1、常州工程殲業(yè)枝祐學(xué)貌畢業(yè)設(shè)計(jì)系別：化學(xué)與材料工程學(xué)院課題名稱：5000t/a馬來(lái)酸二甲酯班級(jí)：化工1211指導(dǎo)教師：劉承先時(shí)間：2014年11月20日目錄TOC o 1-5 h z總論7設(shè)計(jì)依據(jù)7建設(shè)規(guī)模7 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 產(chǎn)品品種、規(guī)格、數(shù)量7 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 主要原料、產(chǎn)品的物理化學(xué)性質(zhì)、規(guī)格、來(lái)源71.3產(chǎn)品技術(shù)方案8 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 產(chǎn)品的用途8 HYPERLINK l bookmar

2、k18 o Current Document 工藝路線8 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 工藝流程簡(jiǎn)述8 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 工藝計(jì)算：9 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 物料衡算：10 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：10原料、產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)格11 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 物料衡算:11熱量衡算12動(dòng)力（水、

3、電、氣、汽）技術(shù)規(guī)格12熱量衡算123設(shè)備選型計(jì)算錯(cuò)誤!未定義書簽。3.1貯罐的選型說(shuō)明及計(jì)算錯(cuò)誤!未定義書簽。3.2反應(yīng)釜的選型說(shuō)明及計(jì)算錯(cuò)誤!未定義書簽。3.3換熱器的選型說(shuō)明及計(jì)算錯(cuò)誤!未定義書簽。3.4泵類的選型說(shuō)明及計(jì)算204.設(shè)備布置錯(cuò)誤!未定義書簽。設(shè)備布置原則31車間建筑要求31設(shè)備布置32TOC o 1-5 h z5.消耗定額、控制指標(biāo)、定員33原材料、動(dòng)力消耗定額及消耗量33生產(chǎn)控制分析表33定員346三廢處理及環(huán)境保護(hù)35 HYPERLINK l bookmark160 o Current Document 7、安全生產(chǎn)與勞動(dòng)保護(hù)30危險(xiǎn)性物質(zhì)物性一覽表31消防安全措施3

4、1721車間建筑安全要求31722工藝安全措施31723電氣安全措施32勞動(dòng)防護(hù)措施328.節(jié)能措施41致謝36 HYPERLINK l bookmark170 o Current Document 參考文獻(xiàn)37化工1211班畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書化工1211班，儲(chǔ)莉同學(xué)：現(xiàn)下達(dá)給你畢業(yè)設(shè)計(jì)如下，要求你在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)，完成此項(xiàng)任務(wù)。一、工程名稱：5000噸/年馬來(lái)酸二甲酯生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)通過(guò)相關(guān)圖書、期刊、電子資料等查詢、論證，自行確定生產(chǎn)方法，經(jīng)老師審閱后執(zhí)行。二、主要內(nèi)容1、開題報(bào)告（1）產(chǎn)品市場(chǎng)簡(jiǎn)況及前景、現(xiàn)有生產(chǎn)方法評(píng)價(jià)、以及選定的生產(chǎn)方法（2）畢業(yè)設(shè)計(jì)主要工作（3）工作進(jìn)度安排2、設(shè)計(jì)及說(shuō)明書內(nèi)

5、容見指導(dǎo)書3、設(shè)計(jì)圖紙（1）帶控制點(diǎn)的工藝流程圖（2）物料流程圖（3）設(shè)備一覽表（4）設(shè)備平面布置圖三、工藝設(shè)計(jì)參數(shù)：（1）產(chǎn)品規(guī)模及規(guī)格：年生產(chǎn)力：5000噸/年產(chǎn)品規(guī)格：二99%（wt）（2）年開工時(shí)間：300天（3）反應(yīng)條件、消耗定額、收率等相關(guān)數(shù)據(jù)，請(qǐng)根據(jù)所選生產(chǎn)方法的文獻(xiàn)確定（4）原料規(guī)格：所有原料是工業(yè)一級(jí)品，通過(guò)查閱資料得到。（5）公用工程條件：8kg/cm220C8kg/cm220C380V6）6）廠址：常州地區(qū)，自然條件東南風(fēng)20.3m/s東南風(fēng)20.3m/s3.1m/s1076.1mm15.4C主導(dǎo)風(fēng)向最大風(fēng)速平均風(fēng)速年平均降雨量年平均氣溫39.4C-15.5C39.4C-

6、15.5C70%1016.3mbar3.00m6四、設(shè)計(jì)中主要參考資料（參考書）（包括資料、規(guī)范、規(guī)范等）：化工部設(shè)備設(shè)計(jì)中心站。化工設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)、化學(xué)工程師手冊(cè)。上?？茖W(xué)技術(shù)出版社。1981。國(guó)家醫(yī)藥經(jīng)管局上海醫(yī)藥設(shè)計(jì)院編，化學(xué)工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)M（第二版）化學(xué)工業(yè)出版社（等）劉光啟、馬連湘、劉杰。化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)?；瘜W(xué)工業(yè)出版社，工業(yè)裝備與信息工程出版中心。2001?；瘜W(xué)工程手冊(cè)編輯委員會(huì)?；瘜W(xué)工程手冊(cè)（1-6）?；瘜W(xué)工業(yè)出版社。1998?；げ靠萍记閳?bào)研究所，世界精細(xì)化工手冊(cè)M,北京：科學(xué)出版社，1982.402相關(guān)圖書、期刊、電子資料等等五、提交技術(shù)文件：設(shè)計(jì)說(shuō)明書：1份設(shè)計(jì)圖紙：3張（

7、物料流程圖、帶控制點(diǎn)工藝流程圖、設(shè)備平面布置圖）六、上交文件（裝訂）：1、開題報(bào)告：1份（將此任務(wù)書裝訂在開題報(bào)告封面后第一頁(yè)）2、設(shè)計(jì)說(shuō)明書：1份；附：設(shè)計(jì)圖紙3張及設(shè)備一覽表3、草稿本請(qǐng)將上述文件裝在文件袋中上交。設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師：劉承先2014、11、20常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告（2012屆）題目：5000噸/年順丁烯二酸二甲酯生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)學(xué)生：儲(chǔ)莉系：化學(xué)工程技術(shù)系專業(yè)班級(jí):化工1211指導(dǎo)教師：劉承先專業(yè)技術(shù)職務(wù)：教授、前言1、課題的背景、目的和意義課題的背景、目的和意義：順丁烯二酸二甲酯與其它物質(zhì)的共聚物可制成多種具有特殊性能和用途的涂料、粘結(jié)劑、防縮整理劑等，有很大的市場(chǎng)應(yīng)用

8、價(jià)值。在順丁烯二酸二甲酯的生產(chǎn)應(yīng)用中，若想提高產(chǎn)品生產(chǎn)率，簡(jiǎn)化后處理工藝，降低生產(chǎn)成本，則傳統(tǒng)的以硫酸為催化劑的生產(chǎn)工藝有必要向新型的綠色經(jīng)濟(jì)型工藝發(fā)展；而關(guān)鍵在于高效、廉價(jià)、易于分離回收的新型催化劑的設(shè)計(jì)開發(fā)。沸石型分子篩具有催化活性高，環(huán)境污染小，能夠重復(fù)使用，且可以與多價(jià)金屬陽(yáng)離子進(jìn)行離子交換改性等優(yōu)勢(shì)，將會(huì)成為馬來(lái)酸二甲酯生產(chǎn)工藝中催化劑發(fā)展方向之一。近幾年來(lái)，馬來(lái)酸二甲酯的合成在技術(shù)上沒有多大的進(jìn)展，主要停留在20世紀(jì)70年代的技術(shù)水平。國(guó)內(nèi)用硫酸作為催化劑，它雖然價(jià)廉易得，但設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，副反應(yīng)多，有大量富馬酸二甲酷產(chǎn)生，山于在馬來(lái)酸二甲酯中殘存硫酸，因此，若用液堿中和將產(chǎn)生大量廢

9、液，用釜蒸餾時(shí)也會(huì)有釜?dú)埉a(chǎn)生造成損失，而影響馬來(lái)酸二甲酯的收率。這幾年在酯化方面，出現(xiàn)了磷鎢酸、硫酸鐵、甲基磺酸、硫酸鐵氨、對(duì)甲苯磺酸、硅鎢酸、聚苯乙烯磺酸、硫酸鐵和三氯化鋁等固體超強(qiáng)酸，它們的制備須高溫凈化分離，非常麻煩，需要自己合成，制備催化劑本身就產(chǎn)生三廢。2、課題的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)；課題欲解決哪一方面的問(wèn)題生產(chǎn)順丁烯二酸二甲酯的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)：現(xiàn)在用于順丁烯二酸二甲酯催化合成的無(wú)機(jī)酸類催化劑主要是硫酸。早先有美國(guó)專利報(bào)道，在泡帽塔反應(yīng)器中，以硫酸為催化劑，甲醇與順酐按摩爾比1.43.0混合，在100125C下酯化反應(yīng)20140min，馬來(lái)酸二甲酯收率達(dá)到96%以上。目前國(guó)內(nèi)用于順丁烯二酸

10、二甲酯合成的最常用無(wú)機(jī)酸催化劑也是硫酸。然而真正涉及工藝方面的報(bào)道較少，只從少數(shù)文獻(xiàn)得知酯化反應(yīng)時(shí)間約需10小時(shí)左右。國(guó)內(nèi)外所報(bào)道的反應(yīng)時(shí)間相差這么多，不排除可能是反應(yīng)器及操作不同而造成的原因。總之硫酸用作催化劑，其優(yōu)點(diǎn)是可溶于反應(yīng)體系中，使酯化反應(yīng)在均相條件下進(jìn)行；而且催化活性高，價(jià)格便宜。缺點(diǎn)是硫酸有強(qiáng)氧化性，易使產(chǎn)品色澤變深；且又有強(qiáng)腐蝕性，易腐蝕設(shè)備及排除的酸性廢水易造成環(huán)境污染。所以被其它類型催化劑(離子交換樹脂類催化劑、固體酸類催化劑)逐步取代也是勢(shì)在必行。我欲解決催化劑這一方面的問(wèn)題。二、課題技術(shù)方案的確定1、技術(shù)方案的原理、特點(diǎn)與選擇依據(jù)技術(shù)方案的原理：順丁烯二酸二甲酯的合成分

11、兩步進(jìn)行：順酐醇解生成順丁烯二酸單甲酯HC-C=0HC-C=0=0+CH30HfHC-C00CH3HC-C00H二+CH30H加催化劑HC-C00CH3HC-C00CH3二+H20該反應(yīng)過(guò)程中順酐開環(huán)結(jié)合一分子水，反應(yīng)迅速，無(wú)需催化劑。研究表明，第一步反應(yīng)容易進(jìn)行，無(wú)需催化劑，基本上是不可逆的。第二步反應(yīng)是可逆過(guò)程，速率較慢，是合成順丁烯二酸二甲酯的關(guān)鍵控制步驟，需在催化劑的作用下才能進(jìn)行的比較迅速和完全。（2）順丁烯二酸單甲酯轉(zhuǎn)化為雙酯該反應(yīng)是可逆過(guò)程，是合成馬來(lái)酸二甲酯的關(guān)鍵控制步驟，需在催化劑的作用下才能進(jìn)行的比較迅速和完全。技術(shù)方案的特點(diǎn)：我選擇磷鎢酸。因?yàn)榱祖u酸價(jià)廉易得，且具有與產(chǎn)品

12、分離容易、酯化過(guò)程無(wú)三廢、其催化劑可循環(huán)使用、收率可達(dá)95%以上等優(yōu)點(diǎn)。技術(shù)方案的選擇依據(jù)：傳統(tǒng)生產(chǎn)DMM的方法是以順酐為原料，在硫酸的催化作用下與甲醇進(jìn)行酯化反應(yīng)，該生產(chǎn)工藝雖然催化劑硫酸的催化活性高、價(jià)格便宜，但存在副反應(yīng)多、產(chǎn)品容易異構(gòu)化成富馬酸二甲酯、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、后續(xù)處理復(fù)雜等缺點(diǎn)。固體酸包括雜多酸、無(wú)機(jī)酸鹽、金屬氧化物、固體超強(qiáng)酸及沸石型分子篩等，具有很強(qiáng)的酸性，它作為一類新型催化劑材料替代濃硫酸催化合成酯類物質(zhì)，具有易分離，可再利用及不腐蝕設(shè)備等優(yōu)點(diǎn)，且反應(yīng)活性和選擇性都很高。前四類固體酸催化劑已廣泛應(yīng)用于各類酯化反應(yīng)中，但對(duì)順丁烯二酸二甲酯的催化合成仍未見有報(bào)道。國(guó)內(nèi)有何思列等

13、人簡(jiǎn)單報(bào)道了以固體酸催化劑催化合成順丁烯二酸二甲酯，產(chǎn)品收率達(dá)到96%以上；但是文中未指出是哪類固體酸催化劑，而且也沒有工藝條件；總之，可供參考的信息不多。與均相酸催化劑相比，離子交換樹脂既有很高的催化活性，又具有副反應(yīng)少、無(wú)設(shè)備腐蝕及工藝流程簡(jiǎn)單等許多優(yōu)點(diǎn)。不足的是陽(yáng)離子交換樹脂本身價(jià)格較高，從而會(huì)增加生產(chǎn)工藝的整體成本。這幾年，我們發(fā)現(xiàn)磷鎢酸價(jià)廉易得，且具有與產(chǎn)品分離容易、酯化過(guò)程無(wú)三廢、其催化劑可循環(huán)使用、收率可達(dá)95%以上等優(yōu)點(diǎn)。綜上所述，我選擇磷鎢酸催化劑。2、課題完成步驟課題完成步驟表周次天數(shù)學(xué)習(xí)內(nèi)容達(dá)成目標(biāo)13設(shè)計(jì)準(zhǔn)備動(dòng)員講課，明確設(shè)計(jì)任務(wù)要求，完成時(shí)間。1-417設(shè)計(jì)計(jì)算物料衡

14、算、熱量衡算、設(shè)備設(shè)計(jì)及選型。5-715繪圖工藝流程圖、物料流程圖、設(shè)備平面布置圖等。84編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書、答辯編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書，并與圖紙裝訂成冊(cè)。準(zhǔn)備參加答辯。三、階段殳性設(shè)計(jì)計(jì)劃、設(shè)計(jì)目標(biāo)與應(yīng)丿用價(jià)值1第1周：對(duì)生產(chǎn)的資料進(jìn)行收集。為以后的設(shè)計(jì)準(zhǔn)備素材。2第2-4周：物料衡算、熱量衡算、設(shè)備設(shè)計(jì)及選型。對(duì)技術(shù)方案中的涉及的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，為確定設(shè)備和制圖提供依據(jù)3第5-7周：制圖查看相關(guān)的文獻(xiàn)，嚴(yán)格按照規(guī)范制圖。4第8周：編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書和裝訂成冊(cè)。合理的設(shè)計(jì)說(shuō)明書可以更加的方便閱讀，尋找信息業(yè)更快。四、參考文獻(xiàn)1、魏影石油化工設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)手冊(cè)一下石油工業(yè)出版社1985(3)2、中國(guó)石化集團(tuán)上海工程有

15、限公司化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)化學(xué)工業(yè)出版社2009(8)3、申迎華，郭曉剛化工原理課程設(shè)計(jì)化學(xué)工業(yè)出版社2009-5-11、老師下達(dá)的“5000噸/年馬來(lái)酸二甲酯生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)”設(shè)計(jì)任務(wù)書2、批準(zhǔn)的5000噸/年順丁烯二酸二甲酯生產(chǎn)工藝開題報(bào)告3、建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范GB50016-20084、石油化工防火規(guī)范GB50160-20121.2建設(shè)規(guī)模1.2.1產(chǎn)品品種、規(guī)格、數(shù)量產(chǎn)品品種：馬來(lái)酸二甲酯年生產(chǎn)力：5000噸/年產(chǎn)品規(guī)格：98%(wt)主要原料、產(chǎn)品的物理化學(xué)性質(zhì)、規(guī)格、來(lái)源1順酐無(wú)色結(jié)晶粉末，有強(qiáng)烈刺激氣味。溶于乙醇、乙醚和丙酮，難溶于石油醚和四氯化碳。與熱水作用生成馬來(lái)酸。全名：順丁烯二酸二

16、酸酐熔點(diǎn)：52.8C別稱：馬來(lái)酸酐沸點(diǎn)：202.2C化學(xué)式：C4H203密度：1.48分子量：98.06閃點(diǎn)：103.3C物理性質(zhì)：白色片狀結(jié)晶，有強(qiáng)烈刺激氣味，比重1.48,易升華，遇水易潮解生成馬來(lái)酸。危險(xiǎn)特性：遇明火、高熱或與氧化劑接觸，有引起燃燒的危險(xiǎn)。有腐蝕性。燃燒產(chǎn)物：CO,CO2滅火方法：霧狀水，泡沫，CO2，沙土2.甲醇物理性質(zhì)性狀：無(wú)色透明，刺激性氣味液體爆炸下限：6%臨界溫度：240C臨界壓力：7.95Mpa引燃溫度：464C爆炸上限：36.5%化學(xué)性狀1其外觀呈無(wú)色透明液體狀。遇冷聚合變混濁。能與水、乙醇、丙酮任意混溶。2在空氣中能逐漸被氧化為甲酸，是強(qiáng)還原劑。在一般商品

17、中，都加入10%12%的甲醇以防止聚合。3沸點(diǎn)96C/101.325kPa；閃點(diǎn)140F(60C)；d25251.0811.085；n20D1.3746。LD50大鼠口服：0.80g/kg。5市場(chǎng)上的甲醛是其水溶液，遇冷能聚合變渾，也可解聚成無(wú)色透明溶液。具有刺激性氣味，能使眼睛流淚。為強(qiáng)還原劑。通常為防止聚合加入10%12%的甲醇。1.3產(chǎn)品技術(shù)方案1.3.1產(chǎn)品的用途無(wú)色油狀液體，化工重要的有機(jī)原料，用作增塑劑，脂肪油類的防腐劑及有機(jī)合成的原料。可作有機(jī)溶劑與高分子單體和合成樹脂的增塑劑，也可作殺蟲劑、殺菌劑、防銹添加劑、有機(jī)合成中間體，當(dāng)與其它物質(zhì)的共聚物可成多功能性能及用途的涂料、粘合

18、劑、防縮整理劑等。1.3.2工藝路線1、現(xiàn)有生產(chǎn)工藝路線綜述目前，有利用各種催化劑催化合成馬來(lái)酸二甲酯的方法(1)采用逐步酸化、逐步加料和離子交換冷凍法合成了十一鎢鉻鐵雜多酸H6Fe(H2O)CrW11O3910H2O催化劑，通過(guò)化學(xué)分析、IR、UV光譜對(duì)催化劑進(jìn)行了表征。結(jié)果表明：當(dāng)甲醇與順醉的物質(zhì)的量比為6：1，催化劑用量為0.89，反應(yīng)時(shí)間2.5h，反應(yīng)溫度97一9C，環(huán)己烷作為帶水劑酯化率可達(dá)92.83%。利用雜多酸催化合成馬來(lái)酸二甲酷活性高，催化劑用量小，反應(yīng)條件溫和，操作簡(jiǎn)便，不腐蝕設(shè)備，不污染環(huán)境，是酯化反應(yīng)的理想催化劑，催化劑重復(fù)使用3次，活性不降低?？朔擞脻饬蛩嶙鞔呋瘎?，設(shè)

19、備腐蝕嚴(yán)重，污染重等缺點(diǎn)，而且，催化劑又可重復(fù)使用，從而開拓了馬來(lái)酸二甲酯催化劑的新領(lǐng)域，具有工業(yè)化的前景。以苯乙烯/二乙烯苯為原料，合成了DZH型樹脂催化劑。通過(guò)靜態(tài)/動(dòng)態(tài)等測(cè)試方法，研究了樹脂催化劑的熱穩(wěn)定性，優(yōu)化了催化劑合成的工藝條件。制備的DZH型樹脂催化劑用于順丁烯二酸酐酯化反應(yīng)，在反應(yīng)溫度90110.C、反應(yīng)壓力0.6MPa、m(甲醇)：m(順丁烯二酸酐)1.4、順丁烯二酸酐空速0.74h-l條件下，順丁烯二酸酐轉(zhuǎn)化率99.6%,馬來(lái)酸二甲酯收率98.6%。順酐和甲醇在大孔徑陽(yáng)離子樹脂催化劑的作用下進(jìn)行醋化反應(yīng)，生成順丁烯二酸二甲酯和水，經(jīng)過(guò)脫低沸物，中和水洗，干燥及減壓薄膜蒸餾等

20、精制工序處理，制得成品(產(chǎn)品純度達(dá)到99.0%以上)國(guó)內(nèi)外順酐酯化低壓加氫的酯化過(guò)程中多用甲醇為酯化劑。甲醇作為酯化劑工藝優(yōu)點(diǎn)有:使酯化后的甲醇和水的分離變得容易。增加DMM的揮發(fā)度，使之氣相加氫的操作范圍變寬。甲醇的酯化轉(zhuǎn)化率高達(dá)99.5%，故不存在DMM的提純過(guò)程，不需要未反應(yīng)的順配和單甲酯循環(huán)，只有甲醇提純循環(huán)過(guò)程，從而大大簡(jiǎn)化了流程，故工程總投資比以乙醇為醋化劑時(shí)減少15%。首先將過(guò)量的甲醇和順酐混合進(jìn)人單醋化反應(yīng)器，生成馬來(lái)酸單甲醋，該過(guò)程較易進(jìn)行，在較低溫度下無(wú)需使用催化劑，并且具有較高的收率。然后馬來(lái)酸單甲酯和甲醇分別由頂部和下部進(jìn)人雙酯化反應(yīng)生成DMM。固體酸包括雜多酸、無(wú)機(jī)酸

21、鹽、金屬氧化物、固體超強(qiáng)酸及沸石型分子篩等，具有很強(qiáng)的酸性，它作為一類新型催化劑材料替代濃H2SO4催化合成酯類物質(zhì)，具有易分離，可再利用及不腐蝕設(shè)備等優(yōu)點(diǎn)，且反應(yīng)活性和選擇性都很高。綜上，我們認(rèn)為用固體酸催化劑合成馬來(lái)酸二甲酯具有實(shí)用價(jià)值，采用固體酸為催化劑，催化順酐的甲酯化反應(yīng)合成馬來(lái)酸二甲酯的生產(chǎn)路線，具有生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、副產(chǎn)物少、產(chǎn)收率高的特點(diǎn)，具有良好的開發(fā)前景。2、反應(yīng)原理:第一步:順酐醇解生成順丁烯二酸單甲酯TOC o 1-5 h zCHO+CHOHCHO4233564第二步：順丁烯二酸單甲酯轉(zhuǎn)化為雙酯CHO+CHOHCHO+HO564368421.3.3工藝流程簡(jiǎn)述甲醇由甲醇儲(chǔ)罐

22、(V101)經(jīng)甲醇泵(P101)和順酐(V102)進(jìn)入混合罐(V)加熱混合后打入單酯反應(yīng)釜(R102)，物料與帶水劑二氯乙烷在配堿釜(R102)中進(jìn)行反應(yīng)，未反應(yīng)的二氯乙烷回到帶水劑儲(chǔ)罐(V106)，未反應(yīng)完全的物料一部分通過(guò)回流罐回到單酯反應(yīng)釜循環(huán)反應(yīng)，另一部分則反應(yīng)后經(jīng)過(guò)換熱器(E102)升溫后送入雙酯反應(yīng)釜(R101)，同時(shí)通入帶水劑和甲醇，塔頂?shù)募状己退c少量單酯進(jìn)入精餾塔精餾(T101)，分離出水和甲醇，雙酯反應(yīng)釜生成的雙酯送入堿洗槽進(jìn)行堿洗，堿洗后的產(chǎn)品送入產(chǎn)品罐(V104)；單酯反應(yīng)釜反應(yīng)得到的單酯由單酯反應(yīng)釜底排出，經(jīng)過(guò)冷凝打入配堿釜(R102)進(jìn)行多次堿洗，將得到的粗產(chǎn)品打入

23、中間罐中，然后從中間罐將粗產(chǎn)品打入精餾塔(T101)，得到的產(chǎn)品由塔頂排出，經(jīng)過(guò)堿洗后得到最終產(chǎn)品，送入產(chǎn)品罐(V104)。11馬來(lái)酸雙酯三99%液態(tài)順酐三99%甲醇三99.6%1,2-二氯乙烷三順酐三99%甲醇三99.6%1,2-二氯乙烷三99%磷鎢酸NaOH固態(tài)液態(tài)液態(tài)固態(tài)固態(tài)工藝計(jì)算2.1物料衡算：2.1.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：生產(chǎn)制度：5000噸/年，300天/年，產(chǎn)品規(guī)格99%2.1.2原料、產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)格序號(hào)物性備注序號(hào)中間產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)格序號(hào)名稱規(guī)格物性備注1馬來(lái)酸單酯100%液態(tài)2水100%液態(tài)產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)格序號(hào)名稱規(guī)格物性備注2.1.3物料衡算:主反應(yīng)方程式：CHO+CHOHCHO423

24、3564CHO+CHOHCHO+HO56436842一年300個(gè)工作日，一天按8小時(shí)生產(chǎn)生產(chǎn)的500噸/年的馬來(lái)酸二甲酯需要的各物質(zhì)的物質(zhì)的量質(zhì)量分別為：n=(5000X1000X99.0%)/(300X144X93%X100%)=124.45Kmol/day順酐m=124.45X98=12196.33kg/day順酐v=12196.33/0.934=13058L順酐n=124.45X6=746.7Kmol/day甲醇m=746.7X32=23894kg/day甲醇v=23894/0.792=30169L/day甲醇m=1.5%Xm=0.015X12196.33=182.94kg/day磷鎢酸

25、順酐v=200L/day帶水劑(1)反應(yīng)釜的物料平衡:順酐選擇性為93%，生成馬來(lái)酸二甲酯的物質(zhì)的量為n115.7385Kmol/dayDMM=n=115.7385Kmol/dayH2On115.7385Kmol/dayDMM=n=115.7385Kmol/dayH2ODMMm2.083X103kg/day；H2Ov=2.083X103L/dayH2Ov=3.0169X104L/day甲醇m=1.5%Xm=0.015X12196.33=182.94kg/day磷鎢酸順酐v=200L/day生成imOlDMM需每天消耗的甲醇量為：1.93X124.45kmol=240.1885kmol/day剩

26、余的甲醇的量：n=746.7-240.1885=506.5115kmol/day甲醇m=506.5115X32=1.6208X104kg/day甲醇(2)中和釜的物料平衡：有93%的順酐轉(zhuǎn)為目的產(chǎn)品，還有7%的順酐和甲醇反應(yīng)生成副產(chǎn)物。反應(yīng)方程式如下CHO+CHOHCHO4233564順酐每天的投料量為101.65kmol，生成的單酯的量為n=124.45X7%=8.7115kmol/day單酯m=8.7115X130=1132.495kg/day單酯C6H8O4115.7385Kmol/dayCH3OH506.5115Kmol/dayH2C4H2O3124.45Kmol/day反應(yīng)CH3OH

27、746.7Kmol/day根據(jù)上面的簡(jiǎn)圖，可檢驗(yàn)平衡：進(jìn)口物料總量：124.45X98+746.7X32二36090.5kg/day出口物料總量：115.7385X144+506.5115X32+115.7385X18=35174.5kg/day所以，進(jìn)出口物料的量相等，則反應(yīng)平衡(3)精餾塔的計(jì)算:反應(yīng)釜中的氣相產(chǎn)物經(jīng)冷凝后分離出的甲醇和水的組成：n=115.7385kmol/dayn=746.7-240.1885=506.511kmol/dayH2O甲醇每天總進(jìn)料量為：nJ115.7385+506.511=622.2495kmol/day摩爾組成：甲醇506.511/622.2495=81

28、.4%水115.7385/622.2495=18.6%以時(shí)間單位為基準(zhǔn)，即總物料量F=D+W(1)易揮發(fā)組分量FfLDq+W”(2)已知處理量n、為622.2495kmol/day,一天按8個(gè)小時(shí)來(lái)計(jì)算那么精餾塔的進(jìn)料量總為：F=77.78kmol/h要求X99.6%,XW0.2%DW77.78=D+W77.78X81.4%=99.6%D+0.2%W所以計(jì)算得：D=63.28kmol/hW=14.50kmol/h設(shè)備物料平衡表熱量衡算2.2.1動(dòng)力(水、電、氣、汽)技術(shù)規(guī)格技術(shù)規(guī)格2.2.2熱量衡算1換熱器的計(jì)算：(1)水冷換熱器E101氣相物料經(jīng)過(guò)水冷凝冷下了甲醇、水和帶水劑設(shè)冷卻水的進(jìn)口溫

29、度t=25C,出口溫度t=35C12物料的進(jìn)口溫度T=90C,出口溫度T=40C12由于帶水劑含量很少，可忽略平均溫度丁=(90+40)/2=65C65+273.15=338.15K時(shí)，查化學(xué)工程手冊(cè)一1得相關(guān)的數(shù)據(jù)和公式：C=A+BT+CT2+DT3P理想熱容系數(shù)編號(hào)ABCD甲醇15.0521.694X10-26.179X10-6-6.811X10-9水27.7014.593X10-42.521X10-6-0.8589X10-9由C=A+BT+CT2+DT3計(jì)算得PC=5.052+1.694X10-2X338.15+6.179X10-6X338.1526.811X10-9Xp,1338.15

30、3=11.22kcal/kmol.kC=7.701+4.593X10-4X338.15+2.521X10-6X338.152-0.8589X10-9Xp,2338.153=8.11kcal/kmol.kC=Cx+C(1-x)Pp,1p,2=11.22X0.814+8.11X(1-0.814)=10.6415kcal/kmol.kAA=(90-35)-(40-25)/1.3=30.77C-hl-1-平均汽化潛熱根據(jù)化學(xué)工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)-上冊(cè)可知30.77C時(shí)，r水=24.7KJ/Kgr=1193.4375KJ/Kg甲醇/,W=(m+m)/(24X360)=18280/8640=0.212KJ/sh甲

31、醇水r=1193.48X(16200+2080)+2426.7X2080/(2080+16200)m=1057.54276三35=133.83kJ/kgQ=0.212X133.83=282.78KJ/s=2.83X105j/kgK取500W/m2.kA=Q/KXAtm=(2.83X105)/(500X30.77)=18.4m2冷卻水的用量Q=GC(t-t)查水的CP=1.00kcal/kP21G=3.077X105/(35-25)=3.077X104kg/h2.單酯反應(yīng)釜的計(jì)算單酯13214.5KG/DAY未反應(yīng)甲醇16208KG/DAY單酯13214.5KG/DAY未反應(yīng)甲醇16208KG/

32、DAYA23894KG/DAY甲醇99.6%物料熱量熱量Q:原料帶入量Q:水蒸氣供熱Q:反應(yīng)過(guò)程熱3Q:物料帶出熱Q:設(shè)備吸收熱5-Q：環(huán)境損失熱6Q+Q+QQ+Q+Q123456設(shè)基準(zhǔn)溫度為25C，原料進(jìn)料溫度25C，即Q0由于是連續(xù)反應(yīng)，所以Q015熱損失Q=10%Q2Q反應(yīng)過(guò)程熱23CHO+CHOHCHO4233564CHO燃燒熱-Hc=332.10kal/mol423CHOH-Hc=170.9kcal/mol3CHO-Hc=535.268kcal/mol564Q=(535.268-170.9-332.10)X12196.33X1000/98=1.678X107KJ3Q物料帶出熱的計(jì)算單

33、酯帶走的熱量25C時(shí)單酯C25=18.8+2X5.95+14.1+9.95=228.855J/(mol.k)P100C時(shí)Cio0=22.5+2X6.7+15.5+11.55=263.131J/(mol.k)PC=(228.855+263.131)/2=245.993J/(mol.k)PQ=CMt=245.993X13214.5/130.10X(10025)=1.87X106KJ單酯未反應(yīng)的甲醇帶走的熱量25C時(shí)未反應(yīng)的甲醇C25=9.95+10.5=85.481J/(mol.k)P100C時(shí)C100=11.5+17.0=119.339J/(mol.k)PC=(85.481+119.339)/2

34、=102.4095J/(mol.k)未反應(yīng)甲醇二CMt=102.4095X(1.6208X104)/32X(10025)=3.8902XZKJQ=Q+Q4單酯未反應(yīng)甲醇=1.87X106+3.8902X106=5.76X106KJQ=Q+Q+QQQ245613=5.76X106+0+10%Q20+1.678X107Q=2.5X107KJ2Q=10%Q=2.5X106KJ62反應(yīng)釜熱量衡算表進(jìn)熱量(kJ/h)出熱量(kJ/h)原料投入量Q10物料帶出熱Q41.435X106水蒸汽加熱Q25.23X106設(shè)備吸收熱Q50反應(yīng)過(guò)程熱Q33.27X106熱損失Q65.23X105總計(jì)1.96X106K

35、J總計(jì)1.958X106KJ雙酯反應(yīng)釜的計(jì)算Q:水蒸氣供熱Q:水蒸氣供熱2Q:反應(yīng)過(guò)程熱3Q:設(shè)備吸收熱5Q:環(huán)境損失熱6Q+Q+Q=Q+Q+Q123456CHO+CHOHCHO+HO56436842CHOHc=535.268kcal/mol564CHOH-Hc=170.9kcal/mol3CHOHc=629.697kcal/mol684Q=(-629.697+535.268+170.9)/130X13214.5X93%X1000X4.183=3.021X107KJQ+Q+Q=Q+Q+Q123456Q=3.89X107KJ4Q=3.26X106KJ2Q=10%Q26Q=3.26X1056反應(yīng)釜

36、熱量衡算表進(jìn)熱量(kj/h)出熱量(kj/h)原料投入量Q18.56X105物料帶出熱Q42.59X106水蒸汽加熱Q21.01X107設(shè)備吸收熱Q50反應(yīng)過(guò)程熱Q3-7.32X106熱損失Q61.01X105總計(jì)3.63X106KJ總計(jì)3.6X106KJ3.設(shè)備選型計(jì)算3.1貯罐的選型說(shuō)明及計(jì)算(1)甲醇貯罐V101要求：計(jì)算每天需要的甲醇體積V總=3.0169X104L，根據(jù)生產(chǎn)情況選取100m3的貯罐,根據(jù)化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)選用立式儲(chǔ)備罐公稱容積VN(m3)100儲(chǔ)罐內(nèi)徑(mm)5200罐壁高度mm5200拱頂高度mm554總高度mm5754罐體材質(zhì)Q235-A，F(xiàn)設(shè)計(jì)溫度。C-19-15

37、0設(shè)計(jì)壓力Mpa-0.5-2儲(chǔ)罐總重kg6135型號(hào)：A100/5200圖號(hào)：HG21504.1-92-201(2)順酐貯罐V102要求：計(jì)算每天需要的順酐體積V總=1.3058X104L，根據(jù)生產(chǎn)情況選取100m3的貯罐根據(jù)化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)選用立式儲(chǔ)備罐公稱容積VN(m3)100儲(chǔ)罐內(nèi)徑(mm)5200罐壁高度mm5200拱頂高度mm554總高度mm5754罐體材質(zhì)Q235-A，F(xiàn)設(shè)計(jì)溫度C-19-150設(shè)計(jì)壓力Mpa-0.5-2儲(chǔ)罐總重kg6135型號(hào)：A100/5200圖號(hào)：HG21504.1-92-201(3)甲醇水溶液中間貯罐V103要求：計(jì)算每天需要處理的的甲醇水溶液體積V總2.4

38、9X104L,根據(jù)生產(chǎn)情況選取8m3貯罐一個(gè)，根據(jù)化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)選用臥式橢圓形封頭容器(JB1428-74)公稱容積m38實(shí)際容積m38.41筒體公稱直徑DN(mm)160036003654HG21504.1-92-6736003654HG21504.1-92-67A8/1600支座數(shù)量設(shè)備凈重量(kg)圖號(hào)型號(hào)(4)產(chǎn)品貯罐V104要求：計(jì)算體積V總11.28m3,根據(jù)生產(chǎn)情況選取16m3貯罐一個(gè)，根據(jù)化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)選用臥式橢圓形封頭容器(JB1428-74)1616.22200044001616.222000440031230HG21504.1-92-71A16/2000實(shí)際容積m3筒

39、體公稱直徑DN(mm)筒體長(zhǎng)度(mm)支座數(shù)量設(shè)備凈重量(kg)圖號(hào)型號(hào)(5)精餾甲醇貯罐V108要求：計(jì)算每天需要處理的的甲醇水溶液體積V甲醇7600L,根據(jù)生產(chǎn)情況選取8m3貯罐一個(gè)，根據(jù)化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)選用臥式橢圓形封頭容器(JB1428-74)8160036003654HG21504.1-92-67A8/1600公稱容積m38160036003654HG21504.1-92-67A8/1600支座數(shù)量設(shè)備凈重量(kg)圖號(hào)反應(yīng)釜的選型說(shuō)明及計(jì)算(1)酯化反應(yīng)釜R101要求：常壓下，處理量總=V甲醇+V帶水劑=3.0169X104+200=3.0369X104L分兩批生產(chǎn):V1=V總/2

40、=3.0369X104/2=15184.5LV2=15184.5/4=3796.125L查化學(xué)工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)第二版下冊(cè)此處選取5000L的搪玻璃反應(yīng)釜常壓反應(yīng)釜四個(gè)，分兩批生產(chǎn)。內(nèi)部材質(zhì)為不銹鋼的反應(yīng)釜:公稱容積VN(L)5000公稱直徑DN(mm)1750計(jì)算容積V計(jì)(L)6011容積系數(shù)VN/VJ0.83夾套換熱面積(m2)14.89公稱壓力PN(Mpa)容器內(nèi)1.0夾套內(nèi)0.6(2)中和釜R-102要求：常壓下，每個(gè)反應(yīng)釜出來(lái)的處理量V總-2886L，所需氫氧化鈉用量為1358L，V總=4282L，杳化學(xué)工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)第二版下冊(cè)，此處選取5000L的搪玻璃反應(yīng)釜常壓反應(yīng)釜兩個(gè)。內(nèi)部材質(zhì)為不銹

41、鋼的反應(yīng)釜:公稱容積VN(L)5000公稱直徑DN(mm)1750計(jì)算容積V計(jì)(L)5435容積系數(shù)VN/VJ0.92夾套換熱面積(m2)13.4公稱壓力PN(Mpa)容器內(nèi)1.0夾套內(nèi)0.6(3)配堿釜R103要求：常壓下，V=5432.00/2=2716L杳化學(xué)工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)第二版下冊(cè)，選取3000L的搪玻璃反應(yīng)釜一個(gè)。公稱容積VN(L)3000公稱直徑DN(mm)1600計(jì)算容積V計(jì)(L)3811容積系數(shù)VN/VJ0.79夾套換熱面積(m2)9.74公稱壓力PN(Mpa)容器內(nèi)1.0夾套內(nèi)0.63.3換熱器的選型說(shuō)明及計(jì)算(1)水冷換熱器E101要求：選取水冷的換熱面積A=10m2，熱的甲

42、醇、水和少量的帶水劑蒸汽走殼程，冷卻水走管程。根據(jù)化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)選用列管式固定管板換熱器：筒體公稱直徑(mm)400公稱壓力PN(Mpa)0.6換熱管管長(zhǎng)(mm)1500換熱管外徑X壁厚(mm)019X2管程I管子根數(shù)174中心排管數(shù)14管程流通面積(m2)0.0307換熱面積A(m2)14.5管心距(mm)25材質(zhì)不銹鋼型號(hào)S-400I-1.5/19-0.6-14.5被冷的熱流化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)選列管式固定管板換熱器(2)再沸器E104要求：計(jì)算換熱面積A=4.199m2，用蒸氣加熱，根據(jù)選擇換熱器的原則,蒸氣走殼程，被加熱的流體走管程。根據(jù)化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)選用立式熱虹吸式重沸器?；緟?shù)：

43、公稱直徑DN(mm)400管程I管子數(shù)51中心排管數(shù)7管長(zhǎng)(mm)2500換熱管外徑X壁厚(mm)38X2.5管心距(mm)48管程流通截面積(m2)0.0436換熱面積(計(jì)算值)(m2)14.63.4泵類(1)水洗泵P101要求：V=16680/1152=14.48m3Q=14.48m3/hDMM選用泵：流程Qm3/h轉(zhuǎn)數(shù)r/min軸功率kw電機(jī)功率kw允許氣蝕余量m進(jìn)料泵P102要求：F=77.78kmol/hm=77.78X32=2488.98kgV=2488.98/792=3.14m3Q=3.14m3/h選用泵：流量Qm3/h2.5揚(yáng)程Hm87轉(zhuǎn)數(shù)r/min2950軸功率kw3.48電

44、機(jī)功率kw7.5允許氣蝕余量m2.5重量kg163型號(hào)40Y-40X2配套電機(jī)：電機(jī)額定功率kw302950290轉(zhuǎn)速2950290重量電機(jī)型號(hào)YB200L1-2(3)回流泵P103要求：D=63.28kmol/hm=63.28X32=2024.96kgV=2024.96/792=2.55m3Q=2.55m3選用泵：流量Qm3/h6.25揚(yáng)程Hm80轉(zhuǎn)數(shù)r/min2950軸功率kw4.55電機(jī)功率kw7.5允許氣蝕余量m2.7重量kg163型號(hào)40Y-40X2配套電機(jī)：電機(jī)額定功率kw30轉(zhuǎn)速r/min2950重量290電機(jī)型號(hào)YB200L1-2堿液泵P104要求：V總=5432L/dayV=

45、5432/2=2716L/day=2.716m3/day用半小時(shí)輸送Q=2.716/0.5=5.432m3/h選用泵：流量Qm3/h6.25揚(yáng)程Hm80轉(zhuǎn)數(shù)r/min2950軸功率kw4.55電機(jī)功率kw7.5允許氣蝕余量m2.7重量kg163型號(hào)40Y-40X2配套電機(jī)：電機(jī)額定功率kw30轉(zhuǎn)速r/min2950重量290電機(jī)型號(hào)YB200L1-2電機(jī)型號(hào)3.5產(chǎn)品精餾塔說(shuō)明及計(jì)算(1)操作壓力精餾操作按操作壓力分為常壓、加壓和減壓操作。精餾操作中壓力影響非常大。當(dāng)壓力增大時(shí)，混合液的相對(duì)揮發(fā)度將減小，對(duì)分離不利；當(dāng)壓力減小時(shí)，相對(duì)揮發(fā)度將增大，對(duì)分離有利。但當(dāng)壓力不太低時(shí)，對(duì)設(shè)備的要求較高

46、，設(shè)備費(fèi)用增加。因此在設(shè)計(jì)時(shí)一般采用常壓蒸餾。當(dāng)常壓下無(wú)法完成操作時(shí)，則采用加壓或減壓蒸餾。對(duì)于甲醇-水系統(tǒng)在常壓下相對(duì)揮發(fā)度相差較大，較易分離，故本設(shè)計(jì)采用常壓精餾。(2)氣液平衡關(guān)系及平衡數(shù)據(jù)表1甲醇-水平衡時(shí)的t、x、y數(shù)據(jù)(摘于化工工藝手冊(cè))平衡溫度t10092.990.388.985.081.678.0液相甲醇X05.317.679.2613.1520.8328.18氣相甲醇y028.3440.0143.5354.5562.7367.75平衡溫度t73.872.771.370.068.066.964.7液相甲醇X46.2052.9259.3768.4985.6287.41100氣相甲

47、醇y77.5679.7181.8384.9289.6291.94100根據(jù)以上數(shù)據(jù)繪出x-y平衡圖根據(jù)氣液平衡表(x-y-1表)利用內(nèi)插法求塔頂溫度t,t，塔釜溫度t,進(jìn)料溫LDVDWF已知F=60.64kmol/hX=81.4%,X=99.6%，X=0.2%F已知F=60.64kmol/hX=81.4%,X=99.6%，X=0.2%FDWa.塔頂溫度t，tLDVD=64.77C=64.81C99.6-87.41t-66.9=64.77C=64.81C=ldnt100-87.4164.7-66.9ld100-99.664.7-t=vdnt100-91.9464.7-66.9vd塔釜溫度tW進(jìn)料

48、溫度t塔釜溫度tW進(jìn)料溫度tF回流比確定0-0.2100-t=nt0-5.31100-92.9w=99.73C85.62-68.4968.0-70.0=nt81.40-68.49t-70.0fF二68.49C由表1的數(shù)據(jù)繪制x-y圖由圖可知進(jìn)料平衡曲線為不正常平衡曲線，為減小誤差，用作圖法求最小回流比Rmin由點(diǎn)a(xx)向平衡線作切線，交軸于b(059.1),即精餾段操作線截距亡亠二59.1,D,D,R+1所以R=0.69。min/操作回流比可取為最小回流比的1.12.0倍，所以取R=1.5R=1.5x0.69=1.03min所以回流比確定為R=1.03相對(duì)揮發(fā)度t=92.9C時(shí),t二66.

49、9C時(shí),yxyG-x)t=92.9C時(shí),t二66.9C時(shí),yxyG-x)28.34xGoO-5.31)aab=7.05yxQ-y)x(100-28.34)x5.31yG-x)91.94x(100-87.41)4一a1.64U-y人(100-91.94)x87.41a+a7.05+1.64匕a24.3522精餾塔理論板數(shù)的計(jì)算(逐板計(jì)算法)axy汽液平衡方程：1+(a-1)x(a)_4.35x1+3.35x精餾段操作線方程：y-丄x+芒亠R+1R+1X_0.996D(b)x0.996截距：一亠0.491R+11.03+1則精餾段操作線方程：y=0.507x+0.491提餾段操作線方程yRD+qF

50、(R+1)D-(1-q)FF-Dx(R+1)D-(1-q)FXw(c)已知：F=77.78kmol/h,D=63.28kmol/h,W=14.50kmol/h,a=4.35,R=1.03Xw_0.004所以提餾段操作線方程77.7863.28(1.03+1)x63.28-(1-1)77.7863.28(1.03+1)x63.28-(1-1)x77.780.0041.11x-0.000451y(1.03+1)x63.28-x77.78x泡點(diǎn)進(jìn)料q=1,Xq=X=0.814F第一層上升的蒸汽組成Y=X=0.996由汽液平衡方程(a)得第一層板下降的液體組成4.35X4.35X11+(4.35-1)

51、X10.996解得X=0.9828由精餾段操作線方程(b)得第二層板上升蒸汽組成y=0.507x+0.491=0.507x0.9828+0.491=0.989321第三層板下降的液體組成即為3X=0.90043第三層板上升的蒸汽組成仍可由(b)式求得第三層板下降的液體組成即為3X=0.90043第三層板上升的蒸汽組成仍可由(b)式求得Y2=0.9752按上步驟依次計(jì)算可得y=0.9475X=0.80570.814(X)44F因?yàn)榈谒膶由弦合嘟M成已小于進(jìn)料液組成(X=0.814)，故讓進(jìn)料引入此板。第五層理論F板上升的汽相組成應(yīng)用提餾段操作線方程(c)計(jì)算，得y=1.11x-0.000451=0

52、.896154第五塊板下降的液體組成仍由(a)式求得解得X=0.66475第六層板上升的蒸汽組成仍由(c)式求得Y=1.11x-0.000451=0.7392265第六層板下降的液體組成仍由(a)式求得y64.35x1+(4.35-1)x6二0.7392解得X=0.39456按上步驟依次6計(jì)算可得Y=0.16898=0.43857X=0.044638Y=0.049219=0.0126310X=0.15227X=0.0117589X=2.9319X10-310Y=2.8116X10-3X=6.478X10-40.004(Xw)11故總理論塔板層數(shù)11為11層(包括再沸器)。其中精餾段理論板為3層

53、，提餾段理論板為8層，加料板為第4層。5000噸/年馬來(lái)酸二甲酯設(shè)備一覽表序號(hào)位號(hào)名稱型號(hào)或圖號(hào)規(guī)格技術(shù)特性主要材料數(shù)量主要介質(zhì)溫度C壓力Kpa1V-101甲醇儲(chǔ)槽HG21504.1-92-201V=100maQ235A20101.3碳鋼12V-102順酐儲(chǔ)槽HG21504.1-92-201V=100maQ235A20101.3碳鋼13V-103甲醇計(jì)量槽HG21504.1-92-55V=5maQ235A20101.3碳鋼14V-104分水器V=0.3maA3F20101.3碳鋼15V-105帶水劑中間儲(chǔ)罐HG21504.1-92-61V=3maA3F20101.3碳鋼16V-106甲醇水溶液

54、中間儲(chǔ)罐HG21504.1-92-67V=8maA3F20101.3碳鋼17V-107產(chǎn)品儲(chǔ)罐HG21504.1-V=16maA3F20101.3碳192-71鋼8V-108精餾甲醇貯罐HG21504.1-92-67V=8maA3F20101.3碳鋼19R-101酯化反應(yīng)釜HG/T2372-35V=5000L20101.3搪玻璃410R-102中和反應(yīng)釜HG/T2371-92V=5000L20101.3搪玻璃211R-103配堿釜HG/T2371-92V=300L20101.3搪玻璃112E-101水冷換熱器SS400I-1.5/19-0.614.514.5m220101.3不銹鋼113E-1

55、02預(yù)熱器SS-159I-3/25-1.62.62.6m220101.3不銹鋼114E-103換熱器SS-450I-2/25-0.6-2641.0m220101.3不銹鋼115E-104再沸器SS-400I-2.5/38-1.0-14.6m220101.3不銹114鋼16T-101精餾塔HG5T232-79H=4m20101.3搪玻璃117P-101a（B）水洗泵2CY-7.5780X368X378mm20101.3鑄鐵218P-102a（B）堿液泵40Y-40X26.25m3/h,80m20101.3鑄鐵219P-103a（B）進(jìn)料泵40Y-40X22.5ms/h,87m20101.3鑄鐵2

56、20P-104a（B）回流泵KCB-33.3600X319.5X285mm20101.3鑄鐵221P-105a（B）廢水泵KCB-18.31.1m3/h20101.3鑄鐵2設(shè)備布置4.1設(shè)備布置原則設(shè)備布置確定各設(shè)備在車間的位置，確定場(chǎng)地與建筑物的尺寸，確定管道、生產(chǎn)儀表管線、采暖通風(fēng)管線的走向和位置，應(yīng)做到布置經(jīng)濟(jì)合理，節(jié)約投資，操作維修安全方便，同時(shí)要考慮車間的發(fā)展和廠房的擴(kuò)建問(wèn)題。車間中各工段聯(lián)系頻繁,生產(chǎn)特點(diǎn)無(wú)顯著差異,建筑設(shè)計(jì)規(guī)范及工業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生規(guī)范符合。因此將車間的生產(chǎn),輔助集中布置廠房?jī)?nèi),廠房采用框架結(jié)構(gòu),生產(chǎn)部分采用敞開式（乙級(jí)防爆）有利于采光通風(fēng).根據(jù)工藝流程圖及設(shè)備一覽表,其

57、外形為長(zhǎng)方形,長(zhǎng)方形有利于節(jié)約用地,設(shè)備排列,縮短管線.可較多來(lái)歷用自然通風(fēng)的墻面。4.2車間建筑要求防火防爆要求-泄壓面積在本套裝置上有馬來(lái)酸二甲酯爆炸危險(xiǎn)為甲類廠房宜獨(dú)立設(shè)置，并宜采用敞開或半敞開式。其承重結(jié)構(gòu)宜采用鋼筋混凝土或鋼框架、排架結(jié)構(gòu)。廠房中有爆炸危險(xiǎn)的部位應(yīng)設(shè)置泄壓設(shè)施。有爆炸危險(xiǎn)的甲、乙類廠房，其泄壓面積宜按下式計(jì)算，但當(dāng)廠房的長(zhǎng)徑比大于3時(shí)，宜將該建筑劃分為長(zhǎng)徑比不大于3的多個(gè)計(jì)算段，各計(jì)算段中的公共截面不得作為泄壓2面積：A10VC3，由于此廠房長(zhǎng)為15m,寬為12m,高也為12M。查的廠房?jī)?nèi)爆炸性危險(xiǎn)物質(zhì)的類別與泄壓比得C=0.055,所以A=0.5，所以泄壓設(shè)施宜采用

58、輕質(zhì)屋面板、輕質(zhì)墻體和易于泄壓的門、窗等,不應(yīng)采用普通玻璃。泄壓設(shè)施的設(shè)置應(yīng)避開人員密集的場(chǎng)所和主要交通道路,并宜靠近有爆炸危險(xiǎn)的部位。作為泄壓設(shè)施的輕質(zhì)屋面板和輕質(zhì)墻體的單位質(zhì)量不宜超過(guò)60kg/m2。柱間距、高度、跨度的確定廠房柱間距的布置，車間生產(chǎn)類別屬甲類生，采用框架結(jié)構(gòu)，柱間距為6m,這樣可以充分利用建筑結(jié)構(gòu)上規(guī)范結(jié)構(gòu),預(yù)制構(gòu)件節(jié)約設(shè)計(jì)和施工力量,加快基建。廠房的跨度，即寬度，為盡可能利用自然采風(fēng)和通風(fēng)，以及建筑經(jīng)濟(jì)上的要求，采用廠房跨度為6m。廠房高度，主要有工藝設(shè)備要求所要求。廠房高度主要考慮到車間塔設(shè)備布置的情況。此處廠房采用多層廠房。樓板面及地面材料由于處理過(guò)程含有有腐蝕性的

59、物料，故決定了本設(shè)計(jì)中涉及到酸堿之類的物品，所以要考慮地面及墻面的腐蝕。在地面、樓板面和墻壁上涂一層防腐的材料。根據(jù)上述場(chǎng)內(nèi)地面要用混凝土，廠墻要用磚砌體。4.3設(shè)備布置本處理過(guò)程涉及到易燃、易爆的物品，故生產(chǎn)特點(diǎn)為甲級(jí)防火、防爆。生產(chǎn)區(qū)域劃分根據(jù)工藝流程劃分。設(shè)備布置采用室內(nèi)和露天相結(jié)合，只用柱子支撐樓板，塔設(shè)備均放置在樓板上。在布置設(shè)備時(shí)一定要滿足工藝流程的順序，要保證水平方向和垂直方向上的連續(xù)性。對(duì)于有壓差的設(shè)備，應(yīng)充分利用高位差布置，以節(jié)約動(dòng)力投資和費(fèi)用。在不影響工藝流程順序的情況下，將較高設(shè)備提高，充分利用空間，簡(jiǎn)化廠房體形。高位槽應(yīng)布置在廠房最高處；主要設(shè)備和反應(yīng)器等，應(yīng)布置在廠房

60、中層；貯罐、計(jì)量槽應(yīng)布置在地面，這樣既可利用位差進(jìn)出物料，又能減少樓面的負(fù)荷，降低造價(jià)。在保證垂直方向連續(xù)性的同時(shí)，也要注意在多層廠房中避免操作人員在生產(chǎn)過(guò)程中過(guò)多的往返于樓層之間。凡屬相同的幾種設(shè)備或同類型的設(shè)備，或操作性能相似的有關(guān)設(shè)備，應(yīng)盡可能布置在一起。這樣可以統(tǒng)一經(jīng)管，集中操作，還可以減少備用設(shè)備和為備用設(shè)備布置時(shí)留用的占地。在布置設(shè)備時(shí)除了要考慮設(shè)備本身的占地。還要考慮有足夠的操作空間，通行及檢修的空間。故設(shè)備間的距離，應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)有關(guān)規(guī)定。消耗定額、控制指標(biāo)、定員5.1原材料、動(dòng)力消耗定額及消耗量原材料消耗定額一覽表一序號(hào)原料名稱純度質(zhì)量（噸）單價(jià)（元/噸）消耗總價(jià)（元）1馬來(lái)酸酐