1、最新資料推薦目錄1 .設計任務書12. 工藝路線的選擇 32.1 合成方法的選擇 32.2 生產(chǎn)原理 32.3 工藝流程的確定 43. 物料衡算 94. 熱量衡算 105. 典型設備吸收塔的設計 1.15.1 設備設計 115.2選型設計計算 115.3典型設備圖（附圖二） 136. 投資與成本估算 186.1 車間裝置人員配置表 186.2設備投資 186.3 投資估算及分析 256.4 項目效益和風險分析 217. 廠房布置及生產(chǎn)車間的組成 227.1 廠房設計要求 227.2 水電要求 227.3 生產(chǎn)車間的組成 228. 安全環(huán)保生產(chǎn)要求 238.1 安全生產(chǎn) 238.2 三廢處理 2

2、6致謝 33參考文獻 34附圖 35年產(chǎn) 6 萬噸硫酸二甲酯工藝設計及吸收塔設計.設計任務書1.1 項目硫酸二甲酯的工藝設計1.2 設計內(nèi)容 生產(chǎn)工藝設計 設計典型設備吸收塔1.3 設計規(guī)模年 產(chǎn) ：60000 噸的硫酸年生產(chǎn)日 ：300 天。日生產(chǎn)能力：200 噸（日均生產(chǎn) 24 小時，每小時生產(chǎn) 8.3 噸1.4 設計依據(jù) 該設計說明書是依據(jù)富馳化工醫(yī)藥股份有限公司的生產(chǎn)資料 , 并結(jié)合 設計任務書的內(nèi)容和生產(chǎn)管理規(guī)范的相關(guān)文件而設計的。1.5 產(chǎn)品用途 產(chǎn)品廣泛用于醫(yī)藥、農(nóng)藥及其他工業(yè)行業(yè)，是良好的甲基化劑，用于 制造二甲基亞礬、咖啡因、香草醛、氨基比林、甲氧氨芐嘧啶和農(nóng)藥乙酰 甲胺磷等

3、，在有機合成中，用于代替鹵化烷作甲基化劑。1.6 原料介紹1.6.1 硫酸應符合GB534-82的規(guī)定含量98.0%,灼燒殘渣含量0.10%1.6.2 甲醇應符合GB333-35的規(guī)定，但也可以使用工業(yè)回收甲醇，要求含量98.0%，外觀無色透明1.6.3 硫酸氫甲酯硫酸氫甲酯的比重要求為1.551.66 (25C)。配制方法：a. 耐酸容器中置于一定量的甲醇，其量按配制的氫甲酯的量定。b. 向甲醇內(nèi)加入98%的硫酸，要求混合液的溫度不超過 70C，必要時容 器夾套水冷卻，加酸時不宜太快，一般要保持 12 小時以上。c. 混合液體比重達到要求是停止加酸，為保證其較好的催化活性，至少應 靜置三天后

4、使用。 11.6.4 生產(chǎn)輔助材料a. 氫氧化鈉固體98%以上含量使用時，配制10%左右的溶液要求PH>12。b. 液氨符合GB536-88, 一級品的含量99.8%液體不水氨。c. 無水乙醇。d. 自行配制0.5mol/l的氫氧化鉀的乙醇溶液。e 潤滑油類。 21.7 產(chǎn)品介紹1.7.1 產(chǎn)品名稱中文名稱 硫酸 (二 )甲酯英文名稱 methyl sulfate；dimethyl sulfate別名：硫酸甲酯分子式： C2H6O4S；(CH3)2SO4危險標記 13(劇毒品 )， 20(腐蝕品 ) 31.7.2 產(chǎn)品理化性能無色或微黃色，略有蔥頭氣味的油狀可燃性液體。硫酸二甲酯分子量1

5、26.14。相對密度 1.3322(20C /4C)。熔點 31.8 °C。沸點 188C / 開環(huán)。 閃點83.33C。自燃點187.78C。蒸氣密度4.35。蒸氣壓2.00kPa(15mmHg 76C)。溶于乙醇和乙醚，在水中溶解度2.8g/100ml。在18C易迅速水解成硫 酸和甲醇。在冷水中分解緩慢。遇熱、明火或氧化劑可燃。 41.8技術(shù)指標(企業(yè)指標)表1硫酸二甲酯產(chǎn)品應達標要求指標名稱一級品合格品> 98.5%< 0.6%> 98.0%< 0.8%硫酸二甲酯含量(CH3)2SO4/%>酯含量(以 H2SO4計1.9生產(chǎn)方式該車間設計為產(chǎn)量較小

6、的精細化工產(chǎn)品，故采用下單-投料一生產(chǎn)一 包裝一出廠間連續(xù)批量生產(chǎn)。2工藝路線的選擇2.1合成方法的選擇硫酸二甲酯的合成方法很多，如鈉鹽法、無水硫酸與甲醇直接反應法、 二甲醚與三氧化硫合成法、氯磺酸合成法、硫酸氫甲酯法等。但除二甲醚 與三氧化硫合成法外，都存在著產(chǎn)品收率低，原材料消耗大、設備腐蝕嚴 重等問題。本設計中采用二甲醚和三氧化硫反應來生產(chǎn)硫酸二甲酯。先由 甲醇脫水得到二甲醚。再將25滋煙硫酸加熱蒸出三氧化硫氣體，用硫酸二 甲酯噴淋吸收。吸收了三氧化硫的硫酸二甲酯與二甲醚氣體在合成塔反應， 即生成硫酸二甲酯。工業(yè)品硫酸二甲酯的純度98%原料消耗定額：甲醇550kg/t、發(fā)煙硫酸(25%

7、3000kg/t。52.2生產(chǎn)原理(1)甲醇催化脫水反應：6CH3HSO 42CH3 OH>(CH3)2O + H20130140°CH=1.775KCaL/moL( 2)硫酸二甲酯的合成反應： 7(CH3) 2 SO 4(CH3)2 O +S03( CH3)2 SO 47090CH=-44.89KCaL/moL( 3)二甲酯合成副反應：SO3+ H2O +(CH3)2 SO 4>2 CH3HSO 42 CH3HSO 4>(CH3)2 SO 4+H2SO 4( 4)甲醇脫水的主要反應： 82CH3OH >C2H4+2H2O2.3 工藝流程的確定硫酸二甲酯的合成

8、方法很多，如鈉鹽法、無水硫酸與甲醇直接反應法、二甲醚與三氧化硫合成法、氯磺酸合成法、硫酸氫甲酯法等。但除二甲醚 與三氧化硫合成法外，都存在著產(chǎn)品收率低，原材料消耗大、設備腐蝕嚴 重等問題。2.3.1 工藝流程簡述a. 采用二甲醚和三氧化硫合成二甲脂的工藝路線，二甲醚的本源由甲 醇催化脫水制得，該工藝有合成效益高，成品雜質(zhì)含量少的特點，這樣避 免復雜的硫酸二甲脂凈化操作，只要通過簡單的精餾，就可以制得質(zhì)量較 高的成品，這對于安全生產(chǎn)和防止環(huán)境污染是具有積極意義的。 9b. 二甲醚是由甲醇催化脫水制得，借助催化劑進行，這個方法的特點是副反應少，即使轉(zhuǎn)化率并不十分高，但是未反應的甲醇和反應以后的水

9、份自氣相的二甲醚中分離比較容易，因此操作步驟簡單，分離效果好。c. 三氧化硫來自發(fā)煙硫酸，含量在 7%左右，在吸收塔中三氧化硫被二 甲脂的母液吸收，大量的惰性氣體在塔頂放空，因而塔直徑和循環(huán)母液量 較大。2.3.2 生產(chǎn)工藝流程（1）甲醇的氣化精甲醇自高位槽經(jīng)流量計進入汽化器，在加熱至（蒸汽加熱）至7080C 時，甲醇氣化器，不揮發(fā)雜質(zhì)后留在汽化器內(nèi)需要定期清洗。（ 2）甲醇催化脫水甲醇催化脫水是在三臺 2000L 的轉(zhuǎn)化器內(nèi)進行，反應器內(nèi)填有 12001500的CH3HS0 4做催化劑，當催化劑溫度控制在115C時，甲醇氣 體自底部進入反應器，均勻鼓泡，脫水而生成（CH3） 20,故轉(zhuǎn)化器出

10、口 的氣體成分主要有（ CH3） 20， H20,CH30H 正確控制工藝條件時，其轉(zhuǎn) 化率可達 80%左右。（3）.醚化氣的凈化 醚化氣在除沫器中分離去部分所帶來強酸性液體后， 進入堿洗槽底部，醚化氣在 510%氫氧化鈉的溶液層中均勻鼓泡，酸性液沫成為鈉鹽進入溶 液中，中型的醚化氣自堿洗槽出來后進入水冷器 .為了防止甲醇和二甲醚氣體溶解堿汽液中，在堿性過程中，汽體和氣 體的溫度必須保持70°C以上，隨著堿汽操作的運行，汽液中氫氧化鈉的含 量逐步降低待汽液接近中性時，應及時更換洗液。（4）.二甲醚干燥 洗去酸性液體沫的醚化氣先通過，以常溫水為中介的冷凝器，醚化氣中絕大部分的水和甲醇，

11、 在冷凝器中凝為液體的液甲醇自氣相中分離出來， 這種淡甲醇常溫比重約： 0.95，除甲醇外，其中還溶解了一定量的二甲醚， 收集在淡甲醇儲槽中，送回淡甲醇精餾回收甲醇，自水冷器出來的氣體， 基本是二甲醚，溫度約35 C左右，但是還剩有一定的甲醇和水蒸氣，還需 要進一步在氨冷器中降溫分離。二甲醚氣體在水冷器出來后，直接進入以液氨為冷卻介質(zhì)的氨冷器在 其中降至010C，殘余的甲醇和水幾乎全部自氣相中被分離出來，二甲醚 氣體經(jīng)甲醚分離器進行一步分離淡甲醇以后，送往酯化循環(huán)槽，冷凝下來 的談甲醇含有約 40%水分和 10%以上的二甲醚，收集在淡甲醇儲槽中，送回淡甲醇精餾回收甲醇(5) 三氧化硫的吸收一級

12、吸收塔 B 使用來自硫酸車間的轉(zhuǎn)化器三段出口， 含 7%SO3 的轉(zhuǎn)化 氣。由 SO3 吸收塔底部進入一吸塔內(nèi)，在其上升通過填料層時被硫酸二甲 酯母液吸收，成為含三氧化硫的硫酸二甲酯溶液。該吸收SO3 后的二甲酯溶液酸度控制在 10-12%(按硫酸含量計) 。三氧化硫和硫酸二甲酯幾乎是 互溶的，因此其溶解度主要決定于溫度， 在上述操作溫度下， 1 份硫酸二甲 酯大約可以溶解2份三氧化硫(以重量計)。SO3溫度很高且吸收操作是放 熱的，循環(huán)泵和吸收塔之間置有水冷器，可通過水冷，一級吸收系統(tǒng) B 的 溫度為7085C。氣體經(jīng)過一級吸收塔后，從一吸塔頂進入二級吸收塔底與硫酸二甲酯 母液中進一步混合以

13、除去氣體中含有的 SO3。該二吸系統(tǒng)中應通過水冷器調(diào) 節(jié)使得SO3的吸收溫度低，盡可能使得排放尾氣中 SO3含量最低，保持二 級吸收系統(tǒng)的溫度為30-60Eo同時二級吸收系統(tǒng)中的二甲酯溶液酸度控制 在 10%以下以充分吸收 SO3。 N2 等惰性氣體將經(jīng)過除沫層，分離夾帶霧沫 后，排入大氣。一吸塔A使用來自硫酸五熱出口的轉(zhuǎn)化氣，SO3含量為1.5%，氣體經(jīng) 過該吸收塔吸收除沫后直接放空。一吸系統(tǒng)A酸度控制在1012%,吸收溫 度控制為 3050Eo(6) 硫酸二甲酯的合成 硫酸二甲酯的合成是酯化塔內(nèi)進行的，除酯化外旁邊沒有循環(huán)槽和循 環(huán)泵，循環(huán)槽內(nèi)儲有吸收了 SO3的母液，通過泵進入塔頂經(jīng)分布

14、器、調(diào)料、 均勻下塔，匯集塔底，流入循環(huán)槽。有轉(zhuǎn)化過來的二甲醚氣體經(jīng)循環(huán)槽進行一次鼓泡合成后，有塔底進入 塔內(nèi)，在上升過程中通過填料層與 SO3-(CH3)SO4母液進行合成反應，生成 (CH3)2SO4流入槽內(nèi)，隨著反應過程的繼續(xù)，溶在(CH3 ) 2SO4的SO3不斷 減少，而二甲酯的量不斷增加，等增長到一定的量是，根據(jù)生產(chǎn)的條件可 暫時吸收， 降低游離 SO3 ，待達到要求是可將槽內(nèi)粗制品打入粗制槽， 然后 將吸收槽的母液串入部分至酯化槽進行下一段生產(chǎn)。(7) 粗制品精餾硫酸二甲酯的精制采用簡單蒸餾，粗制品投入兩臺2000L蒸發(fā)鍋內(nèi)，在真空度達到-750mmhg高時溫度達到120

15、6;C時，開始受熱氣化，隨著過程 的繼續(xù)，鍋內(nèi)物料組成變化，蒸發(fā)與硫酸氫甲酯的殘渣留在鍋內(nèi)，氣化的 二甲酯經(jīng)水冷器冷卻至40C以下時為液體，經(jīng)過處理后排掉，繼續(xù)投料進 行下一次蒸發(fā)。真空的制造：采用水力真空和蒸汽噴射的二級真空。（8）設備參數(shù)主要技術(shù)控制指標表2硫酸二甲酯生產(chǎn)指標控制項目控制點控制指標時間間隙控制人口醚化鍋115-145每小時粗制工汽化器70-80每小時粗制工堿洗槽=70每小時粗制工水冷器出口5每小時粗制工氨冷氣出口-5-10每小時制冷工酯化塔出口85-95每小時粗制工溫度酯化塔進口85-95每小時粗制工/ C酯化槽95-105每小時粗制工吸收塔進口60-65每小時粗制工吸收塔

16、出口80-85每小時粗制工吸收槽85-95每小時粗制工蒸發(fā)鍋120-145每小時精制工再沸騰80-90每小時粗制工精餾塔頂70每小時粗制工真空度-750mmhg每小時精制工壓力二甲醚氣壓20-80mmhg每小時粗制工進車間蒸汽每小時班長壓力4-6kgf/m 2吸收酯化11-16每小時精制工粗制精制=3%,0.6%每小時粗制工精制工硫酸氫水蒸甲 酯5-10%廠甲醇液'汽甲醇蒸廣二甲醚NaOH廣二甲醚體汽氣體氣體LJ70-80115土70 C1JC5 C以上（甲醇氣化）（甲醇脫水）（除酸性物質(zhì)）水冷器出來約二甲醚氨冷器二甲醚氣體氣體Lj0-10 CLJ（粗略除去水份和乙醇）（進一步除去水份

17、和乙醇）S03氣二甲酯母液rSO3-(CH3)SO4體水冷保持70-80 C（S03氣體的吸收）真空度-750mmhg硫酸二甲酯粗,120C純度為98.5%硫產(chǎn)口品LJ然后水冷至酸二甲酯產(chǎn)品1J40 C以下（二甲酯的精制）圖 1 硫酸二甲酯流程框圖3. 物料衡算月產(chǎn) 60000噸二甲酯 ,每月扣除檢修日 , 實際工作日 30天,則生產(chǎn)能力8.3 噸/ 天。本次設計的吸收塔內(nèi)發(fā)生的主要反應為：CH3HSO 42CH3 OH>(CH3) 2O+H2O130140°C H =1.775Kcal/mol原料用量：甲醇 64 kg/h, 其純度為 98%；3n (CH3 OH) = (6

18、4x 10 x 98%) /Mr (CH3 OH)33=64 x 98%X 10 g/64g mol-1 =0.98 1X mol已知這一步反應的轉(zhuǎn)化率為 80%則 n(CH3) 2O) = n(CH3 OH) /2x80%=0.392 x103molm (CH3) 2O)= n(CH3) 2O)x 46g/mol=36.8kg已知二甲醚與三氧化硫反應生成二甲酯的轉(zhuǎn)化率為 90%(CH3) 2 SO 4(CH3)2 O +SO3( CH3)2 SO 47090CH=-44.89Kcal/mol即得到二甲酯的質(zhì)量為 64kgx 80%x 90%=46.08kg 反應產(chǎn)生的水的質(zhì) 量 18kgx

19、0.8=14.4kg 已知開始水的質(zhì)量為 3.2kg 則反應后出來的水質(zhì) 量為( 14.4+3.2 ) Kg=17.6Kg表3物料平衡表項目進入的量/kg/h出來的量/kg/h甲醇6412.8二甲醚036.8水3.217.6總計67.267.24. 熱量衡算CH3 OH 的流量 64kg/h，溫度為 135 °C,比熱 258.3J/(kmol) (CH3)2 O 的流量 36.8kg/h，溫度為 135 °C,比熱 75.689 J/(kmol) 由 Q=ms1cp1 (T1-T2) =ms2cp2 (t1-t2)則進料熱 Q1=msCH3 OH (t1-t2)出料熱量

20、Q2= (ms CH3 OH+ ms (CH3) 2 O) (t1-t2)代入數(shù)據(jù)得：Q1 = 3.41 1j0 kJQ2=4.15 X0 kJQ 損=1.21 X103 kJ反應熱效應：查得為 Qf=1.95 X03 kJ貝U Q1+Qf= Q2 + Q 損表4熱量平衡表項目進入的熱量/kJ/h出來的熱量/kJ/hQ3.41 X 100Q034.15 X 10Q1.95 X 100Q損01.21 X 10總計5.36 X 105.36 X 105. 典型設備吸收塔的設計5.1設備設計5.1.1吸收塔的概論吸收塔是實現(xiàn)吸收操作的設備。按氣液相接觸形態(tài)分為三類。第一類 是氣體以氣泡形態(tài)分散在液相

21、中的板式塔、鼓泡吸收塔、攪拌鼓泡吸收塔; 第二類是液體以液滴狀分散在氣相中的噴射器、文氏管、噴霧塔；第三類 為液體以膜狀運動與氣相進行接觸的填料吸收塔和降膜吸收塔。塔內(nèi)氣液 兩相的流動方式可以逆流也可并流。通常采用逆流操作，吸收劑以塔頂加 入自上而下流動，與從下向上流動的氣體接觸，吸收了吸收質(zhì)的液體從塔 底排出，凈化后的氣體從塔頂排出。5.1.2吸收塔的工作原理及基本要求利用不同氣體在液體溶劑中的溶解度，對其進行選擇性溶解，從而將 氣體混合物各組分分離。工業(yè)吸收塔應具備以下基本要求：1 塔內(nèi)氣體與液體應有足夠的接觸面積和接觸時間。2氣液兩相應具有強烈擾動，減少傳質(zhì)阻力，提高吸收效率。3操作范圍

22、寬，運行穩(wěn)定。4設備阻力小，能耗低。5 具有足夠的機械強度和耐腐蝕能力。6結(jié)構(gòu)簡單、便于制造和檢修。5.1.3吸收塔的結(jié)構(gòu)概論填料吸收塔它由外殼、填料、填料支承、液體分布器、中間支承和再分布器、氣體和液體進 出口接管等部件組成，塔外殼多采用金屬材料，也可用塑料制造。填料是填料塔的核心，它提供了塔內(nèi)氣液兩相的接觸面，填料與塔的結(jié)構(gòu)決定了塔的性能。板式塔板式塔是在塔內(nèi)裝有一層層的塔板，液體從塔頂進入。氣體從塔底進 入，氣液的傳質(zhì)、傳熱過程是在各個塔板上進行。板式塔種類很多。大致 可分為二類：一類是降液管式，如泡罩塔、篩孔板塔、浮閥塔、S形單向流板塔、舌形板塔、浮動噴射塔等；另一類是穿流式板塔，如穿

23、流柵孔板塔（淋 降板塔）、波紋穿流板塔、菱形斜孔板塔、短管穿流板塔等。篩孔板塔篩孔直徑一般取510mm，篩孔總面積占篩板面積的10%18%。為 使篩板上液層厚度保持均勻，篩板上設有溢流堰，液層厚度一般為40mn左右，篩板空塔風速約為1. 03. 5m/s,篩板小孔氣速613m/s,每 層篩板阻力300600Pa。（2）斜孔板塔斜孔板塔是篩孔板塔的另一形式。斜孔寬 1020m，長1015mm,高 6mm?？账饬魉俣纫话闳?3. 5m/s,篩孔氣流速度取1015m/s。氣 體從斜孔水平噴出，相鄰兩孔的孔口方向相反，交錯排列，液體經(jīng)溢流堰 供至塔板（堰高30mm ），每層篩板阻力約為400600P

24、a文氏管吸收器文氏管吸收器通常由文氏管、噴霧器和旋風分離器組成，操作時將液體 霧化噴射到文氏喉管的氣流中，氣流速度為 60100m/ s,處理100m3/ min的廢氣需液體霧化噴人量為40L/ min。填料吸收塔填料塔適用于快速和瞬間反應的吸收過程，多用于氣體的凈化。該塔 結(jié)構(gòu)簡單，易于用耐腐蝕材料制作，氣液接觸面積大，接觸時間長，氣量 變化時塔的適應性強，塔阻力小。填料是填料塔的核心，它提供了塔內(nèi)氣 液兩相的接觸面，填料與塔的結(jié)構(gòu)決定了塔的性能。填料必須具備較大的 比表面，有較高的空隙率、良好的潤濕性、耐腐蝕、一定的機械強度、密 度小、價格低廉等。5.1.4選型說明板式吸收塔(1) 篩孔板

25、塔篩孔板塔主要優(yōu)點是構(gòu)造簡單，處理風量大，并能處理含塵氣體。不 足之處是篩孔堵塞清理較麻煩，塔的安裝要求嚴格，塔板應保持水平；操 作彈性較小。(2) 斜孔板塔氣體從斜孔水平噴出，相鄰兩孔的孔口方向相反，交錯排列，液體經(jīng) 溢流堰供至塔板(堰高30mm)，與氣流方向垂直流動，造成氣液的高度湍流, 使氣液表面不斷更新，氣液充分接觸，傳質(zhì)效果較好，凈化效率高，同時 可以處理含塵氣體，不易堵塞。但該塔結(jié)構(gòu)比篩孔板塔復雜，制造較困難， 安裝要求嚴格，容易發(fā)生偏流。文氏管吸收器文氏管吸收器結(jié)構(gòu)簡單、設備小、占空間少、氣速高、處理量大、氣 液接觸好、傳質(zhì)較容易，特別適用于捕集氣流中的微小顆粒物。但因氣液 并流

26、，氣液接觸時間短，不適合難溶或反應速度慢的氣液吸收，而且壓力 損失大(8009000h),能耗高。綜上所述，該過程選用填料吸收塔。Ga,ya5.2選型設計計算5.2.1相關(guān)數(shù)據(jù)(1)吸收塔的物料衡算(CH3)2 O +SO3( CH3)2 SO 4801260.9m8.3tmSO3=(80 83)/(0.9 126)=5.86t-1-1Ls=(250 X333kg.d1) X0-3/0.126kg mol1-1=2644.8kmol dYb=yb/(1-yb)=0.07/(1-0.07)=0.0753Gb,yb“ Lb,XbYa=ya/(1-ya)=0.03/(1-0.03)=0.0309Xa

27、=0Xa=0Xb=mSO3/(mSO3+m(CH3)2.SO4)=5.86/(5.86+250 1.833)=0.0173Xb=Xb/(1-Xb)=0.0173/(1-0.0173)=0.0176GB(Yb-Ya)=Ls(Xb-Xa)GB=XbXLs/(Yb-Ya)=0.0176 8644.8/0.0444-1=1048.4kmol/d(2)吸收塔的塔徑計算(1)有關(guān)數(shù)據(jù)計算塔底混合氣流量 V '二 1613.21 十 50.83 十 30.12 = 1694.16 (kg/h) 吸收液流量 L '二 5099.4 十 1.22 8 0.93 8 58 = 5165.2(kg

28、/ h)進塔混合氣密度 =29*273/22.4/ (273+35 )= 1 . 15(kg / )(混合氣濃度低，可近似視：查化工原理附錄吸收液密度=996.7kg /吸收液黏度=0.8543mPa.s經(jīng)比較，選Dg50mm矩鞍環(huán)查化工原理教材附錄可得，其填料因子=50，比表面積 A = 120.(2)關(guān)聯(lián)圖的橫坐標值=0.105(3) 由圖 2 查得縱坐標值為 0.13即 =0.0137 =0.13故液泛氣速 =3.082操作氣速u = 0 . 6 = 0.6 x 3.08 = 1.85 (m/s)3.塔徑 D=4Vs/ (nu) 1/2=3.12m取塔徑為 3.5m( 3)吸收塔的填料高

29、度計算1 核算操作氣速=1.425(m/s) <1.588(m/s)2核算徑比D / d = 3500 / 50 = 70，滿足矩鞍環(huán)的徑比要求3 噴淋密度校核(MWR)依Morris等推專，d v 75mm約環(huán)形及其它填料的最小潤濕速率為 0.08 (m?h),最小噴淋密度 =0.08 x 106 . 4 = 8 . 512 /(m?h) 因 =4453.2kg /h = 4453.2kg / h/120m = 37.11kg / （m?h） 故滿足最小噴淋密度要求。（1）本設計采用恩田式計算填料潤濕面積 aw作為傳質(zhì)面積a，依改進的恩 田式分別計算。列出備關(guān)聯(lián)式中的物性數(shù)據(jù)氣體性質(zhì)（

30、以塔底35 C, 101.325kPa空氣計）=1. 15 kg /（前已算出）=0.01885*（查化工原理附錄）=1 . 09 x （依翻 Gilliland 式估算）液體性質(zhì)（以塔底27 . 16 C水為準）=996 . 7 kg /=0. 8543 x Pa?s=1.344*（以 式計算），式中 為溶質(zhì)在常壓wiki沸點/wiki下的摩爾體積， 為溶劑的分子量， 為溶劑的締合因子。=71 . 6 x N/m（查化工原理附錄）氣體與液體的質(zhì)量流速：4.381.65矩鞍環(huán) （亂堆 ）特性：=50mm = 0 . 05m=1.45 (矩鞍環(huán)為開孔環(huán))4 填料層高度z計算Z =G(yb-ya)

31、/(Kya ? x ym)=0.700 x 1.14 十 0.654 x 2.75 = 2.60m取25%富余量，則完成本設計任務需 Dg50mm矩鞍環(huán)的填料層高度 z= 1.25 x 2.95=3.25m。(4) 填料塔附屬高度計算1).塔上部空間高度可取1.2m，塔底液相停留時間按1min考慮，則塔 釜所占空間高度為= 1.45 m1 60 67988.953600 18310.785考慮到氣相接管所占的空間高度，底部空間高度可取1m,所以塔的附42屬高度可以取1.5m。2).塔底液體保持高度液位高度的確定應和布液孔徑協(xié)調(diào)設計，使各項參數(shù)均在適宜的尺寸 范圍內(nèi)。最高液位的范圍通常在200

32、500mm之間，而布液孔的直徑在3mm 以上，k為孔流系數(shù)，其值由小孔液體流動雷諾數(shù)決定， 在雷諾數(shù)大于1000 的情況下，可取0.60 0.62。取布液孔直徑為15m m，則液位高度可由下式求得。(4 13582 18'23600 18313.14 0.015 322 9.81 咲液位保持的咼度由液體最大流率的最咼液位決定，一般取最咼液位的1.121.15 倍，則n=1.14h=1.14 0.193 =0.220(m) =220(mm)在 200 500 之間，符合 要求。因此：塔高 H=Z+h1+h / =3.25m+1.5m+0.22m=4.97m故選用塔徑為3.5m，塔高5m，

33、填料為矩鞍環(huán)的填料吸收塔。5.3典型設備圖（附圖二）6投資與成本估算6.1車間裝置人員配置表表5車間定員表序號職能名稱人員配置小計合計1生產(chǎn)工人662分析工人113維修工人11104動力監(jiān)控115管理員116.2設備投資表6設備一覽表序號設備名稱主要規(guī)格型號材料附件（零部件）數(shù)量1一吸塔0 1600X1400012二吸塔0 1600X 1400013煙囪0 500 X 24.7m14一吸循環(huán)槽0 2500X 1500磁性液位計EFCIIBIL-1、安裝尺寸 1380X225二吸循0 3200X1500磁性液位計1環(huán)槽EFCIIBIL-1、安裝尺 寸 1380X216一吸泵370SB50-30,

34、H=30m,Q=50m /h,軸 承 7312，電機：YBL160L-4， 15kw,1460r/mi n泵殼、軸套、泵架（軸 承座）、壓蓋、泵軸、葉輪、軸承7312ACM、口環(huán)、油封：65 X 90 X 12、八角圈：90-100-170-307二吸泵70SB50-30,18二甲醚分離器0 1000X 1200不銹鋼9粗制打料泵LJB80-65-30,電機：YB 2-160M1-2,2900r/min 11kw13Q=35m /h,H=3010酯化塔0 1200X1300011酯化槽0 4300X 1500磁性液位計EFCIIBIL-1、安裝尺寸 1378112酯化循環(huán)泵70SB50-30,

35、113殘液泵LJB80-65-30114氫甲酯泵3IHS50-40-140 ,H=26m,Q=20m /h,電機：YB2-160L-2 ,3kw,2880r/min115甲醇庫0 4200X 4200116甲醇卸料泵F40-40, Q=7.2m 3/h,H=39m,O型圈180X 5,32X 5,六角圈:44-55-93-18、117汽化器65CQ-32, Q=25m3/h,H=32m、1500L10 159X 15001918分離器3000L、一次夾套 DN1750X 10、罐身 DN1600X 16、 視鏡 DN125 PN0.6,人孔蓋S =16、卡子BM12 BM20 容積4.98m3

36、、人孔墊片400 X 500/360 X460、S =10設備墊 片 0 1740/ 0 1640、 合=20、內(nèi)徑 0 1600/0 1750 伽2二次分離器吸收塔緊固螺栓M20 X 180、1 M16 X 165 M1219轉(zhuǎn)子流量計LZB-15F2020精甲醇給料泵（2臺）32CQ-252H=25m,Q=110L/mi n,1.1kw21氫甲酯配置槽3000L222一吸水冷器100 m2不銹鋼折流板間距310mm423二吸水冷器0 700 X 3000,85 m、不銹鋼折流板間距350mm124酯化水冷器0 700X 3000不銹鋼125搪瓷片式水冷器W-2 型 20 m2不銹鋼喉箍：3

37、8-57、U型橡膠管DN45、 搪瓷片、F4包橡膠墊圈：1040X985X 303w-1型不銹鋼喉箍：32-44、U型橡膠管、搪瓷片、F4包橡膠墊圈： 865X 805 28226醚化鍋2000L人孔墊片350 X 450X 20、釜墊 1450 X 1340,123000L827硫酸高位槽0 1600X 200028蒸發(fā)鍋2000L （12 臺）143000L（2 臺）2精制貯槽0 1000 X 1500 （12 臺）12290 1200 X 1800 （2 臺）230水冷器0 600 X 3000 （12 臺）120 524 X 2500 （2 臺）2壓料泵IHS50-40-140 （1

38、臺）131F40-40、Q=7.2m 3/h,H=39m ,4kwO型圈180X 5、32 X 5、機械密 圭寸、八角圈：44-55-93-18、旋蓋式 油杯 M14 X 1.5、232殘液罐2000L433平衡桶0 600 X 800 （4 臺）40 600X1380 （2 臺234抽真空泵LJB65-50-30,電機：Y132S2-2,7.5kw,2900r/mi n6Q=35m3/h,H=30m,35噴射泵636分離器0 219X 5001437視鏡DN40、PN10不銹鋼1438淡甲醇回流泵F25-25,4.393/h,22.7m139備用貯槽3000L240不銹鋼水冷器0 680X

39、3000241淡甲醇泵IHF65-50-160 ,1Q=25m3/h, H=20m、n=2900r/min、4kw42淡甲醇壓料泵IHS50-40-140143回流罐144氨冷器0 800X 2500145氨壓縮機組2AZ1014AV10 制冷劑 R717、微啟式安全閥A11F-162制冷量54KW、工況-15/+30、蒸發(fā)溫度范圍-25-15 C能量調(diào)節(jié)閥2NF6電機：Y200L 2-6,22kw,250kg46調(diào)節(jié)站247液氨瓶148粗制涼水塔195m3、減速機 CDF5.5/165、傳動比5.833冷水泵IS150-125-315 , H=32m Q=176m3/h,電機：Y200L-4

40、,30kw,250kg熱水泵IS150-125-250電機：Y160L-4,15kw,140kgH=32m Q=200m 3/h,49老精制涼水塔3BNG-200 ,200 m ,減速機TDJ132-7.5-320、冷水泵IS150-125-315B ，電機：YB160M-4,18.5kw,隔爆冰機冷水泵IX80-65-160 ,Q=60m3/h, n=2950r/mi n,H=29m, 7.5kw （隔爆型）熱水泵IS150-125-25050新精制涼水塔HDI-250 , 250 m3 冷卻水量250T/h、7.5kw、17.0A、進水t:43 C、出水 t:33 C減速機NGW-L-F3

41、1、速比4.43、7.5kw、16.9A冷水泵IS150-125-250B ,Q=169.1m 3/h,H=14.8m、n=2950r/min、11kw，隔爆冷水泵IS150-125-250B，11kw51熱水泵IS150-125-315B , Q=176m 3 /h,H=24.78m電機：YB160L-4,140kg半成品（不經(jīng)過精制）：$ 2100X 8000銷售泵（3 臺）IHS50-40-14052?；穾靺^(qū)$ 8000 X 8000 （2 臺）甲醇泵：CQB50-32-160甲酯泵：CQB50-32-160隔爆型、Q=12.5m 3 /h,H=32m、4kw、 n=2900r/min

42、噴淋水泵：50FYUB-25-1000 （立式）、軸承 NV312E、7311AC53新危化庫立式庫（2 臺）：$ 4500 X 6000（硝基 甲烷車間）銷售泵：65CQ-35、Q=25m3/h,H=32m、7.5kw （隔爆型）噴淋水泵：80ZX50-32表7設備投資表項目金額（萬元）1土建，水電，消防，通風，空調(diào)，工具2002貯槽,高位槽，153反應罐（釜）84吸收塔65離心通風機106旋風分離器137靜電除塵器68換熱器59過濾器510水力真空泵36.3投資估算及分析產(chǎn)品成本指工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)某種產(chǎn)品所需費用的總稱，即投資該產(chǎn)品所 需的人力及物力總和的貨幣值，其可行性研究圖示如下：圖2投資

43、分析框圖6.3.1項目總投資：3000萬元632投資構(gòu)成工藝設備、管道及安裝1300萬元，占總概算的43.33%; 自控設備及安裝60萬元，占總概算的2%；供電及照明300萬元，占總概算的10%；鍋爐及冷凍240萬元，占總概算的8%；建筑工程費434萬元，占總概算的14.47%； 消防安全及環(huán)保150萬元，占總概算的5%； 自主研發(fā)費用100萬元，占總概算的3.33%征地256萬元，占總概算的8.53%研發(fā)測試中心160萬元，占總概算的5.33%6.3.3資金籌錯（1）自有資金：2100萬元（2）銀行貸款：800萬元（3）其他來源：100萬元6.3.4技術(shù)經(jīng)濟指標表7經(jīng)濟技術(shù)指標序號項目計算單

44、位設計指標1產(chǎn)品價格元/噸28002規(guī)模噸/年300003年工作日天3004總收率%955車間定員人106消耗萬元/年10007建筑及占地面積m21008產(chǎn)值萬元/年30009利稅萬元/年64010投資回收期年3511折舊年限年126.4 項目效益和風險分析 該分析應根據(jù)宏觀經(jīng)濟形勢、政策、趨勢、熱點問題、環(huán)境變化及其 對行業(yè)的影響等為主要研究內(nèi)容，同時充分考慮涂料行業(yè)發(fā)展動態(tài)，行業(yè) 消費特征，行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特征以及連鎖效益等因素。以下表是較常見的指 標：產(chǎn)品成本計算依據(jù)和說明（1）原輔料、燃料動力費 :達產(chǎn)年費用分別為 2000 萬元和 300 萬元；（2）全員平均勞動工資 :按 1000元/

45、人.月,年費用估算為 180 萬元；（ 3）基本折舊費 :按 10%的綜合折舊率估算 ,殘值率按 3%,則達產(chǎn)年費 用為 195萬元年修理費按 60 萬元計提。（4）自主研發(fā)費:100萬元分5年攤?cè)氤杀?年費用為 20萬元（5）其他費用 :包括管理費、銷售費等按 385 萬元估算。7 廠房布置及生產(chǎn)車間的組成7.1 廠房設計要求廠房設計：原料倉 ,生產(chǎn)區(qū) ,化驗室 ,輔助生產(chǎn)區(qū) ,控制室及成品倉。 廠址的選擇：鑒于硫酸二甲酯的毒性及生產(chǎn)過程會產(chǎn)生大量有毒物質(zhì) 廠址應選在農(nóng)村 ,并遠離生活區(qū) ,地勢較低之處；應選擇交通運輸方便之 處；應選擇能源有保障 ,電力供應穩(wěn)定之處；有良好的工程地質(zhì)。 總布

46、局滿足的要求布局要求保證徑直和短捷的生產(chǎn)作業(yè)線 ,并盡可能避免交叉和迂回 ,使各種物料 和運輸距離最短 ,同時將水電消耗很大的車間盡量集中 ,形成負荷中心 ,并使 其與原料來源靠近 ,減少輸送距離。安全要求化工廠具有易燃，易爆的特點，廠區(qū)應充分考慮安全布局嚴格遵守防 火，衛(wèi)生等安全規(guī)范和標準的相關(guān)規(guī)定，重點是防止火災和爆炸的發(fā)生。考慮到產(chǎn)品硫酸二甲酯有劇毒 ,生產(chǎn)原料濃硫酸鉻的強腐蝕性以及甲醇 毒性,整個生產(chǎn)系統(tǒng)必須是嚴格封閉的，規(guī)劃廠區(qū)應充分考慮員工和生產(chǎn)安 全，安全布局 ,確保安全環(huán)保生產(chǎn)。建筑設計的防火防爆考慮： 一方面是合理地布置廠房的平面和空間，消防爆炸可能產(chǎn)生的因素縮 小極限爆炸的

47、范圍，保證工人的安全疏散。另一方面是從建筑結(jié)構(gòu)和建筑 材料上保證建筑物的安全，減輕建筑物在爆炸時所受的傷害。通風上要保證易燃易爆氣體的迅速排除。設備布置上要避免車間中形 成死角。設計時要根據(jù)國家最新規(guī)定衛(wèi)生標準進行，要防止大氣污染、水質(zhì)污 染，把生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品加以回收、利用。本設計中將低壓尾氣回收利 用。發(fā)展要求廠區(qū)布置要求有較大的彈性 ,對于工廠的發(fā)展變化有較大的適應性 ,隨 著市場需求的變化 ,廠區(qū)規(guī)模、人員定置等有可變性、靈活性。7.2 水電要求7.2.1 水 生產(chǎn)用水就采用一般的自來水，冷卻水可以循環(huán)使用。7.2.2 電 選用相應等級的電氣設備、照明燈具和儀表，防止靜電放電現(xiàn)象的發(fā)

48、 生，設置避雷針。7.3 生產(chǎn)車間的組成7.3.1 生產(chǎn)車間組成設置 生產(chǎn)車間主要分成幾大區(qū)域，所有吸收塔在室內(nèi)，吸收塔與酯化 塔在室外，檢測辦公室位于在生產(chǎn)區(qū)較高處（安全考慮），生產(chǎn)設備之間 保證徑直和短捷的生產(chǎn)作業(yè)線 ,并盡可能避免交叉和迂回 ,使各種物料和運 輸距離最短 ,同時將水電消耗很大的車間盡量集中 ,形成負荷中心 ,并使其與 原料來源靠近 ,減少輸送距離。7.3.2 生產(chǎn)車間布置圖a. 生產(chǎn)車間平面圖（附圖3標注單位為米）b. .生產(chǎn)車間立面圖（附圖 4 標注單位為米）8 安全環(huán)保生產(chǎn)要求8.1 安全生產(chǎn)硫酸二甲酯屬高毒類 ,作用與芥子氣相似 ,急性毒性類似光氣 ,比氯氣大 15

49、 倍。對眼、 上呼吸道有強烈刺激作用 ,對皮膚有強腐蝕作用。 可引起結(jié)膜 充血、水腫、角膜上皮脫落 ,氣管、支氣管上皮細胞部分壞死 ,穿破導致縱膈 或皮下氣腫。此外,還可損害肝、腎及心肌等 ,皮膚接觸后可引起灼傷 ,水皰及 深度壞死。作用機理尚不完全明了 ,多數(shù)學者認為是由于該物質(zhì)的甲基性質(zhì) ,它在 體內(nèi)水解成甲醇和硫酸而引起毒作用 ,這已由動物實驗和死亡病例的血液和 內(nèi)臟中檢測甲醇證實。 Ghiringhelli 認為對眼和皮膚的局部作用 ,部分是由于 硫酸所致 ,而全身和神經(jīng)系統(tǒng)的影響以及肺水腫是由于硫酸二甲酯分子本身 的毒性作用 ,因它能使體內(nèi)某些重要基團甲基化所致。硫酸二甲酯對皮膚的損

50、害 ,除其腐蝕作用外 ,還可能引起接觸性過敏性 皮炎。近年來 ,國外動物實驗報告 ,急性硫酸二甲酯中毒后可引起染色體畸變。 用大鼠進行實驗還證實有致癌作用。a. 臨床表現(xiàn)中毒時受損的主要靶器官是眼和呼吸系統(tǒng) ,表現(xiàn)為急性結(jié)膜炎 ,角膜炎、 咽喉炎、氣管支氣管炎或支氣管周圍炎 ,重癥表現(xiàn)為肺炎、肺水腫。急性硫酸二甲酯中毒常經(jīng)過 68 小時的潛伏期后迅速發(fā)病，潛伏期越 短癥狀越重，人接觸 500mg/m3（ 97ppm） 10 分鐘即致死。刺激反應表現(xiàn)為 有一過性的眼結(jié)膜及上呼吸道刺激癥狀，肺部無陽性體征。輕度中毒表現(xiàn) 為明顯的眼結(jié)膜及呼吸道刺激癥狀，如羞明、流淚、眼結(jié)膜充血水腫、咳 嗽咳痰、胸悶

51、等，兩肺有散在干性羅音或少量濕性羅音，肺部 X 線符合支 氣管炎或支氣管周圍炎。中度中毒表現(xiàn)為明顯咳嗽、咳痰、氣急、伴有胸 悶及輕度紫紺，兩肺有干性羅音或哮喘音可伴散在濕性羅音，胸部 X 線符 合支氣管肺炎、間質(zhì)性肺炎或局限性肺泡性肺水腫。重度中毒表現(xiàn)為咳嗽、咯大量白色或粉紅色泡沫痰，明顯呼吸困難、紫紺、兩肺廣泛濕羅音，胸部X線符合彌漫性肺泡性肺水腫，嚴重者可導致呼吸窘迫綜合征，或窒息 （喉頭水腫、大塊壞死的支氣管粘膜脫落） ，或出現(xiàn)較嚴重的縱隔氣腫、氣 胸、皮下氣腫。b. 急救處理首先迅速將中毒病人救移至空氣新鮮處，脫去污染衣服，徹底清洗皮 膚，對刺激反應者至少觀察 2448 小時，及時吸氧，給予鎮(zhèn)靜、祛痰及解 痙藥物等對癥治療，眼部受污染時現(xiàn)場及早用生理鹽水或清水徹底沖洗， 再用 510%碳酸氫鈉溶液沖洗，再用可的松與抗生素眼藥水交替滴眼，早 期、適量、短程的糖皮質(zhì)激素療法可有效防治肺水腫。皮膚灼傷采用抗感 染及暴露或脫敏療法。要時刻警惕遲發(fā)性中毒效應的發(fā)生。中毒患者應絕對臥床休息 ,保持安靜,