甲基丙烯酸甲酯生產(chǎn)工藝畢業(yè)設(shè)計設(shè)備選型與布置

1、1. 前言 0 1.1 MMA市場應(yīng)用及前景. 0 1.2 MMA生產(chǎn)工藝 1 1.2.1 丙酮氫醇 (ACH)路線 1 1.2.2 合成氣法 2 1.2.3 乙烯撥基化路線 2 1.2.4 丙炔法 3 1.2.5 異丁烯法 3 1.3 本文MMA生產(chǎn)工藝路線的確定 4 1.4 化工設(shè)備選型計算中使用的軟件 7 1.4.1 Cup-Tower 對塔設(shè)備的選型 7 1.4.2 智能選泵系統(tǒng) 8 143 Aspen與EDR聯(lián)用設(shè)計換熱器 9 144 化工設(shè)備布置圖 CAD設(shè)計 9 1.5 項目概況 10 1.5.1 項目名稱 10 1.5.2 擬建地址 10 1.5.3 生產(chǎn)工藝 10 1.5.4

2、 原料及產(chǎn)品 11 2. 工藝流程簡介及模擬 12 2.1 流程概述 12 2.2 Aspen plus 仿真模擬流程 13 2.2.1 MAL 合成工段的模擬 14 2.2.2 MMA 合成工段的模擬 14 3. 設(shè)備設(shè)計計算及選型 14 3.1 反應(yīng)器的設(shè)計 14 3.1.1 MAL 合成反應(yīng)器 (R101) 的設(shè)計 . 14 3.1.2 MMA 合成漿態(tài)床反應(yīng)器 (R201) 的設(shè)計 . 錯誤! 未定義書簽。 3.2 塔設(shè)備的選型與設(shè)計 31 3.2.1 急冷噴淋塔簡單設(shè)計計算 31 3.2.2 cup-Tower對脫水塔的選型 . 35 3.2.3 cup-Tower對吸收塔的選型 .

3、 37 3.2.4 MMA 精餾塔設(shè)計 . 39 3.3 換熱器的選型 59 3.3.1 換熱器設(shè)計選型示例(E201的選型) 59 3.3.2 換熱器選型結(jié)果匯總 63 3.4 泵的選型 63 3.4.1 泵的設(shè)計選型示例(P201的選型) 63 3.4.2 泵的選型結(jié)果 67 3.5 儲罐設(shè)計 68 3.5.1 主要儲罐的設(shè)計 68 3.5.2 儲罐設(shè)計結(jié)果一覽表 71 3.6 膜分離的簡單設(shè)計 72 3.6.1 膜分離工藝流程 72 3.6.2 膜分離器選型與設(shè)計 72 3.7 壓縮機的選型 74 3.7.1 選型示例 74 3.7.2 壓縮機選型結(jié)果 75 3.8 設(shè)計圖 76 4.

4、環(huán)境保護與經(jīng)濟核算 77 4.1 環(huán)境保護 77 謝辭 錯誤! 未定義書簽。 4.1.1 有害因素分析 77 4.1.2 廢物的處理措施 78 4.2 經(jīng)濟核算結(jié)果 錯誤! 未定義書簽。 3 5. 設(shè)計結(jié)果 84 5.1 設(shè)備選型一覽表（附后） 84 5.2 設(shè)計圖（附后） 84 參考文獻(xiàn) 85 1 前言 1.1 MMA 市場應(yīng)用及前景 甲基丙烯酸甲酯的分子式為C5H8O2, 簡稱 MMA, 外觀為無色液體 , 易揮發(fā) , 易燃 , 溶于乙醇、乙醚、丙酮等多種有機溶劑 , 微溶于乙二醇和水。甲基丙烯酸 甲酯既是一種有機化工原料 , 又可作為一種化工產(chǎn)品直接應(yīng)用。 作為有機化工原 料,主要應(yīng)用于

5、有機玻璃（PMMA）的生產(chǎn)，也用于聚氯乙烯助劑 ACR勺制造以及 作為第二單體應(yīng)用于腈綸生產(chǎn)。除此之外 , 在涂料、紡織、粘接劑等領(lǐng)域也得到 了廣泛地應(yīng)用。 作為一種化工產(chǎn)品 , 可直接應(yīng)用于皮革、 紡織、造紙、地板拋光、 不飽和樹脂改性、 甲基丙烯酸高級酯類 , 也可作為木材浸潤劑、 印染助劑及塑料 的增塑劑等許多行業(yè) 1 。 近年來，國內(nèi)外MMA的聚合物、型材、板材、涂料、乳液等需求增長 ，同 時MMA勺衍生物甲基丙烯酸-2-羥基乙酯（2-HEMA）、甲基丙烯酸丁酯（BMA）、 甲基丙烯酸縮水甘油酯 （ GMA） 、甲基丙烯酸 -2- 乙基已酯 （ 2-HMA） 、甲基丙烯 酸二甲胺乙酯等

6、的需求量也增加 23 。 隨著MMA在世界范圍內(nèi)的擴張，我國 MMA市場也異?；鸨?，產(chǎn)銷兩旺，產(chǎn)品 供不應(yīng)求，MMA價格一路上揚。我國 MMA市場需求年增長率達(dá)15%而且需求仍 在不斷擴大， 未來幾年將成為僅次于美國和日本的全球第三大消費市場。 并且在 2010 年，我國甲醇行業(yè)雖有部分新建裝置因不確定因素投產(chǎn)時間推遲，但全年 甲醇總產(chǎn)能預(yù)計仍可達(dá)到 3500萬噸，產(chǎn)量大約 1500萬噸，有一半產(chǎn)能過剩。據(jù) 了解，2010年底，國內(nèi)原計劃投產(chǎn)的甲醇在建項目共有 25個，新增年產(chǎn)能合計 861 萬噸，意味著 2011 年全國甲醇產(chǎn)能將超過 4000 萬噸，產(chǎn)能的增茂名石化年 產(chǎn)3萬噸MMA!已遠(yuǎn)

7、遠(yuǎn)大于消費需求的增加量。另外，我國還有25個擬建或處 于規(guī)劃階段的甲醇項目，年產(chǎn)能合計 2440 萬噸，新建、在建裝置的不斷投產(chǎn)， 將進一步加劇國內(nèi)甲醇產(chǎn)能過剩的局面， 甲醇進料價格可能有所下滑。 眾多調(diào)查 結(jié)果證明MMA具有良好的發(fā)展前景。 1.2 MMA生產(chǎn)工藝 1.2.1丙酮氫醇（ACH）路線 丙酮氰醇法是以丙酮和氫氰酸為原料， 在堿性催化劑存在下， 生成丙酮氰醇， 然后丙酮氰醇與硫酸反應(yīng)生成甲基丙烯酰胺硫酸鹽， 經(jīng)水解后再與甲醇酯化， 可 得甲基丙烯酸甲酯粗品，再經(jīng)精制得產(chǎn)品 6 。 反應(yīng)式如下。 三菱氣體化學(xué)公司開發(fā)了一種再循環(huán)型的ACH路線。新ACH法由丙酮與氫氰 酸反應(yīng)生成丙酮氰

8、醇（ACH）,然后水合生成羥基異丁酸酰胺（HBD）。用甲醇脫氫生 成的甲酸甲酯和HBD反應(yīng)生成羥基異丁酸甲酯（HBM）,再將生成物脫水得到 MMA 合成HBM寸生成的副產(chǎn)氫氰酸在 ACH合成中循環(huán)使用。這一工藝稱為MGC（R-HNC） 路線,日本已建有一套工業(yè)化裝置。 反應(yīng)式如下： 1.2.2 合成氣法 新工藝第步由乙烯和合成氣生產(chǎn)丙酸, 使用均相碘鉬催化劑進行加氫甲酰 化，反應(yīng)在低溫（150 C200C）和低壓37MPa下進行。第二步由丙酸與甲醛反 應(yīng)生產(chǎn)甲基丙烯酸, 使用硅酸鈮雙功能催化劑。 第三步以甲醇酯化反應(yīng)生成甲基 丙烯酸甲酯,該工藝與其它工藝比較具有較強的競爭優(yōu)勢 7。 1.2.3

9、 乙烯撥基化路線 該路線先對乙烯進行撥基合成 （醛化）生成丙醛,再與甲醛縮合生成甲基丙烯 醛，然后再氧化、醋化生成 MMA因巴斯夫公司是首家也是唯一一家使用本路線 的公司，故該工藝也稱為巴斯夫路線2這一路線的欠缺之處是生產(chǎn)中有中間產(chǎn) 物甲基丙烯醛，而甲基丙烯醛的氧化成本較高 8 。 巴斯夫路線的反應(yīng)式如下： 1.2.4 丙炔法 殼牌公司開發(fā)的另一條合成 MMA勺新路線是使丙炔在甲醇存在下， 用一氧化 碳羰基化生產(chǎn) MMA該公司利用此法現(xiàn)已建成 60千噸/年MMA生產(chǎn)裝置，反應(yīng) 采用了最新催化劑，使其生成 MMA勺選擇性達(dá)100% 丙炔是由乙烯副產(chǎn) C3餾 分經(jīng)MIBK或DMF萃取蒸餾分離得到的

10、丙炔一步法生產(chǎn)MMA勺工藝簡單，投資 省，產(chǎn)品純度高，是目前較經(jīng)濟的一種MMA生產(chǎn)方法。 1.2.5 異丁烯法 將異丁烯在鉬催化劑存在下經(jīng)空氣氧化制成甲基丙烯酸， 然后與甲醇酯化可 得產(chǎn)品。 該法的特點是催化劑活性高， 選擇性好， 壽命長， 甲基丙烯酸的收率高。 該法無污染，原料來源廣泛，且成本低于丙酮氰醇法，但工藝過程較復(fù)雜。 異丁烯法制MMAE藝比ACH法有顯著的優(yōu)點。異丁烯氧化制MMA勺工藝引起 了許多科學(xué)家及化學(xué)公司的注意 9 。 異丁烯氧化制MM主要有三種工藝路線：異丁烯氧化到MAL再氧化到MAA 再酯化為MMA異丁烯一步氧化到 MAA再酯化為MMA這種工藝首先氧化成 對應(yīng)醛，再氧化

11、成酸，兩者氧化動力學(xué)不同，采用相同工藝條件和催化劑得不到 最佳MAA選擇性；異丁烯氧化到 MAL氧化酯化為MMA11。 新制法以異丁烯為起始原料， 甲基丙烯醛在一工序中同時進行氧化、酯化反 應(yīng)，省去甲基丙烯酸工序合成 MMA稱為直接甲酯化法。此法由于合成路線縮短， 基建費用也可減少12。 1.3本文MMA生產(chǎn)工藝路線的確定 西方研究機構(gòu)對上述MMA的主要生產(chǎn)工藝路線進行成本對比，以下是不同工 藝路線裝置的生產(chǎn)成本對比情況表1-1問。 表1-1 MMA主要生產(chǎn)工藝路線成本對比（單位：美分P磅） 項目 ACH法 ACH-S法 I-C4 BASF法 MG（法 原料成本 31.99 31.99 26.

12、52 29.05 27.2 公用工程成本 4.84 4. 84 4.55 5.15 9.63 其他可變成本 0.1 0.1 0.1 -1.62 -0.64 可變成本 36.03 36.03 31.17 32.58 36.19 固定成本 8.69 15.57 11 12.19 13.8 現(xiàn)金成本 46.62 52.5 42.17 44.77 49.99 折舊成本 9.17 11.3 10.23 11.28 12.95 生產(chǎn)成本合計 55.33 63.8 52.39 56.06 62.94 生產(chǎn)成本+10% 65.03 77.2 62.62 67.32 75.89 投資回報 注：ACH-L法為13

13、.6萬tPa裝置，ACH-St為4.5萬tPa裝置。 原料取價為丙酮586$Pt，氫氰酸742$Pt，硫酸53$Pt，異丁烯604$Pt，氧 氣 49$Pt，乙烯 573$Pt，甲醇 144$Pt。 MMA 在MMA的生產(chǎn)工藝中，異丁烯法、大規(guī)模的丙酮氰醇法和乙烯法是生產(chǎn) 最具競爭力的工藝。 對于丙酮氰醇法來講，裝置規(guī)模對產(chǎn)品成本的影響很大。甲 基丙烯腈法由于工藝復(fù)雜， 投資過高而缺乏競爭力。 我國現(xiàn)有的MMA裝置全部采 用丙酮氰醇法工藝，裝置規(guī)模小，原材料消耗高，污染重，產(chǎn)品成本高。在諸多 的MMA生產(chǎn)工藝中，丙酮氰醇法、異丁烯法、乙烯法是最具有競爭力的工藝。但 乙烯法由于國內(nèi)乙烯嚴(yán)重供不足

14、需， 且運輸和儲存條件苛刻、 成本高， 同時 BASF 公司一直對轉(zhuǎn)讓乙烯法技術(shù)不積極等原因， 在我國并不適用。 異丁烯法裝置的原 料采用MTBE裂解制得，MTBE是大宗商品，生產(chǎn)工藝簡單成熟，國內(nèi)外生產(chǎn)公司 較多，產(chǎn)量大、易采購、好運輸，在工藝上很容易裂解制得異烯 14 。以異丁烯為 原料生產(chǎn)MMA方面充分利用了富余的 C4資源，減少了資源浪費，另一方面 又緩解了市場對于產(chǎn)品的的緊缺， 維持了市場的平衡發(fā)展。 異丁烯氧化法生產(chǎn)甲 基丙烯酸甲酯（MMA技術(shù)，與傳統(tǒng)的丙酮氰醇法以及其他方法比較，此法具有 原料來源廣泛，催化劑活性高、選擇性好、壽命長，反應(yīng)收率和原子利用率高， 無污染、環(huán)境友好、成

15、本低的優(yōu)勢，具備很強的競爭力。 中等規(guī)模裝置 （4-6 萬噸）的投資，異丁烯法要低于丙酮氰醇法；而丙酮氰 醇法的優(yōu)勢在較大規(guī)模的裝置 （10 萬噸以上 ）上將顯現(xiàn)出來，其單位投資將明顯 降低 114 。 由此本文選擇異丁烯法制MMA路線。對異丁烯制 MMA過程進行了模擬計算 912161718 。 1.4 化工設(shè)備選型計算中使用的軟件 1.4.1 Cup-Tower 對塔設(shè)備的選型 Cup-Tower 軟件是一款可靠、易用、通用的塔設(shè)備水力學(xué)綜合計算軟件，它 將工業(yè)上常見的板式塔、 篩萃取散裝填料規(guī)整和板式塔、 篩萃取散裝填料規(guī)整和 板式塔、 篩萃取散裝填料規(guī)整和板式塔、 篩萃取散裝填料規(guī)整和

16、等多種類型的塔 內(nèi)件集合在一起，是一款功能強大、綜合性很強的全新軟件。其借鑒了國內(nèi)外相 關(guān)軟件的特點，在可靠性、易用性、通用性等方面更勝一籌。 其主要功能如下： （1）可用于板式塔、篩萃取散裝填料規(guī)整和的計算，可用于板式塔、篩萃 取散裝填料規(guī)整和的計算，可用于板式塔、篩萃取散裝填料規(guī)整和的計算，可用 于板式塔、篩萃取散裝填料規(guī)整和的計算， 可用于板式塔、篩萃取散裝填料規(guī)整 和的計算，具有設(shè)計和校核的功能。 2）塔板類型包括浮閥 （圓，條）、固垂直篩舌斜孔塔板類型包括浮閥 （圓， 條）、 固垂直篩舌斜孔塔板類型包括浮閥（圓，條） 、固垂直篩舌斜孔塔板類型 包括浮閥（圓，條） 、固垂直篩舌斜孔塔板

17、類型包括浮閥（圓，條） 、固垂直篩舌 斜孔篩板、泡罩穿流折擋多降液管塔以及 FRIFRIFRI 系列塔板。 （3）塔板的溢流形式包括單、雙四，可以實現(xiàn)布置。 （4）校核方面：能夠根據(jù)已知的塔設(shè)備結(jié)構(gòu)和工藝條件，獲得水力學(xué)計算 校核方面：能夠根據(jù)已知的塔設(shè)備結(jié)構(gòu)和工藝條件，獲得水力學(xué)計算校核方面： 能夠根據(jù)已知的塔設(shè)備結(jié)構(gòu)和工藝條件， 獲得水力學(xué)計算結(jié)果， 給出最終的負(fù)荷 性能圖。 1.4.2 智能選泵系統(tǒng) 智能選泵系統(tǒng)首先進入如圖 1-1 功能選擇窗體。 圖 1-1 智能選泵功能選擇窗體 點擊選泵 按鈕進入優(yōu)化選泵功能區(qū)， 顯示泵選擇窗體。 泵選擇窗體中有泵 類型和技術(shù)參數(shù)兩大區(qū)域， 使用者首

18、先要根據(jù)自己的需要用鼠標(biāo)選中一種或幾種 泵類型；然后在技術(shù)參數(shù)區(qū)域中輸入所需泵的流量（單位：L/s）和揚程（單位：m）, 輸入一個選泵精度值（范圍：50100，默認(rèn)值 90，數(shù)值越大精度越高） ，并確定 泵同時運行的最多（范圍： 29，默認(rèn)值 5）臺數(shù)，點擊 開始搜索 按鈕開始選 泵。系統(tǒng)將符合條件的泵全部選出， 并根據(jù)優(yōu)化選泵原則按優(yōu)先選擇的順序排列 在該窗體的表中。 使用者用鼠標(biāo)點擊自己選中的泵型號， 可顯示該泵的特性工作 曲線、安裝尺寸圖、技術(shù)參數(shù)和外形圖等信息。 1.4.3 Aspen 與 EDR（Exchanger Design and Rating）聯(lián)用設(shè)計換熱器 Aspen 7.

19、0 以后版本已經(jīng)實現(xiàn)了 Aspen和EDR的接口。Aspen Plus可以在 流程模擬工藝計算之后直接無縫集成， 轉(zhuǎn)入設(shè)備設(shè)計計算， 對換熱器進行設(shè)計計 算。 1.4.4化工設(shè)備布置圖CADS計 設(shè)備布置圖是設(shè)備布置設(shè)計中的主要圖樣， 在初步設(shè)計階段和施工圖設(shè)計階 段都要進行繪制。 設(shè)置布置圖是按正投影原理繪制的， 圖樣一般包括如下幾方面 內(nèi)容： （1）考慮設(shè)備布置圖的視配置，采用一組視圖表示廠房建筑的基本結(jié)構(gòu)和 設(shè)備珀廠房內(nèi)外的布置情況。 確定圖樣幅面，注意選擇適宜的模板圖同時選定 繪圖比例。通常采用 1：50和 1：100 （2）繪制平面圖：從底層平面起逐個繪制。 （ 3）繪制剖視圖 =繪

20、制步驟與平面圖大致相同，逐個畫出剖視圖。 （4）繪制方位標(biāo)。 （5）說明與附注是對設(shè)備安崧布置有特辣要求的說明。對設(shè)備一覽表進行 繪制，列表填寫設(shè)備位號、名稱等。最后制作標(biāo)題欄，注寫圖名、圖號、比例、 設(shè)計階段等可使用模板圖。 1.5 項目概況 1.5.1 項目名稱 年產(chǎn) 6 萬噸甲基丙烯酸甲酯項目 1.5.2 擬建地址 山東省濱州市 1.5.3 生產(chǎn)工藝 本工藝主要分為甲基丙烯醛（MAL合成工段和甲基丙烯酸甲酯（MMA合成 工段 MMA的合成工藝采用異丁烯氧化酯化法合成工藝，該工藝方法具有工藝流程 簡單，產(chǎn)品純度和收率高，甲醇回收利用率高，副產(chǎn)物少，不造成環(huán)境污染等優(yōu) 點。 1.5.4 原料

21、及產(chǎn)品 本項目主要原料為異丁烯，輔助原料為甲醇、氫氣、甲基丙烯醛（MAL等 物質(zhì)，生產(chǎn)聚合級（ 99.9）甲基丙烯酸甲酯（ MMA。 2工藝流程簡介及模擬 2.1流程概述 圖2-1 總流程簡圖 物料流程圖（PFD）附后。 該工藝采用異丁烯氧化法制取 MMA工藝流程簡潔，轉(zhuǎn)化率高，選擇性好, 較之西歐采用的ACH法制造MMA勺大型工廠，中型規(guī)模的異丁烯制造 MM;工廠具 有對環(huán)境壓力小，綠色環(huán)保等優(yōu)越性。 異丁烯與外加N2,O2及低壓水蒸氣混合后加熱送至 MAL合成反應(yīng)器中，異丁 烯被催化氧化合成 MAL反應(yīng)后的氣體經(jīng)急冷噴淋塔，脫水塔和吸收塔，其中脫 水塔底部的水返回至急冷噴淋塔中循環(huán)使用，脫

22、水塔和吸收塔的吸收劑來自于 MMA合成未反應(yīng)的甲醇溶液，吸收塔塔頂為多余的未反應(yīng)的異丁烯,N2及Q,還 有以少部分氧化反應(yīng)生成的氣體雜質(zhì)，一同排入到火炬系統(tǒng)處理。 吸收塔塔底為含有甲醇的 MALL容液經(jīng)泵輸送至 MMA合成反應(yīng)器中，在催化劑 和空氣作用下進行酯化反應(yīng)生成 MMA和少量的氣體雜質(zhì)，其中氣體雜質(zhì)同未反應(yīng) 的空氣送至火炬系統(tǒng)中。MMA合成反應(yīng)器底部出來的液體送至精餾塔中，用作為 萃取劑，塔頂?shù)玫胶屑状技拔捶磻?yīng)的少量MMA返回至脫水塔，吸收塔及 MMA 合成反應(yīng)器中進行循環(huán)使用。塔底得到的MMA和水經(jīng)換熱冷卻后通過靜置相分 后，下面的水經(jīng)處理后循環(huán)返回至精餾塔中， 上面的甲基丙烯酸甲

23、酯經(jīng)高壓泵送 至膜分離裝置，脫除水分后，得到產(chǎn)物 MMA其純度達(dá)到聚合級要求。 2.2 Aspen plus 仿真模擬流程 在整個設(shè)計過程中，采用 Aspen Plus 對整個工藝流程進行了計算，將整個 工藝流程分為工段分別模擬 2.2.1 MAL 合成工段的模擬 MAL合成工段工段主要包括 MAL反應(yīng)器、噴淋塔、脫水塔、吸收塔等主體 設(shè)備。MAL合成工段模擬流程簡圖如圖 2-2所示. 詳細(xì)模擬過程見同組崔法政的工藝流程模擬。 圖 2-2 MAL 合成工段模擬流程圖 2.2.2 MMA 合成工段的模擬 MMA合成工段工段主要包括 MAL合成反應(yīng)器、精餾塔、相分離儲罐、膜分離 等主體設(shè)備。MMA

24、合成工段模擬流程簡圖如圖 2-3所示。 圖2-3 MMA合成工段模擬流程圖 3 設(shè)備設(shè)計計算及選型 3.1 反應(yīng)器的設(shè)計 3.1.1 MAL 合成反應(yīng)器 (R101) 的設(shè)計 表3-1催化劑物性參數(shù) 項目 顆粒密度 堆積密度 數(shù)值 Dp=5.5 mm P b=0.60g/ml 項目 比表面 孔體積 數(shù)值 2 Sp=4.61g /g Vv=0.121ml/g 視密度 P b=0.95g/ml 空隙率 =0.6314 反應(yīng)方程 王反應(yīng)：GH8 + O2 f C4H6O + H2O 異丁烯催化氧化反應(yīng)機理 圖3-1異丁烯氧化機理 工藝條件 使用80( Mo2Bi1Fe2.oCo.oV0.2Cs.i)

25、/20Si復(fù)合氧化物為催化劑，異丁烯為氣 相。 選擇氧化合成甲基丙烯醛的主要工藝條件為： 反應(yīng)溫度：350C 反應(yīng)壓力：常壓 空間速度：1200-1800h-1 原料氣組成比例：異丁烯：水：氧氣：氮氣=1:1.5:2:12 （摩爾比） 反應(yīng)器計算 （1）設(shè)計選材 考慮到使用溫度、耐酸、許用壓力、價格、供貨情況及材料的焊接性能等, 在設(shè)計中選取16MnR （2）基本物性參數(shù) 表3-2 設(shè)計數(shù)據(jù)和工作參數(shù) 項目 數(shù)值 項目 數(shù)值 甲基丙烯酸甲酯年產(chǎn)量 6萬噸 原料配比 IB:H O:O:N =1:1.5:2:1 年工作時間 7500 h 空速 12001 反應(yīng)溫度 350 C 反應(yīng)選擇性 89.0

26、% 3 反應(yīng)壓力 101 KPa 空時收率 100kg/m3 表3-3反應(yīng)器進口物料組成 反應(yīng)器進口Kmol/hKg/h%(mol) 異丁烯 86.35821 4845.345 6 水 141.5235 2599.585 9 氧氣 188.698 6088.11 12 氮氣 1132.188 31816.53 72.87 氫氣 4.960613 10 0.13 總量 1556.76 45334.22 100 表3-4反應(yīng)器物料出口組成 反應(yīng)器出口 Kmol/h Kg/h %(mol) 甲基丙烯醛 77.89511 5459.749 0.049836 異丁烯 1.640806 92.06155

27、1.05E-03 水 239.1946 4309.158 0.153034 氧氣 86.66578 2773.201 0.055448 氮氣 1132.188 31816.53 0.724359 氫氣 4.960613 10 0.13 一氧化碳 7.685881 215.2846 4.92E-03 二氧化碳 6.908657 304.0486 4.42E-03 對苯一甲酸 1.036299 172.1636 6.63E-04 乙酸1.03629962.232386.63E-04 續(xù)表3-4 反應(yīng)器出口Kmol/hKg/h%(mol) 丙醛0.77722445.141194.97E-04 總量1

28、563.02145334.22100 表3-5 相對分子質(zhì)量M 異丁烯 甲基丙烯 水 氧氣 氮氣 56 70 18 32 28 一氧化碳 28 二氧化碳 44 乙酸 60 丙醛 58 對苯二甲酸 166 進料混合平均相對分子質(zhì)量: 出口混合平均相對分子質(zhì)量: 表3-6 密度 名稱 密度p 臨界溫度 臨界壓力 臨界壓縮因子 (kg/m 3) Tc (k) (MPa Zc 甲基丙烯醛 1.377082 566 3.68 0.253 續(xù)表3-6 名稱 密度p 臨界溫度 臨界壓力 臨界壓縮因子 (kg/m 3) Tc（ k） (MPa Zc 異丁烯 1.09934 428.6 4.1 0.274 水

29、0.352962 440 4.6 0.262 氮氣 0.547599 132.92 3.499 0.299 氫氣 0.039413 1 1 1 一氧化碳 0.547532 530 4.25 0.246 二氧化碳 0.860687 838.8 5.891 0.246 對苯二甲酸 3.382413 126.2 3.4 0.289 乙酸 1.18024 154.58 5.043 0.288 乙醛 1.139761 883.6 3.486 0.201 氧氣 0.6256 304.21 7.383 0.274 混合物密度： (3) 反應(yīng)器的數(shù)學(xué)計算 此反應(yīng)選用固定床列管式反應(yīng)器，反應(yīng)物、產(chǎn)物均為氣體，催

30、化劑為固體, 此模型為擬均相模型。 1) 動力學(xué)方程 A :指前因子 CIB : 異丁烯濃度 E ：反應(yīng)活化能 以 1/T 為橫坐標(biāo)， lnk 為縱坐標(biāo)作圖，則直線的截距為lnA ，斜率為 -E/R， 計算即可得反應(yīng)指前因子 A和反應(yīng)活化能E。根據(jù)以上方法得到的反應(yīng)指前因子 和反應(yīng)活化能分別為 7.37 X 10和169.7 kJ/mol，最終得到該反應(yīng)的動力學(xué)方程 為： 2）物料衡算式 FA0 ：任意位置上物質(zhì)的摩爾流量，kmol/h dxA ：物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率 P b ：催化劑的床層堆積密度，g/ml Dr ：反應(yīng)器直徑， m 其中反應(yīng)器直徑計算用公式 計算得 : 代入數(shù)據(jù)積分得 : l 7m

31、 取反應(yīng)管長為 8m。 3) 其他設(shè)計： 反應(yīng)列管： 35 X 2 反應(yīng)管根數(shù)： 取反應(yīng)管根數(shù) 4880根。 反應(yīng)器壁厚的計算 : S :圓筒的計算，mm P ：圓筒計算壓力， MPa D ：圓筒的內(nèi)徑， mm MPa (T ：鋼板在該溫度下的許用應(yīng)力, ：焊接接頭系 代入數(shù)據(jù)計算得： 圓整后取壁厚 20 mm。 反應(yīng)器內(nèi)徑： 3660 mm。 反應(yīng)器質(zhì)量 選擇16MnF為材質(zhì)，其密度約為 7850 kg/m 反應(yīng)管質(zhì)量 m=Vi p in Vi ：反應(yīng)管體積， m3 p i ： 材質(zhì)密度， kg/m3 n ： 反應(yīng)管根數(shù) 代入數(shù)據(jù)得 m1=Vip i n=7938.95 kg 筒體質(zhì)量 m2

32、=VRp i=904.6 kg DN2h 7850 采用外導(dǎo)流筒式 封頭取標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭，內(nèi)徑 DN=3660mm厚度$ =20 mm曲面高h(yuǎn)i=925 mm 圭寸頭直邊高h(yuǎn)=50 mm. 封頭質(zhì)量按 m3 (Dn 2 )2(hi ) DN2hi -( Dn 2 )2 64 代入數(shù)據(jù)03=1323.16 kg 反應(yīng)器主體質(zhì)量m=n+m+2m=11483.87 kg 附件以主體質(zhì)量的0.2倍計算， 則反應(yīng)器總質(zhì)量 口總=13780.64 kg 殼程換熱設(shè)計 (1) 換熱介質(zhì)進出口結(jié)構(gòu) 為了降低入口流體的橫向流速，消除流體誘發(fā)的管子振動， (2) 換熱介質(zhì) 的進出口結(jié)構(gòu)。 冷卻水： 101 KPa

33、10oC 液態(tài)水 Cp =4.184 KJ/(kg K) 飽和水蒸氣潛熱 r=2051.0 KJ/kg 采用 Aspen Plus 模擬軟件對該反應(yīng)器進行換熱模擬，通過不斷優(yōu)化，最終 得到 G H 2 O,out =27000 kg/h ，冷卻水進口的質(zhì)量流量為 G H 2 O,in =27000 kg/h 。 取液態(tài)水的進口流速為 1m/s，進口管口直徑為100 mm換熱介 質(zhì)出口的溫度為85 C,出口流量為液態(tài)水進口流量1 m/s，出口 管徑為 100 mm。 (3) 折流板型式 由于反應(yīng)器中間不排管，選用環(huán)盤型折流板。折流板間距為1 m。板厚10 mm。 3.1.2 MMA合成漿態(tài)床反應(yīng)

34、器(R201)的設(shè)計 反應(yīng)器操作條件 （1）進出口物料組成 MMA合成反應(yīng)器物料主要組成如表 3-7所示。 表3-7 反應(yīng)器進口物料組成 空氣進料 甲醇進料 MALI 料 質(zhì)量流量（kg/h） 49893.46 69712 7451 摩爾流量（kmol/h ） 1727 2174 107 反應(yīng)條件 T=70 oC P=0.3 MPa 根據(jù) Aspe n plus 模擬結(jié)果可知反應(yīng)器出口物料組成如表 3-8所示 表3-8 出口物料組成 物質(zhì) 質(zhì)量流量（kg/h） 摩爾流量（kmol/h） MMA 7942.8 79.4 MAL 1341.4 19.1 H2O 2567 142.5 甲醇 6689

35、4.5 2087.7 空氣 48554.4 1681.7 (2)操作條件 反應(yīng)溫度為：70 C 醇醛質(zhì)量比為：10 : 1 壓力為 ：0.3 MPa 反應(yīng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計 (1)反應(yīng)的動力學(xué)方程： 甲基丙烯醛氧化酯化制備甲基丙烯酸甲酷的反應(yīng)方程式如下 由此可知，MAL氧化酯化制備MMA勺本征反應(yīng)動力學(xué)方程可用指數(shù)形式表達(dá) 如下: 式中 ： r :反應(yīng)速率，mol L -1 h-1 K:反應(yīng)速率常數(shù) A： MAL 勺反應(yīng)級數(shù) b : MeOH的反應(yīng)級數(shù) C : O2 勺反應(yīng)級數(shù) O2 在反應(yīng) 由于該反應(yīng)在恒溫、恒壓、氧氣流速不變的條件下進行的，并且 液中連續(xù)供應(yīng)，可以認(rèn)為在反應(yīng)過程中 O 近似為一常數(shù)

36、。 因此可以簡化為: 即為: 式中 :MAL轉(zhuǎn)化率 Cmal0 : MAL的初始濃度，mol/L CMeOH0: MeOH的初始濃度，mol/L 反應(yīng)速率常數(shù)k也可用下式表示: ko :指前因子 Ea :反應(yīng)的活化能，J mol -1 R :摩爾氣體常數(shù)，J mol -1k-1 ，k 0 = 0.1727 最終可得到：E a = 7.24 KJ / mol 反應(yīng)速率方程為： (2)床徑的確定 床徑可按氣體處理量和操作速度由流量方程計算求得: D u 3600 :4V 丫 3600 u 4 式中 V 為原料氣中的體積流量， m3/h 帶入相關(guān)數(shù)據(jù)可求得： 在化工生產(chǎn)中，處特殊要求外，一般均采用圓

37、形截面床體。 一般而言，采用夾套形式的反應(yīng)器內(nèi)套管與外殼的直徑比 0.7-0.9 之間較為 合適。 因此漿態(tài)床床徑為 D=4.5 m ，反應(yīng)器外徑為 D=5 m 反應(yīng)器質(zhì)量 選材16MnR其密度約為 7850 kg/m 3。 反應(yīng)器壁厚計算 該反應(yīng)器筒體選材為16MnR根據(jù)反應(yīng)條件，利用壁厚公式，求得壁 厚S為： 圓整去 10 mm。 封頭設(shè)計 本反應(yīng)器選擇標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，取其形狀系數(shù)K=1，則D/2hi=2。外徑Do為 5000 mm，則其圓邊高度為hi=1250 mm。壁厚即為反應(yīng)器壁厚 10 mm，直邊高度 為50 mm材質(zhì)選用16MnR 筒體質(zhì)量m=Vp i=9850 kg 圭寸頭質(zhì)量

38、 m2 (Dn 2 )2(hi ) DN2hi(Dn 2 )2 DN2h 7850 64 =2118.33 kg 主體質(zhì)量 m=n+2m=14086.66 kg 附件取主體質(zhì)量的0.2倍， 則反應(yīng)器總質(zhì)量 口總=16903.99 kg 3.2塔設(shè)備的選型與設(shè)計 3.2.1急冷噴淋塔簡單設(shè)計計算 主體尺寸的計算 根據(jù)本工藝的操作特點，考慮到容器直徑較大，氣體介質(zhì)溫度較高及壓力較 低，常采用整體夾套的分段式夾套形式，這樣不僅能提高傳熱介質(zhì)的流速，改善 傳熱效果，而且還能提高筒體受外壓的穩(wěn)定性和剛度。 選擇停留時間為t=30s ;則根據(jù)Aspen plus模擬得到其氣體的體積流量為 Vg=79929

39、.625 m3 h-1,取裝載系數(shù)為則由得，塔筒體高度為 H=22 m;采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭。 夾套直徑與筒體直徑的關(guān)系由查找化工工藝設(shè)計手冊如表3-9所示 表3-9夾套直徑與筒體直徑的關(guān)系 項目數(shù)值數(shù)值數(shù)值 Di(mm)500800900220022004000 Dj(mm)Di+50Di+100Di+200 通過表可知筒體的夾套至筒體的間距為200 mm。 噴淋水用量情況 冷卻水采用循環(huán)方式，考慮到防止設(shè)備因結(jié)垢導(dǎo)致堵塞，影響傳熱效果，筒 體和夾套的用水為工藝軟水， 與高溫氣體間接換熱；而其中有一部分水為直接進 行噴淋降溫除雜，這部分水分為兩個進水，其中一個為來自循環(huán)工藝水在塔頂進 行噴冷，

40、還有一個來自脫水塔底部的水在在塔的中上段進行噴淋降溫。各個用水 操作參數(shù)詳見表3-10所示。 表3-10急冷噴淋塔的用水操作參數(shù)數(shù)據(jù)表 來源 用水途徑 數(shù)值m/h 壓力（atm） 起始溫度 工藝軟水 夾套及蛇管 3750 1 15 循環(huán)工藝水 塔頂噴淋 1000 1 15 脫水塔底部水 中上段噴淋 6225.5 T2 6877 換熱情況 據(jù)比熱容公式 設(shè)定從反映器中出來的物流的溫度從=350 C降至T2=180 C的熱量被用于 工藝軟水的加熱，根據(jù) Aspen plus 導(dǎo)出物流傳熱數(shù)據(jù)得到熱負(fù)Q=2724.3696 kw,工藝用水量 Wc=3750kg/h，水量進口溫度為 =15 oC，出口

41、溫度為t2=103.5 oC;計算出平均溫度差, xt1 t2(350 180) (1035 150 一cc o 怙|t1| (350 180)1 108 OC ln t2ln (103.5 15) 總傳熱系數(shù) K（以外表面積為基礎(chǔ)）, 通過查找化工原理書查找得到總傳熱系數(shù)K=901.5 W/當(dāng)Ls=0.01時，V=18.8 ml/s。由這兩點便可繪出 霧沫夾帶線。 3）液相負(fù)荷下限線 對于平直堰，其堰上液層高度how必須要大于0.006 m。取how=0.006 m，可 作出液相負(fù)荷下限線。 取E=1、代入lw則可求出Ls,min: 4）液相負(fù)荷上限線 液體的最大流量應(yīng)保證在降液管中停留時間

42、不低于35 s，取0 = 5 s作 為液體在降液管中停留時間的下限，則: 5）液泛線 由此確定液泛線方程: (HT+hw)=5.34 2 Uo + 0.153 Ls I W ho + (1+ 0) hw 2.84 1000 E(3600Ls 化簡整理得: 2 22刁 Vs 9272.7Ls 4727.3LS 3036.4 在操作范圍內(nèi)任意取若干 Ls值，由上式可算出相應(yīng)的 Vs值，結(jié)果列于下表。 表3-14 Vs和Ls值 項目 數(shù)值 數(shù)值 液相流量LS/m3/s 0.06 0.1 氣相流量VS/ m3/s 47.7 43.8 將以上五條線標(biāo)繪在同一VsLs直角坐標(biāo)系中，畫出塔板的操作負(fù)荷性能

43、圖。將設(shè)計點（Ls, Vs）標(biāo)繪在附圖3-10 （附后），如P點所示，由原點0及P 作操作線OR操作線交嚴(yán)重漏液線（1）于點A。分別從圖中A、B兩點讀得氣相流 量的下限Vmin及上限Vmax可求得該塔的操作彈性。 操作彈性：k Vs.m竺182.1 Vs.min 8.7 塔的有效高度： Z=（ N-2）XH t=50X 0.8=40m 設(shè)計結(jié)果 現(xiàn)將以上精餾塔設(shè)計計算結(jié)果列于下表3-15。 表3-15 浮閥塔板工藝設(shè)計計算結(jié)果表 序號 項目 符號 單位 計算結(jié)果 1 液相密度 p l Kg/m3 821.32 2 氣相溫度 P v Kg/m3 2.723 3 氣相流里 Vs m/s 15.86

44、5 4 液相流里 Ls m/s 0.03 5 實際塔板數(shù) Np 塊 50 6 塔的有效高度 Z m 40 7 塔徑 D m 3.8 8 板間距 H m 0.8 9 塔板溢流形式 單流型 10 空塔氣速 u m/s 1.67 11 溢流管形式 弓形 12 溢流堰長度 Lw m 2.66 13 溢流堰咼度 hw m 0.066 14 板上液層咼度 hL m 0.1 續(xù)表3-15 序號 項目 符號 單位 計算結(jié)果 15 安定區(qū)寬度 W m 0.1 16 開孔區(qū)到塔壁距離 W m 0.065 17 開孔區(qū)面積 Aa 2 m 9.5 18 閥孔直徑 d m 0.039 19 浮閥數(shù)個 n 個 2406

45、20 閥孔氣速 Uo m/s 5.45 21 閥孔動能因數(shù) Fo 9.1 22 開孔率% 14 23 孔心距 t m 0.075 24 排間距 t， m 0.08 25 塔板壓降 P kpa 0.62 26 液體在降液管內(nèi)的停留時間 t s 27.2 27 底隙高度 ho m 0.056 28 泛點率 % 72.6 29 氣相負(fù)荷上限 VS max m/s 18 30 氣相負(fù)荷卜限 4 min m/s 8.7 31 操作彈性 2.1 輔助設(shè)備的選型 冷凝器和再沸器用軟件選型，結(jié)果見換熱器選型結(jié)果一覽表5-1 塔主要附件設(shè)計計算 接管 1）進料管 設(shè)計采用直管進料管。有 Aspen 得體積流量，

46、 VF 104.887m3 / h ，取管內(nèi) 流速 u 1.6m/ s 則管徑 取進料管規(guī)格 160X 5，則管內(nèi)徑 d=150 mm 進料管實際流速： 2) 塔頂產(chǎn)品出料管 由Aspen得塔頂體積流量 V 98.842m3/h，取管內(nèi)流速u 1.6m/s , 則出料管直徑，可 取回流管規(guī)格 160X 5,則管內(nèi)徑 d=150 mm 出料管內(nèi)實際流速： 3) 釜液排出管 由 Aspen 得 塔 底 釜 液流 出 流 量 Lw 15.721m3/h ， 取 管 內(nèi) 流 速 uw 1.6m/s，則 可取回流管規(guī)格57X 3.5 則實際管徑d=50 mm,塔底釜液實際流速: (2) 裙座 裙座高度取

47、 3.9 m 。 (3) 人孔數(shù)目 人孔直徑通常為450 mm本設(shè)計選擇DN500 mm人孔，其中人孔處塔板間距 為600 mn，人孔數(shù)一共4個。 塔質(zhì)量計算 材質(zhì)選擇16MnR其密度約為 7850 kg/m 3。 塔壓為3 atm，焊接系數(shù)取 =0.85，許用應(yīng)力170 MP,設(shè)計內(nèi)徑Di=3800 mn,帶入數(shù)據(jù)得壁厚 S, 圓整壁厚 10 mm。 塔體質(zhì)量 m=Vp =18757.89 kg 封頭質(zhì)量 封頭取標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭，內(nèi)徑 DN=3800mm厚度 S =10mm 曲面咼 hi=950mm， 封頭直邊高h(yuǎn)=50mm材質(zhì)選用 16MnR封頭質(zhì)量采用如下公式計算： m2(Dn 2 )2(h

48、i 6 )DN2hi -(Dn 2 )2 DN2h 7850 4 帶入數(shù)據(jù)得m=698.5 kg 塔主體質(zhì)量 m=m+2n3=20154.89 kg 附件取主體質(zhì)量的0.2 , 總質(zhì)量 m總=24185.87 kg 圖3-10塔板負(fù)荷性 XCI 一 圖3-11塔板設(shè)計圖 3.3換熱器的選型 3.3.1換熱器設(shè)計選型示例（E201的選型） E201是一個通過精餾塔冷凝器換熱后的循環(huán)低壓水蒸氣把合成MMA后的循 環(huán)甲醇預(yù)熱至工藝要求的反應(yīng)進料溫度 考慮到其溫差不大，殼程壓力不高且不易結(jié)垢， 故選用應(yīng)用廣泛的固定管板 式換熱器。與其他換熱器相比，固定管板式換熱器操作簡單、便宜，并且耗用金 屬相對較少

49、。 換熱器流體通道及程數(shù)的選擇 由于合成MMA后的循環(huán)甲醇是被加熱流體， 為了能夠更好的加熱，同時考慮 常壓飽和水蒸氣會發(fā)生相變，為了減少殼體厚度，所以讓循環(huán)甲醇走管程。由于 管程數(shù)過多會導(dǎo)致管程流動阻力加大，動力能耗增大，同時多程會使平均溫差下 降，殼程操作壓力為常壓，初步選定單管程。 工藝計算 提取Aspen Plus 數(shù)據(jù)如表3-16所示。 表3-16 工藝操作參數(shù) 操作參數(shù)參數(shù) 殼程 管程 介質(zhì)水蒸氣循環(huán)甲醇 質(zhì)量流量（kg/s ） 1.8524 4.0536 進口溫度（C） 103.5 64 出口溫度（C） 80 70 進口壓力（bar） 1.01325 1.01325 出口壓力（b

50、ar） 1.0 1.0 初步選定換熱器的形式后，根據(jù)任務(wù)要求利用Aspen Excha nger Desig n & Rating V8.0 進行模擬計算，模擬出來的換熱器工藝參數(shù)如圖3-12所示。 結(jié)構(gòu)設(shè)計 利用此軟件也可以對換熱器進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，模擬出來的結(jié)果如圖3-13所示。 圖3-13 換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計 圖3-12換熱器工藝參數(shù) 對模擬的數(shù)據(jù)進行圓整， 并考慮到熱損失等，換熱面積有余量，選定換熱器 的基本參數(shù)如下：公稱直徑為DN=500 mm換熱管長度L=3.2 m,管程數(shù)N=1,殼 程數(shù)N=1，管程公稱壓力 Pt=0.15 MPa，殼程公稱壓力 Ps=0.15 MPa，換熱面積 為A=3

51、2.3卅，換熱管規(guī)格為 19X2.5，管子根數(shù)176根，采用正三角形排列， 中心排管數(shù)為 10。 換熱器的機械設(shè)計 (1) 管板的選擇 管板板用來固定換熱管并起著分隔管程和殼程的作用， 這里選擇固定管板兼 做法蘭的管板， 根據(jù)選定的換熱器公稱直徑及操作壓力查表可得管板數(shù)據(jù)， 這里 選用其默認(rèn)的管板類型為標(biāo)準(zhǔn)單管板。 (2) 傳熱管 利用 Aspen Exchanger Design Rating V8.0 模擬出來的傳熱管排列如圖 3-14 所示。 圖 3-14 傳熱管排列方式 由Aspen Excha nger Design& Rat ing V8.0里面模擬的尺寸再結(jié)合標(biāo)準(zhǔn) GB/T104

52、7-2005管道元件進行圓整。得到殼程進出口管子規(guī)格分別是外徑 273 mm,DN=253 mn及外徑 60.3 mm,DN=50 mm管程進出口管子規(guī)格分別是外徑 88.9 mm,DN=80 mm及外徑 60.3 mm, DN=50 mm 3.3.2換熱器選型結(jié)果匯總 其他的換熱器采用同樣的方法進行選型，換熱器匯總結(jié)果如設(shè)計結(jié)果中表 5-1所示。 3.4泵的選型 3.4.1 泵的設(shè)計選型示例（P201的選型） 選擇P201為例，對泵進行設(shè)計計算，此泵輸送介質(zhì)為液體甲醇。根據(jù) Aspen Plus模擬得具體參數(shù)如表 3-17所示。 表3-17 泵P201輸送介質(zhì)參數(shù) 進料溫度（C）進料壓力（a

53、tm）體積流量（m3/h）出料壓力（atm） 70 2.8 81.133 進出口直徑 取進口液體流速ui = 3.2 m /s ，則進液管直徑為: 圓整后取di = 100 mm。 此時實際流速： 取出口液體流速U2 = 4.8 m/ s ，貝U出液管直徑： 圓整后取d2 = 80 m 此時實際流速： 泵所需的揚程 查得局部阻力系數(shù)，如 進料管水頭損失分為局部阻力損失和沿程阻力損失， 底閥進口止回 進口閘閥進口彎管 進口錐形過 66.50.10.30.1 則進料管水頭損失為 出液管水頭損失也分為局部阻力損失和沿程阻力損失，查得局部損傷系數(shù)， 如表3-19所示。 表3-19 出液管局部阻力系數(shù)

54、r r |r r r |r 出口止回 6.5 出口閘閥 01 出口彎管 03 出口錐形過 01 則出水管水頭損失為， 則泵所需揚程為， 考慮到余量，則設(shè)計的泵揚程為H= 1.1 H = 21.56 m。 泵的選型 此泵所需要求： 密封性能好；流量穩(wěn)定；對介質(zhì)具有抗腐蝕性能。綜合考慮到以上幾 點，利用智能選泵軟件對此要求的泵進行選型，經(jīng)過對比之后，選擇 IX1100-80-160B 泵，具體參數(shù)如表 3-20所示。 3-15 和 3-16。 表3-20泵的具體參數(shù) 型號 額定流 總揚 汽蝕 效率 電機功 轉(zhuǎn)數(shù) 數(shù)量 量 程（m 余量 (%) 率（kw） (r/mi n （L/s） （m ) IX

55、1100-80-160 22.54 22.28 2 78.02 7.5 2900 1 B 該泵的工作曲線，安裝信息及安裝尺寸等基本信息如下圖 圖3-15泵的工作曲線 3-16安裝信息圖 圖3-17 泵的安裝尺寸 342泵的選型結(jié)果 5-2 其他泵的選型與計算方法類似，泵的匯總結(jié)果一覽表如設(shè)計結(jié)果中表 （附后）所示。 3.5 儲罐設(shè)計 3.5.1 主要儲罐的設(shè)計 原料 C4 儲罐 設(shè)計原料C4在儲罐中的儲存時間為 T=2 d，流量Qv=8.0944 m3 h-1,儲存的 安全系數(shù)為 & =0.8 所需體積 V=Qv T/ & =8.0944 X 2X 24/0.8=485.644 吊，選用 球形

56、儲罐，直徑 =12000 mm,公稱容積為500卅,數(shù)量為2個，設(shè)計壓力P=0.85 MPa設(shè)計溫度25 C。 探MAL合成原料混合緩沖儲罐 設(shè)計MAL合成原料在儲罐中的停留時間為T=5 s,流量Qv=72244.149 h-1， 儲存的安全系數(shù)為& =0.85，所需體積V=QvT/ & =211.24 m，選用立式橢圓形 固定頂封頭儲罐，直徑=6550 mm,公稱容積220 m3，數(shù)量為1個，設(shè)計壓力 P=0.12 MPa，設(shè)計溫度 50 C。 相分離儲罐 設(shè)計精餾塔塔底餾出物在儲罐中的儲存時間為 T=30 min ，流量 Qv=13.799 mbh-1, 儲存的安全系數(shù)為 =0.8 , 所

57、需體積 V=Qv T/ =13.799 X 0.5/0.8=8.624m 3,選用立式橢圓形封頭儲罐， 直徑 =1800 mm公稱容積10 m3,數(shù)量為2個，設(shè)計壓力P=0.35 MPa,設(shè)計溫度55 皿皿合成甲醇原料儲罐 設(shè)計甲醇在儲罐中的儲存時間為T=2d,流量Q=4.956 m3 h-1，儲存的安全 系數(shù)為 =0.8所需體積 V=QT/ =4.956 X 2X 24/0.8=297.36m，選用立式內(nèi) 浮頂封頭儲罐，直徑 =6500 mm,公稱容積為320 m3，數(shù)量為1個，設(shè)計壓力 P=0.12 MPa,設(shè)計溫度 25 C。 循環(huán)甲醇分離緩沖儲罐 設(shè)計精餾塔塔頂產(chǎn)物循環(huán)甲醇在儲罐中的儲

58、存T=30 min, Qv=93.227mi h-1, 儲存的安全系數(shù)為 =0.8，所需體積 V=Qv T/ =93.227 X 0.5/0.8=58.267m3, 選用臥式橢圓形封頭儲罐，直徑=2400 mm, L=14376 mm,公稱容積為63 m3 , 數(shù)量為 1 個 設(shè)計壓力 P=0.35 MPa 設(shè)計溫度 65 oC 循環(huán)甲醇混合緩沖儲罐 設(shè)計循環(huán)甲醇在儲罐中的儲存時間為T=15 min，流量Qv=92.095 m3 h-1, 儲存的安全系數(shù)為 & =0.8，所需體積 V=QvT/ & =29.133 m3，選用立式橢圓形 封頭儲罐，直徑 =2400 mm公稱容積為32卅，數(shù)量為1

59、個，設(shè)計壓力P=0.35 MPa設(shè)計溫度65 C。 循環(huán)水儲罐 設(shè)計循環(huán)水在儲罐中的儲存時間為 T=30 min，流量Qv= 5.082 m 3 h-1，儲 存的安全系數(shù)為 & =0.8，所需體積 V=Qv T/ =5.082 X 0.5/0.8=3.176 m3，選 用立式橢圓形封頭儲罐，直徑 =1200mn公稱容積為4卅，數(shù)量為1個，設(shè)計壓 力P=0.35 MPa,設(shè)計溫度 55 C。 產(chǎn)品 MMA 儲罐 設(shè)計產(chǎn)品MMA在儲罐中的儲存時間為 T=3 d，流量Qv=8.704 m3 h-1，儲存 3 的安全系數(shù)為 & =0.8，所需體積 V=Qv T/ =8.704 X 3X 24/0.8=

60、783.36 m，選 用球形儲罐，直徑=12300 mm公稱容積為1000應(yīng) 數(shù)量為1個，設(shè)計壓力P=0.25 MPa設(shè)計溫度25 C。 精餾塔塔頂回流緩沖罐 設(shè) 計 精 餾 塔 塔 頂 餾 出 物 在 儲 罐中 的 儲 存時 間 T=3 min ， 流 量 Qv=171.115m h-1 儲存的安全系數(shù)為 & =0.8，所需體積 V=Qv T/ & =64.168 m3 選用臥式橢圓形封頭儲罐，直徑=3000 mm公稱容積為65 m3,數(shù)量為1個， 設(shè)計壓力P=0.35 MPa,設(shè)計溫度75 C。 吸收塔塔頂回流緩沖罐 設(shè)計吸收塔塔頂餾出物在儲罐中的儲存時間T=0.5 min,其中Qvg=5