年产10万吨甲基叔丁基醚的生产工艺设计6800字【论文】

年产10万吨甲基叔丁基醚的生产工艺设计 3 31.1概述 3 6 61.1.3.1厂址选择 6 71.1.2工艺说明 7 8 8 81.3绿色化工 9 92.1物料衡算 92.1.1全车间物料衡算 92.1.1.1产品中纯METB的量 9 4MTBE在水中的溶解度(20℃,g/100g):4.3一、危害健康会引起一些皮肤疾病，因此它的危险性不容小觑ü。性能也给我们带来了生活中的一些烦恼与困惑，当其加热后的蒸气散播在大气中5以避免过大的损失与毁坏，造成不了弥补的错误。较为简单的方式方式便是构筑围堤或者是挖坑收容，方式简单极易操作；再者是使用浓度较高的泡沫将其泄露位置重要覆盖，降低蒸气蒸发带来的严重危害。将要用专用的处理泵或者是废弃槽处理相应的废弃物，将其分类了解后，做出合适的处置。②防护措施在甲基叔丁基醚操作车间，我们要做好防护措施，防止发生泄漏时造成不必要的伤亡，防止蒸汽进入皮肤，我们应穿戴防护服、防护眼镜、橡胶手套、防毒面具。操作过程还应该保持室内空气流畅，在操作中禁止烟火。在操作完成后，应立即脱下防护用具，立即沐浴更衣。③急救措施皮肤接触：急救后，衣服难免会湿透，要及时更换沾有危险物的服饰，淋浴洗掉身上残留的残留夜。眼睛接触：提起眼睑，一共要尽快及时清理，不然后果不堪设想，应及时用较强流动性能的清水或生理盐水冲洗。如果难以缓解，要立即选择距离最近的医院及食入：喝入大量的温水，保证身体水分充足，若出现身体强烈不适应情况应立马选择就医。1.1.1MTBE市场现状和发展趋势随着科学技术的大力推进和强烈发展，近年来由于各国交通活动，化工生产等大量污染物的排放，必须迎刃解决的是当下棘手的环保问题，随之环保政策的调整，在当今国社会国际市场中甲基叔丁基醚的市场也随之变幻莫测。比如说美国的例子应该引起全世界的关注，甲基叔丁基醚的危害性美国人认为是非常严峻的iv,让人们为之害怕，因此也在无形的使甲基叔丁基醚在美国内地的市场中的生产量和消费量形成了一直下滑的趋势，而和其相比具有相同特性的乙基叔丁基醚(ETBE)生产量和消费量随之形成了上升的趋势。与此同时在欧洲方面，由于受到美国的影响，随之而来的也便是甲基叔丁基醚的需求量大量下滑。然而处于中东地区却并非如此，现在以卡尔为首的一些国家仍然在汽油中加入一定量的甲基叔丁基醚使其作为重要的催化剂出现，因此，甲基叔丁基醚在中东地区的重要位置仍处于上升状态。因此甲基叔丁基醚为人们带来便捷的同时，要不断将其扩大，争取早日使全世界接受61.1.2设计依据根据设计的要求来说，需要设计出年产10万吨MTBE的生产工艺。与四乙致，即为“少投入多获得”,也就出现了人们都在大1、离子交换树脂法2、硫酸法3、催化蒸馏法。1.1.3厂址的选择及车间的组成1.1.3.1厂址选择71.1.3.2设计车间的组成1.1.2工艺说明1.2.1原材料规格序号原料名称备注1异丁烯含量1842%无色透明液体比重：0.7910.732初熔点：6465.5℃蒸馏量≥99%以HAC计算2甲醇酸值≤0.035345膨胀比：1.31.75强度：99%81.2.2副产品规格表2.副产品规格序号名称设计定额1丁烯T2MTBE≥98.7%1.2.3安全措施本设计装置的碳四原料异丁烯、甲醇以及成品甲基叔丁基醚等具有易燃易爆的特性，因此在其生产和储存过程中要更加小心。因为产品闪点的温度和其外界的温度比较起来较低一些，因此，要特别注意在不正常操作条件下时发生的反应，如果由于错误的操作环境及条件下，存在的重大危险也不容忽视。因为甲醇和甲基叔丁基醚的毒性存在，在选择辅助材料和盐酸时，辅助材料和盐酸等的水溶液有一定的腐蚀性，实验进行时也要在较高的压力下进行。具体措施：(1)在整个过程中，对于可燃物质要加以特别的控制，争取做到文明生产，最大力度的消除可燃物质泄露的风险。(2)对空气和氧化剂做到强有力的隔离效果，也就是要求设备要完全密闭。(3)做到完全消灭着火源，也是极其重要的。(4)对于火势和爆炸波的扩展和蔓延，要做到“早发现，早控制”,以免形成新(5)提高安全技术，加强安全管理。1.2.4具体的反应过程96程与6程RERE//工L却工L却口LIA115进行液面指示与报警时，当槽内的压力高于2389.03Pa时，其会自动P101A进行工作时，需要在线色谱AR101进行分析碳四原料中异丁烯的含量。1.3绿色化工2.1物料衡算内容[V]2.1.1全车间物料衡算2.1.1.1产品中纯METB的量有设计的要求来说，MTBE的生产量为年产10万吨，按照一年工作327.5天，按每天工作24天计算，所以一年需要工作7860小时，则每小时生产METB量：M=10×10⁴×10³/7860=1272合格品优质品MTBE至少为97%至少为最多为0.7%最多为0.5%最多为0.6%要求产品合格，按照其要求计算：则产品中纯甲基叔丁基醚的量：M₃'=12722.6×0.97=123M₃=12340.9/88.2=140.2.1.1.2反应器各段生成的MTBE的量产物甲基叔丁醚在反应器B出口的量(MTBE收率为98%):M₂'=12340.9/0.98=12592M₂=12592.8/88.2=142.想要设计合格，根据要求所得：一段转化率75%二段转化率85%三段转化率93%产物甲基叔丁基醚在反应器A出口的量：反应器总转化率≥92%反应器A总转化率≥85%设反应器的MTBE收率为98%M₁'=134.6×88.2=118712.1.1.3进入反应器A的异丁烯的量N=142.8/(0.92×0.98)=158.4kmol/hN'=158.4×56.1=8886.2kg/h2.1.2反应器物料衡算表4.反应器A进料组成及流量得出新鲜甲醇中纯甲醇的流率为5019.7kg/h表5.质量流0.460.7422.9231.846.368.925.320.120.20.384.785944.7循环甲醇=混合甲醇-纯甲醇=5944.72-5019.7=925.0kg/h因此醇烯比符合设计要求，主反应方程式：(CH₃)₂-C=CH₂+CH₃OH→副反应方程式：2,5异丁烯→2,3异丁烯由异丁烯反应生成甲基叔丁基醚的产率为98%,甲醇经过反应则能完全生成甲基叔丁基醚，经过一段反应后的转化率为75%反应的异丁烯为158.4×0.75=118.8kmol/hMTEB产量为158.4×0.75×0.98=116.4kmol/h生成MTBE的量为0.5mol时，生成异丁烯的量为0.4×(118.8-116.4-0.5)=0.8kmol/h剩下异丁烯的量158.4×(1-0.75)=39.6kmol/h反应器中进料组成甲醇为185.5kmol/h剩下的甲醇流量185.5-116.4=6表6.反应器一段出口反应产物的组成及流量用0.85当作循环物料的循环比，计算循环物料的异丁烯，设为x,解得x=33.7kmol/h同理，计算得含有甲基叔丁基醚的量98.9kmol/h甲醇的量58.7kmol/h表7.反应器一段循环物料的组成与流量按照85%的计算进度计算结果如下：剩下的异丁烯的流量：158.4×(1-0.85)=23.8kmol/h由此得，取循环物料的循环比为0.8,设循环物料中含异丁烯的量为x,则由此同理得，含有MTEB的量为106.6kmo到三段时异丁烯的反应转化率为93%剩下的异丁烯的量：158.4×(1-0.93)=11.1kmol/h2.2.热量衡算成物的初始状态和结束状态有关，而与反应过程中的方式和途径无关，盖斯定律：道理。因此，需要计算热量衡算时，我们并不需要考虑反应过程中的方式和途径，Q反应=∑生成物-∑反应物2.2.2、物理变化地热效应2.2.3、设备地热负荷在木次流积模圳中冬设各地执负荷已由PRO/I计算得出。2.2.4、热量散失进出物流烩变=设备地热负荷：2.3精馏塔的计算塔压降△P=29.4Kpa。分离后的结果为，塔底产品MTBE纯度高于98%,塔顶2.3.1、回流比和理论塔板数yrkXDXrPKyD甲醇DD=Zy¹oi=5.Nm=7.7实际塔板数N=23/0.5=462.3.2、精馏塔塔径和塔高的计算汽液相流量按塔顶第一块塔板计算，压力P=1.1780Mpa,温度t=80.65℃,汽相质量流量Fv=(R+1)Fw=2015汽相体积流量V=F/e=922.7m³/h液相质量流量FL=RFo=6180.93kg/h液相体积流量VL=12.27m³/h设板间距为0.45m,查斯宪斯图得负荷系数C=0.119设第一块塔板温度为塔顶蒸汽度(80.65℃)时，液体平均表面张力=6.4×10-3N/m700×3+400+250-450=2300mm=2.3m塔顶封头高0.4m,塔底高5.78m2.4泵的计算根据萃取水泵p107为例来说明泵的计算过程及选型，泵进口管径φ45×2.5,管长8m,2个90弯头，2个标准三通一个(输送液体为35℃水计算),泵出口管径φ78×4,管长50m,2个阀门，3个90°弯头，标准三通一个两液面流速视为0,△u²=0密度eH=993.95kg/m³流量mH=2956.12kg/h2.4.1进口阻力管件，阀门的放量长度：闸阀(全开):0.038×9=0.342m止逆阀(摇摆式):0.038×100=3.8m90°弯头两个：0.038×35×2=2.66m标准三通一个mZ1e=0.342+3.8+2.66+1.9=水的黏度μ=0.00727kg/ms查图得λ1=0.0242.4.2出口阻力φ78×4钢管阻力d=78-2×4=70mm=0.07m管件，阀门的当量长度闸阀一个m止逆阀一个m查表得λ2=0.019进出口阻力全管路总压头损失所以需要外加压头有效功率由此选用B型泵型号为3B57表10.车间费用成本表序号单价(万元)成本(万元) 原材料甲醇二燃料和动力000.9mpa蒸汽0.3mpa蒸汽压缩空气氮气电费三工资费用四五车间经费六企业管理费七八副产品产值李婷.国内外甲基叔丁基醚的研究进展[D].化工中间体出版，2014年3月[ii]新闻专题.