【正文】 甲醇 = = Kmol 尿素 = = Kmol 生成MC== Kmol 據(jù)文獻值，DMC合成反應(yīng)中，MC轉(zhuǎn)化率為90%，%。 每天產(chǎn)出DMC質(zhì)量= 2651%%% = 可見物料衡算結(jié)果與設(shè)定產(chǎn)量相符，物料守恒。 熱量衡算的依據(jù)熱量衡算的主要依據(jù)是能量守恒定律，以車間物料衡算的結(jié)果為基礎(chǔ)進行的，所以車間物料衡算表是進行車間熱量衡算的首要條件。根據(jù)工藝要求并考慮到設(shè)備的經(jīng)濟性，前兩個采用板式塔，T302上部采用板式塔，下部采用填料塔。工藝參數(shù)設(shè)計完成了精餾塔、塔板的選型、塔板的設(shè)計等。根據(jù)以下設(shè)計原則進行設(shè)計[20]：①合理性反應(yīng)器的設(shè)計必須滿足工藝要求，需要考慮到其設(shè)計的合理性和可行性，而且設(shè)計施工時必須校核材料能夠否滿足強度、剛度等性能指標。③先進性要求反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率盡可能較高，對于反應(yīng)器形式及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計需要考慮反應(yīng)過程中所需要達到的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品收率等指標。根據(jù)DMC分廠設(shè)計產(chǎn)量10000t/a，選定環(huán)氧丙烷的總進料體積流量為估算得到反應(yīng)器的總體積為每一個反應(yīng)器體積為設(shè)反應(yīng)器的直徑為D，反應(yīng)器高度為H，則長徑比一般=1～3，綜合考慮單位體積內(nèi)傳熱面積，反應(yīng)停留時間，加工難度以及設(shè)備費用等因素，選定=2，對于有氣體參加的反應(yīng)可以獲得相當較大的比傳熱面積，減少返混現(xiàn)象，而且停留時間可以保證，設(shè)備費用在允許范圍之內(nèi)。查閱相關(guān)行業(yè)標準HG2160796《異形筒體和封頭》，查得封頭的公稱直徑為1200mm，選用淺蝶形封頭TH，厚度20mm，參數(shù)與TH一致，封頭上方安裝有安全閥。間壁式換熱器的冷、熱流體被固體間壁隔開，并通過間壁進行熱量交換的換熱器，因此又稱表面式換熱器，這類換熱器應(yīng)用最廣，其分類見下表。管式換熱器以管子表面作為傳熱面，包括蛇管式換熱器、套管式換熱器和管殼式換熱器等；板面式換熱器以板面作為傳熱面，包括板式換熱器、螺旋板換熱器、板翅式換熱器、板殼式換熱器和傘板換熱器等；其他型式換熱器是為滿足某些特殊要求而設(shè)計的換熱器，如刮面式換熱器、轉(zhuǎn)盤式換熱器和空氣冷卻器等。反應(yīng)物料按一定配比一次加入反應(yīng)器內(nèi)，開動攪拌，使反應(yīng)器內(nèi)物料濃度和溫度保持均一。經(jīng)過一定反應(yīng)時間，反應(yīng)達到要求的轉(zhuǎn)化率后，將物料排出反應(yīng)器完成一個生產(chǎn)周期。實際間歇反應(yīng)器有操作靈活，易于適應(yīng)不同操作條件和產(chǎn)品品種的優(yōu)點，適用于小批量、多品種、反應(yīng)時間較長的產(chǎn)品生產(chǎn)，如精細化工產(chǎn)品生產(chǎn)。選用封頭內(nèi)徑d=2400mm，即槽徑T為2400mm，則高度=，圓整取為2600mm，液層高度則高徑比為2580/2400=，在16之間，滿足攪拌釜的要求?！?，則確定夾套材料和壁厚：夾套選取Q235A的材質(zhì)，設(shè)計溫度在150℃時Q235A的許用應(yīng)力[]=113MPa，因為有夾套有安全閥，所以P==，因為內(nèi)部夾套無法探傷，故取=，根據(jù)夾套的單板厚度負偏差C=，單面腐蝕取腐蝕余量C=。確定內(nèi)筒的壁厚和材料：依題意可初步選取筒體厚度16mm，并取C=，C=筒體有效壁厚為t==D=2500+216=2532mmL≈=2200+25+350/3≈2342mmL/D=2342/2532=，由D/t和L/D 查表 B=92MPa則[p]==因為計算的[P]＞P且比較接近，所以筒體厚度可選為16mm 甲醇精餾塔 甲醇精餾塔工藝參數(shù)表摩爾流量/kg/h共沸物進料萃取劑進料塔底塔頂CO2METH2ODMCOXYL摩爾CO2METH2ODMCOXYL總摩爾流率/ kmol/hr溫度/ K壓力/atm 求塔徑D：根據(jù)液相流量參考表選取單流型，由數(shù)據(jù)可得：液、氣流動參數(shù)取塔盤清液層高度，取板間距液滴沉降高度由氣液相流動參數(shù)及液滴沉降高度。計算空塔氣速u氣相通過的橫截面積塔截面積為氣相流通截面積A與降液管面積Ad之和。取，則可計算由計算塔徑D計算塔徑D與設(shè)計規(guī)范值比較進行圓整，取塔徑D=。并在DMCMET進料孔與萃取劑進料孔之間設(shè)置一個人孔450mm，塔頂與萃取劑進料孔之間設(shè)置一人孔450mm。根據(jù)設(shè)計確定的尺寸。考慮釜液上方的氣液分離空間取1 m。 則總塔高度為：。初取閥孔動能因子 F0=11，計算閥孔氣速浮閥個數(shù)（2） 浮閥排列方式[23] 通過計算及實際試排確定塔盤的浮閥數(shù)n。例如塔盤邊緣區(qū)寬度bc、液體進出口的安定區(qū)寬度bs、bs’以及塔盤支撐梁所占的面積。有效傳質(zhì)區(qū)Aa求得開孔所占面積選擇錯排方式，其孔心距t的估算。則重新計算以下參數(shù)。(mm)開孔率（%）閥孔氣速u0孔心距t閥孔動能因子F0邊緣區(qū)寬度bc（mm）漏液點氣通u0’安定區(qū)寬度bs（mm）穩(wěn)定系數(shù)k板厚度b（mm）氣相負荷上限（m3/h）5145排列方式錯排氣相負荷下限（m3/h）1504 預(yù)熱器設(shè)計一臺再沸器，提供塔底釜液汽化所需的能量，從而實現(xiàn)精餾塔內(nèi)汽液兩相間的熱量及質(zhì)量傳遞。再沸器預(yù)熱器采用低壓蒸汽提供熱源，因飽和蒸汽比較清凈，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)與流速無關(guān)，而且冷凝液在殼程時較易排出，因此選擇飽和蒸汽走再沸器的殼程。換熱物流數(shù)據(jù)如表所示。車間布置設(shè)計是對車間建筑物等設(shè)施配置的安排做出合理的布局[26]。要做到上述各點必須充分與正確地利用有關(guān)的國家標準與設(shè)計規(guī)范，特別是人們已積累的經(jīng)驗。 基本要求車間布置涉及面較廣，但大致可以歸納為以下幾個方面[28]。常用形式有直線型、長方形、T型和L型?？偪缍龋憾鄬右话恪?4 m，單層≤30 m。③ 層高與設(shè)備的高低、安裝位置有關(guān)，一般每層4m～6m。④ 在可能情況下盡量采用露天化和敞開式設(shè)計，這樣既能節(jié)省投資，又有利于通風采光、防爆、放毒等安全需要。⑥ 笨重設(shè)備和震動設(shè)備盡量布置底樓的地面。⑦ 設(shè)備穿孔必須避開主梁。 m以上， m～ m，單門寬一般900 mm，雙門寬有1200 mm、1500 mm、1800 mm，樓梯的坡度45186。主樓梯45186。（2）生產(chǎn)操作① 設(shè)備布置盡量和工藝流程一致，避免交叉往返送料，盡量采用位差送料，一般從高層到低層設(shè)備布置槽→反應(yīng)設(shè)備→貯槽、重型設(shè)備和震動設(shè)備。③ 相同、相似設(shè)備盡可能對稱、集中，以利操作管理及水、電、氣等供應(yīng)。 （3）設(shè)備裝修① 不僅要考慮安裝時設(shè)備的進出，而且要考慮各單個設(shè)備的更換和檢修，保證足夠的空間和通道。③ 要考慮起吊裝置，如塔頂、房梁設(shè)永久吊架。② 通風要好，高溫、有毒、易燃、易爆車間盡可能取敞開式，以利通風散熱。③ 有毒物質(zhì)的設(shè)備放置下風，操作單位應(yīng)在上風。④ 對腐蝕性的介質(zhì)，除考慮設(shè)備外還要考慮墻、柱、地屏等防護要求。 m2/m3；多層的樓板要有泄壓孔，設(shè)計放火、防爆墻；設(shè)置雙斗門，門窗朝外。要考慮消防設(shè)施、設(shè)備。 （6）設(shè)備之間及設(shè)備與建筑物之間的距離一般要符合安全距離。對于設(shè)備與設(shè)備之間，設(shè)備與建筑物之間的安全距離按下表來設(shè)計[29]。同時，為了使工作環(huán)境的空氣達到并保持適宜的溫度、濕度計衛(wèi)生要求，并能保證操作人員所需的正常環(huán)境衛(wèi)生條件，因此在有余熱、余溫、有害氣體及蒸汽、封塵車間或房間采取通風措施。2)生產(chǎn)廢水排放的污染控制本工程生產(chǎn)碳酸二甲酯，采用無廢水排放工藝，生產(chǎn)裝置中無廢水排放，只有循環(huán)水泵房有廢水排出，但此部分廢水無污染，可直接排入排水管網(wǎng)。 3)噪聲控制 本工程對產(chǎn)生強噪聲源的設(shè)備，設(shè)置減震裝置，并置于單獨的隔音間內(nèi)；對個別噪聲大的場所的操作人員采取個人防護措施等。 環(huán)保 主要污染源（1） 廢氣化工廠主要廢氣來源有：鍋爐排放的燃燒氣體、生產(chǎn)裝置產(chǎn)生的不凝性氣體氣體、反應(yīng)的副產(chǎn)廢氣、揮發(fā)性化學制劑在貯存過程中的排放氣體以及生產(chǎn)物料在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的跑、冒、滴、漏等都構(gòu)成了化工廠的大氣污染。生產(chǎn)期間，產(chǎn)生的廢液主要為DMC生產(chǎn)工段廢棄液，以及各場站等后方設(shè)施排放的生活污水以及地面洗水等。因此，要對整個工藝流程裝置中最有可能發(fā)生泄露或泄壓的地方(例反應(yīng)器安全閥，提純塔等等)，對其進行封閉處理。 （2） 廢水 ① 采用鍋爐廢水處理裝置，是這部分的廢水閉路循環(huán)不外排。③ 生活排污水送入污水回用水裝置處理后回用。⑤ 對全廠排放口實行在線監(jiān)測，增強了環(huán)境保護的監(jiān)測手段。9 經(jīng)濟核算 概述廣義的工程經(jīng)濟要素有投入、產(chǎn)出、項目周期三方面，分別涉及工程項目的不同階段。 總投資 設(shè)備的數(shù)量與價格 設(shè)備的數(shù)量與價格設(shè)備名稱數(shù)量單價/萬元總價/萬元塔設(shè)備T101 1 69 69　 塔設(shè)備T102 1 塔設(shè)備T202 1 塔設(shè)備T203 1 反應(yīng)器R101 29 　 反應(yīng)器R102 33 換熱器 12 罐和儲槽 9 60 泵10 10 萃取機 1 19 19 過濾機 2 7 設(shè)備購置費合計 上述各項是本次生產(chǎn)過程中所用到的一些基本設(shè)備及其數(shù)量價格 其他固定資產(chǎn)投資 固定資產(chǎn)投資項目 比例 總價/萬元 設(shè)備安裝 48% 管道工程 55% 固定資產(chǎn)投資項目比例總價/萬元控制儀表安裝22%電氣工程12%基建土建50%公用工程設(shè)施45%建設(shè)用地購置按地價1000其它固定資產(chǎn)投資合計上面表格中各個比例都是以設(shè)備的購置費用為基準的，即將設(shè)備的購置費用作為100%，其它的項目消耗占設(shè)備購置總費用的百分比。表格中的總投資為上面三個表格中所有費用的加和，亦即所有方式都算在內(nèi)的投資金額。這些費用都以設(shè)備投資費用及采購費用為100%作為基準。 這部分資金主要包括工程設(shè)計與咨詢、施工管理和監(jiān)理、人員培訓、施工配套設(shè)施建設(shè)、測試和投產(chǎn)準備、機動和應(yīng)急資金等幾個部分，這些資金均以固定資產(chǎn)投資金額為100%作為基準來計算。 成本核算 直接產(chǎn)生費用（1） 原料的費用 甲醇原料為1800元/噸，尿素為1500元/噸，甲醇年消耗量為54