化物环戊二烯含有活性亚甲基能与醛酮缩合生成有颜色的富烯衍生物环戊二烯与过渡金属的盐作用可生成茂金属化合物例如二茂铁双环戊二烯双环戊二烯是环戊二烯的二聚体沸点熔点密度在空间结构上有桥环式和挂环式两种异构体在室温下环戊二烯二聚生成桥环式加热到高温下二聚生成挂环式工业上使用的主要是桥环式双环戊二烯高纯度双环戊二烯室温下为无色结晶体含有杂质时为浅黄色油状液体有刺激性的樟脑味不溶于水可溶于醇醚等有机溶剂由于双环戊二烯含有多个不饱和双键化学性质非常活泼可与多种化合物反应生成种类繁多的衍生物可用于乙丙橡胶不饱和聚酯合成石油树脂合成涂料树脂粘结剂树脂造纸填充剂树脂医药和燃料合成材料合成香料有机化学中间体等生产双环戊二烯还可解聚为环戊二烯环戊二烯是合成树脂农药医药香料等的中间体可致皮肤损害发生急性中毒者应将其移至新鲜空气处按一般麻醉药物中毒症治疗处理第章双环戊二烯的生产工艺生产原料我厂生产双环戊二稀的原料来自燕山石化的石油树脂是石油裂解所副产的馏份经前处理聚合蒸馏等工艺生产的一种树脂它不是高聚物而是分子量介于的低聚物它具有酸值低混溶性好耐水耐乙醇和耐化学品等特性对酸碱具有化学稳定并有调节粘性和热稳定性好的特点石油树脂一般不单独使用而是作为促进剂调节剂改性剂和其它树脂一起使用双环戊二烯一般由炼焦副产的煤焦油中苯头馏分或乙烯裂解副产的C5馏分分离得到目前主要来源于C5馏分分离一般以石脑油或轻柴油为裂解原料的C5馏分产率较高C5馏分分离得到环戊二烯环戊二烯在加热情况下发生聚合反应生成环戊二烯的二聚物简称DCPC双环戊二烯作为石油裂解产物馏分和煤焦油苯头馏分中的重要烯烃采源丰富价廉易得用途广泛我国石油储量丰富具备大幅度开发条件目前我国双环戊二烯的生产厂家较少只有鞍山化工一厂上海焦化厂上海奉贤花角农化厂等少数生产厂为此我们应加快对双环戊二烯的开发和利用以满足市场需求促进我国国民经济的发展生产原理由于裂解C5馏分组分多各组分之间沸点相近相对挥发度小相互间还能产生共沸采用普通的分离方法难以获得高纯度的产品反应方程式C5C5C10双环戊二烯的分离提纯方法有2种热二聚解聚蒸馏法和溶剂萃取法1热二聚解聚蒸馏法采用普通的分离方法难以获得高纯度的环戊二烯产品通常C5馏分中的环戊二烯以双环戊二烯形式分出采用热二聚法萃取精馏C5馏分可同时分离C5馏分中最有价值的环戊二烯异戊二烯间戊二烯等3种二烯烃由C5馏分直接制取高纯度环戊二烯采用热二聚解聚蒸馏法该法是将原料加热到110120使其中环戊二烯二聚为双环戊二烯再利用双环戊二烯同其它组分的沸点差异蒸馏制得双环戊二烯由于蒸馏过程产生沸点与双环戊二烯接近的不纯物环戊二烯与异戊二烯等的共聚体因此一般蒸馏不可能得到高纯度双环戊二烯需将此馏分加热到170以上利用双环戊二烯解聚速度比不纯物共聚体快的特性使双环戊二烯优先分解为环戊二烯经精馏使环戊二烯同沸点高的不纯物分离将此制得的环戊二烯再次二聚蒸馏最终获得高纯度双环戊二烯2溶剂萃取法采用溶剂萃取法是以二甲基甲酰胺DMF为溶剂使双环戊二烯与间戊二烯异戊二烯的相对挥发度不同分离出高纯度的双环戊二烯及间戊二烯产品过程中采用了1次热二聚2次萃取蒸馏2次精馏可同时分离3种二烯烃二聚反应在70或更低时进行得更完全但反应过程很慢采用加热全回流聚合1618小时再升温切取前馏分80以下及釜温达到110时止釜底残留物为双环戊二烯含量约为60再经过减压蒸馏可得含量99的双环戊二烯33生产工艺双环戊二烯生产工艺流程见下方框图从图可以看出双环戊二烯生产工艺流程可分为分离阶段精馏阶段聚合阶段和闪蒸阶段具体流程如下331分离阶段装置做好开工准备后首先导热油炉点火升温保证水分脱干净打开导热油循环阀门关闭各加热设备导热油进油阀根据装置需要情况炉出口温度逐步升温将V000A原料引至进料泵P010AB前在进塔前放空处接临时管开启P010A或B泵尽快赶尽进料管线的气体然后打开进料阀进行塔内进料同时V101开始升温观察气象返回线以及塔上的各点温度同时注意塔底液面调节进料量及导热油量控制塔顶温度T101塔顶馏出产物通过换热器冷凝后进入V102回流罐通过调节换热器循环水用量控制V102罐物料温度当V102液位达25时开启P101A或B建立T101塔顶回流同时调节T101进料量V101加热量逐步将T101塔各点温度调整至设计值T101塔回流操作稳定后通过T101塔侧线临时取样点取样分析合格后开启P103AB泵将侧线采出送T201塔当V102液位达50时且取样分析组成合格后将物料送至T401随着T101塔进料量增加T101塔底液位V101罐液位逐步增加当V101侧液位上升至50时开启P102A或B将V101物料送T501塔332精馏阶段开工投料之前将助剂注入T201塔至50液位时开启强制循环泵进行塔底强制循环T201塔接收来自T101塔侧线物料之前通过导热油将T201塔底温度升温T101塔侧线组成分析合格之后开启P103A或B泵缓慢打开调节阀T201塔接收进料相应增加V201加热量维持塔温度T201塔顶气相物料通过换热器冷凝后进入V202回流罐通过调节换热器循环水用量控制V202物料的温度当V202液位升至25时开启P201A或B建立T201塔顶回流同时调整T201塔加热量及各段温度T201塔全回流操作当V202罐液位达50左右且取样分析组成合格后C5含量90将物料送T401如纯度不够则通过返回线返回至T101中调整T201塔各点温度通过T201侧线临时取样点取样分析当侧线组成分析C6含量95时通过P202A或B送T301333聚合阶段T201侧线采出取样合格后缓慢打开T301进料阀T301开始进料边进料边升温满塔时开始恒温恒温过程完成后取样分析当单体含量小于1时缓慢泄压当压力泄至零时通入N2气提气提后再次取样分析合格后打开盘管冷却水使物料温度降至45C50C开始向甲基双环戊二烯储罐V003AB放料非常操作若出现超温超压现象应关闭蒸汽全开冷却水若温度压力继续上升应将进料迅速切换至备用罐缓慢打开泄压阀开始泄压V102V202产品合格后打开T401进料阀开始进料进料过程中密切注意反应塔温度及压力变化边进料边升温满塔时开始恒温塔恒温过程完成后取样分析当单体含量小于1时缓慢开启泄压阀当压力泄至零时通入N2气提气提后再次取样分析合格后打开盘管冷却水使物料温度降至45C50C开始双环戊二烯储罐V002AB放料非常操作若出现超温超压现象应关闭蒸汽全开冷却水若温度压力继续上升应将进料迅速切换至备用罐缓慢打开泄压阀开始泄压334闪蒸阶段T501塔接收物料之前开启水环式真空泵P503A或B将V502V504T501V503A或B系统抽真空T501塔接收来自V101的物料当T501塔釜罐V501见液位后通导热油开始加热T501塔顶气相物料通过换热器冷凝后进入V502通过调整换热器循环水用量控制V502罐物料温度当V502回流罐液位达25时开启P501A或B建立T501塔顶回流当V502罐液位超过50时取样分析将物料送溶剂油产品罐V001ABV501再沸器物料液位升至55时将通过高位出料线溢流至V503AV501液位自行控制在55为防止V501液位由于虹吸被抽空可将高位出料线的平衡阀打开V503A罐接收物料前缓慢打开去V504罐管线阀门将V503A罐抽至负压当V503A罐真空密度应与V501塔基本一致时关闭V503A至V504阀门V503A罐物料液位升至7580时缓慢打开V501至V503B进料阀同时关闭V503A进料阀V501物料改进V503B缓慢打开V503A罐至V504罐阀门V503A通过夹套或盘管导热油加热升温蒸馏V503A蒸馏出的气相物料通过换热器冷凝后进V504罐通过调整换热器循环水用量将物料冷却V503A从底部取样点取样分析如产品软化点85时停止导热油加热关闭V503A至V504阀门缓慢打开进V503A氮气阀破坏V503A罐真空打开V503A底部阀门将V503A物料古马隆放至冷却盘为适当加快放盘速度及防止放料线中残余物料可向V503A罐中通N2使V503A罐保持微正压V503A放料完毕后关闭罐底部放料阀缓慢打开V503A至V504阀门将V503A罐抽负压当V503A罐真空度与T501塔基本一致时关闭V503A至V504阀门V503A罐备用V503B罐液位升至7580时重复V503A罐操作注意V503AB为间歇操作导热油间断使用所以开关导热油过程中一定要缓慢进行以免影响导热油系统较大波动34生产过程的副产品本工艺的主要副产品有有溶剂油石油树脂等这些都是非常重要的化工产品在此对其进行简介341溶剂油1性能外观为无色透明不溶于水的液体根据产品用途和馏分范围分为不同牌号馏分范围不同对有机物的溶解能力略有差异不般脂肪族饱和烃随分子量的增加对醇类低级脂肪酸等机化合物的溶剂度减小对烷烃等非极性化合物的溶剂度则增大2用途70号溶剂油又名香花溶剂油主要用于香花香料及油脂工业作抽提溶剂90号溶剂油又名石油醚用于化学试剂医药试剂等190号溶剂油用于机械零件洗涤和工农业生产作溶剂260号溶剂油为煤油型特种溶剂可用于矿石的萃取等3储存事项储存于阴凉通风的库房远离火种热源库温不宜超过30保持容器密封应与氧化剂分开存放切忌混储采用防爆型照明通风设施禁止使用易产生火花的机械设备和工具储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料342石油树脂用途1涂料石油树脂可以与各种干性油混合生产油漆加入各种树脂和颜料混配可制得各种颜色的涂料用它生产涂料广泛应用于车辆船舶桥梁的表面涂层上大大改善了漆膜的光泽硬度抗水耐碱性并降低了生产成本2橡胶石油树脂适用于天然合成橡胶的添加剂它能改善成型操作增加产品的硬度和弹性由于改善橡胶的强度和耐老化性这种树脂特别适用于做SBR橡胶的软化剂用于生产橡胶管三角带和轮胎3粘合剂石油树脂具有很好的粘结性在粘合剂和压敏胶带中是一种较好的增粘剂用于生产胶合板墙壁纸和皮革用粘合剂改善了粘合剂的抗水性能因为它凝固时收缩率小可应用于铸造行业4油墨石油树脂具有耐水性耐熔耗性和耐干燥性油墨中加入石油树脂能起到展色快干增亮的效果提高印刷性能等作用所以可以制作各种印刷油墨5油漆油漆主要使用高软化点的C9石油树脂油漆加入石油树脂能够增加油漆光泽度提高漆膜附着力硬度耐酸耐碱性6其他石油树脂具有优良的热稳定性和耐候性可用来制作交通标漆该树脂具有一定的不饱性可用于纸张上胶剂也可用做塑料改性剂等产品特性石油树脂是淡黄色至深褐色的片状固体具有较好的透明度和光泽优良的溶解性相溶性耐水性绝缘性对酸碱化学稳定性并且具有良好的粘结粘结性能和导热性能等特点参考文献河北鹏宇化工科技有限公司开车可行性报告中国化工网石油化工设备检测规程孙虹张溯燕乙丙橡胶市场分析弹性体弹性体白庚辛化工百科全书北京化学工业出版社6柏孝达我国的不饱和聚酯树脂工业热固性树脂2001610焦瑞身有机化学工程北京化学工业出版社8焦瑞身周德庆主编化学实验技术北京科学出版社致谢在论文完成之际我要特别感谢我的指导老师老师的热情关怀和悉心指导在我撰写论文的过程中老师倾注了大量的心血和汗水无论是在论文的选题构思和资料的收集方面还是在论文的研究方法以及成文定稿方面我都得到了老师悉心细致的教诲和无私的帮助特别是他广博的学识深厚的学术素养严谨的治学精神和一丝不苟的工作作风使我终生受益在此表示真诚地感谢和深深的谢意在论文的写作过程中也得到了许多同学的宝贵建议同时在工作过程中还得到许多同事的支持和帮助在此一并致以诚挚的谢意感谢所有关心支持帮助过我的良师益友最后向在百忙中抽出时间对本文进行评审并提出宝贵意见的各位老师表示衷心地感谢