【正文】 ...... 25 T101 進料換熱器熱量衡算 ............................................................................. 26 III T101 熱量衡算（包括 T101B 塔底再沸器 E106， T101A 塔頂冷凝器 E107） ............................................................................................................................................. 26 E108 熱量衡算 ................................................................................................ 27 反映器部分的計算 .................................................................................................. 30 R101 各段出口溫度的計算 ............................................................................. 30 R101 各段密度的計算 ..................................................................................... 31 催化劑用量和床層高度的計算 ...................................................................... 32 反應(yīng)器直徑的計算 ......................................................................................... 33 精餾塔的計算 .......................................................................................................... 35 精餾塔物料平衡 ............................................................................................. 35 精餾塔各部分溫度的計算 .............................................................................. 36 回流比和理論塔板數(shù) ..................................................................................... 40 進料位置的計算 ............................................................................................. 42 精餾塔全塔熱平衡 ......................................................................................... 42 精餾塔塔徑和塔高的計算 .............................................................................. 43 萃取塔計算 ............................................................................................................. 45 萃取塔理論級數(shù)的確定 ................................................................................. 45 萃取塔塔徑的計算 ......................................................................................... 46 萃取塔塔高的計算 ......................................................................................... 52 換熱器的計算 .......................................................................................................... 54 泵的計算 ................................................................................................................. 55 進口阻力 ........................................................................................................ 55 76 4 mm? ? 出 口 鋼 管 阻 力 .............................................................................. 56 技術(shù)經(jīng)濟核算 .......................................................................................................... 58 第 1 章 緒論 概述 甲基叔丁基醚（ MTBE）是一種高辛烷值汽油添加劑，用 MTBE 取代四乙基鉛可減少環(huán)境污染。 1973 年意大利第一套 10 萬噸 /年的 MTBE工業(yè)裝置投產(chǎn)后，作為新興汽油添加劑， MTBE 引起了各國石油化學界的普遍重視，其產(chǎn)量每年以 54％的速度增長。第一套采用催化蒸餾新工藝的 4 萬噸 /年 MTBE 工業(yè)裝置建成投產(chǎn)，標志著我國生產(chǎn)工藝水平達到 80 年代 國際先進水平。 由于位于松花江畔，水源充足，所以設(shè)計的車間建設(shè)在松花江畔，且既靠近豐滿水電站又臨熱電廠及動力廠，能源充足，且資源也較富足。 工藝說明 原材料規(guī)格 本裝置以吉化煉油廠液化氣分離車間催化裂解碳四（含異丁烯 18％）和本廠丁 3 二烯抽提車間抽余碳四 (含異丁烯 ％ )兩者以 ： 1（重量比）混合為碳四原料。 （ 2）格局空氣和氧化劑，設(shè)備要密閉，采用氮封，水封等是可燃物與氧氣隔絕。 （ 5） MTBE 在 230～ 280℃，在有催化劑存在下與空氣氧化可以生成異戊二烯。 5℃，冷卻后的物料進入保護反應(yīng)器 R103A/B，以脫除原料的金 7 屬陽離子。當發(fā)現(xiàn) MTBE 成品中膠質(zhì)超過指標時， T101 塔可改由第二塊板側(cè)線采出 MTBE 成品。 T104 塔的熱量由 3 2kg cm 蒸汽加熱的甲醇塔再沸器 E108 供給，蒸汽量由 FRC126 控制。各生產(chǎn)工序中產(chǎn)生的不合格產(chǎn)品，可根據(jù)物料組成情況分別收集與 V108A/B， V113 槽中，之后再適時的一不合格品泵 P112A/B 或 P101A/B 送有關(guān)設(shè)備進 行處理。 生產(chǎn)控制一覽表 表 8 生產(chǎn)控制一覽表 序號 取樣點 分析方法 控制指標 1 碳四原料罐 除金屬陽離子為化學或比色法，其余為色譜法 異丁烯含量 18～ 42％ 3C? ≤ ％ 、 5C? ≤ ％ ACN≤ 20ppm 陽離子﹤4ppm、水≤ ％ 2 甲醇罐 氣相色 譜法 按 GB33876 工業(yè)一級品要求 3 丁烯 1 餾分罐 氣相色譜法 異丁烯≤ ％甲醇≤ ％ MTBE≤ 0. 5％ 4 保護反應(yīng)器口 陽離子﹤ 1ppm 水≤ ％ 5 E101 出口 氣相色譜法 6 R103 入口 氣相色譜法 7 R101 內(nèi) 氣相色譜法 8 R101A 出口 氣相色譜法 9 R101B 出口 氣相色譜法 10 T101 入口 氣相色譜法 甲醇、 4C ≤ 11 T101 內(nèi) 氣相色譜法 12 V105 排污 甲醇含量≤ ％ 13 R104 入口 化學分析法 HCL 含量 2～ 4％ 14 R104 出口 化學分析法 NaOH 含量 2～ 6％ 三廢及處理 表 9 三廢及處理 序號 名稱 規(guī)格 數(shù)量 數(shù)量 排放點 備注 正常 T/H 最大 T/H 1 含醇廢水 甲醇≤ ％ —— V105 排化污水池 11 2 酸堿廢水 PH 5～ 10 —— 18 V104 排化污水池 3 化驗室廢水 PH 5～ 10 —— 排化污水池 4 含油廢水 油烴≤ 10ppm 3 20 輻射水池 排化污水池 5 廢氣 ㎏ /H V106 排大氣 6 殘液 ％ ㎏ /H T101 第 2 章 計算部分 物料衡算 【 1】 全車間物料衡算 根據(jù)設(shè)計要求： MTBE 年產(chǎn)量為 5 萬噸，按年工作量為 7200 小時計算， 則每小時產(chǎn)工業(yè) MTBE 量 : 43, 5 1 0 1 0 k gM = = 6 9 4 4 .4 5 k g h7 2 0 0 h?? 根據(jù)設(shè)計要求： 成品、副成品指標： 合格品 一級品 MTBE ≥ %（ m/m） ≥ %（ m/m） 甲醇 ≤ % （ m/m） ≤ %（ m/m） 叔丁醇 ≤ % （ m/m） ≤ %（ m/m） 按合格產(chǎn)品計算：（產(chǎn)品中純 MTBE 含量為 98%） 則產(chǎn)品中含純 MTBE ,33M = 694 5 kg h 8= 680 6 kg h680 6 kg hM = = 77. 20 km ol h88. 15k g km ol? 反應(yīng)器各段生成的 MTBE 的量： 反應(yīng)器 B 出口的 MTBE 的量（ MTBE 精餾過程 MTBE 收率為 %） ,2 6 8 0 5 .5 6 k g hM = = 6 9 0 9 .2 0 k g h0 .9 8 5 2 6 9 0 9 . 2 / 7 8 . 3 8 /8 8 . 1 5 /k g hM k m o l hk g k m o l?? 根據(jù)設(shè)計要求：反應(yīng)器的一段轉(zhuǎn)化率為 74％；二段轉(zhuǎn)化率 至 86％；總轉(zhuǎn)化率為93％ 反應(yīng)器 A 出口的 MTBE 的量（設(shè)計要求：反應(yīng)器總轉(zhuǎn)化率≧ 93％，反應(yīng)器 A 總 12 轉(zhuǎn)化率≧ 86％，設(shè)反應(yīng)器的 MTBE 收率 99%） 178 .38 km ol h 3M = = 73 .21 km ol 9 ? ,1M = 7 3 .2 1 k m o l h 8 8 .1 5 k g k m o l = 6 4 5 3 .4 6 k g h? 進入反應(yīng)器 A 的異丁烯的量 進入反應(yīng)器 A 的異丁烯的量 7 8 . 3 8 k m o l hN = = 8 5 . 1 3 k m o l h0 . 9 3 0 . 9 9? ,N = 8 5 .1 3 3 k m o l h 5 6 .1 1 k g k m o l = 4 7 7 6 .6 9 k g h? 反應(yīng)器物料衡算 反應(yīng)器 A 進料組成及流量 表 10 原料抽余碳四的組成及各組分的流量 組分 分子量 質(zhì)量分數(shù)kg/kg 質(zhì)量流量kg/h 摩爾分數(shù)kmol/kmol 摩爾流量kmol/h 丙烯 丙烷 異丁烷 正丁 烯 正丁烷 反丁烯 順丁烯 正戊烷 丙二烯 1， 3丁二烯 異丁烯 水 ∑ 通過已知數(shù)據(jù)按比例計算新鮮甲醇中純甲醇流率為 表 11 工業(yè)甲醇的組成及流量： 名稱 摩爾流量 kmol/h 摩爾分數(shù)kmol/kmol 質(zhì)量流量 kg/h 質(zhì)量分數(shù) kg/kg 分子量 甲醇 水 18 13 其他 32 工業(yè)甲醇 表 12 通過已知數(shù)據(jù)按比例計算得混合甲醇流率為 kg/h 名稱 丙烯 丙烷