年产25万吨二甲醚的精馏系统及二甲醚精馏塔设计

25万吨/年二甲醛精微系统及二甲醛精储塔设计25万吨/年二甲醛精微系统及二甲醛精储塔设计#TOC\o"1-5"\h\z1000 2000=644.6 2244111000 5147.92 23000 300010002000 7621.2：1100020003000 9967.72 230001000200030003000 2=2.9108Nmm2-2截面：MW-2=P311P4I\P511I13I3P61112T3'」5=2244.135005147.9：i35007500 7621.2TOC\o"1-5"\h\z2 27500 750035007500 99677350075007500 2 2=3.75108Nmm各种载荷引起的轴向应力计算压力引起的轴向应力压力引起的轴向应力FW0.972000:-1=——= 4Se46=80.83MPa压力引起的轴向应力FW0.972000:-1=——= 4Se46=80.83MPa6.5.2操作质量引起的轴向压应力0-0截面轴向压应力C2：0_0 0_0 _0_0 m。gm。g20065.39.81一2 Asb 二DisSes 3.1420006MPa1-1截面轴向压应力C2：11 11_1」 m°gm°g、-2 ————Asm Asm20065.3-341 9.81 二-3.84MPa50441式中：Asm裙座人孔处截面的即积，由式得. 2 2Asm二-20162-20002=50441mm42-2截面轴向压应力02：22 222 2二一24 m°gm°gkJ=- =- 2 - -一一Asm DiSe20065.3-341-341 9.813.1420006二一5.05MPa最大弯矩引起的轴向应力最大弯矩M，取下式计算值中最大值:i-imaxi-imax二最大弯矩M，取下式计算值中最大值:i-imaxi-imax二M=ME-i 0.25Mwii-iw计算结果如表6.4。0_0 M、3 - -~Z0-0

max4.81108± sb0_0 M、3 - -~Z0-0

max4.81108± sb二 一2c一 D2Sises44.81108= 2—=26.30.785201626MPa1-1M；二3Z1-1maxsm4.541080.78516606000二土34.83MPa表6.4最大弯矩引起的轴向应力截面0-01-12-2Mi-imax/(N.mm)4.81X084.541084.29108各危险截面的%计算如下:式中 Zsm——裙座人孔处截面的抗弯截面系数，由式得 Zsm=16606000mm3。_2-2_2-2--3M^x=h 一ZM2-2 429108=Mmax=_42920^_=22.782c0.785200026—DiSe4iMPa筒体的强度与稳定性校核筒体危险截面2-2处的最大组合轴向拉应力仃max组拉：仃：；2组拉=仃1+仃；工+仃：工=80.83-4.12+22.78=99.41MPa轴向许用应力：K［二］,=1.2 132 0.85=134.64MPa因为仃ma2x组拉＜K61中，故满足强度条件。筒体危险截面2-2处的最大组合轴向压应力。盆组压：max.仃瓷组压:仃：“+仃32'=-4.12-22.78=—26.9MPa许用轴向压应力：&］=』KB取其中较小值bKfrl按GB150《钢制压力容器》组合的规定，由

0.094Ri0.094RiSe0.0941150/6=0.00049查相应的材料图得B=50MPa取b1r=60MPa取b1r=60MPa因为K|c]=1.2 170=204MPa因为故满足稳定性条件。第7章全厂平面布置全厂平面布置的任务全厂平面设计为本设计的一项重要任务，总平面设计的是否合理，直接影响新建厂能否节约而有效的顺利进行，影响到建厂后的生产，管理，成本，能耗等各个方面，同时还影响到全厂的美观和今后的发展。纫细禀哂禅楼形帛金皆。总平面设计任务：(1)在满足生产流程条件下，结合厂区地形情况，经济合理的安排场内外各建筑物、构筑物、堆场等的相对位置；蹶灿忏雕镒瞬有薪(2)经济合理的竖向布置，正确选择标高；确定场内外运输方式、运输布置，合理组织人流、物流；(3)布置综合管线；(4)标高绿化美化，考虑卫生、消防条件，创造美好的工作条件。全厂平面设计的原则全厂总平面设计的基本原则为(1)建筑物之间相互配置应符合生产程序的要求，并能保证合理生产作业线；(2)原材料、半成品、成品的生产作业线应衔接协调，流程疏通，避免交叉和往返；(3)厂内一切运输系统布置应适合货物运转的特征，尽可能使货运路线和人员路线不交叉；(4)适当划分厂区，建筑物之间的距离尽量缩小，但必须符合防火和卫生技术条件的要求；(5)在保证安全生产的前提下力求缩小厂房战地面积，厂房布置尽量紧凑，根据生产的特点和设计拟建的工厂为中小型企业的情况，将工厂划分为几个区域，并按照区域进行布置，以保证各区域之间位置的协调配合，并符合卫生防疫和环境美化。潜愦巅志I!猫简^兢虑。全厂平面布置内容全厂应主要包括厂前区、生产区、动力区、仓库区、三废处理区。厂前区：包括行政楼、研发楼、职工食堂、医务室等主要建筑。生产区：应包括七大车间：原料车间、热电车间、造气车间、压缩车间、碳化车

间、合成车间和尿素车间。还应有备件库、机修车间、消防车间等辅助车间。 航却审绪献闻癣，情飒,瞩。动力区：包括变电站、锅炉房等。他们尽量靠近其服务的车间。这样可以减少管路的铺设和运输过程的损耗。仓库区：应靠近主干道以便于运输。全厂平面布置的特点平面布置有以下几个特点：厂房建筑物的布置与生产工艺流程相适应。原料、半成品和成品形成整个顺序，尽量保证流水作业，避免逆行和交叉；锅炉房、水泵房、配电站等辅助车间尽量靠近其主要部门，以缩短期间距离，节省投资；由前区到生产区主要干道，应避免与主要运输道路交叉；尽量使大多数厂房向阳、背风、避免瓦斯等，尽可能使各厂区有条件采用自然采光和自然通风等； 按防火规范的要求，保证建筑物之间的距离，符合规定；根据卫生规范的要求，保证厂区内卫生符合规定；根据环境发展的要求，生产区设在有废渣处理系统、废水处理系统、废气处理系统等设施；考虑工厂今后的发展，在厂区留有建筑余地；尽量做到以生产区为轴线，再考虑辅助车间、行政楼和道路的安排。掳则掷觞涡烂搀玺般全厂平面布置本设计中的设备主要有：反应器1个，精储塔2个，缓冲罐2个，泵6个，各种换热设备共14个，回流槽2个，收集槽1个，闪蒸罐与蒸发器各1个。rnawMWB'W闻赢。主设备有：反应器、精储塔、缓冲罐、收集槽、闪蒸罐等。辅助设备有：换热设备、泵、回流槽、蒸发器。.主要设备的布置主要设备在布置时，可以根据物料流程来放置，依次为：进料闪蒸罐、二甲醴反应器、二甲醴精储塔进料缓冲罐、收集槽、二甲醴精储塔、甲醇精储塔、甲醇缓冲罐。段贝曾叹模税蕖桃澹滞击。.辅助设备的布置1）泵本设计中有6个泵，而泵在运行过程中，产生的无论是噪音还是震动，都比较大。特别是产生的震动，对各种设备都具有一定的影响。所以，泵应尽量不要分散放置。本设计中有6个泵，可以放置在一起。佛做餐战湃津叙繁。2）其他辅助设备对于各种换热设备如冷凝器等，可以根据物料的流程进行放置。放置时，各个管线不能纵横交错，要规则放置。同时，管线应尽量短，以减少费用。 伞笔内金麻捞忆囱宁眸总结讨论设计主要完成任务1）二甲醴制取全过程的物料及能量衡算2）二甲醴精储塔的选型计算3）辅助设备的计算4）二甲醴精储塔塔内件机械强度设计及校核5）绘制PID图、PFD图、精储塔装配图、车间布置图设计过程的评述和有关问题的讨论本次设计制取二甲醴的方法选用了甲醇气相法，甲醇气相法制取二甲醴的优点：⑴生产二甲醴的原料可为精甲醇或粗甲醇，蒸汽消耗和生产成本较低。（2）二甲醴反应器是多段冷激式固定床，催化剂装填容量大，反应温度低，副反应少,装置易大型化。⑶采用先进塔器内件和分离工艺，回收效果好，流程简化，醇耗低。二甲醴的精储采用的是筛板精储塔，采用筛板精储塔的原因主要是其具有结构简单，造价低，生产能力较大，气体分撒均匀，传质效率较高等优点，但也有操作弹性小、筛孔小易堵塞等缺点。缅般伤却加甫宫礴r弃。由塔板负荷性能图可以看出，在本设计中的塔板的设计点在正常操作范围内，气液两相流量的变化对塔板效率影响不大，可以获得较理想的塔板效率。 骊管丛烟协脚暴勺激虚。[1]魏文德.有机化工原料大全(第二卷) [M].北京：化学工业出版社.1989:177[2]张正国.二甲醛(DME)生产技术及传统工艺优化改造 [J].气雾剂通讯，2001.21(3):1-3.葡翼1诠啕贵蹙骤。[3]费金华，王一兆.二甲醛的生产工艺及其特点 ]J].小氮肥设1t技术，2003,24(1):57-59[4]郭俊旺，牛玉琴.浆态床合成气制二甲醍双功能催化剂的性能 [J].材料化学学报.1998,26(4):321-325第飘^颗奁娱侨馨屿洒。[5]FuYuchuan,HongTao,ChenJieping.SurfaeeAcidityandtheDehydrationofMethanoltoDimethylEther.ThermochimieaAeta.2005,(434):22一26栖锚殿尊解羽黎翔甚赢[6]朱炳辰，化学反应工程.第四版[M]..北京：化学工业出版社，2007.11LideDR.CRCHandbookofChemistryandPhysies.88thed.NewYork:CRCPress,2007辩诿珍篝阮B«#BoYawsCL.ChemicalPropertiesHandBook.NewYork:MeGraw -HillBookCo,1999.265-313峥罚^新伯雍袭驻善加紫。DeanjohnA.兰氏化学手册.魏俊发，杨安运.杨祖培等译[M]..北京：科学出版社,2003.1-6B珏蠲鳍晕净粤凯[10]刘光启，马连湘，刘杰.化学化工物性数据手册(有机卷).北京：化学工业出版社，2002.42-613刽掺麟挣梯赞闺咳茧弑。[11]王守国，邵允，王元鸿等.加压条件下负载型杂多酸复合催化剂催化甲醇脱水制备二甲醍 .分子催化,2001,15(3):201-205胶跻^罚测丢翎翻I虚。12.慈志敏，储彳，谢在库等.气相催化法甲醇脱水合成二甲醛的工艺和催化剂研究 .四川大学学报(工程科学版)，2004,36(1):28-31鳏霸翻翎t缢钺[13]朱志渊，李淑芳.工业装置精微高纯二甲醛最佳条件 [J].天然气化工，2000.[14]高占笙.甲醇脱水制二甲醛及其分离精制 [J].化肥工业,1993,(5):58-61.[15]郑丹星，金红光，曹文等.二甲醛分离工艺[M].CN1513825A,2004.VossBodil,JoensenF,BoegildJH.Preparationoffuelgradedimethylether.WO9623755,1996.PengXD,DiamondBW,RobertTT,LajjaramBB.Separationprocessforone-stepproductionofdimethyletherfromUS6458856,2002.隆本甫^泉^^赶箱类赢。[18]郭天民.多元汽-液平衡和精微[M].北京：化学工业出版社，2002.[19]刘光启，马连湘，刘杰.化学化工物性数据手册有机卷 )[M]北京:化学工业出版社.2002[20]贾绍义,柴城敬.化工原理课程设计[M].天津:天津大学出版社，2008[21]赵军，张有，段成红.化工设备机械基础[M].北京:化学工业出版社,2009.[22]杨祖荣，刘丽英，刘伟.化工原理[M].北京:化学工业出版社,2008.[23]黄勇，焦建民，温秉权.工程材料及机械制造基础[M].北京：国防工业出版社，2004[24]张晖，严绍锋.塔设备裙座高的的计算[J].辽宁工学院学报.2003,23(2):43-55[25]姜伟之.工程材料的力学性能[M].北京：北京航空航天大学出版社， 20001物料流程图A21附图2物料流程图（手绘）A21张附图3二甲醴精储塔设备图A21张附图4二甲醴精储塔设备图（手绘）A21张附图5二甲醴精储塔PID图A11张附图6二甲醴精储塔PID图（手绘）A11张附图7i0.0