【正文】 由地下管網(wǎng)系統(tǒng)收集，有總廠污水站處理達(dá)標(biāo)后可以循環(huán)使用。本工藝設(shè)計(jì)車間生產(chǎn)規(guī)模：，本設(shè)計(jì)為年產(chǎn)20萬(wàn)噸乙二醇合成車間,DMO加氫車間主要設(shè)備由草酸二甲酯加氫反應(yīng)器、乙二醇初步精餾塔、換熱器以及中間產(chǎn)物閃蒸罐等設(shè)備。故本工藝設(shè)計(jì)車間備件購(gòu)置費(fèi)為。總計(jì)固定資產(chǎn)為4697萬(wàn)元。DMO加氫車間第一年，土建以及乙二醇車間開車成功；第二年，正常生產(chǎn)乙二醇，車間生產(chǎn)乙二醇的能力要符合實(shí)際生產(chǎn)要求。 IRR = %（大于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)i0 = %）2）財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值其中： ；；；；；。第五章為自動(dòng)控制及儀表控制，詳細(xì)介紹了本車間所用的控制方法。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中我碰到了很多問(wèn)題，然后自己動(dòng)手查找資料，請(qǐng)教老師和同學(xué)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的過(guò)程中，我明白了要做好人生規(guī)劃的重要性。[參考文獻(xiàn)][1]張有政,趙彩云,[J].氮肥技術(shù),2012,33(4):2632.[2][J].安徽科技—科技在線,2011(9):1218.[3]蔣元力,陳戰(zhàn)省,鄧倩倩，[J].山東化工,2014,43:78.[4]中國(guó)石油化工股份有限公司，,權(quán)力要求書.[5]李學(xué)強(qiáng),李瑤,苗青,[J].潔凈煤技術(shù),2014,20(6):3642.[6][J]。每一步都讓我將理論領(lǐng)悟到的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去。自己要學(xué)的東西還有很多，以前總覺(jué)得什么都會(huì)，有點(diǎn)眼高手低。設(shè)計(jì)出了反應(yīng)器內(nèi)管選為Φ25，反應(yīng)器管數(shù)為5017根，呈正三角形排列。1）內(nèi)部收益率 229。車間貸款金額為，貸款期限為五年，建設(shè)車間采用每年償還本息的方式還款。自控裝置設(shè)備費(fèi)用為本工藝設(shè)計(jì)車間設(shè)備費(fèi)用基準(zhǔn)計(jì)算，DMO加氫車間儀表自控系統(tǒng)費(fèi)用為。4) 本工藝設(shè)計(jì)車間的備件購(gòu)置費(fèi)一般可以按照裝置設(shè)備價(jià)格的5‰~8‰估算。8 投資估算 編制說(shuō)明DMO催化加氫車間的總廠區(qū)依托內(nèi)蒙古巴彥淖爾市烏拉特前旗工業(yè)園區(qū)工，此工業(yè)園區(qū)有豐富的碳產(chǎn)業(yè)原料資源、良好的產(chǎn)品運(yùn)輸線以及有利的公共設(shè)施條件，在最大的限度內(nèi)降低了了原料資源消耗，增加了產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益。（3）生產(chǎn)廢水排水網(wǎng)系統(tǒng)
a)生產(chǎn)污水排水系統(tǒng)本工藝設(shè)計(jì)車間產(chǎn)生的廢水全部排入全廠生產(chǎn)廢水總管網(wǎng)，最終進(jìn)入工業(yè)園區(qū)的污水處理站集中處理。DMO加氫車間具體的廢氣治理方法如下
（1）物料儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)成拱頂式或內(nèi)浮頂式，這樣可以在天氣高溫時(shí)給儲(chǔ)罐達(dá)到降溫效果。()，氫氣壓縮機(jī)設(shè)置有150mm的基礎(chǔ)平臺(tái)。塔體、。 各類設(shè)備布置本設(shè)計(jì)車間的反應(yīng)器設(shè)備只有DMO加氫反應(yīng)器(R1001)，精餾塔設(shè)備有EG初步精餾塔(T1001)全部采用露天布置方式，精餾塔要與加氫反應(yīng)器的中心線為基準(zhǔn)線排列成一行，塔器與反應(yīng)器通過(guò)下部裙座的支撐架安裝在設(shè)備上。圖8 閃蒸罐器控制 儲(chǔ)罐的控制方案本工藝設(shè)計(jì)車間儲(chǔ)罐的控制系統(tǒng)主要包括了物料流股的液位與物料流股的壓力控制。 （ 2）DMO加氫反應(yīng)器壓力控制系統(tǒng)DMO加氫反應(yīng)器操作壓力并非常壓，在中壓的條件下反應(yīng)DMO加氫反應(yīng)器設(shè)計(jì)了憋壓系統(tǒng)。1) DMO加氫反應(yīng)器頂部以及乙二醇物料出口處設(shè)計(jì)了壓力檢測(cè)系統(tǒng)；2) DMO加氫反應(yīng)器進(jìn)口處以及乙二醇物料出口處設(shè)計(jì)了溫度檢測(cè)系統(tǒng)；3) DMO加氫反應(yīng)器床層上不同的高度均勻的設(shè)計(jì)了溫度檢測(cè)系統(tǒng)以及溫度聯(lián)鎖的超高超低報(bào)警。組成一個(gè)蒸汽物料流量公用物料溫度的串級(jí)控制系統(tǒng)。圖5 物料流股與公用工程流股換熱控制方案再沸器作為精餾塔系統(tǒng)的一部分，再沸器內(nèi)的流股與塔底回流物流流股交換熱量。氫氣壓縮機(jī)的具體流量控制方案如圖3所示的控制系統(tǒng)。圖2 泵出口流量調(diào)節(jié)控制 壓縮機(jī)的控制方案由于氫氣壓縮機(jī)在壓縮氫氣過(guò)程中是一個(gè)升溫變化的過(guò)程，所以氫氣壓縮機(jī)壓縮氫氣過(guò)程時(shí)需要用冷卻水冷卻，防止氫氣壓縮機(jī)升溫過(guò)高。 儀表用電源本工藝設(shè)計(jì)車間所有儀表所用電源由主生產(chǎn)廠區(qū)變電所引出，全部采用220V，50Hz交流電，電機(jī)電源容量5kW。 A4mm2℃δn C1[σ]t 鍛件 C1t C1r [σ]t [σ]t δ δt frr fr d B 1 h1 接 h2 A A1 8 A2 A3 mm2 ，大于A，不需另加補(bǔ)強(qiáng)。 ss = sT = = sT163。在DMO加氫車間實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中只有一臺(tái)反應(yīng)器用于合成乙二醇，備用反應(yīng)器主要用于HEG1型催化劑失活后的接替操作?？讖綖?mm，則反應(yīng)器所需催化劑的總質(zhì)量為——HEG1型催化劑的堆積密度(4)、反應(yīng)器管數(shù)DNO加氫反應(yīng)器管道有φ25，故管內(nèi)徑dt為20mm，；，管心距40mm。由圖9可以看出，當(dāng)加氫反應(yīng)溫度為210℃，原料液DMO的液空速一定時(shí)；催化反應(yīng)氫酯比為40～80時(shí)，原料液中DMO的轉(zhuǎn)化率隨著氫酯比的增加而升高，當(dāng)催化反應(yīng)氫酯比高于80以后，催化反應(yīng)中DMO的轉(zhuǎn)化率隨著氫酯比的升高已保持不變；產(chǎn)物中乙二醇的選擇性隨著氫酯比的增加略有升高，但是當(dāng)催化反應(yīng)氫酯比高于100以后，乙二醇的選擇性保持不變，此時(shí)反應(yīng)中過(guò)量的氫氣會(huì)加劇DMO催化加氫的副反應(yīng)。 反應(yīng)條件的選擇 （1）反應(yīng)溫度的影響 反應(yīng)溫度對(duì)DMO催化加氫的影響如下圖7所示。表411 壓縮機(jī)一覽表序號(hào)設(shè)備位號(hào)設(shè)備名稱類型型號(hào)1C1001氫氣壓縮機(jī)離心壓縮機(jī)BCL603其中氫氣壓縮機(jī)的各項(xiàng)規(guī)格參數(shù)為：氫氣的出口排氣量為、額定氫氣排氣壓力、壓縮機(jī)電機(jī)軸功率、電機(jī)功率、壓縮機(jī)排氣管、氫氣壓縮機(jī)工藝尺寸、出水管、放空管。其軟件的的推廣使用，可優(yōu)化手工計(jì)算、提高計(jì)算的準(zhǔn)確性、操作簡(jiǎn)單方便，能節(jié)約選型時(shí)間和繁瑣的計(jì)算過(guò)程。 選用要求要使所選泵的型式和性能符合工藝流程物料的溫度、物料流股壓力、輸送揚(yáng)程以及流量等物料工藝參數(shù)的要求?！?]黏度/Pa2)1　 2　 3） 可得 ψΔt= 4） 5）考慮管子的排列及隔板的存在，采用正方形三角形組合排列，殼體直徑上最多排了26根管子，隔板的厚度查標(biāo)準(zhǔn)取隔板厚度為15mm，換熱器管子中心距t=殼體實(shí)際內(nèi)徑 D=圓整 D=900mm，p=2MPa（大氣壓）許用應(yīng)力 壁厚 圓整后的 =8mm6）折流板氫氣換熱器采用弓形折流板，本設(shè)計(jì)取弓形折流板圓缺高度為換熱器殼體半徑的25%，則切去的圓缺高為所取折流板間距 (3)折流板塊數(shù) 7）接管殼體進(jìn)出口接管，取接管外流速為u=，則接管內(nèi)徑為，取標(biāo)準(zhǔn)管60(2) 氫氣換熱器管程物料流體進(jìn)出口接管，本設(shè)計(jì)取換熱器接管內(nèi)加壓氣體流速為u=25m/s，則接管內(nèi)徑為，取標(biāo)準(zhǔn)管1004 換熱器核算1) 熱量核算其中，λL=(m表42 間壁式換熱器的分類與特性分類名稱特性相對(duì)費(fèi)用耗用金屬/（kg/m2）易清洗；管殼兩股物料溫差不能高于150℃；墊片容易滲漏。通過(guò)液態(tài)流股DMO進(jìn)料，使液態(tài)DMO汽化所帶走反應(yīng)過(guò)程所產(chǎn)生的熱量，出反應(yīng)器DMO蒸汽通過(guò)冷卻水冷凝回收利用。表32 反應(yīng)器物料衡算表進(jìn)料出料溫度℃210壓力/MPa氣相分率摩爾流量 kmol/hr質(zhì)量流量kg/hr體積流量 cum/hr焓 Gcal/hr質(zhì)量流量 kg/hrDMOCH3OH0EG0H2摩爾分率DMO3ppmCH3OH0EG0H29ppm 能量衡算 能量衡算的目的本設(shè)計(jì)的DMO催化加氫車間，能量衡算的主要目的是確定車間設(shè)備的熱負(fù)荷。圖1 EG合成工藝流程圖DMO催化加氫反應(yīng)器（R1001）生產(chǎn)任務(wù) 年產(chǎn)萬(wàn)噸乙二醇，連續(xù)運(yùn)行反應(yīng)方程乙二醇合成反應(yīng)方程式如下乙二醇生產(chǎn)量 草酸二甲酯消耗量 新鮮氫氣消耗量 由計(jì)算可知各物料流量，以Aspen plus reators模塊對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行模擬，反應(yīng)器選用Ryield模型，%，反應(yīng)溫度為210℃。3 物料衡算及能量衡算 物料衡算 物料衡算的意義物料衡算是確定DMO催化加氫物料轉(zhuǎn)變和物料比例定量關(guān)系的過(guò)程。 催化劑選擇 Cu/SiO2加氫催化劑研究表明Cu/SiO2加氫催化劑，在反應(yīng)溫度為205℃，壓力2MPa，氫酯比60，條件下，草酸二甲醋轉(zhuǎn)化率為80%，%。DMO溶液由泵打入從上部進(jìn)入反應(yīng)器。DMO催化加氫是目前國(guó)內(nèi)煤化工路線中最為經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方法。②酯交換法(EG與DMC聯(lián)產(chǎn)法)反應(yīng)器中碳酸乙烯酯與甲醇會(huì)發(fā)生酯交換反應(yīng)。以乙烯為原料的環(huán)氧乙烷水合法路線合成乙二醇，經(jīng)過(guò)乙烯催化直接合成乙二醇。因此，煤產(chǎn)業(yè)制備乙二醇路線的開發(fā)與充分利用就顯得尤為重要。為了降低原料成本、可以全國(guó)性推廣工藝流程創(chuàng)造了有利條件，使合成氣制乙二醇工藝技術(shù)更具有實(shí)用性和先進(jìn)性。國(guó)內(nèi)聚酯消的費(fèi)量占乙二醇總生產(chǎn)量的90％以上，使我國(guó)乙二醇的生產(chǎn)和消費(fèi)得到了持續(xù)不斷的快速發(fā)展。在國(guó)內(nèi)，生產(chǎn)乙二醇廣泛用于黏合劑、聚酯(PET)以及防凍液等。 工藝特點(diǎn)本車間設(shè)計(jì)由草酸二甲酯制乙二醇工藝全部采用合成氣為原料進(jìn)行，使乙二醇合成所需要的原料，都有低廉的價(jià)格和豐富的資源。目前，中國(guó)石油合成路線生產(chǎn)乙二醇受到乙烯生產(chǎn)量的影響，生產(chǎn)量不能滿足國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的需求。 工藝選擇 工藝方案比較目前，我國(guó)乙二醇合成工藝技術(shù)主要是環(huán)氧乙烷水合法，但是非環(huán)氧乙烷水合法路線尤其是煤化工路線已經(jīng)取得了巨大突破。此工藝流程如下此工藝路線要在同一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行著不同的反應(yīng)，工藝操作繁瑣，難以控制在同一個(gè)反應(yīng)器中使得兩步反應(yīng)都達(dá)到最佳條件。 工藝方案選擇煤制乙二醇的技術(shù)核心是選用低成本和長(zhǎng)壽命的催化劑。催化加氫反應(yīng)溫度為210℃，壓力為2MPa。塔頂餾出的共沸物經(jīng)冷凝分相后，下層富乙二醇通過(guò)精制達(dá)到工業(yè)要求。HEG1型催化劑的工業(yè)粒度數(shù)據(jù)水平超過(guò)了CuCr系以及CuSi系的草酸二甲酯加氫催化劑的報(bào)道。在穩(wěn)定狀態(tài)下有表示 系統(tǒng)物料衡算 EG合成流程圖本設(shè)計(jì)乙二醇合成車間工藝流程見下圖1，本設(shè)計(jì)重點(diǎn)對(duì)合成反應(yīng)器做系統(tǒng)物料衡算。由表可以看出進(jìn)出反應(yīng)器的質(zhì)量流量守恒。表33 加氫反應(yīng)器進(jìn)出料流股焓值表進(jìn)料出料溫度℃210壓力/MPa氣相分率摩爾流量 kmol/hr質(zhì)量流量 kg/hr體積流量 cum/hr焓 Gcal/hr Gcal/hr有表33可以看出DMO加氫反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)。 分類與特性換熱器是化工生產(chǎn)中采用最多的一種，型式多樣，適用于化工工業(yè)生產(chǎn)的中幾乎各種條件各種場(chǎng)合。 表43 殼程和管程流體的有關(guān)物性參數(shù)物性數(shù)據(jù)加氫物料高壓蒸汽 估算總傳熱系數(shù)1) 熱流量計(jì)算2) 平均傳熱溫差計(jì)算3) 冷卻水用量計(jì)算1　2??；污垢熱阻氣側(cè) 水側(cè) 3　4　 計(jì)算傳熱面積考慮15%的面積裕度 工藝結(jié)構(gòu)尺寸1) 換熱器管徑和管內(nèi)氫氣流速及管長(zhǎng)換熱器的物料管道選用φ25，管道內(nèi)的流股流速取ug=25m/s，物料管長(zhǎng)取3m?！妫?（ 9( DNSDJKFDFKJI/////////////[kJ/(kg在各類型式泵中，離心泵使用最為廣泛，因?yàn)殡x心泵不僅流量、揚(yáng)程和性能范圍都很大，而且離心泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、流程操作穩(wěn)定、安裝維修便捷等特點(diǎn)。智能選泵系統(tǒng)廣泛應(yīng)用石油、化工等工業(yè)領(lǐng)域。型號(hào)為BCL603。同時(shí)HEG1型催化劑由國(guó)內(nèi)自主研發(fā)，超過(guò)了時(shí)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)道的CuSi系、CuCr系的草酸二甲酯加氫催化劑活性數(shù)據(jù)水平。圖8 壓力對(duì)DMO催化加氫反應(yīng)的影響（3）氫酯比影響氫酯比是指原料中新鮮氫氣與原料中DMO的摩爾比，氫酯比對(duì)DMO催化加氫反應(yīng)的影響如下圖9所示。該體積為HEG1型催化劑體積，由此來(lái)求得反應(yīng)器體積為 V床=()= (1)、HEG1型催化劑床層直徑u為空床操作氣速，；床層直徑 圓整后，(2)、HEG1型催化劑床層高度催化劑平均粒徑取4mm，；床層高度 V床——反應(yīng)器催化劑床層體積 m3L——催化劑床層高度，管長(zhǎng)取 (3)、反應(yīng)器裝填HEG1型催化劑的量反應(yīng)器床層裝有Φ3~6mm 中空類球形HEG1型催化劑，堆密度ρ為500 kg/m3，催化劑導(dǎo)熱系數(shù)λ為，催化劑的適宜使用溫度為 193~250 ℃。由于DMO催化加氫反應(yīng)器為列管式反應(yīng)器，HEG1型催化劑失效后不能完全還原，所以設(shè)計(jì)加氫車間時(shí)設(shè)計(jì)有一臺(tái)備用加氫反應(yīng)器。 C [s] [s]t ss C1 fd = =de =dn C1 C2= dn =