摘 要

本文论述了年产8000吨N,N-二正丁基乙醇胺生产工艺的设计过程，该物质是一种重要的中间体，绿色经济地合成该物质是未来的发展方向。

本文选用了环氧乙烷氧化二正丁胺的方法制备N,N-二正丁基乙醇胺，该方法的优点在于环境污染小、利用率高、适合工业化生产。对于流程的设计，首先是将原料加入反应釜进行反应。反应后的液体中，主要成分是产物、副产物、水、未反应完的二正丁胺及未反应完的环氧乙烷。为提高利用率，在反应器后设置三个精馏塔，用于回收利用液体中的水、环氧乙烷和二正丁胺及将产物与副产物分离。完成工艺流程设计后，对生产设备进行计算，主要是反应釜和精馏塔。设计过程主要使用Aspen Plus进行生产过程模拟，并使用模拟结果进行工艺和设备计算。

最后，进行工艺流程图、装配图、车间布置图的绘制。设计的车间为二层结构，装配图绘制的是反应釜。

关键词：N,N-二正丁基乙醇胺；绿色；工艺设计

Abstract

This paper deals with the design process of the production process of N, n-dibutyl ethanolamine with an annual output of 8000 tons.The substance is an important intermediate, and its synthesis in green economy is the future development direction.

In this paper, N, n-di-n-butyl ethanolamine was prepared by using ethylene oxide to oxidize di-n-butyl Amine. For the design of the process, first of all, the raw materials will be added to the reactor to react. In the liquid after the reaction, the main components are the product, by-product, water, unreacted dibutylamine and unreacted Oxirane. In order to improve the utilization ratio, three distillation columns were set up behind the reactor for the recovery and utilization of water, oxirane and di-n-butylamine in the liquid and the separation of products from by-products. After the process design, the production equipment is calculated, mainly the reactor and distillation column. Aspen Plus is used to simulate the production process, and the simulation results are used to calculate the process and equipment.

Finally, the process flow Diagram, assembly drawing, shop layout drawing. The design of the workshop for the two-tier structure, the assembly drawing is the reaction kettle.

Keywords: N, N-di-n-butylethanolamine; green; process design

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

第二章 工艺路线选择 2

2.1工艺路线概况 2

2.1.1仲胺的羟乙基化 2

2.1.2乙醇胺的N-烷基化 3

2.1.3工艺路线总结 5

2.2工艺路线确定 5

第三章 设计方案简介 7

第四章 工艺设计及计算 9

4.1物料衡算 9

4.1.1反应器 9

4.1.2一次精馏塔 10

4.1.3二次精馏塔 10

4.1.4三次精馏塔 11

4.2热量衡算 11

4.2.1反应器 11

4.2.2一次精馏塔 12

4.2.3二次精馏塔 12

4.2.4三次精馏塔 12

第五章 主要设备设计--反应釜设计 13

5.1釜的几何尺寸确定 13

5.2夹套的几何尺寸确定 19

5.2.1夹套筒体厚度设计 19

5.2.2夹套筒体压力试验 20

5.2.3夹套封头计算 20

5.2.4釜设计汇总 21

5.3反应釜附件设计及选型 35

5.3.1釜体法兰设计 35

5.3.2工艺接管的设计 39

5.3.3人孔的设计 41

5.3.4支座的选型 41

5.3.5搅拌装置选型 42

5.3.6传动装置的选型 42

5.3.7开孔补强计算 42

第六章 辅助设备选型计算 44

6.1塔设计 44

6.1.1一次精馏塔设计 44

6.1.2二次精馏塔设计 49

6.1.3三次精馏塔设计 53

6.2泵的选型 56

6.3储罐 58

致 谢 59

参考文献 60

第一章 绪论

本次设计为年产8000吨N,N-二烷基乙醇胺生产工艺设计，根据烷基的不同，有N,N-二甲基（乙基、正丙基、正丁基）乙醇胺四种。本次设计选择合成的是N,N-二正丁基乙醇胺。该物质是一种重要的精细化工产品，在医药、催化、脱硫等方面具有重要作用。

合成该物质的工艺有许多种，选择一种绿色无污染的工艺，并设计合适的工业流程，增加原料利用率，减少排放，降低能耗，提高经济效益，是本次设计的要点和追求。

本次设计进行了工艺路线的选择（第二章），工艺的设计及计算（第四章），主要设备（反应釜）的设计（第五章），辅助设备的设计和选型（第六章）和车间布置设计。

最终提交的成果包括一份设计说明书、一张管道及仪表流程图、一张装配图、四张车间布置图（两种平面图、两张立面图）。

第二章 工艺路线

2.1工艺路线介绍

2.1.1仲胺的羟乙基化

可使用卤乙醇、环氧乙烷、乙二醇三种试剂将仲胺羟乙基化。

2.1.1.1卤乙醇法