年产5.5万吨MTBE装置工艺设计

北京化工大学北方学院毕业设计—文献综述北京化工大学北方学院NORTH COLLEGE OF BEIJING UNIVERSITY OFCHEMICAL TECHNOLOGY（2015）届本科生毕业设计文献综述题目：年产5万吨甲基叔丁基醚的生产工艺设计学院：化工与材料工程学院专业：高分子材料与工程学号： 110120117 姓名：杨俊雷指导老师：孙双月2015 年11月7日目录第一章概述 (1)1.1 MTBE产品介绍 (1)1.2 产品性状 (1)1.2.1 物理性质 (2)1.2.2 化学性质 (2)1.2.3 毒性 (2)1.3 甲基叔丁基醚的反应机理 (3)第二章 MTBE的应用 (4)2.1 作为汽油添加剂 (4)2.2 裂解制取高浓度的异丁烯 (4)2.3 充当反应溶剂和试剂 (4)第三章国内外市场 (6)3.1国外市场 (6)3.1.1 欧洲与北美洲 (6)3.1.2 亚洲、非洲、拉美地区 (6)3.2国内市场 (7)第四章国内外发展现状及未来展望 (9)第五章生产工艺 (10)结论 (11)参考文献 (12)第一章概述1.1 MTBE产品介绍甲基叔丁基醚简称MTBE，是一种透明、无色、高辛烷值（研究法辛烷值115）的液体，具有醚类所特有的气味，氧含量为18％(质量分数)。

MTBE能与汽油很好地互溶，吸水少，对环境无污染,是生产无铅、高辛烷值、含氧汽油的理想调合组分，其作为汽油添加剂已经在全世界范围内普遍使用。

它不仅能有效提高汽油辛烷值(添加2％的MTBE汽油产品的辛烷值可增加7％)和汽油燃烧效率，汽车尾气中不含铅，而且还能改善汽车性能，同时减少了其他有害物质如臭氧、苯、丁二烯等的排放，降低汽油的成本。

20世纪70年代，MTBE作为提高汽油辛烷值的汽油调和组分开始被人们注意。

MTBE的基础辛烷值RON：118，MON：100，是优良的汽油高辛烷值添加剂和抗爆剂。

MTBE与汽油可以任意比例互溶而不发生分层现象，与汽油组分调和时，有良好的调和效应，调和辛烷值高于其净辛烷值。

目录第一章前言-------------------------------------------------------- 11 MTBE的有关性质 ---------------------------------------------- 1 第二章主体-------------------------------------------------------- 22.1 MTBE的发展历史 -------------------------------------------- 22.2 MTBE的市场发展现状 ---------------------------------------- 22.3 MTBE的市场发展趋势 ---------------------------------------- 9 第三章总结------------------------------------------------------- 12 参考文献---------------------------------------------------------- 13第一章前言1 MTBE的有关性质甲基叔丁基醚，英文缩写为MTBE（methyl tert-butyl ether)，熔点-109℃，沸点55.2℃，是一种无色、透明、高辛烷值的液体，具有醚样气味，是生产无铅、高辛烷值、含氧汽油的理想调合组分。

它不仅能有效提高汽油辛烷值，而且还能改善汽车性能，降低排气中CO含量，同时降低汽油生产成本。

另外，MTBE还是一种重要化工原料，如通过裂解可制备高纯异丁烯。

MTBE也是一种不腐蚀、低污染、低成本的碳四分离新手段。

MTBE作为新兴的重要的化工产品，已广泛应用在法国、意大利、加拿大等国家。

在我国也有着广泛的开发前景。

第二章主体2.1 MTBE的发展历史2.1.1 MTBE国内的发展历史中国从20世纪70年代末和80年代初开始进行MTBE合成技术的研究，1983年中国石化齐鲁石化公司橡胶厂建成中国第一套MTBE工业试验装置，1986年吉化公司有机合成厂建成中国第一套万吨级MTBE生产装置，其生产能力为2.7万吨/年。

万吨/年MTBE 装置工艺设计摘要：简述甲基叔丁基醚（MTBE）生产的工艺流程，对国外MTBE 生产工艺进行对比，阐述了本装置相对于传统装置的优势。

甲基叔丁基醚是汽油的一种无毒添加剂，也可作为二次加工化工产品的原料，对于国民经济发展具有重要作用。

甲基叔丁基醚（MTBE）装置是一个催化反应与精馏操作相结合的装置。

整套装置涵盖筒式催化反应技术及催化精馏技术等先进理念，融合国外先进技术。

它包括筒反、催化精馏[1][2]、甲醇水洗回收三个单元。

其中催化精馏技术较为先进，正在逐渐应用到化工生产中。

整套装置具有操作方便、投资小、节约能源的特点。

关键词：甲基叔丁基醚；甲醇；混合碳四；催化精馏tons / year MTBE plant process design Abstract：Description methyl tert-butyl ether (MTBE) production process,MTBE production processes at home and abroad to compare,described the device as opposed to the advantages of conventional devices.Methyl tert-butyl ether is a non-toxic gasoline additive, but also can be used as secondary processing chemical products, raw materials play an important role for national economic development.Methyl tert-butyl ether (MTBE) device is a catalytic reaction and distillation operations combined device. Cover the entire cylindrical catalytic reaction device technology and advanced concept of catalytic distillation technology, integration of advanced technology at ho me and abroad. It consists of anti-cylinder, catalytic distillation, methanol washing recovery of three modules. One catalytic distillation technology is more advanced, is gradually applied to thechemical into the births. Whole device has easy operation, low investment, energy-saving features.Key Word：Methyl tert-butyl ether；Methanol；Hybrid Carbon 4；Catalytic distillation目录一、绪论·4（一）概况·4（二）工艺简介·4（三）国外生产工艺·4（四）国生产工艺·5（五）生产原理及主要影响因素·6 二、物料说明·7（一）甲醇·7（二）混合碳四·8（三）甲基叔丁基醚·8（四）副产物·9三、工艺流程及说明·9（一）筒式反应单元工艺流程·9 （二）催化精馏单元工艺流程·9 （三）甲醇回收单元工艺流程·10四、工艺流程图及说明·10五、化学反应·12六、物料平衡计算·13七、三废治理·14八、安全生产特点·14九、总结·15十、参考文献·16一、绪论：（一）概况本甲基叔丁基醚（MTBE）装置是万吨/年生产装置，对石油裂解气中混合碳四深加工项目。

年产5万吨丁苯橡胶装置聚合工段工艺设计材料科学与工程学院课程设计年产5万吨丁苯橡胶装置聚合工段工艺设计An annual output of 50000 tons of styrene butadiene rubber device polymerization section process design吉林化工学院Jilin Institute of Chemical Technology摘要本设计是以丁二烯和苯乙烯为原料，年产5万吨丁苯橡胶的工艺设计。

通过比较目前丁苯橡胶的聚合生产方法，最后确定以低温乳液聚合法作为聚合的工艺生产方法。

在设计过程中，根据设计任务书的要求，进行了较为详细的物料恒算和能量恒算，对设备进行了工艺计算和选型，同时对聚丁苯橡胶生产过程中的安全注意事项及“三废”治理作了相关说明。

综合上述工艺计算和设计结果，绘制出了主要设备图。

关键词: 丁苯橡胶乳液聚合工艺设计丁二烯苯乙烯AbstractThe design is based on butadiene and styrene as raw materials, with an annual output of 50000tons of SBR process design. By comparing with the present SBR polymerization production method, we make a decision to treat emulsion polymerization at low temperature as polymerization production method at last. In the design process, in accordance with the requirements of the mission design, a more detailed material balance and energy balance, equipment for the calculation and selection process, at the same time on styrene butadiene rubber production in the process of attention to safety issues and the "three wastes" management should be made a note. Drawing the main equipment according to the process design and calculation results。

摘要：本文的主要内容为生产高密度聚乙烯装置中的聚合阶段的工艺流程设计、工艺计算、物料和能量衡算及主要设备的计算。

本工艺的聚合机理属于阴离子配位聚合。

乙烯单体是具有π-π共轭体系的烯类单体，处于络合状态的铝钛活性中心，使乙烯单体双键上的电子云密度减少，从而打开乙烯双键，使乙烯单体不断在铝钛活性中心处聚合。

目前，工业生产高密度聚乙烯的方法主要有液相法（又分为溶液法和淤浆法）和气相法（物料在反应器中的相态类型）。

本设计选用的工艺是日本三井石化公司低压淤浆法生产高密度聚乙烯，该工艺以高纯度乙烯为主要原料, 丙烯或1-丁烯为共聚单体, 己烷为溶剂, 采用高效催化剂, 在72～85℃条件下进行低压聚合反应。

聚合的淤浆经分离干燥, 混炼造粒得到各种性能优良的HDPE产品。

在聚合反应釜的计算中，首先由主要反应方程式和转化率确定物料质量，再由质量换算体积从而确定反应釜的容积。

其次，根据反应类型、目的及物性特征确定反应釜的类型和冷凝器的类型。

关键字：高密度聚乙烯催化剂工艺反应釜冷凝器目录1.绪论 (1)1.1聚乙烯概述 (1)1.2高密度聚乙烯概述 (5)1.3聚乙烯发展现状 (8)1.4生产工艺研究新进展 (9)2.生产方案的确定 (13)2.1生产工艺的介绍 (13)2.2生产工艺确定 (21)3.生产流程简述 (24)3.1流程简述 (24)3.2工艺流程简图 (26)4.工艺计算书 (27)4.1物料衡算 (27)4.2热量衡算 (29)4.3第二釜顶冷凝器 (31)5.主要设备的工艺计算及设备选型 (33)5.1第二釜式反应聚合釜(R-202) (33)5.2第二釜顶冷凝器 (35)5.3主要装置设备一览表 (38)6.原材料、辅助原料的规格及消耗定额 (41)6.1主要原材料及辅助原料的规格 (41)6.2原材料、辅助原料的消耗定额 (44)7.产品后期处理 (48)7.1杂志影响及消除 (48)7.2包装与储运 (49)7.3回收利用再生处理技术 (49)8.结论 (52)设计体会及收获 (53)参考文献 (54)致谢 (55)1.绪论1.1聚乙烯概述[1]1.1.1聚乙烯简介1.1.1.1 聚乙烯基本概述聚乙烯英文名称为：polyethylene ，简称PE，是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。

摘要乙丙橡胶，统称乙丙弹性体，是仅次于丁苯橡胶和顺丁橡胶的第三大合成橡胶，是以乙烯、丙烯及乙叉降冰片烯(ENB)为单体共聚而成。

目前占世界合成橡胶生产能力总量的10%左右。

乙丙橡胶以其优异的性能具有广阔的应用领域。

除了传统的汽车工业、防水建材、聚合物改性、油品添加剂、电线电缆、运动场地及各类机械部件等应用领域外，乙丙橡胶还可涉猎于食品包装、抗微生物、绝热阻燃等弹性体制品领域。

本次设计年产5万吨乙丙橡胶装置聚合工段的工艺设计,乙丙橡胶聚合反应采用溶液聚合工艺，使用的主催化剂为三氯氧钒，辅助催化剂为烷基铝，溶剂为己烷。

在掌握生产原理、聚合方法、工艺流程等工作的基础上，进行了物料衡算、热量衡算、反应器等设备的相关计算；其中算得E0203己烷加热器的面积为40.27m2，换热器管长为6m，计算反应器R0201的公称直径为5658mm,高度为9053mm，确定了聚合加料泵的扬程为30.12m,以及该泵的轴功率7.5kw,V0201贮罐的总体积37 m3。

并且绘制了反应器的管道布置图、带控制点的流程图、编制了设计说明书等。

关键词：乙丙橡胶；溶液聚合；工艺设计AbstractEPDM, generally called ethylene-propylene elastomer, and norbornene (ENB) as the monomer copolymerized with ethylene, propylene is the third major SR after SBR and BR. At present the production capacity of EPDM accounts for about 10% of the total production capacity of SR in the world. EPDM has wide range of application fields because of its excellent performance. Besides the traditional application fields such as auto industry, water-proof building materials, polymer modification, oil additives, electric wire and cable, athletic field and various mechanical parts, EPDM can also be used in food packaging, antimicrobial, heat insulation and inflaming retarding, and other elastomer products. It is annual output of 50,000tons of ethylene-propylene rubber device polymerization Section process design, the polymerization of ethylene-propylene rubber by solution polymerization process, the catalyst used for the vanadium oxytrichloride, vanadium, auxiliary catalyst is alkyl aluminum, solvent hexane. material balance, heat balance, reaction of a device such as the calculation finished based on the production principle of aggregation methods, process and other work ;including area of the hexane heater named E0203 is 40.27 square meters, length of heat exchangers tube is 6 meters, the diameter of the reactor R0201 is 5.658meters, height is 9.053meters, determined the head of the polymer feed pump is 30.12meters, and the power of the pump is 7.5kw, he total volume of the V0201 is 37 stere. And draw a piping layout of the reactor, flow chart with control points, edit the design instruction and so on.Key Words：Ethylene-propylene rubber；solution polymerization; process design目录摘要 (I)Abstract .............................................................................................................................................. I I 第1 章设计说明书 . (3)1.1 绪论 (3)1.1.1 设计依据 (3)1.1.2 指导思想 (3)1.1.3 设计必要性 (3)1.1.4 车间布置 (4)1.1.5 厂址的选择 (4)1.2 生产方法及工艺设计 (4)1.2.1 生产方法的论证 (4)1.2.2 工艺流程 (5)1.2.3 开车注意事项 (6)1.2.4 工艺设备选择 (7)本设计主要工艺设备如下表1-1所示： (7)1.2.5 工艺控制条件 (8)1.2.6 生产控制条件 (8)1.2.7 公用工程规格 (10)1.3 技术经济评价 (12)第2 章聚合工段工艺介绍 (14)2.1 聚合工段生产工艺示意图 (14)2.2 聚合工段工艺过程叙述 (14)第3 章物料及热量衡算 (15)3.1 计算基础 (15)3.2物料衡算及热量衡算 (16)3.2.1 加料量及去单体回收工段的量 (16)3.2.2 T0201物料及热量衡算 (17)3.2.3 T0202物料和热量衡算 (20)3.2.4 V0202物料衡算 (24)3.2.5 R0201物料及热量衡算 (26)第4 章设备衡算 (31)4.1 R0201反应器 (31)4.1.1 计算依据 (31)4.1.2 计算反应器的公称直径及高度 (31)4.1.3 搅拌功率的计算 (31)4.2 E0205己烷加热器 (32)4.2.1 计算依据 (32)4.2.2 初选换热器 (32)4.3 聚合加料泵计算 (35)4.3.1 计算依据 (35)4.3.2 确定泵的扬程 (36)4.3.3 计算泵轴功率 (37)4.3.4 泵的选型 (37)4.4 V0201贮罐 (37)4.4.1 计算依据 (37)4.4.2 设计计算与选型 (37)结论 (39)参考文献 (40)附录 (42)致谢 (45)第 1 章设计说明书1.1 绪论1.1.1 设计依据本设计的依据主要包括：（1）吉林化工学院毕业设计任务书。

《5.0万吨/年MTBE生产装置》分析手册目录方法1. 碳四原料组成分析 (3)1.方法概述 (3)2.仪器 (3)3.材料及试剂 (3)4.操作步骤 (4)5.计算结果 (4)6.问题说明 (5)方法2．醚化反应物的全组分分析 (6)方法3. 甲醇及水含量的分析 (8)1.方法概述 (8)2.仪器 (8)3.材料及试剂 (8)4.操作步骤 (8)5.结果计算 (8)方法4. 甲基叔丁基醚（MTBE）纯度分析 (10)1.方法概述 (10)2.仪器 (10)3.材料及试剂 (10)4.操作步骤 (10)5.结果计算 (11)6.问题说明 (11)方法5.碳四中微量甲基叔丁基醚的分析 (13)1.方法概述 (13)2.仪器 (13)3.材料及试剂 (13)4.操作步骤 (13)5.结果计算 (13)方法6.碳四中微量甲醇、二甲醚的分析 (15)1.方法概述 (15)2.仪器 (15)3.材料及试剂 (15)4.操作步骤 (15)5.结果计算 (16)方法7.树脂催化剂交换容量及含水量的测定 (18)1.树脂催化剂交换容量的测定 (18)2.树脂催化剂含水量的测定 (19)方法8.甲醇酸碱度的测定 (20)1.原理 (20)2.试剂和溶液 (20)3.仪器 (20)4.分析步骤 (20)5.结果的表示 (20)6.允许差 (21)方法1. 碳四原料组成分析1.方法概述本方法为气相色谱法，样品用盛有丁酮溶剂的耐压取样瓶采集。

样品在改性石墨化炭黑柱上分离后，用氢焰离子化检测器鉴定，面积归一化法定量。

本方法也可以用于“醚化反应物全组分分析”。

2.仪器2.1色谱仪推荐使用具有程序升温功能并带有填充色谱柱系统和FID检测器的高性能气相色谱仪。

2.2记录系统推荐使用进口的积分仪。

2.3色谱柱长4米内装改性石墨化炭黑的不锈钢色谱柱。

2.4采样及进样设备(1) 10ml耐压取样管（见右图），2只。

(2) 100微升耐压注射器，2只。

MTBE装置生产方法及工艺路线1、生产方法及反应机理以混合C4馏份（所含异丁烯）和甲醇为原料，经大孔径强酸性阳离子交换树脂作用，合成MTBE。

反应产物经第一、二共沸精馏塔分离，塔底得到纯度大于98%的MTBE产品。

未反应C4经脱除甲醇、异丁烷、C3，经提浓得到正丁烯含量大于48%的粗丁烯产品。

异丁烯与甲醇合成MTBE反应是一个可逆放热反应，同时还伴有副反应发生。

反应经三段醚化反应之后异丁烯转化率可达到99.3%以上。

异丁烯生成MTBE的选择性大于99%，一段醚化反应器为列管式固定床反应器，二段深度转化反应器为筒式蛇管内冷固定床反应器，三段深度转化反应器也为筒式蛇管内冷固定床反应器。

主、副反应及反应热效应主反应：CH2CH3║∣CH3OH+CH3—C—CH3 CH3—O—C—CH3∣CH3ΔrH mΦ (298)=-36.5KJ/mol副反应：CH2 CH3 CH3║∣∣2 CH3—C—CH3 CH3—C—CH2 —CH2═CH3∣CH3ΔrH mΦ (298)=-69.3KJ/molCH2 CH3║∣H2O+CH3—C—CH3 CH3—C—OH∣CH3ΔrH mΦ (298)=-35.03KJ/mol2 CH3OH （CH3）2O+H2OΔrH mΦ (298)=-9.20KJ/mol由上述可以看出，用异丁烯与甲醇合成MTBE其主副反应均为放热反应。

2、工艺流程简述2.1、装置流程简述来自丁二烯抽提装置的混合C4原料进入原料罐R301/1.2，来自运销处的CH3OH原料进入甲醇原料罐R101。

分别经B101、B102提高压力后混合，混合物料经混合器混匀后进入一反离子过滤器，除去物料中的金属阳离子等有害杂质。

过滤后的物料首先进入H101/1.2与来自初馏塔底的产品MTBE换热。

温度升至35℃左右进入一反进料预热器H102。

用0.3MPa蒸汽或高温水将物料预热到40℃以后进入第一反应器(F101)，混合C4中的异丁烯和甲醇在大孔径强酸性阳离子交换树脂作用下，进行醚化反应生产MTBE。

年产5万吨聚苯乙烯聚合工段工艺设计毕业论文年产5万吨聚苯乙烯聚合工段工艺设计毕业论文目录年产5万吨聚苯乙烯聚合工段工艺设计........................ I 摘要................................... 错误！未定义书签。

Abstract ................................. 错误！未定义书签。

1绪论 . (1)1.1概述 (1)1.1.1聚苯乙烯简介 (1)1.1.2聚苯乙烯的基本物性 (1)1.1.3国内外的现状及发展前景 (2)1.2设计依据 (2)1.3指导思想 (2)1.4厂址的选择 (3)1.5节能与环境保护 (3)1.5.1节能 (3)1.5.2环境保护 (3)1.6安全防火 (3)1.6.1消防设施 (3)1.6.2灭火程序 (4)2 工艺论证 (5)2.1工艺原理 (5)2.1.1生产方案 (5)2.1.2 工艺路线 (5)2.1.3工艺流程 (5)2.1.4反应原理 (5)2.2聚苯乙烯的生产技术 (6)2.3发泡聚苯乙烯技术工艺比较 (6)2.3.1塔式本体聚合技术 (6)2.3.2添加少量溶剂的单釜连续本体聚合技术 (7)2.3.3苯乙烯的悬浮聚合 (7)2.3.4苯乙烯种子法悬浮聚合 (7)2.4发泡聚苯乙烯生产工艺 (8)2.4.1一步法聚合工艺 (8)2.4.2二步法聚合工艺 (8)2.4.3一步法工艺与二步法工艺的比较 (8) 2.5可发性聚苯乙烯基本性能 (9)2.5.1力学性能 (9)2.5.2绝热性能 (9)2.5.3化学性能 (9)3 聚合工段工艺和生产流程 (11)3.1聚合工段工艺过程叙述 (11)3.2生产流程 (11)3.3产品规格、原料及公用工程条件 (11) 3.3.1产品规格 (11)3.3.2生产方式及规模 (12)3.3.3原料 (12)3.3.4工艺控制条件 (13)4 物料衡算 (15)4.1计算依据 (15)4.2聚合工段物料衡算 (15)4.2.1进料阶段 (15)4.2.2出料阶段 (16)5 聚合工段热量衡算 (18)6 设备计算 (21)6.1聚合釜的设计 (21)6.1.1聚合基本数据 (21)6.1.2聚合釜容积确定 (21)6.1.3聚合釜的选型原则 (21)6.1.4釜的选择 (21)6.1.5聚合釜搅拌器的设计 (23)6.2泵的设计 (24)6.2.1计算依据 (24)6.2.2管内流速的计算 (24)6.2.3直管阻力和局部阻力损失的计算 (25)6.2.4确定泵轴功率 (25)6.2.5泵的选型 (25)6.3换热器的设计 (26)6.3.1设计依据： (26)6.3.2计算总传热系数 (26)6.3.3计算传热面积 (27)6.3.4工艺结构尺寸 (27)参考文献 (29)附录1 设备一览 (30)谢辞................................... 错误！未定义书签。

目录摘要3Abstract41 物料衡算51.1 全车间的物料衡算51.2 R-101物料衡算51.3 产品精馏塔物料衡算71.4萃取塔物料衡算81.5甲醇回收塔物料衡算92能量衡算92.1基础数据92.2 E-101热量衡算112.3R-101热量衡算122.4 E-104热量衡算132.5 E-105热量衡算142.6 T-0101热量衡算142.7 E-108热量衡算153 反应器工艺设计163.1反应器一段163.2反应器二段物料衡算表173.3反应器三段物料衡算183.4反应器各段热量衡算193.4.1基础数据193.4.2R-101一段热量衡算193.4.3R-101二段热量衡算193.4.4R-101三段热量衡算193.5反应器各段的密度的计算203.5.1 R-101一段平均密度213.5.2 R-101二段平均密度213.5.3 R-101三段平均密度213.6催化剂用量与床层高度的设计计算223.6.1基础数据和公式223.6.2催化剂各段的填充体积223.6.3反应器直径的确定233.6.4反应器高度的计算264 精馏塔的工艺设计274.1物料平衡274.2各部分温度的计算274.2.1物性参考的计算274.2.2 各部分温度的计算294.3回流比和理论塔板数314.3.1回流比的计算314.3.2最小回流比的计算324.3.3最小理论板数324.4进料位置334.5塔高和塔径的计算344.6气液负荷计算365设备计算与选型375.1换热器的设计计算375.1.1基本条件与数据385.1.2设计方案385.1.3物性数据385.1.4计算总传热系数395.1.5计算传热面积405.1.6工艺结构尺寸405.2换热器的校核425.2.1热量校核425.2.2换热器的流动阻力校核445.3泵的选型455.4进口管路阻力465.5出口管路阻力计算475.6全管路阻力计算486经济分析496.1流动资金的估算496.2成本估算496.3税金和利润517结论52参考文献53附录Ⅰ54附表154附表255附表357附表459附表561附表663附录Ⅱ65泡点温度计算程序框图65摘要化学工业在我国发展十分迅速，MTBE作为汽油添加剂，主要作用是提高汽油的辛烷值，是大宗化工产品中很重要的产品。

诚信申明本人申明：我所呈交的本科毕业设计是本人在导师指导下对四年专业知识而进行的研究工作及全面的总结。

尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中创新出不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得燕京理工学院或其他教育机构的学位或证书而已经使用过的材料。

与我一同完成毕业设计的同学对本课题所做的任何贡献均已在文中做了明确地说明并表示了谢意。

若有不实之处，本人承担一切相关责任。

本人签名：年月日年产5.5万吨苯酐生产工艺设计应用化学专业应化1304班摘要苯酐是重要的有机化工原料之一，用于生产增塑剂、醇酸树脂、不饱和聚酯树脂、染料及颜料、医药及农药等。

目前，全球苯酐生产所采用的工艺路线有萘流化床氧化和萘/邻二甲苯固定床氧化，其中邻二甲苯固定床氧化技术约占世界总生产能力的90%以上。

本设计采用邻二甲苯氧化连续式生产邻苯二甲酸酐，该法工艺比较成熟，资料较多，故采用该工艺。

本设计确定生产6000吨邻苯二甲酸酐的合理生产工艺；完成年产6000吨苯酐生产的全部工艺计算（物料衡算，热量衡算），根据工艺计算确定生产设备的工艺尺寸；绘制工艺流程简图、带控制点的工艺流程图和设备图。

关键词：苯酐邻二甲苯氧化工艺设计Production Technology Design of 55000 Tons of PhthalicAnhydride with an Annual OutputAbstractPhthalic anhydride is one of the important organic chemical raw materials for the production of plasticizers, alkyd resins, unsaturated polyester resins, dyes and pigments, pharmaceuticals and pesticides. At present, the global phthalic anhydride production process used in naphthalene fluidized bed oxidation and naphthalene /o-xylene fixed bed oxidation, which o-xylene fixed bed oxidation technology accounts for about 90% of the world's total production capacity. The design ofo-xylene oxidation continuous production of phthalic anhydride, the process is more mature, more information, so the use of the process.The design to determine the production of 6,000 tons of phthalic anhydride reasonable production process; complete with an annual output of 6,000 tons of phthalic anhydride production of all the process calculation (material accounting, heat balance), according to the process to determine the production process equipment size; Schematic diagram, process diagram and equipment diagram with control points.Keywords：Phthalic anhydride O-xylene OxidationProcess Design目录前言 1 第一章设计任务 (2)第1.1节设计题目 (2)第1.2节设计主要内容 (2)第1.3节产品主要规格与参数 (2)第1.4节生产条件 (2)第1.5节基础条件 (3)第二章物料衡算 (4)第2.1节反应器中氧化反应的物料衡算 (4)第2.2节冷凝工段的物料衡算 (7)第2.3节精馏工段物料衡算 (8)第2.5节轻组分塔物料衡算 (8)第三章能量衡算 (11)第3.1节反应器能量衡算过程 (11)第3.2节反应器能量衡算表 (12)第四章主要设备选型及计算 (14)第4.1节基础数据整理 (14)第4.2节塔板数的确定 (16)第4.3节塔径的计算及半间距离的确定 (17)第4.4节塔高的计算 (18)第4.5节溢流堰长计算 (19)第4.6节塔体厚度的计算 (19)第4.7节塔设备计算结果列表 (19)第六章经济计算 (21)第七章设计说明 (22)结论23 参考文献24前言苯酐生产工艺有三种：固定床氧化法、流化床气相氧化法和液相法。

JX―300X在5万吨年MTBE装置中的设计应用摘要本文先分析了选用该系统的原因，描述了JX-300X的软硬件配置，重点阐述装置中主要控制的实现过程，并对系统的运行效果做出分析，得出目前国产过程控制系统技术已发展到成熟可靠、性能稳定的自动化水平，完全满足中小型装置生产的需要，没有必要大小装置的控制系统均采用进口设备的理念。

【关键词】JX-300X 控制站通讯网络操作站目前我国MTBE生产技术有：固定床技术、膨胀床技术、催化蒸馏技术、混相床和混合反应蒸馏等。

先后有6种生产技术成功应用于40多套MTBE装置，技术水平达到当前世界先进水平，且全部设备实现国产化，整个生产过程采用DCS 控制，产品质量稳定。

西北某石化公司5万吨/年MTBE装置结合其原料组成特点、对产品的要求、综合技术经济指标、副产碳四进一步综合利用等多方面的因素，最终选用混相床-催化精馏联合的工艺技术。

该技术具有成熟先进，反应热利用充分，异丁烯转化率高（>99%），产品能耗低的特点。

1 工艺流程简介本装置采用自炼油厂气体分馏装置来的碳四与外购的甲醇按一定比例进入静态混合器，混合物料预热后，进入醚化反应器（R-101）将其中90～92%的异丁烯与甲醇反应生成MTBE。

物料从反应器的下部出口流出，进入内装有催化剂的催化精馏塔（C-101）将剩余的异丁烯继续转化，异丁烯总转化率达到99.5%。

纯度≥98%的MTBE产品由催化精馏塔塔底流出，经冷却至40℃后进入产品罐区。

2 控制系统选型DCS发展至今，国外DCS虽已具有很强的技术和性能优势，但本装置规模不大，投资小，因此设计中采用国产设备。

另一方面控制系统选用的重点是其性价比、可靠性、功能相当、负载能力合适、经济实惠性。

本设计根据装置多种因素的分析比较，以及系统检测控制点的数量，最终选用的DCS 系统为JX-300X。

该系统具有以下特点：（1）组态软件支持全中文界面；SOE信号的分辨率不大于1毫秒。

高桥石化汽油国五升级方案—MTBE降硫方案河北精致科技有限公司2012年3月目录一、前言 (3)二、方案比选 (3)三、实施方案 (4)（一）1#脱硫醇装置深度脱硫改造 (5)1、装置规模及产品设计 (5)2、改造措施 (6)3、技改后达到工艺指标 (7)5、操作参数 (11)6、新增设备及投资估算 (11)（二）2#产品精制脱硫醇装置深度脱硫改造 (12)1、装置规模 (12)2、改造措施 (12)3、技改后达到工艺指标 (13)4、改造后工艺流程（改造前后工艺流程图见附图） (13)5、操作参数 (14)6、新增设备及投资估算 (15)（三）MTBE再蒸馏 (16)1、装置规模及产品设计 (16)2、工艺流程（流程图见附图）： (16)3、操作参数 (17)4、主要设备及投资估算 (17)（四）焦化液化气脱硫醇装置深度脱硫改造 (18)一、前言中国石化高桥分公司地处上海市，根据国内车用汽油升级计划，上海市预计2013年7月份实施国五汽油标准。

按国五汽油标准要求，届时上海市所有车用汽油硫含量都必须小于10ppm。

作为汽油调合组分的MTBE相应也必须降至10ppm 以内，而目前高桥石化公司生产的MTBE产品硫含量在100-300ppm之间，急需落实生产硫含量≤10ppmMTBE的技术方案。

二、方案比选MTBE分子量88.15，沸点55.3℃，由甲醇与异丁烯在酸性催化剂作用下加成反应形成。

MTBE中硫含量主要来源于原料混合碳四。

由于原料中硫化物的沸点大部分较碳四烃的沸点高，加之MTBE比碳四烃对硫化物有更高的溶解性，所以，原料碳四中的硫化物，绝大部分被富集到MTBE产品中。

根据原料碳四中异丁烯含量的多少，一般进料碳四与MTBE产量比在4～6之间，最高可达到8倍。

富集导致MTBE产品中的硫含量比原料碳四中的硫含量高出许多。

通过对混合碳四再精馏的方式，降低原料的硫含量，可有效降低MTBE原料的硫含量，这是生产低硫MTBE 的一条途径。

咸阳石油化工有限公司5万吨年MTBE装置项目咸阳石油化工有限公司5万吨/年MTBE装置项目环境阻碍报告书（简本）西安地质矿产研究所二○一○年十二月一、项目概况1.项目名称咸阳石油化工有限公司5万吨/年MTBE装置项目2.建设单位咸阳石油化工有限公司3.建设地点咸阳市规划的石油化工区4.建设性质及行业类别建设性质属新建；行业类别属C26化学原料及化学制品制造业5.生产规模及劳动定员①项目规模年产MTBE（甲基叔丁基醚）5万吨。

②劳动定员及工作制度本项目定员18人，人员配置由咸阳石油化工有限公司厂内调配，不再新增。

年工作8000小时。

6.地理位置与交通本项目位于咸阳市规划的石油化工区内的咸阳石油化工有限公司现有厂区原办公楼及绿化草坪处。

厂址东离机场高速800m，往西4km为渭河二号桥，距咸阳市中心约7km；距西安市中心约30km；咸-铜铁路线在厂址北侧穿越而过，与北部苔塬相距1.5km，南侧并有西（安）—宝（鸡）高速公路。

交通条件较为优越。

7.建设内容本项目建设内容包括主体工程、辅助工程、依靠工程（公用工程）及环保工程四部分，项目要紧建设内容详见表1，要紧经济技术指标见表2。

表1 建设工程要紧内容表2 要紧技术经济指标二、环境爱护目标及环境现状1.环境爱护目标环境爱护目标详见表3。

表3 环境爱护对象及爱护目标2.环境质量现状现状监测及调查结果表明，评判区内环境空气中除PM10日均浓度值超标外，SO2、NO2、非甲烷总烃、甲醇均符合相应的标准限值要求，PM1 0超标要紧与洪涝的气候以及区域人为活动和交通运输扬尘阻碍有关；渭河各监测断面pH、氰化物可达到《地表水环境质量标准》（GB3838 -2002）Ⅳ类标准；其余监测项目各监测断面均有不同程度超标，渭河评判段水质不能达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅳ类标准。

声环境监测结果表明，本项目除厂界1#和4#夜间超标外，其它各监测点噪声均符合（GB3096-2008）《声环境质量标准》，夜间超标的缘故是由于夜间运输车辆增多，厂界受到交通噪声的阻碍。

年产5.5万吨MTBE的工艺毕业设计目录摘要---------------------------------------------- 错误！未定义书签。

Abstract ---------------------------------------------- 错误！未定义书签。

第一篇设计说明书------------------------------------ 错误！未定义书签。

第1章概述----------------------------------------------------------- 41.1 MTBE生产的历史前景的沿革-------------------------------------- 51.2 厂址的选择及设计地区的自然条件车间的组成 ---------------------- 61.2.1 厂址选择-------------------------------------------------- 61.2.2 设计地区的自然条件---------------------------------------- 61.2.3 车间组成-------------------------------------------------- 61.2.4 车间状况-------------------------------------------------- 61.2.5 设备布置-------------------------------------------------- 6 第2章工艺说明-------------------------------------------------------- 72.1 原材料规格 ----------------------------------------------------- 72.2 原材料及动力消耗定量 ------------------------------------------- 72.3 副产品规格 ----------------------------------------------------- 82.4 安全标准 ------------------------------------------------------- 82.4.1 防火、防爆等级和卫生标准---------------------------------- 82.4.2 生产的材料、半成品及成品的爆炸范围及卫生安全浓度---------- 82.5 产品性质 ------------------------------------------------------- 92.5.1 MTBE物理性质 --------------------------------------------- 92.5.2 MTBE化学性质 -------------------------------------------- 102.5.3 MTBE生产原理 -------------------------------------------- 102.5.4 MTBE生理化学性质 ---------------------------------------- 112.5.5 MTBE主要用途 -------------------------------------------- 112.6 生产工序及工艺流程叙述［3］-------------------------------------- 112.7 异常现象及处理方法 -------------------------------------------- 142.8 三废及处理 ---------------------------------------------------- 15 第二篇设计计算书----------------------------------------------------- 17 第1章物料衡算------------------------------------------------------- 181.1 全车间物料衡算 ------------------------------------------------ 181.2 反应器物料衡算 ----------------------------------------------- 191.2.1 反应器A进料组成及流量---------------------------------- 191.2.2 反应器二段出口物料的组成及流量-------------------------- 221.2.3 反应器三段出口物料组成及流量---------------------------- 241.3 MTBE精馏塔物料衡算------------------------------------------- 251.4 萃取塔物料衡算 ------------------------------------------------ 271.5 回收塔物料衡算 ------------------------------------------------ 30 第2章热量衡算------------------------------------------------------ 312.1 一器一段循环冷却器E0103热量衡算［4］---------------------------- 322.2 反应器一段热量衡算 -------------------------------------------- 332.3 T0101塔底出料换热器E0107的热量衡算--------------------------- 342.4 T0101进料换热器热量衡算--------------------------------------- 362.5 T0101热量衡算------------------------------------------------- 362.6 E0109热量衡算------------------------------------------------- 38 第3章精馏塔的计算［5］ ----------------------------------------------- 423.1 物性参数计算 -------------------------------------------------- 423.1.1 温度压力确定--------------------------------------------- 423.1.2 平均相对分子质量计算------------------------------------- 423.1.3 平均密度计算--------------------------------------------- 423.1.4 液相平均表面张力计算------------------------------------- 433.1.5 液相平均粘度计算----------------------------------------- 433.2气液负荷计算--------------------------------------------------- 433.3精馏塔塔体工艺尺寸计算----------------------------------------- 443.3.1 塔径的计算和选择----------------------------------------- 443.3.2 溢流装置------------------------------------------------- 453.3.3 塔板布置------------------------------------------------- 473.3.4 开孔数n与开孔率Φ--------------------------------------- 473.4 筛板的流体力学验算 -------------------------------------------- 483.4.1 气体通过筛板压降相当的液柱高度 ------------------------------ 483.4.2 雾沫夹带e的验算----------------------------------------- 50V3.4.3 漏液验算------------------------------------------------- 503.4.4 液泛验算------------------------------------------------- 513.5 塔板负荷性能图 ------------------------------------------------ 523.5.1雾沫夹带线 ----------------------------------------------- 523.5.2 液泛线--------------------------------------------------- 533.5.3 液相负荷上限线------------------------------------------- 543.5.4 漏液线--------------------------------------------------- 543.5.5 液相负荷下限线------------------------------------------- 55 3.6 塔体高度计算------------------------------------------------------ 573.6.1塔顶封头 ------------------------------------------------- 573.6.2塔的顶部空间高度 ----------------------------------------- 573.6.3塔的底部空间高度 ----------------------------------------- 573.6.4进料板处板间距 ------------------------------------------- 573.6.5人孔 ----------------------------------------------------- 583.6.6裙座 ----------------------------------------------------- 583.6.7塔总体高度 ----------------------------------------------- 58 第4章塔顶冷凝器计算------------------------------------------------- 594.1 冷凝器的设计 -------------------------------------------------- 594.1.1 确定流体流动空间----------------------------------------- 594.1.2 计算平均传热温差----------------------------------------- 594.1.3 估算传热面积--------------------------------------------- 594.1.4 传热管工艺结构尺寸--------------------------------------- 604.2 换热器核算 ---------------------------------------------------- 614.3 塔底再沸器选型 ------------------------------------------------ 634.3.1 平均传热温差--------------------------------------------- 634.3.2 估算传热面积--------------------------------------------- 64 第5章塔进料泵的选型计算--------------------------------------------- 645.1 泵的初选 ------------------------------------------------------ 645.2 管路阻力系数计算 ---------------------------------------------- 645.3 进料泵的最终选型 ---------------------------------------------- 65 第6章塔接管的选型--------------------------------------------------- 67 第7章技术经济核算--------------------------------------------------- 68 第8章环境保护------------------------------------------------------- 708.1 编制依据 ------------------------------------------------------ 708.2 执行的有关法规及规定 ------------------------------------------ 708.3 环境质量标准 -------------------------------------------------- 708.4 排放标准 ------------------------------------------------------ 708.5 环保措施 ------------------------------------------------------ 718.5.1 环境影响因素--------------------------------------------- 718.5.2 施工期环境影响分析--------------------------------------- 71 结论-------------------------------------------------------------- 73 参考文献-------------------------------------------------------------- 74 附录设备一览表------------------------------------------------------- 75 致谢------------------------------------------------------------------ 77第1章 概述甲基叔丁基醚，英文缩写为MTBE （methyl tert-butyl ether ），溶点-109℃，沸点55.2℃，是一种无色、透明、高辛烷值的液体，具有醚样气味，是生产无铅、高辛烷值、含氧汽油的理想调合组份，作为汽油添加剂已经在全世界范围内普遍使用。

年产5吨GBE提取工艺设计1. 引言1.1 引言GBE（1-甘氨基-4-苯甲酰嘧啶）是一种重要的功能性化合物，具有抗氧化和抗菌等多种生物活性，被广泛应用于食品、保健品和药品等领域。

随着市场需求的增加，对GBE提取工艺的设计和优化变得越来越重要。

本文旨在设计年产5吨GBE的提取工艺，通过总体设计、提取工艺流程设计、设备选型、工艺控制和安全环保措施等具体步骤，为生产高质量GBE提供技术支持。

在GBE生产过程中，提取工艺设计是至关重要的一环。

合理选用溶剂、提取温度、时间等参数，可以有效提高GBE的提取率和纯度。

设备选型也需要考虑生产规模、设备稳定性和效率等因素，以确保生产的顺利进行。

在工艺控制方面，精确的操作和监测可以确保生产过程的稳定性和一致性。

安全环保措施也不可忽视，保障员工和环境的安全是企业的责任。

通过本文对年产5吨GBE提取工艺设计的研究，将为相关企业提供参考，促进GBE生产工艺的优化和创新，推动行业的健康发展。

2. 正文2.1 总体设计总体设计是GBE提取工艺设计的第一步，是整个工艺设计的基础。

在进行总体设计时，需要考虑到工艺的稳定性、可靠性以及经济性。

首先，需要确定年产5吨GBE的目标产量，以及工艺生产周期和生产批次。

通过合理的产量规划和生产周期安排，可以有效提高生产效率，降低生产成本。

其次，要根据GBE的提取特性和生产工艺要求，确定合适的提取方法和工艺流程。

这包括溶剂的选择、提取温度、提取时间等关键操作参数的确定，以保证提取过程高效稳定。

另外，在总体设计中还需要考虑设备布局和工艺流程的优化。

通过合理的设备布局和流程设计，可以最大限度地降低能耗、减少安全风险和提高生产效率。

总体设计是GBE提取工艺设计的关键环节，只有在充分考虑到生产需求、工艺特性以及设备配置等因素的情况下进行设计，才能确保工艺设计的顺利实施和生产效果的达到。

2.2 提取工艺流程设计提取工艺流程设计是整个工艺设计中至关重要的一环，它直接影响到最终产品的质量和产量。

年产5吨GBE提取工艺设计GBE（葛倍尔酯）是一种重要的有机溶剂，广泛应用于化工、染料、医药等行业中。

本文将对年产5吨GBE的提取工艺进行设计，并详细介绍其工艺流程和设备设计。

1. 工艺流程设计本工艺流程主要包括以下几个步骤：料液制备、萃取、脱水、蒸馏、产品分离与回收。

(1) 料液制备：将适量的葛倍尔酸酯和溶剂加入反应釜中混合搅拌，控制反应温度和时间，使其反应达到平衡。

(2) 萃取：将料液输送至提取塔中进行萃取。

提取塔采用板式塔，上部设有进液口，下部设有排出口和收集槽。

在提取过程中，加入适量的水作为分离剂，并通过提取剂在反应液中分离出葛倍尔酯。

(3) 脱水：将萃取得到的物料输送至脱水塔中进行脱水处理。

脱水塔采用填料塔，通过加热和真空吸附的方式，将物料中的水分脱除，得到干燥的葛倍尔酯。

(5) 产品分离与回收：通过冷凝器将蒸馏得到的葛倍尔酯冷却成液体，通过收集槽进行分离和回收。

将废气送至废气处理系统进行处理，以确保环境安全。

2. 设备设计(1) 料液制备设备：采用不锈钢反应釜进行料液制备。

反应釜具有温度和压力控制器，可通过搅拌器进行混合搅拌，同时具备加热和冷却功能。

(2) 萃取设备：提取塔采用不锈钢板式塔，具有进液口、排出口和收集槽。

板式塔内部设有填料，以增大接触面积，提高萃取效果。

(3) 脱水设备：脱水塔采用不锈钢填料塔，具备加热和真空吸附功能。

塔内设有排气口和收集槽，以排出脱除的水分。

(4) 蒸馏设备：蒸馏塔采用不锈钢板式塔，具备加热和分馏功能。

塔内设有冷凝器，将蒸发的葛倍尔酯冷却成液体，并通过收集槽进行回收。

(5) 废气处理系统：废气处理系统包括废气收集器和废气处理设备。

废气收集器将废气收集起来，废气处理设备通过吸附、燃烧或其他方法对废气进行处理，以避免对环境造成污染。

通过以上工艺流程和设备设计，可以实现年产5吨GBE的提取工艺。

需要合理控制工艺参数，提高产品纯度和产量，并加强废气处理，确保生产过程中的环境安全。