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中化泉州石化有限公司 10 万吨/年甲基丙烯酸甲酯项目 创新性说明 中化泉州石化有限公司 10 万吨/年甲基丙烯酸甲酯项目 创新性说明 目 录 一、工艺生产技术创新 . 1 1.1 异丁烯精制新技术 . 1 1.2 甲基丙烯酸甲酯生产新技术 . 1 1.3 节能减排 . 1 二、反应与分离技术创新 . 2 2.1 高效反应新技术 . 2 2.2 高效分离新技术 . 2 2.2.1 膜分离技术 . 2 2.2.2 萃取精馏技术 . 3 2.3 分离序列设计 . 3 三、过程节能降耗技术 . 4 3.1 蒸汽压缩式热泵 . 4 3.2 差压双效精馏技术 . 5 3.3 萃取精馏分离 . 6 3.4 高温余热利用 . 7 3.5 压力能回收 . 7 四、环境保护技术创新 . 7 4.1 废气、废水的资源化处理 . 7 4.2 资源循环与利用 . 8 五、新型过程设备的应用 . 9 5.1 反应器结构创新 . 9 5.2 分离设备创新 . 10 5.3 输送设备创新 . 11 5.3.1 屏蔽泵 . 11 5.3.2 磁力旋涡泵 . 11 5.3.3 变频泵 . 12 5.4 换热设备结构创新 . 13 中化泉州石化有限公司 10 万吨/年甲基丙烯酸甲酯项目 创新性说明 5.4.1 高通量管 . 13 5.4.2 横纹槽管 . 13 5.5 换热设备形式创新 . 14 六、先进控制方案创新 . 15 6.1 复杂体系控制方案设计 . 15 6.2 SIS 安全仪表系统的设计 . 16 MarsMars 1 1 中化泉州石化有限公司 10 万吨/年甲基丙烯酸甲酯项目 创新性说明 一、工艺生产技术创新 1.1 异丁烯精制新技术 本项目采用异构反应精馏与萃取精馏相组合的工艺来提纯原料抽余碳四中的异丁烯。 其中异构反应精馏法相比较醚化裂解法和水合-脱水法，不涉及到中间产物的合成、分离与 副产物的分离，在低温下就可以达到很高的转化率和选择性，工艺流程简单，在设备和操 作成本上具有明显的优势。 图图 1-1 反应反应精馏精馏-萃取精馏萃取精馏组合工艺示意图组合工艺示意图 1.2 甲基丙烯酸甲酯生产新技术 本项目选择异丁烯直接甲基化法生产甲基丙烯酸甲酯（MMA） ，该工艺将异丁烯氧化 得到的甲基丙烯醛（MAL）用甲醇与氧气进行氧化酯化反应，可直接得到 MMA。该工艺 采用一个工艺单元替代传统的两个工艺单元制取 MMA，简化了工序，节省了资金，且避 免了酸污染，绿色化程度进一步提高，使异丁烯合成 MMA 的路线更具有竞争力。近年来， 随着新型 P-Mo-V-Cu-Sb 系催化剂的开发，即使在甲醇-甲基丙烯醛摩尔比降低的情况下， 也可以达到较高的转化率和选择性。综上所述，异丁烯直接甲基化法具有较大的经济效益 和社会效益，是今后研究的热点，发展前景良好。 1.3 节能减排 本项目的碳排放来源于加热炉和焚烧炉的烟气和生产公用工程（蒸汽、电能等）所产 生的碳排放。为了降低公用工程所产生的碳排放，本项目进行换热网络的集成设计，并且 使用热泵精馏、双效精馏等节能技术降低能耗，有效地减少碳排放量。节能情况如表 1-1 MarsMars 2 2 中化泉州石化有限公司 10 万吨/年甲基丙烯酸甲酯项目 创新性说明 所示。经估算年节能量为 71771 万 MJ（即 24489 吨标准煤） ，相当于可减少二氧化碳排放 量 60162 吨（即 0.558 吨 CO2 /吨产品） ，节能减排效果明显。 表表 1-1 热集成前后热集成前后能量能量对比对比 项目 热公用工程（104MJ/a） 冷公用工程（104MJ/a） 热集成前 197246 181911 热集成后 142089 165297 能量优化量 71771 二、反应与分离技术创新 2.1 高效反应新技术 本项目甲基丙烯酸甲酯合成采用异丁烯直接甲基化工艺。异丁烯直接甲基化是异丁烯 （或叔丁醇）直接氧化生成 MAL，然后以 Pd 金属化合物为催化剂，在 40100与甲醇进 行液相酯化反应制得 MMA，反应方程式如下： i-C4H8 + O2 C4H6O + H2O 2C4H6O + 2CH4O + O2 2C5H8O2 + 2H2O 该工艺为了使 MAL 具有较高的转化率，需要过量的空气及甲醇，所以一次是得不到 特别纯净的产品， 需要精制和甲醇回收循环工艺流程， 一般精制后的产品纯度可达到 99.9% 以上，甲基丙烯醛转化率可达到 98%以上，同时本项目控制反应温度在 5070，可有效 抑制副反应。 2.2 高效分离新技术 2.2.1 膜分离技术 由于本项目产生了较多的含有 MMA-MAL-MAA 混合物的废水， 如果不对其进行回收， 不仅会造成资源浪费，而且还会对环境产生污染。因此本团队查阅大量的资料，选择专利 CN1230169 的膜分离装置来进行分离。该工艺采用多级过程操作，由于分离纯度要求高， 处理量比较大，为了满足连续生产的要求，采用多组间歇操作，拟设计四组分离，每两台 同时工作，每一组采用带有前置级的两级增溶级联，水大部分渗透卷式膜，而 MMA 及阻 聚剂为渗余物，从而实现两者的分离，达到分离效果，分离流程见图 2-1。在甲基丙烯酸 （MAA）合成工段，MAA 和水的分离采用专利 CN103796984A 的膜分离技术，工艺同上。 MarsMars 3 3 中化泉州石化有限公司 10 万吨/年甲基丙烯酸甲酯项目 创新性说明 图图 2-1 膜分离流程膜分离流程 2.2.2 萃取精馏技术 异丁烯与异丁烷在常压下即形成共沸物，应用一般的分离方法（如普通精馏）分离这 种系统，不仅分离精确度差，而且经济上不合理。因此本项目采用萃取精馏进行分离，可 有效打破异丁烯与异丁烷精馏边界，使其分别在塔顶、塔底获得相当高的回收率。这种特 殊精馏的分离手段不仅可以达到很高的产物分离精确度，分离能耗也比普通精馏低很多， 属于高效分离手段。 在萃取剂的选择上充分考虑其溶解性、毒性、形状、化学性质和腐蚀性，经过对溶剂 的综合筛选，甲基吡咯烷酮（NMP）不仅具有良好的选择性和稳定性，毒性和腐蚀性都很 小，是一种高效环保的萃取剂，加入少量的水混合后，适于作为本次萃取精馏的萃取剂。 2.3 分离序列设计 本项目对 MMA 合成产物经闪蒸罐分离后液相中的组分分离序列进行设计。依据有序 直观推断原则，以降低各项费用为目的，对流程进行合理设计。表 2-1 给出了待分离组分 的组成。 MarsMars 4 4 中化泉州石化有限公司 10 万吨/年甲基丙烯酸甲酯项目 创新性说明 表表 2-1 待分离组分组成待分离组分组成 代号 组分 摩尔流率 kmol/h 摩尔分数 正常沸点/ 相邻组分沸点差/ CES A MMA 134.49 17.6 100.3 - - B 水 145.52 19.0 100 0.3 0.05 C MAL 20.27 2.7 69 31 0.84 D 甲醇 456.13 59.8 60.22 8.78 5.25 E 氧气 1.73 0.2 -183 243.22 0.49 F 氮气 5.60 0.7 -196 13 0.09 注：CES 表示分离易度系数 根据 M1、M2、D1、S1、S2、C1 规则，得到最终分离序列如图 2-2 所示： 图图 2-2 MMA 合成反应合成反应闪蒸闪蒸后液相后液相组分组分分离序列分离序列 三、过程节能降耗技术 3.1 蒸汽压缩式热泵 本项目中采用闭式工质循环压缩式热泵技术，用正丁烷作为热泵工质利用 MMA 精馏 塔塔顶出料的冷凝热给塔底再沸器供热，其模拟示意图如图 3-1 所示。 对常规 MMA 精馏塔（T0401） ，模拟知塔顶冷凝冷却能耗为 3148.99 kW，塔底再沸器 需要的热能为 3403.03 kW。在热泵精馏流程中压缩机电耗为 1016.79 kW，辅助冷却器冷却 能耗为 347.41 kW。机械能和电能是比热能更高价值的能量形式，电热转换系数约为 3.29， MarsMars 5 5 中化泉州石化有限公司 10 万吨/年甲基丙烯酸甲酯项目 创新性说明 因此热泵流程消耗热能为 3692.6 kW。与塔顶单独冷凝、塔底再沸的能耗相比，总能耗减少 了 43.6%，节能效果明显。 图图 3-1 热泵流程的热泵流程的 Aspen 模拟示意图模拟示意图 3.2 差压双效精馏技术 在本项目 MAL 合成精制单元中涉及到大量 MAL 与水的分离， 使用普通精馏方式不仅 能耗较高，同时塔内气液两相流较大不利于设备的建造与操作控制。本项目采用了差压热 集成双效精馏（又称逆流双效精馏）技术，该技术是利用高压塔热能来直接加热压力低的 塔，即利用高压塔顶的冷凝热负荷作为低压塔塔底再沸器的热源，节省了低压塔加热和高 压塔冷凝的负荷，实现热能的合理利用，达到节约能源的效果，其模拟流程见图 3-2。 将差压双效精馏与单塔流程模拟对比，计算加热及冷却负荷，结果见表 3-1。 表表 3-1 普通精馏与差压双效精馏能耗对比表普通精馏与差压双效精馏能耗对比表 操作方式 公用工程能耗对比（kW） 冷凝器 再沸器 普通精馏 14973 16371 差压双效精馏 7718 9354 节能分率 48.5% 42.9% 由表 3-1 可知，采用差压双效精馏技术后，冷公用工程用量降低了 48.5%，热公用工程 用量下降了 42.9%，节能效果明显。 MarsMars 6 6 中化泉州石化有限公司 10 万吨/年甲基丙烯酸甲酯项目 创新性说明 图图 3-2 差压差压双效双效精馏精馏技术技术流程图流程图 3.3 萃取精馏分离 本项目选择用萃取精馏的双塔操作代替普通精馏的方法来分离异丁烯异丁烷混合物。 单塔模拟与双塔模拟的能耗汇总于表 3-2 中。 图图 3-3 萃取精馏技术流程图萃取精馏技术流程图 表表 3-2 萃取精馏技术节能对比萃取精馏技术节能对比 操作方式 公用工程能耗对比（kW） 冷凝器 再沸器 普通精馏（单塔） 11348 11377 萃取精馏（双塔） 1710 10092 节能分率 84.9% 11.3% MarsMars 7 7 中化泉州石化有限公司 10 万吨/年甲基丙烯酸甲酯项目 创新性说明 由计算结果可知，应用萃取精馏技术后，冷热公用工程的用量大大减少。 3.4 高温余热利用 高纯度异丁烯与空气和水蒸气在 MAL 合成反应器（R0201）中发生氧化反应，该反应 属于强放热反应，为保证反应器平稳运行需要移走反应热，本项目利用该反应热产生 1.1MPa 的蒸汽供装置使用。而反应产物中含有大量的不凝气，在此采用高压低温闪蒸来分 离这些不凝气，经两级压缩后物流温度较高，若直接水冷则会浪费热量，所以为利用这部 分热量，本团队采用余热锅炉来产生蒸汽。在废气废水处理工段中，废气在焚烧炉焚烧后 温度较高，设置余热锅炉系统来回收高温烟气中的热量产生蒸汽。产生的蒸汽首先用于本 装置，剩余的外送出装置。自产蒸汽节省了热公用工程的消耗，可达到节能的目的。装置 产汽的情况汇总于表 3-3。 表表 3-3 装置产汽装置产汽汇总汇总表表 位号 名称 热负荷 kW 产汽等级 MPa 蒸汽量 万吨.年-1 蒸汽用途 E0201 余热锅炉 2943 0.5 3.31 作为 MAL 合成反应器原料 E0410 焚烧炉余热系统 28237 4.0 30.39 加热工艺物流 R0201 MAL 合成反应器 15261 1.1 20.94 加热工艺物流 3.5 压力能回收 在 MAL、MMA 合成反应中我们均采取高压低温闪蒸来分离这些不凝气，因此会产生 较多高压废气，在这些废气进入焚烧炉前设置膨胀机来充分回收其压力能，经 Aspen 模拟 可知膨胀机 C0401 产生 4495kW 的电能，占全厂压缩机总耗电量的 39.31%。 四、环境保护技术创新 4.1 废气、废水的资源化处理 本装置在正常生产过程中会产生大量废水， 其主要组成为 MAL、 MAA、 MMA 和水等。 为了满足环保、资源利用等要求，本项目采取山口辰男等人的专利对本工艺废水进行资源 化处理（专利号：CN1230169） 。该专利通过膜分离的方法实现甲基丙烯基类物质与水的分 离， 详细内容见 2.2.1 膜分离技术一节。 本方法可降低工业废渣的排放， 减少对环境的污染， 且工艺简单、能耗小。 MarsMars 8 8 中化泉州石化有限公司 10 万吨/年甲基丙烯酸甲酯项目 创新性说明 本装置在正常生产过程中还会产生大量废气，主要成分是异丁烯、MAL、氧气和氮气， 如若直接排放，会对环境造成污染，因此本团队现设置膨胀机对废气进行压力回收，之后 设置焚烧炉焚烧后排大气，而焚烧得到高温的烟气，设置烟气余热系统回收其热能产生蒸 汽，而产生蒸汽所用除氧水正是经过膜分离处理后，再经过总厂水处理后的回收凝结水， 实现了废气-废水的联合处理，具体流程见图 4-1。 图图 4-1 废气废气废水处理工段废水处理工段 4.2 资源循环与利用 本装置设计多股循环物流，包括 NMP 萃取剂循环、甲醇循环、水蒸气循环、环己烷萃 取剂循环等。在 Aspen 模拟中，绿色线为循环物流线，见图 4-2。 图图 4-2 全装置循环全装置循环物流一览物流一览 1）萃取剂（NMP）在萃取精馏塔中可以很好的夹带异丁烯，实现异丁烷-异丁烯共沸 物分离，在萃取剂回收塔中又与异丁烯实现分离，构成萃取剂循环，保证异丁烷、异丁烯 的分离精确度。 2）甲醇循环充分回收 MMA 合成反应中未反应的甲醇，提高了原料的利用率。 MarsMars 9 9 中化泉州石化有限公司 10 万吨/年甲基丙烯酸甲酯项目 创新性说明 3）在 MMA 合成及精制单元中，膜分离后分出的水经过与 MMA 合成反应产物换热汽 化成水蒸气重新与原料进行反应，提高了其利用率。 4）萃取剂（环己烷）在环己烷萃取罐中可以很好的夹带 MMA，实现 MMA-水的分离， 在 MMA 精馏塔中又与环己烷实现分离，构成萃取剂循环，保证 MMA 和水的分离精度。 五、新型过程设备的应用 5.1 反应器结构创新 浆态床反应器属于鼓泡床范畴，因结构简单、造价和能耗低、传质传热效率高以及不 需要机械搅拌等优点，被广泛应用于费-托合成、劣质渣油加氢、污水处理及甲醇合成等工 艺流程中。各种工艺需求不尽一致，部分采用单气相进料，部分采用气液混合进料，但反 应器内的基本流体力学特征一致，主要包括流型、催化剂微粒完全悬浮的临界气速、床层 气含率、床层内气泡尺寸和分布。反应器底部的进料分布器是重要构件之一，任何一个浆 态床反应器均需通过进料分布器来保证气液良好的接触，以提高反应深度、增加产品收率 和保证催化剂良好状态。国内外已经对浆态鼓泡床反应器的流体力学进行了大量研究，但 由于研究的体系不完全相同，分布器类型也较多，同时所用的试验设备和方法各异，所得 的结论也不完全一致。费-托合成中采用气相进料时，一般采用支管式多孔气体分布器，这 种分布器对整个反应器内部流体力学特征的影响已经有大量的研究和报导。 针对气相进料工艺，开发了用于浆态床反应器的泡罩型气体分布器，由于泡罩式气体 分布器不存在非常小的气孔，具有防堵塞的优点，因而非常适合含有高黏性液相的浆态床。 图 5-1 为泡罩式气体分布器的结构简图，为泡帽加止逆球结构。单一气相物流向上折 流后通过开有齿缝的泡帽进入反应器内，中心管中带有止逆球，泡帽主要起到折流并破碎 气相物流的作用。气泡从分布器冒出，带动床层流体，稳定整个床层内催化剂，防止催化 剂沉积，同时泡帽兼有破碎细化气泡的功能，减缓逆流。在中心管的下端圆管内设置一个 收缩孔，由于收缩段的孔径变小，当气体经过收缩孔时，气体的流速增大，这有利于提高 气体对止逆球的曳力，使止逆球快速开启。当气体停止输送时，止逆球回落至入口管内收 缩段的上锥面，止逆球的下球面与锥面形成密封状态，防止浆液的逆流。 MarsMars 1010 中化泉州石化有限公司 10 万吨/年甲基丙烯酸甲酯项目 创新性说明 图图 5-1 气体分布器简图气体分布器简图 气体分布器在进气管采用了止逆球。顺流时，流道通畅；停气逆流时，流道中止逆元 件回位，可以减小或者防止浆液逆流。新型浆态床气体分布器采用了泡帽加止逆球结构， 在突然断气的工况下，止逆球回位，可以有效减缓分配盘上方液体的逆流，避免支管分布 器的堵塞现象，由于冷模试验的介质黏度较小，加工精度不高，试验中仍有液体逆流，相 对没有止逆元件的情况，已经大大降低了逆流量。 5.2 分离设备创新 本项目板式塔设计时，选用中国石油大学（华东）自主设计的 SFV 浮阀，SFV 全通导 向浮阀塔板技术的核心是其鼓泡元件 SFV 全通导向浮阀，如图 5-2 所示。 图图 5-2 SFV 全通导向浮阀的结构全通导向浮阀的结构 SFV 全通导向浮阀的主要特点是将导向浮阀和微分浮阀的优点集于一身：阀面上的微 型固定阀充分利用浮阀上方的空间，使气体分散更加细密均匀，气液接触更加充分，从而 MarsMars 1111 中化泉州石化有限公司 10 万吨/年甲基丙烯酸甲酯项目 创新性说明 提高传质效率；前阀腿上开的导向孔及矩形阀体可发挥气流推液作用，将动量传递给水平 流动的液体，减小塔板上的液面梯度，减少塔板上液相返混，且可消除塔板上液体滞留区； 导向孔上端侧条可有效地减少漏液；另外，气体从阀体的 3 个方向通过，可以减小返混， 提高传质效率。 同时，本项目利用中国石油大学（华东）研发的 Cup Tower 软件进行水力学核算，确 保塔设备处于安全平稳的运行状态。 5.3 输送设备创新 5.3.1 屏蔽泵 为了贯彻绿色节能的理念，本项目在对输送密封要求严格的工段采用新型节能屏蔽泵 替代以往高耗能的常规屏蔽泵产品。 常规屏蔽式电动机与同功率同极数普通电动机相比效率要低 10 个百分点， 功率因数则 更低。而该系列泵相比常规屏蔽泵而言其整体效率显著提高，其利用哈氏合金、钕铁硼永 磁材料，使电机效率高、功率因数高及功率密度大、过载能力强，且温升低，噪声小，长 期高温运行时可靠性高，无泄漏、防爆、耐腐蚀等特点，且可以在 200下稳定运行。 下面以 P0302A/B 为例， 表 5-1 和表 5-2 给出了节能屏蔽泵的节能效果和成本节约情况。 表表 5-1 节能泵与常规泵能耗对比表节能泵与常规泵能耗对比表 名称 电机效率 （%） 功率因素 额定电流 （A） 额定有功功率 （kWh） 电力能耗 节约比 常规屏蔽泵 74 0.83 18.5 10.1 20.2% 节能屏蔽泵 92.80 0.98 12.5 8.06 表表 5-2 节约成本算表节约成本算表 年节约用电量（kWh/年） 电价（元/kWh） 节约成本（万元/年） 17870 0.75 1.34 由上表可知，该款节能屏蔽泵比常规屏蔽泵节能 20.2%，一年运行下来节约的成本就 可以将一台屏蔽泵的成本节省下来，具有客观的经济效益。 5.3.2 磁力旋涡泵 MarsMars 1212 中化泉州石化有限公司 10 万吨/年甲基丙烯酸甲酯项目 创新性说明 CWB 型磁力驱动旋涡泵（简称磁力旋涡泵）是将永磁联轴器的工作原理应用于离心泵 的新产品，设计合理、工艺先进、具有全密封、无泄漏、低流量、高扬程、耐腐蚀的特点， 其性能达到国外同类产品的先进水平。其结构如图 5-3 所示。 图图 5-3 磁力旋磁力旋涡泵结构图涡泵结构图 磁力旋涡泵的特点：高扬程、小流量，比转数一般小于 40；结构简单、体积小、 重量轻；具有自润滑回路，减小叶轮径向力，提高滑动轴承使用寿命；增设冷却回路， 及时带走磁涡流热；设有叶轮轴向间隙调节机构，可随时调整间隙，确保泵的长期正常 运转；随输送介质黏度增加，泵的效率急剧下降，因而介质度粘度不宜太大。 本项目中的 T0201B 高压塔进料泵 P0203A/B，需要承担低流量高扬程的回流液输送任 务，因此，本项目高压塔进料泵 P0203A/B 选用旋涡磁力泵，可以满足工作要求。 5.3.3 变频泵 节能降耗是当前社会发展的趋势，但目前应用于流体输送工业中的泵设备都是通过调 节出口或入口挡板、阀门开度来控制流量，其输出功率大都消耗在挡板、阀门的截流过程 中。另外，由于在通常的设计中为了满足峰值需求，泵的选型裕量往往过大，造成了不应 有的浪费。而变频泵是通过改变转速来调整泵的特性曲线，从而使泵达到新的工作点达到 改变流量的目的。为了解决“大马拉小车”的现象，本项目在设计过程中使用变频调速器 来改变泵的转速来调整流量，这将大大节约电能，达到节能减排的目的。 本项目选择三菱公司 FR-F500 系列变频器，基本参数如下表所示。 MarsMars 1313 中化泉州石化有限公司 10 万吨/年甲基丙烯酸甲酯项目 创新性说明 表表 5-3 变频调速器基本参数变频调速器基本参数 型号 FR-F700 系列 额定电压/V 三相 AC380-400 电机功率/kW 7.5 直流电源性质 电流型 控制方式 V/F 闭环 输出电压调节方式 PAM 控制 供电电压 低压 5.4 换热设备结构创新 5.4.1 高通量管 高通量管是在光管的内表面或外表面上覆盖一层多孔性的金属烧结层，使传热表面大 为增加，并提供大量的汽化核心，以强化管内或管外泡核沸腾传热的换热管。内表面多孔 高通量管见图 5-4，外表面多孔高通量管见图 5-5。 图图 5-4 内表面多孔高通量管内表面多孔高通量管 图图 5-5 外表面多孔高通量管外表面多孔高通量管 由于烧结型高通量换热管表面具有一层包含相互连通、形状各异的凹穴与孔隙的多孔 层，与普通换热器相比，高通量管换热器的传热系数可达 2000W/m2 K 以上，可以在很小 的温差（约 10）下维持沸腾，阻垢性能良好。高通量管换热器体积小，占地面积小，节 省投资。 通过查阅文献，为了同时扩大管内、外的有效传热面积，最大程度地提高管程的传热 系数，节约材料，降低成本，节约能源，同时满足设备安装空间有限等特殊要求。我们将 高通量管应用于甲醇回收塔塔底再沸器 E0310，提高了换热效率。 5.4.2 横纹槽管 MarsMars 1414 中化泉州石化有限公司 10 万吨/年甲基丙烯酸甲酯项目 创新性说明 横纹槽管是双面强化管，如图 5-6 所示，管内表面是环形凸肋，外表面是相应的环形 凹槽。流体流过这些凹槽和凸肋整个截面产生轴向涡流群，造成边界层的分离而减薄厚度， 从而强化传热。横纹槽管管内传热系数高达光管的 23 倍；在管外纵向流动条件下，管外 传热系数可达光管的 1.6 倍。横纹槽管对于管内流体的膜态沸腾传热也具有很大的强化作 用，传热系数比光管大 27 倍。在传递相同热量和输送流体泵功率相同的条件下，用横纹 管取代光管，可使换热器的换热管材料消耗量减少 30%50%。 图图 5-6 横纹槽管横纹槽管 考虑到 T0101 冷凝器 E0101 换热量较大，换热器体积较大，在此使用横纹槽管，提高 换热效果，降低换热器体积。 5.5 换热设备形式创新 对于环己烷冷却器 E0405 设计为人字形波纹板式换热器，换热器冷端流体为水，热端 流体主要为 MMA、MAL 和环己烷，通过冷流体取热，将混合液冷却，完成萃取剂循环。 相对于传统管壳式换热器，板片的波纹能使流体在较小的流速下产生湍流，板式换热 具有传热系数高；流体在板式换热器内的流动，总体上是并流或逆流的流动方式，其温差 修正系数大，对流平均温差大；板式换热器结构紧凑，单位体积内的换热面积为管壳式换 热器的 25 倍，也不像管壳式换热器那样需要预留抽出管束的检修场地，占地面积小。板 式换热器结构如图 5-7 所示： 图图 5-7 板式换热器结构板式换热器结构 MarsMars 1515 中化泉州石化有限公司 10 万吨/年甲基丙烯酸甲酯项目 创新性说明 本项目中换热器 E0405 的型号为： BZR0.8-0.15-30-N-VII 6.1 复杂体系控制方案设计 本项目中甲醇回收塔 T0301 控制质量好坏直接关系到后续精馏的能耗和物耗高低，是 控制关键点之一。本团队利用 Aspen Dynamics 软件对 T0301 控制方案进行模拟。具体控制 方案为操控气相馏出物流量控制塔顶压力，操控回流量控制回流罐液位；操控再沸器热负 荷控制塔釜温度，操控釜液流量控制塔釜液位。T0301 控制方案如图 6-1 所示，控制器仪表 面板如图 6-2 所示。 图图 6-1 T0301 控制方案控制方案 图图 6-2 控制器仪表面板控制器仪表面板 MarsMars 1616 中化泉州石化有限公司 10 万吨/年甲基丙烯酸甲酯项目 创新性说明 完成对控制器的整定之后，需要对其动态性能进行评估，考察面对干扰时，所维持的 变量与期望值的接近程度。以进料流量上升 10%为例，考察控制系