【正文】 Cp= ∑ iiCp x? 計(jì)算平均比熱容 Cp 。 已知甲醇的流量 kg/h 20 純水的流量 295 kg h kg h = 294 kg h? 設(shè)計(jì)要求塔頂：甲醇含量≤ 水≤ （質(zhì)量分?jǐn)?shù)） 表 21 萃取塔進(jìn)料的物料組成及流量為： 名稱(chēng) 質(zhì)量流量 kg/h 質(zhì)量分?jǐn)?shù) kg/kg 摩爾流量 kmol/h 摩爾分?jǐn)?shù) kmol/kmol 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 甲醇 MTBE 水 ∑ 根據(jù)已知數(shù)據(jù)按比例計(jì)算得： 塔頂 出料總量為 kg/h 塔頂含甲醇： kg/ h =? 塔頂含水量： kg/ h =? 塔底含甲醇量： kg/ h 塔底含水量： 29 43 .7 9 kg / h 3. 98 kg / h= 29 39 .8 1k g/h 表 22 萃取塔塔釜出料的流量及組成： 名稱(chēng) 質(zhì)量流量 kg/h 質(zhì)量分?jǐn)?shù) kg/kg 摩爾流量 kmol/h 摩爾分?jǐn)?shù) kmol/kmol 丙烯 丙烷 異丁烷 正丁烯 正丁烷 反丁烯 21 順丁烯 正戊烷 丙二烯 1， 3丁二烯 異丁烯 甲醇 MTBE 水 ∑ 表 23 萃取塔塔頂出料的流量及組成： 名稱(chēng) 質(zhì)量流量 kg/h 質(zhì)量分?jǐn)?shù) kg/kg 摩爾流量 kmol/h 摩爾分?jǐn)?shù) kmol/kmol 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 甲醇 MTBE 水 ∑ 回收塔物料衡算 回收塔設(shè)計(jì)要求： 塔釜甲醇含量 ≤ % 表 24 回收塔進(jìn)料組成及流量： 名稱(chēng) 質(zhì)量流量 kg/h 質(zhì)量分?jǐn)?shù) kg/kg 摩爾流量 kmol/h 摩爾分?jǐn)?shù) kmol/kmol 丙烯 丙烷 異丁烷 22 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 甲醇 MTBE 水 ∑ 根據(jù)已知數(shù)據(jù)按比例計(jì)算得： 塔底甲醇含量為 kg/h 塔頂甲醇含量為 kg/h =根據(jù)已知數(shù)據(jù)按比例計(jì)算得：塔頂水含量為 kg/h 表 25 回收塔組分表： 名稱(chēng) 進(jìn)料 塔頂 塔釜 質(zhì)量流量 kg/h 質(zhì)量分?jǐn)?shù)kg/kg 質(zhì)量流量kg/h 質(zhì)量分?jǐn)?shù)kg/kg 質(zhì)量流量 kg/h 質(zhì)量分?jǐn)?shù)kg/kg 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 甲醇 水 ∑ 23 熱量衡算 以下計(jì)算是以 250C 為基準(zhǔn)計(jì)算。 生產(chǎn)控制一覽表 表 8 生產(chǎn)控制一覽表 序號(hào) 取樣點(diǎn) 分析方法 控制指標(biāo) 1 碳四原料罐 除金屬陽(yáng)離子為化學(xué)或比色法，其余為色譜法 異丁烯含量 18～ 42％ 3C? ≤ ％ 、 5C? ≤ ％ ACN≤ 20ppm 陽(yáng)離子﹤4ppm、水≤ ％ 2 甲醇罐 氣相色 譜法 按 GB33876 工業(yè)一級(jí)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(hù)反應(yīng)器口 陽(yáng)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(xué)分析法 HCL 含量 2～ 4％ 14 R104 出口 化學(xué)分析法 NaOH 含量 2～ 6％ 三廢及處理 表 9 三廢及處理 序號(hào) 名稱(chēng) 規(guī)格 數(shù)量 數(shù)量 排放點(diǎn) 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(yàn)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(jì)算部分 物料衡算 【 1】 全車(chē)間物料衡算 根據(jù)設(shè)計(jì)要求： MTBE 年產(chǎn)量為 5 萬(wàn)噸，按年工作量為 7200 小時(shí)計(jì)算， 則每小時(shí)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(jì)要求： 成品、副成品指標(biāo)： 合格品 一級(jí)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(jì)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(guò)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(jì)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(jì)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(jìn)入反應(yīng)器 A 的異丁烯的量 進(jìn)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(jìn)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?jǐn)?shù)kg/kg 質(zhì)量流量kg/h 摩爾分?jǐn)?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(guò)已知數(shù)據(jù)按比例計(jì)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(chēng) 摩爾流量 kmol/h 摩爾分?jǐn)?shù)kmol/kmol 質(zhì)量流量 kg/h 質(zhì)量分?jǐn)?shù) kg/kg 分子量 甲醇 水 18 13 其他 32 工業(yè)甲醇 表 12 通過(guò)已知數(shù)據(jù)按比例計(jì)算得混合甲醇流率為 kg/h 名稱(chēng) 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 丁二烯 水 甲醇 其他 質(zhì)量流量 kg/h = = 2 9 7 2 .3 6 2 4 6 4 .6 7 = 5 0 7 .6 9k g h k g h k g h循 環(huán) 甲 醇 混 合 甲 醇 新 鮮 甲 醇 則醇烯比為： ： 1 滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。當(dāng)壓力高于 ㎏ / 2cm 時(shí)， B 閥開(kāi)，多余氣體排出界區(qū)。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(shí)的一不合格品泵 P112A/B 或 P101A/B 送有關(guān)設(shè)備進(jìn) 行處理。大部分萃取水循環(huán)至萃取系統(tǒng)。 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。萃取相界面和壓力分別由 LICA106 和 PRC106 控制。當(dāng)發(fā)現(xiàn) MTBE 成品中膠質(zhì)超過(guò)指標(biāo)時(shí)， T101 塔可改由第二塊板側(cè)線(xiàn)采出 MTBE 成品。 由二段流出的物料，溫度為 ℃，壓力為 ，經(jīng)一器二段循環(huán)泵P104A/B 抽出，視情況一部分經(jīng)一器二段經(jīng)循環(huán)冷卻器 E101 冷卻后，循環(huán)回到二段上部，循環(huán)量由 FRC103 控制，冷卻溫度由 TRC103 控制為 69℃，另一部分物料則通過(guò)一器二段出口冷卻器 E103 冷卻溫度由 TRC104 控制為 69℃之后進(jìn)入 R101B(A),即一器三段中，三段操作條件：出口壓力： ，出口溫度： ℃ . 當(dāng)物料經(jīng)過(guò)三段床層反應(yīng)后，異丁烯轉(zhuǎn)化率達(dá) 93％，當(dāng)一段或二段觸媒嚴(yán)重失活時(shí)， A 與 B 互換。 5℃，冷卻后的物料進(jìn)入保護(hù)反應(yīng)器 R103A/B，以脫除原料的金 7 屬陽(yáng)離子。來(lái)自 836罐區(qū)的混合碳四原料 經(jīng) FRQ109進(jìn)行流量記錄與累積后進(jìn)入碳四原料儲(chǔ)罐 V101， V101 液面通過(guò) LICA101 液面調(diào)節(jié)器保持穩(wěn)定，來(lái)自 845B 區(qū)的工業(yè)甲醇經(jīng) FRQ110 進(jìn)行流量記錄與累積后進(jìn)入甲醇儲(chǔ)罐 V102，其液面由 LIA115 進(jìn)行液面指示與報(bào)警，當(dāng)槽內(nèi)壓力過(guò) 后開(kāi)啟水噴淋降溫。 （ 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。 產(chǎn)品性質(zhì) 【 3】 MTBE 物理性質(zhì) 表 5 MTBE 物理性質(zhì) 常 數(shù) 名 稱(chēng) 單位 數(shù)據(jù) 沸 點(diǎn) ℃ 5 冰 點(diǎn) ℃ — 閃 點(diǎn) ℃ 生成自由能 （ Gf298） 液 相 KJ/mol — 氣 相 自 燃 點(diǎn) ℃ 460 爆 炸 范 圍 空氣 vol％ ～ 液 體 比 重（ ℃） 臨 界 壓 力 amt 溶 解 度 20℃在 100g 水中 溶醚 g 20℃在 100g 醚中溶水 燃 燒 熱 KJ/㎏ 蒸 發(fā) 潛 熱 KJ/㎏ 液 體 熱 容 KJ/㎏ K 折 光 指 數(shù)（ 20℃） 絕對(duì)熵 298S 液 相 KJ/mol 氣 相 生成熱 0298H?? 液 相 KJ/mol — 氣 相 MTBE 化學(xué)性質(zhì) MTBE 化學(xué)性質(zhì)如下： （