年產(chǎn)10萬噸甲基叔丁基醚的生產(chǎn)工藝設(shè)計6800字【論文】

年產(chǎn)10萬噸甲基叔丁基醚的生產(chǎn)工藝設(shè)計 3 31.1概述 3 6 61.1.3.1廠址選擇 6 71.1.2工藝說明 7 8 8 81.3綠色化工 9 92.1物料衡算 92.1.1全車間物料衡算 92.1.1.1產(chǎn)品中純METB的量 9 4MTBE在水中的溶解度(20℃,g/100g):4.3一、危害健康會引起一些皮膚疾病，因此它的危險性不容小覷ü。性能也給我們帶來了生活中的一些煩惱與困惑，當其加熱后的蒸氣散播在大氣中5以避免過大的損失與毀壞，造成不了彌補的錯誤。較為簡單的方式方式便是構(gòu)筑圍堤或者是挖坑收容，方式簡單極易操作；再者是使用濃度較高的泡沫將其泄露位置重要覆蓋，降低蒸氣蒸發(fā)帶來的嚴重危害。將要用專用的處理泵或者是廢棄槽處理相應(yīng)的廢棄物，將其分類了解后，做出合適的處置。②防護措施在甲基叔丁基醚操作車間，我們要做好防護措施，防止發(fā)生泄漏時造成不必要的傷亡，防止蒸汽進入皮膚，我們應(yīng)穿戴防護服、防護眼鏡、橡膠手套、防毒面具。操作過程還應(yīng)該保持室內(nèi)空氣流暢，在操作中禁止煙火。在操作完成后，應(yīng)立即脫下防護用具，立即沐浴更衣。③急救措施皮膚接觸：急救后，衣服難免會濕透，要及時更換沾有危險物的服飾，淋浴洗掉身上殘留的殘留夜。眼睛接觸：提起眼瞼，一共要盡快及時清理，不然后果不堪設(shè)想，應(yīng)及時用較強流動性能的清水或生理鹽水沖洗。如果難以緩解，要立即選擇距離最近的醫(yī)院及食入：喝入大量的溫水，保證身體水分充足，若出現(xiàn)身體強烈不適應(yīng)情況應(yīng)立馬選擇就醫(yī)。1.1.1MTBE市場現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢隨著科學技術(shù)的大力推進和強烈發(fā)展，近年來由于各國交通活動，化工生產(chǎn)等大量污染物的排放，必須迎刃解決的是當下棘手的環(huán)保問題，隨之環(huán)保政策的調(diào)整，在當今國社會國際市場中甲基叔丁基醚的市場也隨之變幻莫測。比如說美國的例子應(yīng)該引起全世界的關(guān)注，甲基叔丁基醚的危害性美國人認為是非常嚴峻的iv,讓人們?yōu)橹ε?，因此也在無形的使甲基叔丁基醚在美國內(nèi)地的市場中的生產(chǎn)量和消費量形成了一直下滑的趨勢，而和其相比具有相同特性的乙基叔丁基醚(ETBE)生產(chǎn)量和消費量隨之形成了上升的趨勢。與此同時在歐洲方面，由于受到美國的影響，隨之而來的也便是甲基叔丁基醚的需求量大量下滑。然而處于中東地區(qū)卻并非如此，現(xiàn)在以卡爾為首的一些國家仍然在汽油中加入一定量的甲基叔丁基醚使其作為重要的催化劑出現(xiàn)，因此，甲基叔丁基醚在中東地區(qū)的重要位置仍處于上升狀態(tài)。因此甲基叔丁基醚為人們帶來便捷的同時，要不斷將其擴大，爭取早日使全世界接受61.1.2設(shè)計依據(jù)根據(jù)設(shè)計的要求來說，需要設(shè)計出年產(chǎn)10萬噸MTBE的生產(chǎn)工藝。與四乙致，即為“少投入多獲得”,也就出現(xiàn)了人們都在大1、離子交換樹脂法2、硫酸法3、催化蒸餾法。1.1.3廠址的選擇及車間的組成1.1.3.1廠址選擇71.1.3.2設(shè)計車間的組成1.1.2工藝說明1.2.1原材料規(guī)格序號原料名稱備注1異丁烯含量1842%無色透明液體比重：0.7910.732初熔點：6465.5℃蒸餾量≥99%以HAC計算2甲醇酸值≤0.035345膨脹比：1.31.75強度：99%81.2.2副產(chǎn)品規(guī)格表2.副產(chǎn)品規(guī)格序號名稱設(shè)計定額1丁烯T2MTBE≥98.7%1.2.3安全措施本設(shè)計裝置的碳四原料異丁烯、甲醇以及成品甲基叔丁基醚等具有易燃易爆的特性，因此在其生產(chǎn)和儲存過程中要更加小心。因為產(chǎn)品閃點的溫度和其外界的溫度比較起來較低一些，因此，要特別注意在不正常操作條件下時發(fā)生的反應(yīng)，如果由于錯誤的操作環(huán)境及條件下，存在的重大危險也不容忽視。因為甲醇和甲基叔丁基醚的毒性存在，在選擇輔助材料和鹽酸時，輔助材料和鹽酸等的水溶液有一定的腐蝕性，實驗進行時也要在較高的壓力下進行。具體措施：(1)在整個過程中，對于可燃物質(zhì)要加以特別的控制，爭取做到文明生產(chǎn)，最大力度的消除可燃物質(zhì)泄露的風險。(2)對空氣和氧化劑做到強有力的隔離效果，也就是要求設(shè)備要完全密閉。(3)做到完全消滅著火源，也是極其重要的。(4)對于火勢和爆炸波的擴展和蔓延，要做到“早發(fā)現(xiàn)，早控制”,以免形成新(5)提高安全技術(shù)，加強安全管理。1.2.4具體的反應(yīng)過程96程與6程RERE//工L卻工L卻口LIA115進行液面指示與報警時，當槽內(nèi)的壓力高于2389.03Pa時，其會自動P101A進行工作時，需要在線色譜AR101進行分析碳四原料中異丁烯的含量。1.3綠色化工2.1物料衡算內(nèi)容[V]2.1.1全車間物料衡算2.1.1.1產(chǎn)品中純METB的量有設(shè)計的要求來說，MTBE的生產(chǎn)量為年產(chǎn)10萬噸，按照一年工作327.5天，按每天工作24天計算，所以一年需要工作7860小時，則每小時生產(chǎn)METB量：M=10×10?×103/7860=1272合格品優(yōu)質(zhì)品MTBE至少為97%至少為最多為0.7%最多為0.5%最多為0.6%要求產(chǎn)品合格，按照其要求計算：則產(chǎn)品中純甲基叔丁基醚的量：M?'=12722.6×0.97=123M?=12340.9/88.2=140.2.1.1.2反應(yīng)器各段生成的MTBE的量產(chǎn)物甲基叔丁醚在反應(yīng)器B出口的量(MTBE收率為98%):M?'=12340.9/0.98=12592M?=12592.8/88.2=142.想要設(shè)計合格，根據(jù)要求所得：一段轉(zhuǎn)化率75%二段轉(zhuǎn)化率85%三段轉(zhuǎn)化率93%產(chǎn)物甲基叔丁基醚在反應(yīng)器A出口的量：反應(yīng)器總轉(zhuǎn)化率≥92%反應(yīng)器A總轉(zhuǎn)化率≥85%設(shè)反應(yīng)器的MTBE收率為98%M?'=134.6×88.2=118712.1.1.3進入反應(yīng)器A的異丁烯的量N=142.8/(0.92×0.98)=158.4kmol/hN'=158.4×56.1=8886.2kg/h2.1.2反應(yīng)器物料衡算表4.反應(yīng)器A進料組成及流量得出新鮮甲醇中純甲醇的流率為5019.7kg/h表5.質(zhì)量流0.460.7422.9231.846.368.925.320.120.20.384.785944.7循環(huán)甲醇=混合甲醇-純甲醇=5944.72-5019.7=925.0kg/h因此醇烯比符合設(shè)計要求，主反應(yīng)方程式：(CH?)?-C=CH?+CH?OH→副反應(yīng)方程式：2,5異丁烯→2,3異丁烯由異丁烯反應(yīng)生成甲基叔丁基醚的產(chǎn)率為98%,甲醇經(jīng)過反應(yīng)則能完全生成甲基叔丁基醚，經(jīng)過一段反應(yīng)后的轉(zhuǎn)化率為75%反應(yīng)的異丁烯為158.4×0.75=118.8kmol/hMTEB產(chǎn)量為158.4×0.75×0.98=116.4kmol/h生成MTBE的量為0.5mol時，生成異丁烯的量為0.4×(118.8-116.4-0.5)=0.8kmol/h剩下異丁烯的量158.4×(1-0.75)=39.6kmol/h反應(yīng)器中進料組成甲醇為185.5kmol/h剩下的甲醇流量185.5-116.4=6表6.反應(yīng)器一段出口反應(yīng)產(chǎn)物的組成及流量用0.85當作循環(huán)物料的循環(huán)比，計算循環(huán)物料的異丁烯，設(shè)為x,解得x=33.7kmol/h同理，計算得含有甲基叔丁基醚的量98.9kmol/h甲醇的量58.7kmol/h表7.反應(yīng)器一段循環(huán)物料的組成與流量按照85%的計算進度計算結(jié)果如下：剩下的異丁烯的流量：158.4×(1-0.85)=23.8kmol/h由此得，取循環(huán)物料的循環(huán)比為0.8,設(shè)循環(huán)物料中含異丁烯的量為x,則由此同理得，含有MTEB的量為106.6kmo到三段時異丁烯的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率為93%剩下的異丁烯的量：158.4×(1-0.93)=11.1kmol/h2.2.熱量衡算成物的初始狀態(tài)和結(jié)束狀態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)過程中的方式和途徑無關(guān)，蓋斯定律：道理。因此，需要計算熱量衡算時，我們并不需要考慮反應(yīng)過程中的方式和途徑，Q反應(yīng)=∑生成物-∑反應(yīng)物2.2.2、物理變化地熱效應(yīng)2.2.3、設(shè)備地熱負荷在木次流積模圳中冬設(shè)各地執(zhí)負荷已由PRO/I計算得出。2.2.4、熱量散失進出物流燴變=設(shè)備地熱負荷：2.3精餾塔的計算塔壓降△P=29.4Kpa。分離后的結(jié)果為，塔底產(chǎn)品MTBE純度高于98%,塔頂2.3.1、回流比和理論塔板數(shù)yrkXDXrPKyD甲醇DD=Zy1oi=5.Nm=7.7實際塔板數(shù)N=23/0.5=462.3.2、精餾塔塔徑和塔高的計算汽液相流量按塔頂?shù)谝粔K塔板計算，壓力P=1.1780Mpa,溫度t=80.65℃,汽相質(zhì)量流量Fv=(R+1)Fw=2015汽相體積流量V=F/e=922.7m3/h液相質(zhì)量流量FL=RFo=6180.93kg/h液相體積流量VL=12.27m3/h設(shè)板間距為0.45m,查斯憲斯圖得負荷系數(shù)C=0.119設(shè)第一塊塔板溫度為塔頂蒸汽度(80.65℃)時，液體平均表面張力=6.4×10-3N/m700×3+400+250-450=2300mm=2.3m塔頂封頭高0.4m,塔底高5.78m2.4泵的計算根據(jù)萃取水泵p107為例來說明泵的計算過程及選型，泵進口管徑φ45×2.5,管長8m,2個90彎頭，2個標準三通一個(輸送液體為35℃水計算),泵出口管徑φ78×4,管長50m,2個閥門，3個90°彎頭，標準三通一個兩液面流速視為0,△u2=0密度eH=993.95kg/m3流量mH=2956.12kg/h2.4.1進口阻力管件，閥門的放量長度：閘閥(全開):0.038×9=0.342m止逆閥(搖擺式):0.038×100=3.8m90°彎頭兩個：0.038×35×2=2.66m標準三通一個mZ1e=0.342+3.8+2.66+1.9=水的黏度μ=0.00727kg/ms查圖得λ1=0.0242.4.2出口阻力φ78×4鋼管阻力d=78-2×4=70mm=0.07m管件，閥門的當量長度閘閥一個m止逆閥一個m查表得λ2=0.019進出口阻力全管路總壓頭損失所以需要外加壓頭有效功率由此選用B型泵型號為3B57表10.車間費用成本表序號單價(萬元)成本(萬元) 原材料甲醇二燃料和動力000.9mpa蒸汽0.3mpa蒸汽壓縮空氣氮氣電費三工資費用四五車間經(jīng)費六企業(yè)管理費七八副產(chǎn)品產(chǎn)值李婷.國內(nèi)外甲基叔丁基醚的研究進展[D].化工中間體出版，2014年3月[ii]新聞專題.