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第一章物料概 物料的原理和基 物料化学反 MTO的合成工段及初步分离工 MTO精制工 第二章能量概 热量的原 热量MTO的合成工段及初步分离工 MTO精制工 第三章换热网络设计与节能工 概 换热网络设计任 工艺流 MTO合成段及初分离工段换热网 MTO精馏段工艺换热网 节能工 第四章设备选型及典型设备设 塔设备设 设计目 设计过 塔设备选型结 换热器选 概 设计依 选型原 选型结 动设备选 各类泵性质说 具体设计结 压缩机选 第五章物料性 总 主要物料 乙 丙 甲 二氧化 第一章物料MOC+个MO生产工艺流程主要由MO物料的原理和基成的变化。进行物料时，先必须确定的体系。对一般体系，均可表示（物料进入率）=（物料流出率几个主要的操作单元，将物料分三部分进行，即MTO的合成、初步分离工化学CH4O-->C2H4+2CH4O-->C3H6+3CH4O-->C4H8-1+44CH4O-->C4H8-2+4CH4O-->ISO-C4H8+4CH4O+H2O-->CO2+3H22CH4O-->CH3OCH3+H2OCH4O-->CO+2H2CH4O-->C5H10+5CH4O-->C(Cipsd)+H2O+2CH4O+H2-->C2H6+23CH4O+H2-->C3H8+34CH4O+H2-->C4H10+4H2OCH4O+H2-->CH4+H2OC(Cipsd)+O2-->2NaOHCO2CO2，反应为：H2O+HCO3-<-->CO32-+H3O+2H2O+CO2<-->HCO3-+H3O+H2O<-->OH-+H3O+MTO的合成工段及初步分离工流化床反应器及催化剂再生1-11-1G-Pressure110MassMass000000000000000000000000000000C00Mass000000000000000000000000000000C001Pressure00Mass Mass Mass11合计1-2Pressure111Mass VolumeFlow Mass 00000000000000000Mass000000000000000000固体物料进入气相的Pressure00Mass VolumeFlow Mass CMassC11合计Pressure00Mass Mass Mass111-3Pressure11Mass Mass Mass固体物料Pressure00Mass Mass CMass11Pressure00Mass Mass Mass11原料/97℃热水换热1-21-4Pressure0001Mass Mass 00Mass1100原料/反应气换热1-5Pressure1111Mass MassFlow MassFrac急冷G-G-G-G-Pressure 010Mass 7Mass0.Mass01三段压缩1-7Pressure 001Mass Mass5.9e-009e-MassC1e-001e-碱洗1-G-G- 1-G-G- Pressure 101 00000000000008e-00000Mass0000000002e-0008e-3.e-00000 二段压缩2MPa1-9

Pressure MassMassMass2.e-1.3.2.8干燥1-CPressure101MassMassFlow04e-04e-000000000000Mass01000000000003.e-000MTO精制1-3脱甲烷1-10Pressure110MassMass00000Mass000000分隔壁精C4以上的组分。烷的分离塔，丁烯、丁烷及C4以上的组分进入C4、C5分离塔。1-11Pressure0110MassMassFlow0000000Mass000000000000乙烯、乙烷分离1-12Pressure100Mass MassFlow00000000Mass000000000000丙烯、丙烷分离1-13 Pressure Mass Mass0000000Mass0000000第二章能量MTO分厂，采用来自甲醇分厂的合成MTO生产工艺流程MTO的合成、初步分离和精制三部分组成，在全工艺的过程中物料在不热量的原输入系统的能量=输出系统的能量+Q+W=Hout–HinW——输入系统的机械能。Hout——离开设备的各物料焓之和。Hin几个主要的操作单元，将能量分三部分进行，即MTO的合成工段、初步分MTO的合成工段及初步分离流化床反应2-1Heat 2-2G-Pressure11000Mass 2-3Q 2.3.1.2催化剂再生2-4Heat 2-5 Pressure 1010MassAIR-CPressure100Mass 2-6 2.3.1.32.3.1.32-7Heat2-8G-Pressure100Mass G-Pressure100Mass 2-9Q原料/97℃水换2-10Heat 2-11Pressure0010Mass --2-12 原料/反应气换热2-13Heat 2-14Pressure1111Mass Q02-16Heat 2-17G-G-G-Pressure1001Mass 2-18Q 0 2.3.1.73段压2-19Cooling 2-20Pressure1001Mass 2-21QW2.3.1.82-22Heat 2-23G-G-Pressure1010Mass 2-24Q0 2.3.1.92段压2-25Cooling 2-26Pressure110Mass

2-27QW2.3.1.102-28Heat 2-29G-Pressure101Mass 2-30 MTO精制工脱甲烷2-28 Heatduty 2-29Pressure110Mass 2-30 分隔壁精馏2-31冷凝器 冷凝器 再沸 Heatduty 2-32Pressure0110Mass 2-33 乙烯、乙烷分离2-34冷凝 再沸 Heat 2-35Pressure100Mass 2-36 3

丙烷、丙烯分离2-37 Heatduty 2-38Pressure100Mass2-39QW第三章换热网络设计与节能工艺MTO分厂，运行成本是一个很重要的在工厂的初步设计阶段，利用ASPENENERGYYZERV7.2进行计算机辅工艺流MTO合成段、初步分离工段和精馏段。3-1MTO3-2MTOMTO合成段及初分离工段换热网MTO合成工艺。在本工艺中加热反反应原料的加反应原料（甲醇和水的混合物）400℃以上，经过模拟，我们用急冷塔底出来的9℃的热水先和原料换热，使得原料全（7℃左右℃。加热原料温度至汽化，利用反应气（450℃）300℃以上。70℃的热水，200℃以下，为后续的急冷做好准备。MTO考虑使用该部分热，给后续MO精馏段的一些再沸器供热。高了经济效益。最终，MTO合成工段不需外部热量加热，内部集成的热量达MTO精馏段工艺换热网MTO精馏段的公用工程，我们通过ASPENENERGYYZERV7.2来进行换物料流3-1C3C2 C1 C3 C2 C1夹点确在最小温差为20℃时，做出组合曲线和总组合曲线，从而确定夹点3-3换热网络设3-4由软件自动优化的消 最少的换热网3-5实际换热网络初步设由ASPENENERGYYZERV7.2所计算得到的换热网络是基于的国情，国使用的话，只是作为参考。如换热网络中C1塔冷凝器出口温度-130℃，软件型C3C2C1C1塔中间冷丙烯制 C3ToReboiler

8bar饱和水蒸

ToReboiler

C2塔再沸 使用热泵技 C1塔再沸 丙 壁精馏凝器，但塔底只有一个再沸器。通入分隔壁精馏塔的C2+组分，在一侧塔顶得到C2，在另一侧塔顶得到C3，在塔底得到C4+。而原本要先分C2，再分C3，从而将3个组分分开的流程需要2个精馏塔但是通过一个分隔壁精馏塔能达到同样3-3

分隔壁精馏 脱C3C2

合计（节省 共节 ②热泵精MTO工艺3-4原先C2冷凝器再沸器原先C3冷凝器再沸器热泵技术C2塔冷凝器kW再沸器热泵技术C3塔冷凝器kW再沸器共节省0481840③中间冷凝3-5 塔顶负荷Gcal/hr 塔顶负荷Gcal/hr 塔底负荷Gcal/hr 中间再沸器负荷4.5塔底负荷 16MW第四章设备选型及典型设备设计设计设计塔型的选4-1项800mm求较800mm与物性有关的因与操作条件有关的因其他因，800mm800mm时，则可用填料塔但也有例外环及某些新型填料在大塔中的使用效，本厂实际情况的选从物性角度来看，本MTO4-2m2/m-径Y塔设备选型结急冷塔图4-14-2设计压力设计压力最高工作压力1设计温度最高工作温度烃类+壁厚直边段质量长度内径壁厚质量内径外径厚度内径壁厚长度螺栓腐蚀余量1裙座附件附件总质量厚度塔体自振周期设计风压值7总高度空塔总质量碱洗塔图4-44-5设计压力设计压力最高工作压力设计温度最高工作温度烃类+壁厚直边段质量长度内径壁厚质量裙座内径外径厚度内径壁厚长度螺栓腐蚀余量1裙座附件附件总质量厚度塔体自振周期设计风压值7总高度空塔总质量脱甲烷塔图4-74-8设计压力设计压力最高工作压力设计温度5最高工作温度1壁厚直边段质量长度内径壁厚质量内径外径厚度内径壁厚长度螺栓腐蚀余量1裙座附件附件总质量厚度塔体自振周期设计风压值7总高度空塔总质量分隔壁精馏塔4-104-11设计压力设计压力最高工作压力设计温度最高工作温度壁厚直边段质量长度内径壁厚质量内径外径厚度内径壁厚长度螺栓腐蚀余量1裙座附件附件总质量厚度塔体自振周期设计风压值7总高度空塔总质量乙烯分离塔4-134-144-15设计压力最高工作压力设计温度5最高工作温度0烃类（主壁厚直边段质量长度内径壁厚质量内径外径厚度内径壁厚长度螺栓腐蚀余量1螺栓小径选取值裙座附件附件总质量厚度塔体自振周期设计风压值7总高度空塔总质量丙烯分离塔4-164-174-18表4-8设计压力最高工作压力5设计温度最高工作温度6烃类（丙烯、丙烷壁厚直边段质量长度内径壁厚质量内径外径厚度内径壁厚长度螺栓腐蚀余量1螺栓小径选取值裙座附件附件总质量厚度塔体自振周期设计风压值7总高度空塔总质量概述MTO的工艺中的换热器的设计和选型中，针对特定的换热任务，确定设计根据MTO的工艺和工艺物料的要求，掌握物料流量、温度、压力、化选型MTO生产工艺的特点，我②U形管式换热器这种换热器壳程易于，但管子，损坏管子Aspen换热网络C4、C5分离塔冷30℃，1bar。8bar下饱和水蒸汽。压力降增加工艺物流流速，可增加传热系数，使换热器结构紧凑，物流为了节省保温层和减少壳体厚度，高温物流一般走管程，但如Aф19mm的管子；对于易结垢的物料（如立式热虹吸式再沸器为方便，采用外径ф25mm或ф38mmB1.25～1.54-10管子直径1～2。45度和三角形排布。20～35%的裕量。表4-11公称直径———————————选型选型结果汇4-1211213241516171819111各换热器选型结 清洁传热系数污垢积累时的传热系数 壳程 1并联个 壳内 折流板 折流板间 折流板切割 计算压 换热功 需要换热面 实际换热面 清洁传热系数

112清洁传热系数污垢积累时的传热系数 壳 管壳程 管程 并联个 管 壳内径1200mm 管外径19mm 管壁厚2.5mm折流板间距 管长 换热功 需要换热面 实际换热面 换热面积余 清洁传热系数 污垢积累时的传热系数 壳 管112清洁传热系数污垢积累时的传热系数 壳程 管程 并联个 管 壳内 管外 折流板 管壁 折流板间 管 折流板切割 排布形 正三角清洁传热系数污垢积累时的传热系数℃壳程 1并联个 壳内 折流板 折流板间 折流板切割 计算压 4-19 清洁传热系数污垢积累时的传热系数 壳程 管程 并联个 管 壳内 管外 折流板 管壁 折流板间 管 折流板切割 排布形 正三角4-20换热功 需要换热面 实际换热面 污垢积累时的传热系数 壳 管115清洁传热系数污垢积累时的传热系数 壳程 管程 并联个 管 壳内 管外 折流板 管壁 折流板间 管 折流板切割 排布形 正三角清洁传热系数污垢积累时的传热系数℃113清洁传热系数污垢积累时的传热系数 壳程 管程 并联个 管 壳内 管外 折流板 管壁 折流板间 管 折流板切割 排布形 正三角计算压 计算压 各类泵性质IL型泵系列单级吸立式离心泵，供输送清水及理化性质类似于水、不含固体IL6.3－400cum/hr5－125IX型泵的工作温度为-10度～80度；泵的工作压力（包括进口压力）≥250IX11cum/hr～1200cum/hr6.8-90mISG型管道离心泵根据IS型离心泵与管道泵之性能参数，参照ISO2858和最新的国家管道离心泵标准JB/T53058-93广产品。ISG型管道离心泵，供输送清水及物理化学性质类似于清水的其他增压及设备配套，使用温度T：≤80℃。S型泵系单级、双吸、泵壳中开卧式离心泵。供吸送清水及物理化学性质类似于水的其他液体之用。被吸送的液体的最高温度不得超过80℃。适用于工S126cum/hr～2340cum/hr9-140m5IS型系列单级单吸(轴向吸入)离心泵，供输送清水或物理化学性质类似80℃。IS6.3cum/hr～400cum/hr5-125mGDLISGDL型立式多级离4.3.2具体设计结4.3.2.1急冷水洗塔循环水泵泵压强00体积流率出口与进口高度差出口与进口压差0出口与进口速度差0管路压头损失当量所需扬程4.3.2.2碱洗塔循环水泵

泵压强00体积流率出口与进口高度差出口与进口压差0出口与进口速度差0管路压头损失当量所需扬程选型结果如下

4.2.3.3分隔壁精馏塔进料泵泵压强00体积流率出口与进口高度差出口与进口压差0出口与进口速度差0管路压头损失当量所需扬程

轴功率脱甲烷塔回流泵

泵压强00体积流率出口与进口高度差出口与进口压差0出口与进口速度差0管路压头损失当量所需扬程分隔壁精馏塔C2回流泵泵压强00体积流率出口与进口高度差出口与进口压差0出口与进口速度差0管路压头损失当量所需扬程

乙烯精馏塔回流泵

泵压强00体积流率出口与进口高度差出口与进口压差0出口与进口速度差0管路压头损失当量所需扬程

分隔壁精馏塔C3回流泵泵压强00体积流率出口与进口高度差出口与进口压差0出口与进口速度差0管路压头损失当量所需扬程

丙烯精馏塔回流泵

泵压强00体积流率出口与进口高度差出口与进口压差0出口与进口速度差0管路压头损失当量所需扬程压缩机选速度型压缩机--是回转式连续气流压缩机，在其中高速旋转的叶片使通过它的气体加速，从而将速度能转化为压力。这种转化部分发生在旋转叶片上，部分发生在固定的扩压器或回流器挡板上。1bar压强11体积流率32VW-35/12.52C201

重量 设计目标： 6398.31cum/hr的-摄氏度，10bar14.5bar压强10体积流率5型号为VW-8/323C202丙烯精馏塔压 31942cum/hr的-5.3摄氏度，5bar10.8bar压强510体积流率62VW-35/12.5第五章物料性质这里我们采用MSDS化学品的理化特性（如PH值，闪点，易燃度，反应活性等）以及对使用者的健乙具有较强的麻醉作用。急性：吸入高浓度乙烯可致皮肤冻伤。慢性影响：长期接触，可引起头昏、全身不燃爆火剂：雾状水、、二氧化碳、干粉扩散。喷雾状水稀释可能，将漏出气用排风机送至空于阴凉、通风的库房。远离火种、热源不宜超过30℃。应与氧化剂、卤素分开存放，切忌混储。采用防爆型照明通风设施使用易产生火花的机械设备和 ACGIH式防毒面具（半面罩含量≥99.95(以体积计)沸点。。。。。。相对蒸气密度气饱和蒸气压燃烧热临界温度临界压力引燃温度上限下限处置前应参阅国家和地方有关。建议用法UN辆的防护栏板，并用三角木垫卡牢，防止滚动时车辆应配备相应品种和数量的消防器材。装运该物品的车辆排气管必须配备阻火装置，使用易产生火花的机械公路时要按规定路线行驶，勿在居民区和人口稠密区停留。铁路时要溜放化学物品安全管理条例(1987年2月17677号)，工作场所安全使用化学品规定([1996]劳部发423标志(GB13690-92)2.1类易燃气体。。。丙本品为单纯窒息剂及轻度麻醉剂。急性：人吸入1530分钟；243分钟；35％～4020秒钟；40％以上时，仅需6秒钟，并引起。慢性燃爆用工业覆盖层或吸附/吸收剂盖住泄附近的下水废水。可能，将漏出气用排风机送至空旷地方30℃。应与氧化剂、酸类分开存放，切忌混前ACGIH过滤式防毒面具（半面罩沸点饱和蒸气压燃烧热临界温度临界压力闪点引燃温度上限下限1用于制丙烯腈、环氧丙烷、等处置前应参阅国家和地方有关。建议用法UN化学物品安全管理条例(1987年2月17日国务院发布)，化学物品安全管理条例实施细则(化劳发[1992]677号)，工作场所安全使用化学品规定([1996]劳部发423号)等，针对化学品的安全定；常用化学品的分类及标志(GB1