年产10万吨皂类产品甘油车间蒸馏工段工艺设计
甘油，又名丙三醇，是一种重要的化工原料。本设计为年产10万吨皂类产品甘油车间蒸馏工段的初步设计。目前，国内生产甘油的方法有很多种，而本设计采用的是减压间歇蒸馏的方法，主要设计为生产过程的蒸馏工艺的选择，以及主要设备的设计。根据《化工设计》这本书，完成物料衡算和热量衡算，进行工艺计算和设备选型。在选型的基础上绘制了PID图（带控制点的工艺流程图），主要设备图以及车间立面与平面布置图。关键词 甘油，蒸馏，工艺设计
目 录
1总论1
1.1 设计依据、方案及生产规模1
1.2 设计地区的自然条件1
1.3 厂址选择2
2 发展评述2
2.1 甘油的发展历史、现状以及趋势2
2.2生产方法的选择及论证3
3 蒸馏工艺流程选择及设计5
3.1粗甘油蒸馏5
3.2粗甘油的精馏、脱色精制法10
4 粗甘油蒸馏工艺流程说明13
5 工艺计算15
5.1 物料衡算15
5.2 热量衡算18
5.3 传热面积20
6 主要设备设计与选型21
6.1 蒸馏釜21
6.2 水冷凝器21
7 环境保护与安全技术22
7.1 主要危险品22
7.2 安全设计过程23
8 经济分析24
8.1 基本建设投资的估算24
8.2 车间人员编制及工资计算26
8.3 成本的估算26
结论28
感谢29
参 考 文 献 30
1 总论
甘油主要来源是皂化的副产物，也可以通过一定的方式发酵生产，也可以以丙烯为原料合成甘油。甘油不仅大量用作化工原料，还用于医疗、化妆品、美容用品、清洁用品等精细工业中。
甘油，通常情况下具有良好的吸水性，粘性很高，因此可应用于一些需要保湿的场合。甘油比较易溶于水，无毒无害，味道微甜，不易发生变质现象。在化工生产方面用于溶剂、吸收剂、防冻液等等。此外，还用于在涂剂、军事、高分子材料、清洁日用品、餐饮行业、卷烟、化学工程与工艺、纸张 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
合成、电工材料等工业[1]。
设计依据、方案及生产规模
近代以来，伴随着中国的工业水平极其快速的发展，市场对于甘油的需求量一直在增加，到了二十一世纪的今天，生产甘油的最重要途径仍然是通过天然油脂。本设计打算采用的方案是从肥皂废液水中回收甘油，此方案的甘油产量高，具有较高的纯度，操作流程较简单，设备费人工费以及可变资产等投资较小，而且可以用于规模放大，比较适合大规模的工业生产。
本课题用以初步设计年产10万吨皂类产品甘油车间蒸馏工段工艺设计。本课题选用常见的减压间歇蒸馏法。
设计地区的自然条件
淮安市地处苏北平原，淮河下游。盐城市、安徽省天长县、扬州市、连云港市、宿迁市分别将其在东西南北方向包围。新长铁路和G2、G15、G25等公路干线，以及历史悠久的京杭大运河横跨其中。
淮安经济开发区成立于1992年，是淮安市下属省级行政区域，水陆交通极其便利，适合化工原材料以及产品的运输，常驻人口180000人，近一百三十二平方公里的区域面积。经济开发区为平原地貌，因为其地势开阔，所以未曾出现诸如崩塌、滑坡、泥石流等自然灾害，非常适宜原料的运输以及厂区的建设布局。
淮安市属于季风气候，降水量丰沛，但是分布不均匀，气候温暖而又湿润。但是淮安同时又位于暖温带和北亚热带的交界区域，所以气候不太稳定，易引发例如旱涝、冰雹等自然灾害，主要可以划分为两大气候区，一是温度比较高的淮南亚热带农业气候区，降水量丰富，日照时间相对较少。二是温度比较低的沿岸过渡带农业气候区，降水量很少，日照时间长。地区平均气温56.84οF到58.64οF，市区年平均气温57.38οF，最低气温6.7οF，最高气温103.1οF。全年日照时间高达将近4600小时。年平均降水量958.8毫米，一年四季以东南风为主。
1.3 厂址选择
本设计拟定的厂址位于淮安经济开发区工业园区内，用于淮安洁丽莱日化有限公司甘油蒸馏工段的工艺设计。
2 发展评述
2.1 甘油的发展历史、现状以及趋势
甘油，1779年由Scheel首先发现，1823年人们认识到油脂成分中含有Chevreul，希腊语为甘甜的意思，因此命名为甘油。一战期间，甘油被应用于弹药的制造，因此需求和产量大幅度增加。甘油是一种最简单的三羟基醇，又称丙三醇。在自然界里，甘油的主要存在形式是动植物体内的甘油酯，棕榈油和部分少数油脂中也含有少量甘油，是一种无色粘稠液体，味甜。熔点20℃，沸点290℃（在该温度下开始发生化学质变），相对密度1.263（20/4℃）。纯甘油具有良好的吸湿能力，可以以一定的比例溶解于水中，也可溶解于丙酮、三氯乙烯及乙醚醇混合液等有机溶液。甘油与一元醇的化学性质极相似：例如可以与金属钠反应生成一元甘油醇钠，与无水的氯化氢气反应可以生成2，3二羟基1氯丙烷和1，3二羟基2氯丙烷。在乙醚溶液中可以与氯化氢反应，生成2羟基1，3二氯丙烷。与氧气反应后可以生成甘油醛、甘油酸。还原后生成丙二醇。硝化甘油还有一定的医疗作用比如可用于强心剂的合成原料。脂肪酰氯或酸酐可酯化甘油[2]。
目前国内外制备甘油的途径主要有，合成甘油、发酵甘油以及油脂化工的副产品。在二十一世纪的今天，受到上世纪石油危机的影响，原油价格的价格不断上升，因此合成甘油的成本日益提高。而且随着生物柴油的应用越来越广泛，甘油的市场出现供过于求的现象，因此发酵甘油也慢慢减少的利润空间。中国的皂化产业已经经历了一个多世纪的发展，因此发展趋近于成熟，但是由于中国社会发展还在初步阶段，因此皂化的原料仍然还是以酸化油（油脚）、动植物油脂以及地沟油等为主。因此技术和规模一直不能达到发达工业的要求。尽管中国的甘油生产面临不小的发展瓶颈，但是甘油一直是众所周知的一种重要醇类，一直有其得天独厚的作用，甘油市场的发展前景仍然比较乐观。
目 录
1总论1
1.1 设计依据、方案及生产规模1
1.2 设计地区的自然条件1
1.3 厂址选择2
2 发展评述2
2.1 甘油的发展历史、现状以及趋势2
2.2生产方法的选择及论证3
3 蒸馏工艺流程选择及设计5
3.1粗甘油蒸馏5
3.2粗甘油的精馏、脱色精制法10
4 粗甘油蒸馏工艺流程说明13
5 工艺计算15
5.1 物料衡算15
5.2 热量衡算18
5.3 传热面积20
6 主要设备设计与选型21
6.1 蒸馏釜21
6.2 水冷凝器21
7 环境保护与安全技术22
7.1 主要危险品22
7.2 安全设计过程23
8 经济分析24
8.1 基本建设投资的估算24
8.2 车间人员编制及工资计算26
8.3 成本的估算26
结论28
感谢29
参 考 文 献 30
1 总论
甘油主要来源是皂化的副产物，也可以通过一定的方式发酵生产，也可以以丙烯为原料合成甘油。甘油不仅大量用作化工原料，还用于医疗、化妆品、美容用品、清洁用品等精细工业中。
甘油，通常情况下具有良好的吸水性，粘性很高，因此可应用于一些需要保湿的场合。甘油比较易溶于水，无毒无害，味道微甜，不易发生变质现象。在化工生产方面用于溶剂、吸收剂、防冻液等等。此外，还用于在涂剂、军事、高分子材料、清洁日用品、餐饮行业、卷烟、化学工程与工艺、纸张 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
合成、电工材料等工业[1]。
设计依据、方案及生产规模
近代以来，伴随着中国的工业水平极其快速的发展，市场对于甘油的需求量一直在增加，到了二十一世纪的今天，生产甘油的最重要途径仍然是通过天然油脂。本设计打算采用的方案是从肥皂废液水中回收甘油，此方案的甘油产量高，具有较高的纯度，操作流程较简单，设备费人工费以及可变资产等投资较小，而且可以用于规模放大，比较适合大规模的工业生产。
本课题用以初步设计年产10万吨皂类产品甘油车间蒸馏工段工艺设计。本课题选用常见的减压间歇蒸馏法。
设计地区的自然条件
淮安市地处苏北平原，淮河下游。盐城市、安徽省天长县、扬州市、连云港市、宿迁市分别将其在东西南北方向包围。新长铁路和G2、G15、G25等公路干线，以及历史悠久的京杭大运河横跨其中。
淮安经济开发区成立于1992年，是淮安市下属省级行政区域，水陆交通极其便利，适合化工原材料以及产品的运输，常驻人口180000人，近一百三十二平方公里的区域面积。经济开发区为平原地貌，因为其地势开阔，所以未曾出现诸如崩塌、滑坡、泥石流等自然灾害，非常适宜原料的运输以及厂区的建设布局。
淮安市属于季风气候，降水量丰沛，但是分布不均匀，气候温暖而又湿润。但是淮安同时又位于暖温带和北亚热带的交界区域，所以气候不太稳定，易引发例如旱涝、冰雹等自然灾害，主要可以划分为两大气候区，一是温度比较高的淮南亚热带农业气候区，降水量丰富，日照时间相对较少。二是温度比较低的沿岸过渡带农业气候区，降水量很少，日照时间长。地区平均气温56.84οF到58.64οF，市区年平均气温57.38οF，最低气温6.7οF，最高气温103.1οF。全年日照时间高达将近4600小时。年平均降水量958.8毫米，一年四季以东南风为主。
1.3 厂址选择
本设计拟定的厂址位于淮安经济开发区工业园区内，用于淮安洁丽莱日化有限公司甘油蒸馏工段的工艺设计。
2 发展评述
2.1 甘油的发展历史、现状以及趋势
甘油，1779年由Scheel首先发现，1823年人们认识到油脂成分中含有Chevreul，希腊语为甘甜的意思，因此命名为甘油。一战期间，甘油被应用于弹药的制造，因此需求和产量大幅度增加。甘油是一种最简单的三羟基醇，又称丙三醇。在自然界里，甘油的主要存在形式是动植物体内的甘油酯，棕榈油和部分少数油脂中也含有少量甘油，是一种无色粘稠液体，味甜。熔点20℃，沸点290℃（在该温度下开始发生化学质变），相对密度1.263（20/4℃）。纯甘油具有良好的吸湿能力，可以以一定的比例溶解于水中，也可溶解于丙酮、三氯乙烯及乙醚醇混合液等有机溶液。甘油与一元醇的化学性质极相似：例如可以与金属钠反应生成一元甘油醇钠，与无水的氯化氢气反应可以生成2，3二羟基1氯丙烷和1，3二羟基2氯丙烷。在乙醚溶液中可以与氯化氢反应，生成2羟基1，3二氯丙烷。与氧气反应后可以生成甘油醛、甘油酸。还原后生成丙二醇。硝化甘油还有一定的医疗作用比如可用于强心剂的合成原料。脂肪酰氯或酸酐可酯化甘油[2]。
目前国内外制备甘油的途径主要有，合成甘油、发酵甘油以及油脂化工的副产品。在二十一世纪的今天，受到上世纪石油危机的影响，原油价格的价格不断上升，因此合成甘油的成本日益提高。而且随着生物柴油的应用越来越广泛，甘油的市场出现供过于求的现象，因此发酵甘油也慢慢减少的利润空间。中国的皂化产业已经经历了一个多世纪的发展，因此发展趋近于成熟，但是由于中国社会发展还在初步阶段，因此皂化的原料仍然还是以酸化油（油脚）、动植物油脂以及地沟油等为主。因此技术和规模一直不能达到发达工业的要求。尽管中国的甘油生产面临不小的发展瓶颈，但是甘油一直是众所周知的一种重要醇类，一直有其得天独厚的作用，甘油市场的发展前景仍然比较乐观。
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