年產(chǎn)萬噸碳酸二甲酯化工廠的設(shè)計(jì)

醫(yī)藥化工學(xué)院化學(xué)工程與工藝學(xué)生：陳大紅指導(dǎo)老師：何光洪1總論1.1碳酸二甲酯的性質(zhì)和用途碳酸二甲酯(DimethylCarbonate，簡(jiǎn)稱DMC)：化學(xué)式CH3OCOOCH3，分子量為90.08，常溫下為透明液體，略帶香味。難溶于水，但能與醇、酮、酯等任意比混溶。DMC毒性很小，對(duì)金屬基本上無腐蝕性。DMC具有酯的通性，可與水發(fā)生水解反應(yīng)；可與含活潑氫基團(tuán)的醇、酚、胺、酯等化合物反應(yīng)；與二元醇或二元酚反應(yīng)生成聚碳酸酯。DMC分子中含有羰基、甲基、甲氧基等基團(tuán)，具有良好的反應(yīng)性能［1-3］，可代替劇毒的光氣、硫酸二甲酯、氯甲烷等作為羰基化劑、甲基化劑和甲氧基化劑，成為開發(fā)一系列潔凈化工工藝的新基塊。1.2碳酸二甲酯的市場(chǎng)分析國外產(chǎn)能情況及需求預(yù)測(cè)國外生產(chǎn)DMC的企業(yè)大約有十幾家，其中規(guī)模較大的有意大利ENI公司［4-8］。目前世界DMC的生產(chǎn)能力約130kt/a,年產(chǎn)量不足100kt,主要分布在美國、法國、意大利、日本等國。國外的DMC消費(fèi)情況是50%-60%用于取代劇毒的光氣，制造聚碳酸酯、西維因、呋喃丹、苯甲醚等，20%-30%用于制造環(huán)丙沙星等特殊用途的新產(chǎn)品，其余10%-20%用作溶劑。國內(nèi)產(chǎn)能情況及需求預(yù)測(cè)我國目前DMC生產(chǎn)企業(yè)有10余家，生產(chǎn)能力均不大。近幾年來，由于DMC下游產(chǎn)品——聚碳酸酯、聚氨酯、涂料溶劑、汽油添加劑、高能電池電解液市場(chǎng)發(fā)展迅速，帶動(dòng)了DMC市場(chǎng)需求量的走高，2005年,DMC國際市場(chǎng)需求量約13萬噸，國內(nèi)為3～4萬噸。預(yù)計(jì)國內(nèi)外DMC的需求將以10～20％的速度遞增，到2010年國內(nèi)需求量將達(dá)10萬噸以上，國外將達(dá)到20～30萬噸。廠址選擇本項(xiàng)目廠址選擇在山東省濰坊壽光市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)的科技工業(yè)園內(nèi)。壽光開發(fā)區(qū)先后與美國、日本、韓國、澳大利亞、臺(tái)灣、香港等20多個(gè)國家和地區(qū)的客商建立了穩(wěn)固的合作關(guān)系，新批進(jìn)區(qū)項(xiàng)目75個(gè)，項(xiàng)目投入7.2億元，區(qū)內(nèi)工業(yè)企業(yè)231家。天成食品有限公司、華源凱馬沖壓中心、富康制藥廠、墨龍集團(tuán)等先后進(jìn)區(qū)落戶。形成了以鹽化工、生物醫(yī)藥、石油機(jī)械、服裝、印染、食品加工為主體的工業(yè)體系。為鼓勵(lì)更多的客商投資，壽光經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)規(guī)劃建設(shè)了新城創(chuàng)業(yè)園、科技工業(yè)園兩大園區(qū)［9-11］。2碳酸二甲酯生產(chǎn)工藝工藝方案的選擇目前國內(nèi)外生產(chǎn)碳酸二甲酯的方法主要有光氣甲醇法、光氣醇鈉法、甲醇酯交換法、二氧化碳直接合成法、尿素直接醇解法、尿素間接醇解法以及甲醇氧化羰基法。通過對(duì)國內(nèi)外工藝的比較可知，尿素直接醇解法有如下特點(diǎn)：（1）原料廉價(jià)易得；（2）工藝簡(jiǎn)單，易于操作；（3）反應(yīng)產(chǎn)生的氨氣可以回收利用，對(duì)環(huán)境友好，綠色無污染；（4）反應(yīng)過程無水生產(chǎn)，避免了甲醇-DMC-水復(fù)雜體系的分離問題，使后續(xù)分離提純簡(jiǎn)單化，節(jié)省投資。（5）雖然反應(yīng)第二步中G>0，在熱力學(xué)［12-20］上為非自發(fā)反應(yīng)，但可以通過提高溫度，增大壓強(qiáng)來提高其轉(zhuǎn)化率。由實(shí)驗(yàn)可知反應(yīng)溫度在185℃，壓力1.2MPa時(shí)，尿素和甲醇在反應(yīng)精餾塔中反應(yīng)，在此條件下尿素的轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到100%，碳酸二甲酯的選擇性大于98%，DMC的單程收率大于50%。2.2碳酸二甲酯生產(chǎn)工藝反應(yīng)流程圖2-1為其流程示意圖：1-反應(yīng)精餾塔；2-共沸精餾塔；3-換熱器；4-膜分離器；5-冷凝器；6-萃取精餾塔；7-萃取劑回收塔；8-DMC精制塔；9-甲醇精制塔。圖2-1工藝流程示意圖流程簡(jiǎn)介：在1號(hào)為反應(yīng)精餾塔，尿素和甲醇分別以熔融和氣相狀態(tài)從反應(yīng)精餾塔的上端和下端進(jìn)入塔內(nèi)。兩者在塔內(nèi)的固定床上逆流接觸產(chǎn)生反應(yīng)，其中未反應(yīng)的部分在塔底列管式反應(yīng)器上繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)；反應(yīng)精餾塔可以將反應(yīng)產(chǎn)生的DMC精餾出去，因此可以打破反應(yīng)的平衡從而提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，增加其收率；反應(yīng)精餾塔上端為一個(gè)全凝器，在全凝器上端可采出氨氣，下端采出口采出的DMC和甲醇混合物經(jīng)過2號(hào)共沸精餾塔，塔頂采出DMC和甲醇的共沸物，塔底采出交純的甲醇，共沸物再經(jīng)過4號(hào)膜分離器再次提濃，打破DMC和甲醇的二元共沸點(diǎn)，此時(shí)DMC的濃度可達(dá)40%，再經(jīng)過分離車間提純。6號(hào)為萃取精餾塔，采用鄰二甲苯為萃取劑，使用萃取精餾的方法分離甲醇和DMC可以大大降低其能耗。萃取精餾得到的產(chǎn)物再經(jīng)過7號(hào)萃取劑回收塔和8號(hào)DMC精制塔最后得到含量為99.9%的DMC產(chǎn)品。注：具體工藝流程圖見附圖一。反應(yīng)條件及能耗催化劑:雙金屬催化劑ZnO-La2O3，用量占尿素質(zhì)量的27%；反應(yīng)原料:甲醇尿素15.85:1進(jìn)料；反應(yīng)條件:185℃，1.2MPa；反應(yīng)工藝:反應(yīng)精餾（采用熱耦合工藝）；分離工藝:膜分離，常壓萃取精餾分離；DMC；DMC；能耗:3t水蒸氣/tDMC。反應(yīng)主要設(shè)備尿素醇解法生產(chǎn)碳酸二甲酯反應(yīng)精餾塔，萃取精餾塔，膜分離器，精餾塔。催化劑的比較與選擇通過比較與分析ZnO2-La2O3催化劑用于乙醇脫氫法生產(chǎn)有如下特點(diǎn)：（1）ZnO2-La2O3價(jià)格相比與有機(jī)錫便宜，并且容易與產(chǎn)品分離，分離后的ZnO2-La2O3可以再次烘培可以重復(fù)利用；（2）催化劑不含有毒元素；（3）副產(chǎn)物少，但有氨基甲酸甲酯和氨甲酸甲酯，容易分離；（4）轉(zhuǎn)化率低于均相催化，但可以通過簡(jiǎn)單的焙燒循環(huán)使用；因此，我們選擇ZnO2-La2O3催化劑作為尿素醇解法的催化劑。膜的要求分離膜是具有優(yōu)先透過碳酸二甲酯性能的有機(jī)復(fù)合膜、有機(jī)/無機(jī)復(fù)合膜或無機(jī)膜。優(yōu)先透酯膜和優(yōu)先透水膜都采用有機(jī)硅聚合物中聚二甲基硅氧烷（PDMS），可置于ZrO2/Al2O3陶瓷支撐體上，具有較好的選擇性和通過量。膜的選擇由于在反應(yīng)過程中為反應(yīng)掉的甲醇與尿素形成二元共沸物，如果直接使用精餾塔來分離將大大增加其分離成本，所以我們選擇膜分離器來提濃跨過二元共沸物的共沸點(diǎn)，在用精餾塔將其提純。.1膜的分離原理膜是一種起分子級(jí)分離過濾作用的介質(zhì)，當(dāng)溶液或混和氣體與膜接觸時(shí)，在壓力，或電場(chǎng)作用，或溫差作用下，某些物質(zhì)可以透過膜，而另些物質(zhì)則被選擇性的攔截，從而使溶液中不同組分，或混和氣體的不同組分被分離，這種分離是分子級(jí)的分離。分離機(jī)理主要為篩分：膜表面有微孔，流體流經(jīng)膜一側(cè)的表面時(shí)，部分較小的分子隨部分溶劑穿過膜到達(dá)另一側(cè)，形成透析液，而大分子則被截留在原來的一側(cè)，形成截留液，從而達(dá)到了將大分子溶質(zhì)與小分子溶質(zhì)及溶劑分離開的目的。.2優(yōu)先透酯膜－Kristal?高分子中空纖維膜表2-1Kristal?高分子中空纖維膜的規(guī)格名稱規(guī)格KRISTAL﹡膜型號(hào)600B材料改性聚醚砜外徑/內(nèi)徑/膜壁厚度（㎜）公稱截留分子量60，000拉伸強(qiáng)度（MPa）3~4纖維長度2m(根據(jù)應(yīng)用而定)﹡遞送包裝800束大腸桿菌截留率（log）5~6最大總氯耐受量（ppm）500﹡（視用途而定）﹡APHA9222B表2-2Kristal?高分子中空纖維膜組件的規(guī)格名稱規(guī)格KRISTAL﹡膜型號(hào)600B膜型號(hào)600B組件直徑×長度8by2m膜殼材料PVC密封材料凱發(fā)專利密封材料操作溫度范圍5～40流動(dòng)模式外壓式純水初始通量立方米/膜組/小時(shí)（＠1bar,30℃9運(yùn)行PH范圍2～11清洗PH范圍2～12常用跨膜壓力TMP（bar）25℃反沖洗最大跨膜壓力TMP（bar）清洗最大跨膜壓力TMP（bar）重量（Kg）55﹡1米長度組件可訂制.3甲醇、碳酸二甲酯分離膜－InoCep陶瓷中空纖維膜InoCep是以穩(wěn)定無機(jī)材質(zhì)為膜材質(zhì)，以最具集約化的中空纖維為組件形式，膜組件裝填密度大，密封簡(jiǎn)單，過濾精度高。具有抗酸/堿、抗溶劑、卓越的熱穩(wěn)定性、超長的使用壽命、高機(jī)械強(qiáng)度、可用蒸氣殺菌、高通量、高組裝密度等特點(diǎn)。特別適合于乳化液廢水等高粘度、高含固量苛刻工業(yè)流體的分離應(yīng)用，目前已在金屬/表面處理工程，化學(xué)工程工業(yè)，食品和飲料/制糖業(yè)，廢物/廢水處理，工業(yè)過程中的化學(xué)品回用，生物制藥/生命科學(xué)，乳業(yè)等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。表2-3InoCep陶瓷中空纖維膜組件的規(guī)格型號(hào)/規(guī)格MM5膜表面極性無極性有效膜面積(m2)5膜芯長度（mm）560膜芯直徑（mm）260纖維數(shù)量1800最大操作壓力(bar)6運(yùn)行溫度（℃）－5～110適用PH范圍1.5～11過濾形式內(nèi)壓式膜殼材料SS316進(jìn)水連接尺寸8出水連接尺寸密封材料硅膠圈凈重kg28膜內(nèi)純水流速（m/s）設(shè)計(jì)進(jìn)水流量（m3/h）42流程特色碳酸二甲酯的生產(chǎn)一直存在原料劇毒，生產(chǎn)成本高，操作工藝復(fù)雜，分離困難等限制其發(fā)展的諸多問題。本流程采用尿素和甲醇直接醇解法合成碳酸二甲酯降低原料的成本，減少投資，且生產(chǎn)過成中無水生成，降低了分離的難度；通過使用反應(yīng)精餾塔，設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，布局適合尿素和甲醇合成碳酸二甲酯的生產(chǎn)，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高，生產(chǎn)過程安全易控，操作方便，使生產(chǎn)流程更為簡(jiǎn)捷。通過使用蒸氣滲透膜分離技術(shù)，不需要引入共沸劑。分離采用萃取精餾分離得到最優(yōu)級(jí)產(chǎn)品，分離工藝簡(jiǎn)單易控。通過使用雙金屬ZnO-La2O3提高轉(zhuǎn)化率和選擇性，提高原子利用率，降低生產(chǎn)成本。3投資與經(jīng)濟(jì)分析3.1總投資3總設(shè)備投資費(fèi)用計(jì)算根據(jù)生產(chǎn)發(fā)展的需求［21-24］，可以得到所需要的所有設(shè)備主要有一下這些，將他們價(jià)格列表如下所示：表3-1設(shè)備投資費(fèi)用一欄表設(shè)備名稱及技術(shù)規(guī)格型號(hào)、規(guī)格數(shù)量單價(jià)/萬元總計(jì)/萬元共沸塔DN1400×180001甲醇精餾塔DN2000×100001萃取精餾塔DN1600×250001萃取劑回收塔DN1600×250001DMC精餾塔DN1000×180001尿素熔融器1反應(yīng)精餾塔DN1200×360001氨氣吸收塔DN1500×180001換熱器2112211121111壓縮機(jī)16M11甲醇儲(chǔ)罐φ10000球1氨水儲(chǔ)罐φ11000球1儲(chǔ)罐φ3000×50002粗甲醇儲(chǔ)罐φ10000球1回流罐φ3000×50006DMC儲(chǔ)罐φ10000球1離心泵IS65-40-2504IS80-50-2001IS200-150-3151IS200-150-2501IS100-80-1601IS80-50-2502IS50-32-1252IS65-40-2001IS50-32-2001IS50-32-1602總計(jì)注：中低壓碳鋼以18000/t計(jì)，高壓碳鋼以20000/t計(jì)。3其它固定資產(chǎn)投資表3-2其它固定資產(chǎn)投資表要素成本/萬元要素成本/萬元設(shè)備安裝車輛170儀表辦公設(shè)備200儀表安裝其他建筑680管道213廠區(qū)建筑500道路185行政、生活設(shè)施280其他250萬元小結(jié)萬元注：設(shè)備的安裝費(fèi)為該設(shè)備的45%；控制儀表費(fèi)為15%。3固定資產(chǎn)折舊費(fèi)固定資產(chǎn)折舊率與服務(wù)壽命和殘值有關(guān)，服務(wù)壽命是指該資產(chǎn)能夠經(jīng)濟(jì)合理使用的時(shí)間，在估計(jì)服務(wù)壽命時(shí)間應(yīng)同時(shí)考慮到功能性折舊與實(shí)質(zhì)性折舊。一般房屋建筑物的使用年限為20年，而機(jī)器設(shè)備為15年，運(yùn)輸其中設(shè)備包括電子設(shè)備為5年。殘值是指固定資產(chǎn)報(bào)廢時(shí)的殘余價(jià)值。一般，殘值=殘值率×原值，殘值率一般取3%-5%，這里殘值率取4%，則每年的折舊費(fèi)用為原值×（1-殘值率）/折舊年限。表3-3折舊與攤銷表序號(hào)項(xiàng)目原值/萬元?dú)堉德?%設(shè)備殘值率/萬元折舊年限折舊（萬元/年）1生產(chǎn)設(shè)備4152建筑11804203車輛1704104辦公設(shè)備20048155其他25041015165累計(jì)折舊3維修費(fèi)用在生產(chǎn)過程中，不可避免地會(huì)出現(xiàn)故障，需要定期檢修，一般維修費(fèi)用占固定資本的3~10%，我們?nèi)?%，故維修費(fèi)用=5%×（+）萬=251.072萬元。3原料費(fèi)用表3-4原料費(fèi)用表成本項(xiàng)目用量/噸單價(jià)/元/噸總價(jià)/萬元甲醇2200尿素1520鄰二甲苯7000ZnO-La2O320000合計(jì)3人事費(fèi)用表3-5部門人員和工資費(fèi)用表序號(hào)崗位名稱定員工資(含年終獎(jiǎng)金)/（萬/年）1總經(jīng)理1152總經(jīng)理助理1123總工程師1124副總經(jīng)理1105客戶服務(wù)部經(jīng)理16職員266人力資源部經(jīng)理16職員267財(cái)務(wù)部經(jīng)理18職員4128后勤部主管16后勤保安612廚師412保潔369銷售部經(jīng)理16職員102510市場(chǎng)部經(jīng)理16職員2611物流部經(jīng)理16職員2612企宣部經(jīng)理16職員2613生產(chǎn)部經(jīng)理16合成車間工藝員14操作工615提濃車間工藝員14操作工615精制車間工藝員14操作工615公用工程人員410儲(chǔ)運(yùn)人員820監(jiān)測(cè)員412維修中心人員82014質(zhì)檢部經(jīng)理16職員41215產(chǎn)品研發(fā)部經(jīng)理16研發(fā)人員83216合計(jì)109375表3-6員工福利估計(jì)表序號(hào)類別占技術(shù)工工資總額比例小計(jì)（萬元）1養(yǎng)老保險(xiǎn)金10%2失業(yè)保險(xiǎn)金1.5%3醫(yī)療保險(xiǎn)金5%4生育保險(xiǎn)0.5%5工傷保險(xiǎn)1.5%6住房公積金4%7總計(jì)22.5%3能源的消耗在該廠生產(chǎn)過程中，總共用到兩種能量的消耗，主要是水和電，他們的用量與價(jià)格見下表：表3-7能量的消耗項(xiàng)目年用量單價(jià)總價(jià)（萬元）生活用水7128噸循環(huán)冷卻水63000噸蒸氣45000噸100/t450電855萬Kw×hr0.6元/kW×hr513總計(jì)3無形資產(chǎn)3.1技術(shù)轉(zhuǎn)讓費(fèi)該項(xiàng)目中設(shè)計(jì)涉及到的專利轉(zhuǎn)讓費(fèi)估計(jì)為200萬元。3.2土地購置費(fèi)根據(jù)我們的廠區(qū)設(shè)計(jì)可以得到我們廠區(qū)的面積為25200平方米。同時(shí)又由于我們的廠址所在地的地價(jià)為15元/立方米，因此可知該項(xiàng)目工廠的土地購置費(fèi)為378萬元。3總投資費(fèi)用表3-8總投資費(fèi)用表總投資要素成本/萬元固定資產(chǎn)投資主要設(shè)備其它固定資產(chǎn)投資無形資產(chǎn)投資技術(shù)轉(zhuǎn)讓費(fèi)土地購置費(fèi)其他費(fèi)用固定資產(chǎn)折舊費(fèi)維修費(fèi)用原料費(fèi)用人事費(fèi)用能源的消耗“三廢”處理費(fèi)總計(jì)3.2總收益估算項(xiàng)目收益主要為產(chǎn)品碳酸二甲酯和副產(chǎn)品氨水。表3-9產(chǎn)品收益表產(chǎn)品產(chǎn)量/噸價(jià)格/（元/噸）收益/萬元碳酸二甲酯15000700010500.000氨水650總計(jì)3投資額的確定一般化工項(xiàng)目的資金回?cái)n期為3個(gè)月，即流動(dòng)資金一般取一年成本的25%，達(dá)產(chǎn)期年成產(chǎn)成本為萬元，即可得到流動(dòng)資金為萬元。表3-10投資額的確定項(xiàng)目金額（萬元）成本固定資產(chǎn)投資流動(dòng)資金總投資額注：總投資額=固定資產(chǎn)投資額+流動(dòng)資金。資金籌措本工廠的總投資約為6925萬元，資金籌措方案為向中國工商銀行貸款3000萬元，借款償還期為5年。剩下的3925萬由企業(yè)自有資金注入。經(jīng)濟(jì)分析投資回收期Pt=投資凈現(xiàn)值NPV=8429.502（萬元）內(nèi)部收益率IRR=24.54%4物料衡算流程簡(jiǎn)述本廠主要生產(chǎn)碳酸二甲酯（1.5萬噸/年），同時(shí)副產(chǎn)氨水。由尿素和甲醇為原料，在反應(yīng)精餾塔內(nèi)反應(yīng)。從塔頂采出碳酸二甲酯和甲醇的共沸物，經(jīng)過膜分離器提濃跨過共沸點(diǎn)，產(chǎn)物通過萃取精餾塔，兩個(gè)碳酸二甲酯精餾塔，最終生產(chǎn)純度為99.9%碳酸二甲酯。整個(gè)生產(chǎn)工藝包括碳酸二甲酯的合成以及產(chǎn)品的分離精制兩個(gè)階段。4.2碳酸二甲酯合成及分離工段尿素和甲醇為原料，經(jīng)反應(yīng)精餾塔一步反應(yīng)直接得到碳酸二甲酯和氨氣，氨氣從反應(yīng)精餾塔塔頂餾出，產(chǎn)物依次通過共沸精餾塔、膜分離器、萃取精餾塔、在經(jīng)過碳酸二甲酯精制精餾塔，最終生產(chǎn)純度為99.9%的DMC。流程如圖4-1所示。圖4-1碳酸二甲酯合成及分離工段流程模擬圖反應(yīng)精餾塔物料衡算表4-1反應(yīng)精餾塔物料衡算表StreamNo.INOUT1NH3DMC-MEOHPhaseVAPORVAPORVAPORTemperature℃185185185PressureatmComponentKg/hrMassFlowMassFlowMassFlowUREA00H2O00CH3OHDMC0NH30鄰二甲苯000MC00CH3NHCOOCH300Total共沸精餾塔物料衡算表4-2共沸精餾塔物料衡算表StreamNo.INOUT349PhaseVAPORLIQUIDLIQUIDTemperature℃PressureatmComponentMassFlowMassFlowMassFlowUREA000H2O000CH3OHDMCNH3鄰二甲苯000MCCH3NHCOOCH3Total膜分離器物料衡算表4-3膜分離器物料衡算表StreamNo.INOUT5CIRCLE16IC-GASPhaseVAPORVAPORVAPOR-LIQUIDVAPORTemperature℃105105105105PressureatmComponentMassFlowMassFlowMassFlowMassFlowUREA0000H2O0000CH3OHDMCNH300鄰二甲苯0000MC00CH3NHCOOCH300Total萃取精餾塔物料衡算表4-4萃取精餾塔物料衡算表StreamNo.INOUT16IN-OX811PhaseLIQUIDLIQUIDLIQUIDLIQUIDTemperature℃150Pressureatm11ComponentMassFlowMassFlowMassFlowMassFlowUREA0000H2O0000CH3OH0DMC0NH30000鄰二甲苯MC0000CH3NHCOOCH30000Total萃取劑回收塔物料衡算表4-5萃取回收塔物料衡算表StreamNo.INOUT1NH3DMC-MEOHPhaseVAPORVAPORVAPORTemperature℃LIQUIDLIQUIDLIQUIDPressureatm11ComponentMassFlowMassFlowMassFlowUREA00H2O00CH3OHDMC0NH30鄰二甲苯000MC00CH3NHCOOCH300TotalDMC精制塔物料衡算表4-6DMC精制塔物料衡算表StreamNo.INOUT1213CIRCLE2PhaseLIQUIDLIQUIDLIQUIDTemperature℃Pressureatm111ComponentMassFlowMassFlowMassFlowUREA000H2O000CH3OHDMCNH3000鄰二甲苯0MC000CH3NHCOOCH3000Total甲醇精制塔物料衡算表4-7甲醇精制塔物料衡算表StreamNo.INOUT15MEOH10PhaseLIQUIDLIQUIDLIQUIDTemperature℃PressureatmComponentMassFlowMassFlowMassFlowUREA000H2O000CH3OHDMC0NH30鄰二甲苯MC0CH3NHCOOCH3Total總流程物料衡算表4-8總流程物料衡算StreamNo.INOUTFEED1FEED2IN-OXNH3IC-GASOUT-OXMEOHPRODUCTWASTEPhaseLIQUIDLIQUIDLIQUIDVAPORVAPORLIQUIDLIQUIDLIQUIDLIQUIDTemperature℃25251501851053223PressureatmComponentMassFlowMassFlowMassFlowMassFlowMassFlowMassFlowMassFlowMassFlowMassFlowUREA00000000H2O00000000CH3OH00DMC000NH300000鄰二甲苯0000MC000000CH3NHCOOCH3000000Total5熱量衡算5.1HEATER1熱量衡算表5-1HEATER1熱量衡算表［25-27］StreamNo.INOUT171Temperature℃25132Pressurebar112VaporFrac00MoleFlowkmol/hrMassFlowkg/hrVolumeFlowcum/hrEnthalpyMMkcal/hr△HMMkcal/hrHeatDutyofHEATER1MMkcal/hr5.2HEATER2熱量衡算表5-2HEATER2熱量衡算表StreamNo.INOUT45Temperature℃105Pressurebar14VaporFrac01MoleFlowkmol/hrMassFlowkg/hrVolumeFlowcum/hrEnthalpyMMkcal/hr△HMMkcal/hrHeatDutyofHEATER2MMkcal/hr5.3CONDENSE熱量衡算表5-3CONDENSE熱量衡算表StreamNo.INOUT67Temperature℃10525Pressurebar41VaporFrac0MoleFlowkmol/hrMassFlowkg/hrVolumeFlowcum/hrEnthalpyMMkcal/hr△HMMkcal/hrHeatDutyofHEATER2MMkcal/hr5.4HEATX1熱量衡算表5-4HEATX1熱量衡算表StreamNo.INOUT10WATER14WASTETemperature℃1523Pressurebar221VaporFrac0000MoleFlowkmol/hr44MassFlowkg/hrVolumeFlowcum/hrEnthalpyMMkcal/hr△HMMkcal/hrHeatDutyofHEATX1MMkcal/hr5.5HEATX2熱量衡算表5-5 HEATX2熱量衡算表StreamNo.INOUT13WATER2OUTPRODUCTTemperature℃1532PressurebarVaporFrac0000MoleFlowkmol/hr170170MassFlowkg/hrVolumeFlowcum/hrEnthalpyMMkcal/hr△HMMkcal/hrHeatDutyofHEATX2MMkcal/hr5.6SEP1熱量衡算表5-6SEP1熱量衡算表StreamNo.INOUT2H3NDMC-MEOHTemperature℃185185185Pressurebar121212VaporFrac111MoleFlowkmol/hrMassFlowkg/hrVolumeFlowcum/hrEnthalpyMMkcal/hr△HMMkcal/hrHeatDutyofSEP1MMkcal/hr5.7SEP2熱量衡算表5-7SEP2熱量衡算表StreamNo.INOUT56CIRCLE1IC-GASTemperature℃105105105105Pressurebar4444VaporFrac111MoleFlowkmol/hrMassFlowkg/hrVolumeFlowcum/hrEnthalpyMMkcal/hr△HMMkcal/hrHeatDutyofSEP2MMkcal/hr5.8T1熱量衡算表5-8T1熱量衡算StreamNo.INOUT349Temperature℃Pressurebar111VaporFrac100MoleFlowkmol/hrMassFlowkg/hrVolumeFlowcum/hrEnthalpyMMkcal/hr△HMMkcal/hr設(shè)備名稱塔底再沸器塔頂冷凝器負(fù)荷MMkcal/hrQ＝-9.107+0.100＝=△H熱量守恒5.9T2熱量衡算表5-9T2熱量衡算表StreamNo.INOUT1510MEOHTemperature℃Pressurebar222VaporFrac00MoleFlowkmol/hrMassFlowkg/hrVolumeFlowcum/hrEnthalpyMMkcal/hr△HMMkcal/hr設(shè)備名稱塔底再沸器塔頂冷凝器負(fù)荷MMkcal/hrQ＝-13.164+12.433＝=△H熱量守恒5.10T3熱量衡算表5-10T3熱量衡算表StreamNo.INOUT16IN-OX811Temperature℃150Pressurebar1VaporFrac0000MoleFlowkmol/hrMassFlowkg/hrVolumeFlowcum/hrEnthalpyMMkcal/hr△HMMkcal/hr設(shè)備名稱塔底再沸器塔頂冷凝器負(fù)荷MMkcal/hrQ＝-4.256+4.182＝=△H熱量守恒5.11T4熱量衡算表5-11T4熱量衡算表StreamNo.INOUT1112OUT-OXTemperature℃PressurebarVaporFrac000MoleFlowkmol/hrMassFlowkg/hrVolumeFlowcum/hrEnthalpyMMkcal/hr△HMMkcal/hr設(shè)備名稱塔底再沸器塔頂冷凝器負(fù)荷MMkcal/hrQ＝-1.217+1.375＝=△H熱量守恒5.12T5熱量衡算表5-12T5熱量衡算表StreamNo.INOUT12CIRCLE213Temperature℃PressurebarVaporFrac000MoleFlowkmol/hrMassFlowkg/hrVolumeFlowcum/hrEnthalpyMMkcal/hr△HMMkcal/hr設(shè)備名稱塔底再沸器塔頂冷凝器負(fù)荷MMkcal/hrQ＝-1.666+1.680＝=△H熱量守恒6主要設(shè)備設(shè)計(jì)與選型6.1泵的選型舉例運(yùn)用軟件化工專業(yè)泵計(jì)算1.1，計(jì)算出各泵的具體參數(shù)［28-38］，如下：表6-1P301選型計(jì)算泵性能參數(shù)名稱取值流量m3/h流速m/s揚(yáng)程m入口壓力Kpa(絕壓)出口壓力Kpa(絕壓)壓差Kpa安裝高度mNPSHam效率%70有效功率kw軸功率kw物性參數(shù)操作容器內(nèi)壓力物料名稱UREA+DMC密度kg/m3800吸入容器內(nèi)操作壓力kPa黏度Pa×s飽和蒸氣壓kPa(絕壓)排出容器內(nèi)操作壓力kPa雷諾數(shù)管件參數(shù)名稱取值名稱取值管內(nèi)徑mm100絕對(duì)粗糙度mm直管長度m直管摩擦因數(shù)彎頭數(shù)目個(gè)彎頭局部阻力系數(shù)截止（球）閥數(shù)目個(gè)截止閥阻力系數(shù)底閥數(shù)目個(gè)底閥局部阻力系數(shù)其它管件數(shù)目個(gè)局部阻力系數(shù)直管阻力損失m液柱進(jìn)出口阻力損失m液柱-3管件阻力損失m液柱表6-2P302選型計(jì)算泵性能參數(shù)名稱取值流量m3/h流速m/s揚(yáng)程m入口壓力Kpa(絕壓)出口壓力Kpa(絕壓)壓差Kpa安裝高度mNPSHam效率%70有效功率kw軸功率kw物性參數(shù)操作容器內(nèi)壓力物料名稱UREA+DMC密度kg/m3800吸入容器內(nèi)操作壓力kPa黏度Pa×s飽和蒸氣壓kPa(絕壓)排出容器內(nèi)操作壓力kPa雷諾數(shù)管件參數(shù)名稱取值名稱取值管內(nèi)徑mm100絕對(duì)粗糙度mm直管長度m直管摩擦因數(shù)彎頭數(shù)目個(gè)彎頭局部阻力系數(shù)截止（球）閥數(shù)目個(gè)截止閥阻力系數(shù)底閥數(shù)目個(gè)底閥局部阻力系數(shù)其它管件數(shù)目個(gè)局部阻力系數(shù)直管阻力損失m液柱進(jìn)出口阻力損失m液柱-2管件阻力損失m液柱表6-3P303選型計(jì)算泵性能參數(shù)名稱取值流量m3/h流速m/s揚(yáng)程m入口壓力Kpa(絕壓)出口壓力Kpa(絕壓)壓差Kpa安裝高度mNPSHam效率%70有效功率kw軸功率kw物性參數(shù)操作容器內(nèi)壓力物料名稱METHANOL+DMC密度kg/m3吸入容器內(nèi)操作壓力kPa黏度Pa×s-4飽和蒸氣壓kPa(絕壓)排出容器內(nèi)操作壓力kPa雷諾數(shù)管件參數(shù)名稱取值名稱取值管內(nèi)徑mm100絕對(duì)粗糙度mm直管長度m直管摩擦因數(shù)-2彎頭數(shù)目個(gè)彎頭局部阻力系數(shù)截止（球）閥數(shù)目個(gè)截止閥阻力系數(shù)底閥數(shù)目個(gè)底閥局部阻力系數(shù)其它管件數(shù)目個(gè)局部阻力系數(shù)直管阻力損失m液柱-2進(jìn)出口阻力損失m液柱-3管件阻力損失m液柱表6-4P304選型計(jì)算泵性能參數(shù)名稱取值流量m3/h流速m/s揚(yáng)程m入口壓力Kpa(絕壓)出口壓力Kpa(絕壓)壓差Kpa安裝高度m20NPSHam效率%70有效功率kw軸功率kw物性參數(shù)操作容器內(nèi)壓力物料名稱METHANOL+DMC密度kg/m3吸入容器內(nèi)操作壓力kPa黏度Pa×s-4飽和蒸氣壓kPa(絕壓)排出容器內(nèi)操作壓力kPa雷諾數(shù)管件參數(shù)名稱取值名稱取值管內(nèi)徑mm100絕對(duì)粗糙度mm直管長度m直管摩擦因數(shù)-2彎頭數(shù)目個(gè)彎頭局部阻力系數(shù)截止（球）閥數(shù)目個(gè)截止閥阻力系數(shù)底閥數(shù)目個(gè)底閥局部阻力系數(shù)其它管件數(shù)目個(gè)局部阻力系數(shù)直管阻力損失m液柱-2進(jìn)出口阻力損失m液柱-3管件阻力損失m液柱表6-5P305選型計(jì)算泵性能參數(shù)名稱取值流量m3/h流速m/s揚(yáng)程m入口壓力Kpa(絕壓)出口壓力Kpa(絕壓)壓差Kpa安裝高度m0NPSHam效率%70有效功率kw軸功率kw物性參數(shù)操作容器內(nèi)壓力物料名稱METHANOL+DMC密度kg/m3800吸入容器內(nèi)操作壓力kPa黏度Pa×s飽和蒸氣壓kPa(絕壓)排出容器內(nèi)操作壓力kPa雷諾數(shù)管件參數(shù)名稱取值名稱取值管內(nèi)徑mm100絕對(duì)粗糙度mm直管長度m直管摩擦因數(shù)彎頭數(shù)目個(gè)彎頭局部阻力系數(shù)截止（球）閥數(shù)目個(gè)截止閥阻力系數(shù)底閥數(shù)目個(gè)底閥局部阻力系數(shù)其它管件數(shù)目個(gè)局部阻力系數(shù)直管阻力損失m液柱進(jìn)出口阻力損失m液柱-2管件阻力損失m液柱-2其余各泵算法一致，在此不一一列出6.2換熱器的選型舉例列管式換熱器是目前化工及酒精生產(chǎn)上應(yīng)用最廣的一種換熱器。它主要由殼體、管板、換熱管、封頭、折流擋板等組成。所需材質(zhì)，可分別采用普通碳鋼、紫銅、或不銹鋼制作。在進(jìn)行換熱時(shí)，一種流體由封頭的連結(jié)管處進(jìn)入，在管流動(dòng)，從封頭另一端的出口管流出，這稱之管程；另-種流體由殼體的接管進(jìn)入，從殼體上的另一接管處流出，這稱為殼程。圖6-1為其結(jié)構(gòu)示意圖。1-封頭法蘭；2-介質(zhì)A接管法蘭；3-殼體；4-換熱管束；5-封頭；6-介質(zhì)B接管法蘭圖6-1列管式換熱器注：具體見附圖五。用AspenPlus每個(gè)換熱器進(jìn)行模擬，得到相關(guān)物料參數(shù)后，得到數(shù)據(jù)如下：表6-6E308選型計(jì)算換熱器名稱E308換熱器類型無相變換熱器換熱器管程傳熱特點(diǎn)液體無相變換熱器殼程傳熱特點(diǎn)氣體無相變換熱器功能選擇計(jì)算總傳熱系數(shù)進(jìn)行換算換熱器管程物料選擇有機(jī)化合物換熱器殼程物料選擇有機(jī)化合物設(shè)備數(shù)據(jù)換熱器殼內(nèi)徑換熱器管長3m換熱器管數(shù)32換熱管外徑換熱管內(nèi)徑換熱管間距換熱管排列方式三角形換熱管程數(shù)2換熱器傳質(zhì)單元數(shù)擋板切割高度與換熱器殼內(nèi)徑換熱器擋板間距換熱器擋板數(shù)4換熱器臺(tái)數(shù)1傳熱數(shù)據(jù)換熱器總傳熱系數(shù)Kw/m2·k換熱器對(duì)數(shù)平均溫差℃換熱器熱負(fù)荷kw換熱器實(shí)際換熱面積m2換熱器理論所需面積m2換熱器管程流體流量Kg/h67600換熱器殼程流體流量Kg/h67600換熱器管程流速M(fèi)/s換熱器殼程流速M(fèi)/s換熱器管程壓力降atm換熱器殼程壓力降atm換熱器管程Re數(shù)---其余各換熱器算法一直，在此不一一列出6.3精餾塔的設(shè)計(jì)舉例浮閥的閥片可以浮動(dòng)，隨著氣體負(fù)荷的變化而調(diào)節(jié)其開啟度，因此，浮閥塔的操作彈性大，特別是在低負(fù)荷時(shí)，仍能保持正常操作。浮閥塔由于氣液接觸狀態(tài)良好，霧沫夾帶量小(因氣體水平吹出之故)，塔板效率較高，生產(chǎn)能力較大。塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造費(fèi)用便宜，并能適應(yīng)常用的物料狀況，是化工、煉油行業(yè)中使用最廣泛的塔型之一。圖6-2為其結(jié)構(gòu)示意圖：1-出料口接管；2-接管；3-塔盤；4-回流管；5-塔頂接管；6-進(jìn)料管圖6-2浮閥塔結(jié)構(gòu)示意圖我們首先通過AspenPlus軟件計(jì)算得到相關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)和物性資料，然后使用Hydrodyn和Mechanic兩個(gè)軟件，對(duì)生產(chǎn)過程中的精餾塔進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)。精餾塔T1設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表6-8精餾塔T1具體數(shù)據(jù)一序號(hào)項(xiàng)目數(shù)值1塔徑D/m2塔板間距HT/m3塔板型式單流型4閥孔直徑d/m5堰長lw/m6外堰高h(yuǎn)w/m7板上清液層高度hl/m8降液管底與管間距h0/m9閥數(shù)N/個(gè)43310閥孔速度u0-111閥孔動(dòng)能因數(shù)F012閥間距/m13開孔率14塔板壓降hp/m15物性系數(shù)K16降液管內(nèi)清液層高度hd/m液柱17泛點(diǎn)負(fù)荷因素Cf18負(fù)荷上限（霧沫夾帶控制）%8519負(fù)荷下限（最小氣流量控制）%42表6-9精餾塔T1具體數(shù)據(jù)二序號(hào)項(xiàng)目數(shù)值1工作壓力/MPa2工作溫度/℃3設(shè)計(jì)壓力/MPa4設(shè)計(jì)溫度/℃625材料Q235-A6許用應(yīng)力［σ］MPa/1117材料的屈服極限/MPa2358鋼板負(fù)偏差C1/mm9腐蝕余量C2/mm110焊縫系數(shù)11筒體最小壁厚碳鋼DI＞=3800Smin=312名義厚度/mmSn=1113有效厚度/mm14液壓試驗(yàn)/MPa15封頭曲面深度Hf/mm35016形狀系數(shù)117計(jì)算厚度Sc/mm18最小有效厚度/mm19名義厚度Sn/mm20有效厚度S1/mm21液壓試驗(yàn)許用應(yīng)力/MPa22筒體質(zhì)量/kg23封頭質(zhì)量/kg24筒體總質(zhì)量/kg25塔盤的單位面積重量/N/㎡75026塔盤數(shù)（個(gè)）2527塔盤總質(zhì)量/kg28裙座高度/m29估計(jì)裙座質(zhì)量/kg30塔上其余附件質(zhì)量/kg31附件總質(zhì)量/kg32空塔總質(zhì)量/kg33全塔操作質(zhì)量/kg34全塔水壓時(shí)的總質(zhì)量/kg精餾塔T2設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表6-10精餾塔T2具體數(shù)據(jù)一序號(hào)項(xiàng)目數(shù)值1塔徑D/m22塔板間距HT/m3塔板型式單流型4閥孔直徑d/m5堰長lw/m6外堰高h(yuǎn)w/m7板上清液層高度hl/m8降液管底與管間距h0/m9閥數(shù)N/個(gè)43310閥孔速度u0-111閥孔動(dòng)能因數(shù)F012閥間距/m13開孔率14塔板壓降hp/m15物性系數(shù)K16降液管內(nèi)清液層高度hd/m液柱17泛點(diǎn)負(fù)荷因素Cf18負(fù)荷上限（霧沫夾帶控制）%10619負(fù)荷下限（最小氣流量控制）%48表6-11精餾塔T2具體數(shù)據(jù)二序號(hào)項(xiàng)目數(shù)值1工作壓力/MPa2工作溫度/℃823設(shè)計(jì)壓力/MPa4設(shè)計(jì)溫度/℃855材料Q235-A6許用應(yīng)力［σ］/MPa1117材料的屈服極限/MPa2358鋼板負(fù)偏差C1/mm9腐蝕余量C2/mm110焊縫系數(shù)11筒體最小壁厚碳鋼DI＞=3800Smin=412名義厚度/mmSn=613有效厚度/mm14液壓試驗(yàn)/MPa15封頭曲面深度Hf/mm50016形狀系數(shù)117計(jì)算厚度Sc/mm18最小有效厚度/mm319名義厚度Sn/mm20有效厚度S1/mm21液壓試驗(yàn)許用應(yīng)力/MPa22筒體質(zhì)量/kg23封頭質(zhì)量/kg24筒體總質(zhì)量/kg25塔盤的單位面積重量/N/㎡75026塔盤數(shù)（個(gè)）1027塔盤總質(zhì)量/kg28裙座高度/m29估計(jì)裙座質(zhì)量/kg30塔上其余附件質(zhì)量/kg31附件總質(zhì)量/kg32空塔總質(zhì)量/kg33全塔操作質(zhì)量/kg34全塔水壓時(shí)的總質(zhì)量/kg精餾塔T5設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表6-12精餾塔T5具體數(shù)據(jù)一序號(hào)項(xiàng)目數(shù)值1塔徑D/m12塔板間距HT/m3塔板型式單流型4閥孔直徑d/m5堰長lw/m6外堰高h(yuǎn)w/m7板上清液層高度hl/m8降液管底與管間距h0/m9閥數(shù)N/個(gè)9510閥孔速度u0-111閥孔動(dòng)能因數(shù)F012閥間距/m13開孔率14塔板壓降hp/m15物性系數(shù)K16降液管內(nèi)清液層高度hd/m液柱17泛點(diǎn)負(fù)荷因素Cf18負(fù)荷上限（霧沫夾帶控制）%11419負(fù)荷下限（最小氣流量控制）%44表6-13精餾塔T5具體數(shù)據(jù)二序號(hào)項(xiàng)目數(shù)值1工作壓力/MPa2工作溫度/℃723設(shè)計(jì)壓力/MPa4設(shè)計(jì)溫度/℃755材料Q235-A6許用應(yīng)力［σ］/MPa1117材料的屈服極限/MPa2358鋼板負(fù)偏差C1/mm9腐蝕余量C2/mm110焊縫系數(shù)11筒體最小壁厚碳鋼DI＞=3800Smin=312名義厚度/mmSn=513有效厚度/mm14液壓試驗(yàn)/MPa15封頭曲面深度Hf/mm25016形狀系數(shù)17計(jì)算厚度Sc/mm18最小有效厚度/mm19名義厚度Sn/mm20有效厚度S1/mm21液壓試驗(yàn)許用應(yīng)力/MPa22筒體質(zhì)量/kg23封頭質(zhì)量/kg24筒體總質(zhì)量/kg25塔盤的單位面積重量/N/㎡75026塔盤數(shù)（個(gè)）2527塔盤總質(zhì)量/kg28裙座高度/m29估計(jì)裙座質(zhì)量/kg30塔上其余附件質(zhì)量/kg31附件總質(zhì)量/kg32空塔總質(zhì)量/kg33全塔操作質(zhì)量/kg34全塔水壓時(shí)的總質(zhì)量/kg6.2非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計(jì)該工藝中需自主設(shè)計(jì)的非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備有：反應(yīng)精餾塔，尿素熔融裝置。6.2.1反應(yīng)精餾塔反應(yīng)精餾是將化學(xué)反應(yīng)與精餾分離2種過程在同一設(shè)備中進(jìn)行的耦合過程程。與傳統(tǒng)工藝相比，反應(yīng)精餾具有選擇性高、轉(zhuǎn)化率高、生產(chǎn)能力高、產(chǎn)品純度高、投資少、操作費(fèi)用低和能耗低等特點(diǎn)。圖6-3為其結(jié)構(gòu)示意圖：1-全凝器；2-塔盤；3-液體分布器；4-固定床反應(yīng)器；5-列管式反應(yīng)器；a-尿素進(jìn)料管；i、b-溫度計(jì)口；k、c-甲醇進(jìn)料口；d-物料出口；e-接管；f-塔底出料口；h、g-液位計(jì)口；j-回流管接口圖6-3反應(yīng)精餾塔結(jié)構(gòu)示意圖注：具體詳圖見附圖二。尿素醇解法生產(chǎn)碳酸二甲酯反應(yīng)精餾塔塔身為圓柱狀，由反應(yīng)段精餾段兩部分組成，下部分反應(yīng)段，上部分分離段。塔身下部的反應(yīng)段：共包括兩種反應(yīng)形式，即絕熱與換熱兩種反應(yīng)形式。反應(yīng)段下端為換熱的列管固定床。反應(yīng)段上端為絕熱固定床。列管固定床內(nèi)可以裝催化劑。列管固定床外上部有通加熱蒸汽的蒸汽入口；列管固定床管外下部有蒸汽凝液出口。列管式固定床下部為氣相甲醇進(jìn)料口，甲醇進(jìn)料口下為液位控制區(qū)。塔底部有循環(huán)液出口。列管式固定床的上部有一層液體分布器，液體分布器有排液孔和升氣管。液體分布器上部有循環(huán)物料進(jìn)料口。循環(huán)物料進(jìn)料口上部為氣相甲醇進(jìn)料口，氣相甲醇進(jìn)料口上部為絕熱固定床，絕熱固定床層頂部有絕熱固定床層的液體分布器，絕熱固定床層的液體分布器上有排液孔和升氣管。在絕熱固定床層的液體分布器上有液體尿素進(jìn)料口，尿素進(jìn)料口以上為分離段。塔身上部的分離段：分離段下端是板式精餾塔，有塔板，每塊塔板上裝有俘閥，在分離段的下端的塔板之間分別有三個(gè)粗碳酸二甲酯側(cè)線采出口，在第一塊塔板上有回流口，分離段上端是全凝器，分離段的頂端有氨氣出口。分離段下端的塔式精餾塔，可以有20塊塔盤，每塊塔盤上裝有俘閥。在分離段的下端的第20塊、第18塊、第16塊分別有三個(gè)粗碳酸二甲酯側(cè)線采出口。在第一塊塔板上有回流口。分離段上端是全凝器。分離段有循環(huán)水進(jìn)口和循環(huán)水出口。分離段的頂端有氨氣出口。6.2.2尿素熔融裝置圖6-4為尿素熔融裝置：1-加熱蒸汽入口；2-固體尿素入口；3-進(jìn)料分布器；4-傳動(dòng)裝置；5-縱向；6-殼體；7-尿素溢流口；8-橫向蒸汽加熱管；9-冷凝水出口；10-加熱蒸汽管；11-尿液出口；12-冷凝水出口；13-加熱蒸汽入口；14-金屬篩網(wǎng)圖6-4尿素熔融裝置注：結(jié)構(gòu)圖具體詳圖見附圖四。該新型尿素快速熔融裝置，主要包括熔融裝置殼層、進(jìn)料分布器、固體尿素入口、尿液出口、蒸汽加熱管、加熱蒸汽入口、冷凝水出口等。固體尿素在該無水條件下可瞬間完成熔融過程，且停留時(shí)間短，所以尿素沒有發(fā)生水解及異構(gòu)化縮合反應(yīng)，得到的尿液其縮二脲增加量低，盡為0.35～0.7%。6.3設(shè)備一覽表表6-1主要設(shè)備一覽表序號(hào)流程及布置圖上的位號(hào)設(shè)備名稱及技術(shù)規(guī)格型號(hào)、規(guī)格數(shù)量備注1T102浮閥精餾塔DN1400×180001共沸塔2T301浮閥精餾塔DN2000×100001甲醇精餾塔3T302填料塔DN1600×250001萃取精餾塔4T303浮閥精餾塔DN1600×250001DMC精制塔5T304浮閥精餾塔DN1000×180001萃取劑回收塔6R201膜分離器Kristal高分子中空纖維膜17E101換熱器1預(yù)熱器8E102換熱器1冷凝器9E103換熱器1預(yù)熱器10E104換熱器1預(yù)熱器11E105換熱器1冷凝器12E201換熱器1預(yù)熱器13E202換熱器1冷凝器14E301換熱器1預(yù)熱器15E302換熱器1冷凝器16E303換熱器1預(yù)熱器17E304換熱器1預(yù)熱器18E305換熱器1冷凝器19E306換熱器1預(yù)熱器20E307換熱器1冷凝器21E308換熱器1預(yù)熱器22E309換熱器1冷凝器23E310換熱器1冷凝器24C101壓縮機(jī)125C102壓縮機(jī)6M126C201壓縮機(jī)127V101甲醇儲(chǔ)罐φ10000球1可儲(chǔ)半個(gè)月的量28V102回流罐φ3000×50001緩沖罐29V103氨水儲(chǔ)罐Φ11000球1可儲(chǔ)三天的量30V104儲(chǔ)罐φ3000×50001緩沖罐31V105儲(chǔ)罐φ3000×50001尿素液體儲(chǔ)罐32V301儲(chǔ)罐φ10000球1粗甲醇儲(chǔ)罐33V302回流罐φ3000×50001緩沖罐34V303回流罐φ3000×50001緩沖罐35V304回流罐φ3000×50001緩沖罐36V305回流罐φ3000×50001緩沖罐37V306儲(chǔ)罐φ10000球1可儲(chǔ)半個(gè)月的量38V307儲(chǔ)罐φ3000×50001鄰二甲苯儲(chǔ)罐39P101離心泵IS65-40-250140P102離心泵IS65-40-250141P103離心泵IS80-50-200142P104離心泵IS65-40-250143P105離心泵IS200-150-315144P106離心泵IS200-150-250145P107離心泵IS100-80-160146P301離心泵IS80-50-250147P302離心泵IS80-50-250148P303離心泵IS50-32-125149P304離心泵IS60-40-250150P305離心泵IS65-40-200151P306離心泵IS50-32-200152P307離心泵IS50-32-160153P308離心泵IS50-32-160154P309離心泵IS50-32-125155P310離心泵IS50-32-12517管道特性表按管道所輸送的介質(zhì)分別列出管道號(hào)、管道規(guī)格、管道等級(jí)、介質(zhì)名稱、流量、狀態(tài)、管道的起點(diǎn)及終點(diǎn)、工作參數(shù)及設(shè)計(jì)參數(shù)、隔熱情況及試壓介質(zhì)等。表7－1生產(chǎn)區(qū)外部管道一覽表序號(hào)管道操作條件材質(zhì)起點(diǎn)終點(diǎn)DN/㎜溫度/℃流量kg/h主要成分1甲醇儲(chǔ)罐V101換熱器E10120025甲醇碳素鋼202換熱器E101反應(yīng)精餾R10220064甲醇碳素鋼204尿素熔融R101尿素液體儲(chǔ)罐V10480132尿素碳素鋼205尿素液體儲(chǔ)罐V104反應(yīng)精餾R10280132尿素碳素鋼206反應(yīng)精餾R102加熱器E10320025甲醇碳酸二甲酯雜質(zhì)碳素鋼207加熱器E103共沸精餾T10125064甲醇碳酸二甲酯雜質(zhì)碳素鋼208共沸精餾T101加熱器E20115060甲醇碳酸二甲酯碳素鋼209加熱器E201膜分離器R201150105甲醇碳酸二甲酯碳素鋼2010反應(yīng)精餾R102甲醇精制T30120064甲醇雜質(zhì)碳素鋼2011膜分離器R201冷凝器E202150105甲醇碳酸二甲酯碳素鋼2012冷凝器E202萃取精餾T30215025甲醇碳酸二甲酯碳素鋼2013萃取精餾T302回收塔T30315075甲醇碳酸二甲酯鄰二甲苯碳素鋼2014回收塔T303DMC精制T30415071甲醇碳酸二甲酯鄰二甲苯碳素鋼2015DMC精制T304冷凝器E3108090碳酸二甲酯微量甲醇碳素鋼2016冷凝器E310DMC儲(chǔ)罐V3068032碳酸二甲酯微量甲醇碳素鋼2017甲醇精制T301DMC儲(chǔ)罐V30625015甲醇碳酸二甲酯微量雜質(zhì)碳素鋼20參考文獻(xiàn)李光興,許漢昌,等.合成碳酸二甲酯產(chǎn)物氣相色譜分析[J].湖北化工,1995,(4):561江琦.碳酸二甲酯在化