【正文】 7第六章 項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果評(píng)價(jià)…………………………118……………………………………………………………………….118 ……………………………………………………………………1213 項(xiàng)目的盈虧分析………………………………………………………………..1214 風(fēng)險(xiǎn)敏感分析……………………………………………………………………1225 評(píng)價(jià)的結(jié)論和建議………………………………………………………………122摘要精餾是多級(jí)分離過程，即同時(shí)進(jìn)行多次部分汽化和部分冷凝的過程。塔頂蒸汽進(jìn)入冷凝器中被全部冷凝，并將部分冷凝液用泵送回塔頂作為回流液體，其余部分經(jīng)冷卻器后被送出作為塔頂產(chǎn)品。規(guī)整填料種類較多, 有板波紋填料、格柵填料、絲網(wǎng)填料等, 材質(zhì)有金屬、塑料、陶瓷等。當(dāng) 前 制 DMC 的 主 要 方 法 是 氧 化 羰 化 法 ， 該 法 以 CH3OH、 CO 和O2 為 原 料 ， 原 料 價(jià) 廉 易 得 ， 投 資 少 ， 成 本 低 且 理 論 上 甲 醇 全 部 轉(zhuǎn) 化 為DMC， 無 其 它 有 機(jī) 物 生 成 ， 受 到 工 業(yè) 界 極 大 重 視 ， 被 認(rèn) 為 是 DMC 最有 前 途 的 生 產(chǎn) 方 法 ， 也 是 各 大 工 業(yè) 國 家 重 點(diǎn) 研 究 、 開 發(fā) 的 技 術(shù) 路 線 。 甲醇甲醇（Methyl alcohol）：又稱“木醇”或“木精” 。密閉操作，儲(chǔ)存于陰涼、通風(fēng)的庫房。一氧化碳進(jìn)入人體之后會(huì)和血液中的血紅蛋白結(jié)合，進(jìn)而使血紅蛋白不能與氧氣結(jié)合，從而引起機(jī)體組織出現(xiàn)缺氧，導(dǎo)致人體窒息死亡。工業(yè)上氧氣一般由空氣分離得到。有毒。 從 表 1 可 以 看 出 ， DMC不 僅 毒 性 小 ， 還 具 有 閃 點(diǎn) 高 、 蒸 汽 壓 低 和 空 氣 中 爆 炸 下 限 高 等 特 點(diǎn) ， 因此 是 集 清 潔 性 和 安 全 性 于 一 身 的 綠 色 溶 劑 。 “三廢 ”排 放 少 ， 國 內(nèi) 大 型 DMC 產(chǎn) 生 企 業(yè) 均 采 用 該 工 藝 ， 裝 置 經(jīng) 過 多 年的 發(fā) 展 和 改 進(jìn) ， 酯 交 換 工 藝 轉(zhuǎn) 化 率 有 了 很 大 的 提 高 。3 國 內(nèi) 外 市 場 需 求 及 預(yù) 測中 國 碳 酸 二 甲 酯 市 場 長 期 處 于 供 不 應(yīng) 求 的 狀 況 ， 過 去 10 多 年 ，碳 酸 二 甲 酯 是 主 要 用 于 生 產(chǎn) 雞 用 飼 料 添 加 劑 ——呋 喃 唑 酮 及 其 他 醫(yī)藥 中 間 體 ， 其 次 是 生 產(chǎn) 鍋 爐 清 洗 劑 。 進(jìn) 行 碳 酸 二 甲酯 的 深 度 開 發(fā) ， 對(duì) 發(fā) 展 中 國 有 機(jī) 合 成 工 藝 ， 推 動(dòng) 新 材 料 深 加 工 ， 向 高 附加 值 發(fā) 展 具 有 深 遠(yuǎn) 意 義 。4 生 產(chǎn) 現(xiàn) 狀 及 估 計(jì) 國 外 生 產(chǎn) 情 況國 外 市 場 國 外 DMC 生 產(chǎn) 和 消 費(fèi) 多 年 來 沒 有 大 的 變 化 。 若 上 述 領(lǐng) 域 得 以 開 發(fā) ， DMC 產(chǎn) 能 將會(huì) 有 較 大 幅 度 的 增 長 。5 銷 售 價(jià) 格 分 析2022 年以前行業(yè)發(fā)展紅紅火火，但金融危機(jī)爆發(fā)后，碳酸二甲酯行業(yè)的階段性產(chǎn)能過剩問題越來越突出。碳酸二甲酯還可用作農(nóng)藥、醫(yī)藥、表面活性劑和香料的中間體等等。但目前傳統(tǒng)溶劑價(jià)格低廉，使得碳酸二甲酯市場空間有限，價(jià)格也難以回升，企業(yè)抗不住高成本生產(chǎn)、低價(jià)格出售，所以只能選擇停產(chǎn)，行業(yè)就 表現(xiàn)為產(chǎn)能階段性過剩。 用 尿素醇解法對(duì)現(xiàn)有酯交換法工藝進(jìn)行改造，可在現(xiàn)有酯交換法裝置不動(dòng)的情況下，在前面另加一套用尿素和丙二醇生產(chǎn)碳酸丙烯酯的裝置，酯交換出來的丙二醇再作 原料循環(huán)使用，這樣可以避開因市場波動(dòng)導(dǎo)致丙二醇和環(huán)氧丙烷價(jià)格倒掛給企業(yè)帶來的不利影響。我們還打算創(chuàng)新工藝技術(shù)，進(jìn)行二期擴(kuò)產(chǎn)，形成規(guī)模效應(yīng)，進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本。只要碳酸二甲酯在任何一個(gè)潛在市場應(yīng)用領(lǐng)域打開局面，那就將是上百萬噸的需求，消化目前的產(chǎn)能根本不在話下。 第二章 工藝設(shè)計(jì)方案1. 合成機(jī)理主反應(yīng)：CH 3OH + 2CO + O2 → DMC + H2O 1副反應(yīng)：2CH 3OH + 2CO + O2 → DMO + H2OT101 為草酸二甲酯（DMO）分離塔，塔底分離出 DMO，塔頂餾出甲醇（ME）及恒沸物（ME/DMC）,常壓操作。同樣 E104及 E106 為 T102 塔及 T103 塔的再沸器。 熔點(diǎn)： 沸點(diǎn)： 相對(duì)密度(水 =1)： 1．07 相對(duì)密度( 空氣=1): 3．1 儲(chǔ)存區(qū)揀貨區(qū)揀貨區(qū)揀貨區(qū)儲(chǔ)存區(qū)揀貨區(qū)揀貨區(qū)揀貨區(qū)驗(yàn)收及分發(fā)作業(yè)區(qū)管理工作室及生活間飽和蒸汽壓(kPa)： 6．27(20℃) 溶解性：不溶于水，可混溶于多數(shù)有機(jī)溶劑，酸、堿。注意保暖，靜臥休息。 其他： 工作現(xiàn)場嚴(yán)禁吸煙。預(yù)熱器溫度設(shè)定為 125℃，壓力 2MPa。m∴m= kg/h∴Q v= m3/h計(jì)算反應(yīng)（1） （2）放出的熱量主反應(yīng)（1）熱力學(xué)數(shù)據(jù)計(jì)算：設(shè)計(jì)反應(yīng)框圖如下：（S 3）T 2（125℃）P 2(2MPa)CO（ g）+ 2（ g）+2CH3OH（g）（S 2）T 2（125℃）P1()CO（ g）+ 2（ g）+2CH3OH（g）（S 1）T 1（25℃）P1()CO（ g）+ 2（ g）+2CH3OH（g）（S 5）T 2（125℃）P1()DMC(g)+ H2O (g)（S 6）T 1（25℃）P1()DMC(g)+ H2O (g)△H 12△S 12△H 23△S 23△H 34△S 34 △H45△S 45△H 56△S 56△H 16△S 16(1)狀態(tài) S1 到狀態(tài) S2 的焓變和熵變△H 12=2++= KJ/mol△S 12=∫ Cp，M,CO dlnT+∫ Cp，M,O2 dlnT+2∫ Cp，M,meth dlnT398239823982 =++2 = J/(molK) =A+B(T/100)+C(T/100)2+D(T/100)4A B C D 設(shè)計(jì)反應(yīng)框圖如下：（g）（S 3） T2（125℃P 2(2MPa)2CO（g）+ 2（g）+2CH3OH（g）（S 4） T2（125℃P 2(2MPa)DMO(g)+ H2O (g)（S 2） T2（125℃P1()2CO（g）+ 2（g）+2CH3OH（g）（S 1） T1（25℃P 1()2CO（g）+ 2（g）+2CH3OH（g）（S 5） T2（125℃P1()DMO(g)+ H2O (g)（S 6） T1（25℃P 1()DMO(g)+ H2O (g)△H 12△S 12△H 23△S 23△H 34△S 34△H 45△S 45△H 56△S 56△H 16△S 16(1) 狀態(tài) S1 到狀態(tài) S2 的焓變和熵變△H 12=2∫ Cp，MCO dT+∫ Cp，M O2 dT+2∫ Cp，Mmeth dT39839823982 =2++2 = KJ/mol△S 12=2∫ Cp，M,CO dlnT+∫ Cp，M,O2 dlnT+2∫ Cp，M,meth dlnT398239823982 =2++2= J/(molm∴m= kg/h∴Q v= m3/h參考文獻(xiàn)：【1】[M].北京：高等教育出版社. 【2】李忠，周麗，學(xué)分析[J].[34]：4450. 【3】張旭，[J].石[40] ：403407. 反應(yīng)器的形式和大小，傳熱反應(yīng)溫度： 125℃ 反應(yīng)壓力： 2MPa 反應(yīng)如下：其反應(yīng)速率方程:上述反應(yīng)速率方程是以單位催化劑為基準(zhǔn)，故按下式計(jì)算：??=????0∫??????0 ???????????(1)、主副反應(yīng)的反應(yīng)物相同，故可以按選擇性作如下簡化：2 CH3OH ++1/2 O2→( CH 3O) 2CO+( CH3COO) 2+ H2O????=?2?????????2????????=?2??1?2??2物料衡算如下：進(jìn)料 出料Kg/h Kmol/hN% /kpa????0Kg/h Kmol/hCH3OH CO O2 N2 CH3O) 2CO ????=????0?ν ??ν ??????0????1+????0δ ??????； ,則：δ ??=++1?2?? = ????0=??????總 =????=(1?????)1?????????=?????1?????????=?????1?????將各式代入 ????=?2?????????2????????=?2??1?2??2????=?2?????????2????????=?2[?（ (1?????)1?????10?3） ?（ ?????1????? 10?3） ?（ ?????1????? 10?3） +?（ (1?????)1?????10?3） ?（ ?????1????? 10?3） ?（ ?????1????? 10?3） ]( CH3COO) 2 H2O =?2[?（ (1?????)1?????10?3） ?（ ?????1????? 10?3） ?（ ?????1????? 10?3） +?（ (1?????)1?????10?3） ?（ ?????1????? 10?3） ?（ ?????1????? 10?3） ]=?10?7?（ (1?????)1?????） ?（ ?????1????? ） ?（?????1????? ） ?10?3?（ (1?????)1?????） ?（ ?????1????? ） ?（ ?????1????? ） (2)、上式例用 matlab 軟件進(jìn)行積分，如圖(1)、圖(2)所示。2)1(bntDc????式中D—?dú)んw內(nèi)徑，m； t—管中心距，m； —橫過管中心線的管數(shù)； —管束中心線最外層管的中心至殼體內(nèi)壁的距離39。(2) 筒體的計(jì)算根據(jù)流體進(jìn)出口溫度，選擇流體的設(shè)計(jì)溫度為450K，設(shè)計(jì)壓力為 1=,材料為Q235A （ 化 工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)），焊接方式：選為雙面焊對(duì)接接頭， 100%無損探傷，故焊接系數(shù) φ= 1；根據(jù) GB6654《壓力容器用鋼板》和 GB3531《低溫壓力容器用低合金鋼板》規(guī)定材料的許用應(yīng)力 107M[??]??=????則厚度按下式計(jì)算： ??22pDCCφidt??????式中 δ d ——筒體的設(shè)計(jì)壁厚，mm；δ——筒體的計(jì)算壁厚，mm；p——筒體的設(shè)計(jì)壓力，MPa；Di——筒體內(nèi)徑，mm；[σ] ——鋼板在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力，MPa；t——焊接接頭系數(shù)；φ——腐蝕裕量，有輕微腐蝕，取C2=1mm2C則： ???????????，故取 = , 則d???1 ??=??1+??2=????圓整后取厚度為1 0mm (3) 水壓試驗(yàn)強(qiáng)度校核：規(guī)定的試驗(yàn)壓力 .???水壓試驗(yàn)時(shí)的應(yīng)力：已知 ， , 則：sσ=3MPa[????]=375??????????TiD+=???（ ） ?s?MPa故筒體厚度滿足水壓試驗(yàn)時(shí)的強(qiáng)度要求。第二部分 分離段4 .常壓精餾塔 物料衡算由反應(yīng)器出來的甲醇、DMC 和 DMO 的質(zhì)量流量分別為mMe=，m DMC=701 kg/h，m DMO= kg/h，溫度為 320K，摩爾分?jǐn)?shù)分別為： /??DMODMCMeeMe mmx 059. /??DMODMCMeDMC mmx 則 xDMO==，混合物的平均相對(duì)分子質(zhì)量為：MF=MMexMe+MDMCxDMC +MDMOxDMO=++ =進(jìn)料摩爾流量為： ??F =從塔底分離出的 DMO 組成為 ω=，可視為純的草酸二甲酯，則其摩爾分?jǐn)?shù)為 xW=，進(jìn)料的甲醇和 DMC 基本都從塔頂出，故塔頂甲醇的摩爾分?jǐn)?shù)為： eemMMDC??即 xD=，所以塔頂 DMC 摩爾分?jǐn)?shù)為 xDMC=總物料恒算： F=D+W甲醇物料恒算： Fx F=DxD+WxW聯(lián)立解得： W ＝ D＝表 物料分布表類別 甲醇的摩爾分?jǐn)?shù) 總摩爾流率 /( kmol/h)餾出液 進(jìn)料液 釜液 熱量恒算由軟件得冷凝器負(fù)荷 MJ/h 再沸器負(fù)荷 MJ/h （1）再沸器，汽化潛熱為r=。將甲醇和碳酸二甲酯、草酸二甲酯的進(jìn)料摩爾組成、進(jìn)料摩爾流量填入，設(shè)置完后單擊“OK”即可。單擊“OK”。（2）選擇組分 選擇甲醇，DMC，DMO在“search for”中填入“methanol”，點(diǎn)擊“ add”即可在左面的空白區(qū)看見“117 methanol”，表示已經(jīng)選中第一組分甲醇。 CO：。 )~(