第一 項目總 可行性編制的依據和原 項目研究工作的依據和原 設計原 項目使用的專業規范標 項目背 項目名 項目擬建設地 建設意 研究范圍和結 研究范 第二 總圖設計依 設計范 廠址概 總平面布 總平面布置的一般規 總平面布置的要 廠區總體布局概 總平面布置的各項技術指 工藝裝置的布 輔助生產及公用工程設 倉儲設施的布 設施的布 裝卸區的布 貨物停車場的布 生產管理及生活服務的設 廠前區的布 行政樓的布 廠區出的布 圍墻的設 豎向布 基本要 布置方 場內設 廠內設計要 本廠設 第三 原料供應和產品銷 原料性質概 原料簡 原料物理性 原料化學性 原料方 原料的主要用 產品性質概 產品簡 產品物理性 產品化學性 產品主要用 產品的主要消費領 產品的市場分 國外市場現狀及發展趨 生產能 下游消 國內市場現狀及發展趨 生產能 下游消 國內價格分 第四 生產工藝與流程模 工藝技術方案的選 原料路線確定的原則和依 工藝技術方案的比較與選 工藝方案比 反應原 工藝流 CO羰化偶聯工 酯再生工 碳酸二甲酯提純工 乙二醇提純工 雙效精餾工 第五 物料衡算及能量衡 物料衡 物料衡算的意 物料衡算的任 物料衡算遵循的原 系統物料衡 能量衡 能量衡算的目 能量衡算可以解決的問 能量衡算遵循的原 系統能量衡 第六 換熱網絡設 概 全流程換熱網絡的集 夾點技 投資費用與溫差關 能量分析與公用工程選 換熱網絡設 第七 設備設計方 塔設備的選型說 設計標 塔設備工藝要 塔型的類型與選 塔型區 板式 填料 選取因 選擇原 填料 板式 塔板類型與選 設計示例―乙二醇生成提純工段精制塔 設計思 設計參 介質與選 設計壓 物性參 利用CUP-TOWER對乙二醇精餾塔（T0401）設 CUP-TOWER簡 CUP-TOWER在T0401塔盤工藝結構計算的運 CUP-TOWER輸出結 塔機械工程設 SW6強度校核軟件校 壓縮 概 選用要 選用示 氣液分離 設計任 分離器類型的選 立式重力分離器的尺寸設 浮動（沉降）流 初步估 精確算 直徑計 高 接管直 氣液進口管 氣體出口管 液體出口管 儲罐選 儲罐選型依 儲罐的設計選 乙二醇產物儲 甲醇回流罐的選 選型結 換熱器設 換熱器選型設計依 換熱器工藝方案的確 換熱器概 換熱器選 換熱器規格選 殼程數和臺 工藝條件選 換熱器機械設 換熱器機械校 反應器設 反應器概 反應機 反應器的選 草酸二甲酯加氫動力學研 主副反應的分 主反應動力 反應器的工藝條 反應器設 反應器體積計 反應器的具體設計以及影響反應的因 催化 催化劑的催化機 催化劑的成 催化劑的粒 催化劑的再 催化劑的穩定性提高的方 泵的選 選型依 泵的分類及其適用范 泵的選型原 典型化工用泵的特點和選用要 泵的選型示例-以T0401回流泵（P0402）為 第八 自動控制及儀 設計依 設計范圍及分 全廠自動化水 生產安全保 動力供 儀表用壓縮空 儀表用電 控制系 分散控制系 安全儀表系統及緊急停 火災探測系統及氣體探測系 控制室檢測內 主要儀 設備控制方 泵的控制方 壓縮機的控制方 換熱器的控制方 精餾塔的控制方 反應器的控制方 第九 與.............................................................................................設計概 設計標 系 原料.................................................................................................產品.................................................................................................系 原料.................................................................................................產品.................................................................................................第十 供電配電工 設計依 電力負荷的分 一級負 二級負 三級負 本廠各級負荷說 供電電 變電所和配電 高壓供電系統設 總壓變電所設 繼電保護的選擇與整 車間變電所設 廠區高壓配電系統的設 照明系 第十一章防雷防靜電工 設計概 設計標 化工廠防雷防靜電措 廠區建筑物防 廠區戶外裝置防 露天儲罐裝設有的金屬封閉氣罐和工藝裝置的防 輸送管道的防 化工廠防靜電設施布 化工廠生產裝置的接 具體接地措 靜電接地的連接符合的要 第十二章通信工 設計概 設計原 通信系統方 行政管理系 生產調度系 火災自動系 可燃氣、毒氣系 擴音呼叫/對講系 無線對講..................................................................................頭控制系 綜合布線系 全廠電信網 第十三章給排水工 設計概 編制依 設計原 設計范 給水系統設 總 生活用水系 工藝用水系 冷卻用水系 消防用水系 其他用水系 排水系統設 生活污水排放系 生產污水排放系 冷卻水排放系 雨水排放系 第十四章采暖通風與空氣調 廠址所在地氣候條 設計概 設計原 設計范 設計目 設計標 通風系 設計概 設計方 空氣調節系 設計概 設計方 采暖系 設計概 設計方 第十五章維 設計說 設計概 TPM定 TPM特 設計原 維修體 維修途 維修的基本內 化工設備檢 人員的要 人員工作職 第十六章消 設計概 設計依 工程概 主要 事故發生可能性及性分 8.2.118.5.1 燃燒的原 消防安全措 各可燃物的滅火方 基礎消防措 廠區消防布 生產過程的防火防 消防系 穩高壓消防給水系 滅火系 干火系 其他滅火系 第十七章環境保 設計概 設計原 建設項目的環保狀 園區大氣環境質量現 園區水環境質量現 園區聲環境質量現 環境治理措 加熱爐清灰技 廢氣進行脫硫脫硝處 廢 組合式廢水生化處理裝 凹凸棒石/稻殼活性炭高效復合凈水材料處理生活污 廢催化 三廢處理崗位責任 分管責任 分管部門責任 監測人員責任 三廢處理操作工責任 噪聲控 意外和容器.......................................................................人身安全預防措 廠區綠 第十八章工廠組織和勞動定 工廠組 經營管 技術管 人力資源管 物流管 信息管 安全管 勞動定 定員原 生產班 定 第一章項目總可行性編制的依據和原《化工建設項目可行性內容和深度的規定》（化工部2005年修訂版）國家和地方、建設等有關法律、設計原本項目為伊犁自治州伊縣年產25萬噸乙二醇項目。項目建設遵守國家的充分“預防第一，安全為主”的方針，遵循現行防火、安全衛生以及勞動充分依托伊犁自治州伊寧縣伊東工業園的慶華國家煤制天然項目使用的專業規范標準 項目名項目擬建設地點本項目的目標是充分利用煤制氣項目的優勢，提供廉價的原料來幫助煤研究范圍和結論研究范根據項目總體規劃，研究范圍包括第二章總圖設計依設計范廠址概的山頭上。在河谷中填出一塊2.16平方公里的臺階式平地，北高南低，最大落總平面布置2-1總平面布置的一般規定總平面布置，應符合下列要求廠區總平面應按功能分區布置，并符合下列要求構筑物和有室的建筑物，宜布置在水位較低、填方高度總平面布置應結合場地的地質條件進行設計，并符合下列要求構筑物和有室的建筑物，宜布置在水位較低、填方高度與有可能造成污染水的生產、和裝卸設施的布置，應考慮45度。建筑體形成的半封閉內院的寬12m;當可能有有害氣體不得設計成U形、山形；不宜布置與鐵路作業無關的建筑物和構筑物；廠外碼頭的陸域部分應滿足工廠要求，并與廠區線路具總平面布置預留發展用地時，應符合下列要求總平面布置的要求廠區總體布局概述12米，作為主要的物流北門廠區次作為與人流錯開的車流和物流出，北門消防站旁邊的廠區消出，方便緊急疏散。南門廠區次與廠區外主干道相連，裝卸倉庫緊鄰南門廠區次，方便裝卸總平面布置的各項技術指單位263748工藝裝置的布置酯再生車間、CO羰化偶聯車間、碳酸二甲酯提純車間、乙二醇提純車間、輔助生產及公用工程設施倉儲設施的布置GB50160-2008繞管組的三條寬為9m的消防通道。防火堤設置為1.4米。其余設計均按照GB50160-2008執行。設施的布置裝卸區的布置貨物停車場的布置貨物停車場的布置應該靠近貨流出或者倉儲區布置，減少空車程。生產管理及生活服務的設廠前區的布置行政樓的布置廠區出的布設計規范要求廠區的出不少于2個，人流和貨流出應該分開布置；主要貨流方向，靠近繁忙的倉儲區，并與廠外線路連接方便；主要出入圍墻的設置構筑物自最外邊軸線算起。本設計中建構筑物與圍墻的最小間距為5米，符合豎向布基本要布置方平坡式:整個廠區沒有明顯的標高差或臺階，即設計整平面之間的連接處的45‰場內設廠內設計要使廠區內、外部、裝卸、形成一個完整的、連續的系統；與豎向設計相協調，有利于場地及道路的雨水排除與廠外道路連接方便、短捷建設工程施工道路應與永久性道路相結合本廠設12米，作為主要的物流本本設計中共設置了三個出，一個常開的消防，三個平時關閉的消防，其中東門廠區主是主要的人流，北門的車流物流，北門消消防通道，南門的廠區次是物流，主要用于裝卸貨物。三個出均設次（主要貨流出，同時遠離人流較多的道路和可能產生明火和散第三章原料供應和產品銷售原料性質概述原料簡1.429克/101kPa原料物理性質3-2原料化學性質原料方原料的主要用途以合成氣為原料，經過分離提純后分別得COH2CO通過催化偶H2進行加氫反應并通過精制后獲得聚酯級乙產品性質概述產品簡MEG是一乙二醇(MonoEthyleneGlycolMEG)一乙二醇(MonoEthyleneGlycol,MEG)。乙二醇是無色無臭、有甜味液體，對動物性，人類致死劑量約為1.6g/kg。乙二醇能與水、互溶，但在醚類中（PEG）是一種相轉移催化劑，也用于細胞融合；其硝酸酯是一種碳酸二甲酯(dimethylcarbonate，DMC)，是一種無毒、環保性能優異、用途產品物理性質3-2.4g46.49mN/m3-3；17℃（-128.5mN/m產品化學性質OCH3用途，主要用作羰基化和甲基化試劑、汽油添加劑、合成聚碳酸酯（PC）的原產品主要用途合成纖維、化妝品和，并用作、油墨等的溶劑、配制發動機的抗凍劑，產PET，纖維級PET即滌綸纖維，瓶片級PET用于制作礦泉水瓶等。作為溶劑，DMC可替代氟里昂、三氯乙烷、三氯乙烯、苯、二甲苯等用于油漆涂料、清潔溶劑等。作為汽油添加劑，DMC可提高其辛烷值和含氧量，進而提高其抗爆性。此外，DMC還可作清潔劑、表面活性劑和柔軟劑的添加劑。由于用途非常廣泛，DMC被譽為有機合成的“新基石”。產品的主要消費領樹脂（UPR、潤滑劑、增塑劑、非離子表面活性劑以及等，此外還可用薄膜及樹脂。聚酯系列產品耗用的乙二醇占世界產量的52%左右。第二大用途是作PET瓶用樹脂，其它一些小用途有用作除冰液和表面涂料等。目前，我國乙83.8%16.2%產品的市場分析國外市場現狀及發展趨勢生產能醇產能1425萬噸上升2478萬噸，產量1239萬噸上升2216萬噸，年均復合增長率分別為6.3%和6.7%。乙二醇供需變化及預測。2011年全球乙二醇生產86%，產能過剩情況有所減2020年，全球產能將3800萬噸，開工率將達到90%。30%的環氧乙烷用于生產乙二醇。由于2020年前中東、歐洲、西歐等地區沒有特以其廉價的乙烷為原料生產的乙二醇在我國市場的份額正在迅速增加。下游消國內市場現狀及發展趨勢生產能2060年代，2070年代以后，隨著我套大型乙二醇生產裝置建成投產。生產廠家主要分布在和中石油2大公司2003年我國乙二醇的產量達到96.93萬噸。2005年6月揚子巴斯夫新建的30萬噸/年乙二醇裝置建成投產，2006年2月中?！獨づ剖突ば陆ǖ?2萬噸/年乙二醇生產裝置建成投產，2007年3煤化工公司一期20萬噸/年煤制乙二醇項目建成投產；2010年鎮海煉化公司65萬噸/年乙二醇裝置、42萬噸/年乙二醇裝置相繼建成投產。2012年國內乙二醇產能達463.8萬噸/年，其國和兩大占了絕大部分，分別為51%和18%。國內乙二醇最大的生產企業為，產能為60.5萬噸/年，約占產能的13%，乙烯為乙二2009年我國首套煤制乙二醇裝置投產以來，裝置產能已達81萬噸/年，特別475多萬噸/76%201312505.8萬噸"2014年,我國仍將有公司、永金洛陽451.8萬噸下游消2006406.1萬噸/2012年的796.5萬噸/年，國內產品的自給率一直只約為30%。各年乙二醇的 3-3%60%1/3以上。目前中國乙二醇場前景較好。2012年，國內乙二醇需求量預計在950萬噸左右，國內產量300酯樹脂和薄膜等）的生產發展很快，2000年生產能力只有595萬噸/年，2011化纖、遼陽石油化纖公司等，至2012年末聚酯產量達到約3300乙二醇需求量將達到1500萬噸。而目前我國乙二醇的總產能也只有500多萬噸/年，即使在建裝置全部投產，產量仍不能滿足實際需求，仍有60%的乙二醇需要進國內價格分20121-2月份乙二醇市場價格保持較高價位，2行情向好形成支撐。11月份之后，由于受到下游需求等因素的影響，市場價格2013的變化趨勢是一PET行業的發第四章生產工藝與流程工藝技術方案的選原料路線確定的原則和依據工藝方案比較“石油路”生產乙二醇技“石油路”合成乙二醇技術的第一步均是由乙烯氧化合成環氧乙烷,再和少量的聚乙二醇。副產物的生成量和原料中的水比(即,H2OE0的摩爾比)有關。因此為了提高乙二醇的選擇性,工業上一般將水比提高到(20~22):1在溫度190~220℃、壓力1.0~2.5MPa下反應。使用此法乙二醇的工廠。環氧乙烷催化水合法數;保證反應過程中有較高的EG選擇性。EOEG是相對非催化水合法而言的針對目前直接水合法水和EO的摩爾比高的缺點開發水合催化劑降低水比各大公司已的一些EO催化S和UCC公司在EO催化水合的研究方面進行了大量工作,重點是水合催在兩種催化劑的應用例子中用離子交換樹脂AmberliteIRA904的鉬酸鹽催化劑在水比為6.21時可獲得幾乎100%的EG收率S 公司自1994年了季銨型酸式碳酸鹽陰離子交換樹脂作為催化劑進行EO催化水合工藝的開發獲得EO轉化率96~98%EG選擇性97~98%的試驗結果后增加了EO催化水合制EG催化劑及其催化下的環氧化物水合工藝在水與環氧化物摩爾比1~14.67:1反應溫度90~150℃反應壓力0.2~2MPa條件下，可進行間歇操作也可進行連續生產同時對該工藝進行了技術經濟預測與現行EO高溫高壓水解工藝相比該技術可節省EO/EG裝置總投資費用的15%左右最近又完成對最有希望的10種催化劑在固定床中模擬實際工廠操作條件的催化劑性能和的篩選研究成功地開發出第一代水合催化劑S100使用S100催化劑的400Kt/a規模的EO水合裝置也已完成工藝設計正進行工業化推廣同時水合催化劑S100的改進工進行酷交換聯產EG和DMC。因此碳酸乙烯酷路線碳酸乙烯酯法主要包括有三菱化學開發的碳酸乙烯酯直接水合法和由Texaco開發的聯產乙二醇和碳酸二甲酯法"碳酸乙烯酯直接水合法是利用乙烯CO?EO在催化劑作用下生成碳酸乙烯胺鹽、季磷鹽、堿金屬、堿土金屬、碳酸鹽等。兩步法則是將環氧乙烷與CO?乙二醇和碳酸二甲酯聯產技術的主要過程為兩步：首先CO?和環氧乙烷在二醇"10045的清潔生產工“非石油路”生產乙二醇技合成乙二醇,主要的副產物為甲醇和甲酸酯。一家公司于上世紀40年代就化生產。50DuPont公司開發合成氣直接合成乙二醇工藝，然而在開發高選擇性為70％~80％"由于反應條件苛刻，副產大量的甲酸酯，乙二醇的收率和直接法反應條件較苛刻，壓力在10Pa另外反應的轉化率和選擇性都較低因此，今后研究方向主要是通過改進催化劑和助劑，使反應在比較溫和的條件下進行由于此技術在開發高性能催化劑及緩和反應條件!于階段。1977年宇部興產提出常壓氣相合成草酸酯技術，該技術以Pd/Al?O?80~1500.5MPa條件下，CO和亞硝酸甲酯或亞硝酸3MPa、225℃條件下進行氣相加氫反應生成乙二醇，乙二醇選擇性為95％。2080CO催化合成草酸酯及其衍生物產品草CO，在常壓!150#Cu/Cr為催化~90％。流程框圖石油乙稀法工藝約低1000~1500元/t，具有明顯的競爭優勢。反應原主反應：兩分子CO經偶聯羰化反應與兩分子亞硝酸甲酯生產一分子草酸二甲酯及是甲醇和。低，所以在140℃內，一般忽略此反應。MNMN的非均相分解反應是續脫氫的過程，在沒有其他反應物存在時非常容易發經研究，MNPd/Al?O?的表面70℃就開始分CO的加入，抑制了此反應，因為MN的脫氫脫掉的是甲氧基上碳原子的H，其實從有機化學都能完全抑制MN的非均相分解。CO羰化偶聯工段來自由合成氣經PSA變壓吸附得到的高純度CO原料儲罐與來自空分系統N?作為載氣以及由酯再生工段得到的亞硝酸甲酯混合，經過預熱器，加熱至CO/MN比來控制其選擇性。此處兩個反應器即代表將反應器擴大。CO依然過量，可將亞硝酸甲酯盡可能反應完全。酯再生工段4.3CONO，經過壓縮機加壓后與空分系統MNNO沸點很低，通過反應精餾塔分離可將其與水和甲醇以及生成的一些酸性物質近乎完全分離，塔頂混合氣及MN通往CO羰化偶聯工段，塔底分離出的甲醇水系統則通往雙效精餾工段。碳酸二甲酯提純工段4.4DMC和粗甲醇，再用精制塔(T0304)99.9%DMC。乙二醇提純工段4.5PSA變壓吸附得到的氫氣混合一起經加壓預熱一起通入反應器中反應生成乙二醇后。通過乙二醇精餾塔(T0401)將純度雙效精餾工段4.6第五章物料衡算及能量物料衡算的意義的產率，確定原材料消耗，確定生產過程的損耗量，便于技術人員對現有的物料衡算的任務物料衡算遵循的原則系統中的積累=輸入-+生成-消耗輸入=輸出-生成+消耗輸入=輸系統物料衡算能量衡能量衡算的目的能量衡算可以解決的問題能量衡算遵循的原則Q入Q出Q 式 Q入：輸入設備熱量的總和Q出：輸出設備熱量的總和Q：損失熱量的總和。QWHout- Q：設備的熱負荷;∑Hout：離開設備的各物料焓之和∑Hin：進入設備的各物料焓之和系統能量衡算第六章換熱網絡設概全流程換熱網絡的集成Aspenplus流程模擬提示“noerrorandwarning”AspenEnergyyzer6-1最小傳熱溫差ΔTmin的確定夾點技Linnhoff教授為首的研究小組提出Technology將換熱網絡中所有冷熱物流按照溫度高低順序首尾相接畫出各自的溫度-焓變化T-H圖上我們可以很清楚的看出夾點的位置以及ΔTmin由此出現了偽夾點HRAT來決定網絡的夾點位置和所需公用工程用量，TIAT確定各溫度段的剩余熱量和過夾點的最大能量值，并決定網絡溫度段的劃分，EMAT決定系統中換熱投資費用與溫差關系ΔTmin直接影響換熱網絡總費用的大小：ΔTmin取值較小，系6-3能量分析與公用工程選擇采用ASPENENERGY Curve6-46-5換熱網絡設換熱網絡(HeatExchangerNetwork)的主要作用就是在各種條件允許的情況6-8/Cost.s-/kcal.h-/kcal.h-方案6為暫定方案,換熱網絡如圖6-9所示:6-10第七章設備設計方塔設備的選型說設計標7-1塔設備工藝要求流體流動阻力小，及流體通過塔設備的壓力降小。這將生產耐腐蝕和不易堵塞，方便操作、調節和檢修塔型的類型與選塔型區板式填料7-2800mm的大較大選取因800mm800mm時，選擇原填料板式 塔板類型與選擇7-3511393生產能力可比圓形泡罩塔盤提高20%~40%。操作彈性大浮閥可在一定范圍內自由升降以適應氣量的變化，而氣故霧沫夾帶較少。因此塔板效率較高，一般情況下比泡罩塔高15%左右。力降低比泡罩塔低。在常壓塔中每層塔的壓力降一般為400~600.6Pa。設計示例―乙二醇生成提純工段精制塔設計思路設計參數介質與選材得碳鋼在以上介質中的腐蝕速度均小于0.05mm/a，根據強度等方面的要求，選擇Q345R。設計壓力aspenp0.1MPa1.25~1.1物性參數7-5℃℃kg/1234567890塔徑的選7-5列出的塔板間距的經驗數值選取。7-6塔塔 HT800mm；板上液層高度hL=0.08mHThLL 1 140.50925.071液氣動能參數：hLVhV

30226.113.127-1L查圖有L 3-1是按液體表面張力20mNm的物系繪制的，若所處理的物系表C

0 02020 0.14 0

0.141m/L所以，最大允許速度umax L取安全系數為0.82，所以u0.82umax0.822.4241.988m/43.1443.141.988對應板間距范圍為800mm 3.14 實際塔截面積AT

實際空塔氣速u4Vs4 0.825m/s 溢流裝置的設不同降液管的對比如表7-6所示：7-7用的有如7-2所示的幾種類型：①U形流；②單溢流；③雙溢流；④7-2(a)U(b)(c)(d)U7-2（a）中板結構簡單，廣泛應用于直徑2.2m以下的塔中。用于直徑2m以上的大塔中?？刹梢缌骷半A梯式雙溢流。U74590由于乙二醇精制塔實際空塔氣速為1.58ms，而初步計算的塔徑為2.6m，液體流量為140.50m3/h，所以選擇雙流型。降液管選擇弓形降液管。 出口堰（溢流堰堰長lw：取堰長lw0.5Dlw0.53.6出口堰高hwhwhLhow

L2Eh2

lwlw1.8m,Lh140.50m3/ 取E1，則how100011.8 hwhLhow0.080.0519取hw7-3弓形降液管的寬度Wd和截面積

0.0288,D

lwD0.0670Af0.028810.17Wd0.06703.63600Af

36000.29290.8停留時間＞5s降液管底端到下層塔盤受液面的間距稱為底隙，表示為ho堰上液流高度

2.8410001140.501.823則堰高hw0.080.0519降液管底隙寬度hohw0.006則hL0.0300.05190.0819mhL'受液盤的深度一般在50mm以上，這里取60mm。受液區和降液區：一般這兩個區域的面積相等，均可按降液管截面積邊緣區：在塔壁邊緣留出一定寬度的環形區域供固定塔板安定區和出口安定區：塔板上降液管及鼓泡區之間還有一個無部件因為塔D900mm，采用分塊組裝式；這里取Wc0.06m；外堰前安定區寬度Ws0.07mm，內堰前安定區取WsF1重型浮閥閥孔直徑do0.039m 閥孔氣閥孔動能F0臨界閥孔動能因數F0cru0cr 9~u0 N0.232V0.23230226.11u 0 r2r2

1x

1x1Aa2

r 2

r2r2x1

r

xDWW3.60.24120.07 x2Wd' rD

Aa取閥孔中心距t75mm則相鄰兩排閥孔中心線的距離t'Aa

1126取tN786

0.23230226.118.92m/F0 塔板開孔率

0.825①干板壓降

hc

5.34 2 單位為：m②液層有效阻力

h10.5hL0.50.0819單位為：mL hd s

lwho

36001.80.024單位為：mHdhwhowhdhp0.0300.05190.12490.1140單位為：m對容易起泡的體系取Hd0.32080.40.802HThw0.080.0519氣相負荷因數

L

925.07925.07Z12D2WdWd'123.620.24120.250AbAT2Af10.170.292921F100Cg136LsZ100 .500.17436001 9.58420.85F 100 7.48%T 0.78A 0.7810.170.85TF7-4

Hd(max)0.5HThw0.50.80.03單位為：mhpHdhLhd0.430.08190.1249單位為：m單位為：mu0

u0max1.588.9214.09m/s 30226.1136001.5813.27m3/sF0min515.76100%Vsmax0.317330226.1136002.66m3/①漏液線5 d2Nud2N 0.0392786 2.657m3/5s 4 4 ②霧沫夾帶線Vs泛點率

VV

80%

③液相負荷下限線取堰上液層高度how0.006mhow的計算式計2.84 3600L 2 E smin L

21.80.0015m3/3smin 3

④液相負荷上限線3600Af

3~以5sA 0.2929 L T

0.0469m/s ⑤液泛線

HThwhphLhdhch1hohLu2 L 23HThw5.34V0 s1hw E s L2g lwho 0

值，而u0與V又有如下關系，即：u0

d4 aV2bcL2dL 0.024V212.083415.8L226.3L 7-57-9塔徑空塔氣速u/ms-溢流堰長lw板上液層高度hL降液管底隙高度ho閥孔氣速uo/ms-臨界閥孔氣速 孔心距排孔距t單板壓降P/(V /m3s- s(V /m3s- s利用CUP- 對乙二醇精餾塔（T0401）設CUP-TOWER簡模塊化原理，以VisualBasic為平臺，開發出塔內件設計軟件CUP-TOWER。它有如下功CUP-Tower支持的塔板和填料種類豐富，計算模型先進，功能包括塔內件結構設計和校核、負荷性能圖及CAD塔板結構圖的繪制。為簡化數據輸入，CUP-Tower提供AspenPlusPRO/II工藝模擬CUP-TOWER在T0401塔盤工藝結構計算的運CUP-TOWER可以用于塔盤計算，而且是不同類型的塔盤，在掌握工藝結樣既可以了CUP-TOWER軟件的計算過程與具體計算過程的異同，也可以使得塔盤工藝計算更加便捷和準備。下面是利用該軟件設計T0401的步驟：7-67-7（2）Aspen得到的結果輸入到浮閥設計的工藝條件中，這里選取負荷該體系<16，所以充氣系數取0.67-8所示。7-87-97-107-117-13所示，7-13CUP-TOWER輸出結基本信1項目2572裝置8日3塔的9說4塔板編號(實際1計算選用的理論5塔板1塔板編號(理論6塔板1分段工藝液氣1質量7質量2密8密3體積9體積m4粘1粘5表面1安全/6體系/1充氣/塔板1塔m6孔#2m7開孔3塔截8溢流/24開孔區面9堰的/5%溢流區尺兩中1降液%2%3降液管頂部寬度m4m5降液管底部寬度m6受液盤深m7受液盤寬m8堰m9降液管底m1降液管頂部面積1降液管底部面積1頂部m1底部m1進口堰高m1進口堰寬m圓形1浮閥m52單閥63748工藝正常操158%32%1空塔2空塔3空塔4孔5孔動能因6氣78相對kg液---9溢流1流動/1板上m1堰上m1液面m---1板上m1干板m1總板m1霧沫kg液/kg1降液管液%1降液管內液體高m2降液管停留時間s2降液管內線速度2降液管底隙速度2降液管底隙阻力m2穩定/2降液管最小s負荷性能圖參數1操作2操作3操作上限百分比-%4操作下限百分比-%55%漏液時動能子6X液相體積流量ABBACBY單流程塔 雙塔盤雙流程12在設定參數時，CUP-TOWER設計和計算結果和手工詳細設計計算結果CUP-TOWER計算出來的停留時間比手算的長，為10s，總壓降也比手算的低，為99.3mm液柱，保證了分離的效率和操作的可靠性。CUP-TOWER能輸出塔板負荷性能圖，在設定結構參數時，可根據負荷通過比較，在大于操作點的操作負荷情況下，泛點率要低于80%,霧沫夾帶量低于0.1,從而保證塔盤的操作彈性。CUPTOWER內置有自動提示信息，方便用戶了解各參數的意義以及其CUP-TOWER可將計算結果以報表的形式輸出到EXCELWORD，保目小組采用CUP-TOWER來設計其余的塔。塔機械工程設計塔高的計HHpHtHbAspenplusN16HT0.8m。如成為HT。HPN3HT2HF1630.8213~5minAspenV=0.01076m3/s，塔徑H

0.785HtHpHb支座的高H21.5D HHpHtHbHs封頭高塔體和封頭選塔體、封頭和裙座壁厚的開啟壓力，一般取塔器工作壓力的1.05～1.10倍。這里取1.05。Pc1.05PP1計算壓力Pc=0.105MPa，D=3600mm，Ф=0.85（雙面無損對接焊）tPcD3 2設計壁厚為15mm，則塔體的有效厚度為其許用應力

tetnc=15.0-2t eD20mm。塔設備附補充填料，往往在塔頂設置吊柱。具體尺寸請見HG/T21693。SW6強度校核軟件校核計算單位（座211圓筒長度123456789圓筒度1102103456789徑℃1力a料51（度稱4徑2筋板寬度蓋板上地腳螺栓孔直徑蓋板寬度0有墊板上地腳螺栓孔直徑墊板寬度基礎環板內徑度第1段筒第1段第2段筒第2段第3段筒第3段第4段筒第4段第5第5段第6第6段第7第7段第8第8段第9第9段第10筒裙座頭操作質 m0m01m02m03m04m05ma最小質 m0m010.2m02m03m04ma風彎矩MIIPl/2 (l /2) (l /2) 000000n MII(2/T)2Ym(hh)(h knMca( MII(2/T)2Ym(hh)(h T kk順風向彎矩MII順風向彎矩MII組合風彎矩 max(MII,(MII)2(MII)2 000000n彎矩MIIF(hh)注:計及高振型時,B.24 k000000000000最大彎矩 max(MIIM,MII0.25MIIM 需橫風向計算時 max(MIIM,MII0.25MIIM 000000n 力FmhF00/mh(i1,2,..,n ii kk00000011PcDi/ (mIIgFII)/D i 4MII/ i (mIIgFII)/D i31PTDi/ mIIg/D i 4(0.3MIIM)/ iB直直A1123(內壓23(外壓A223(內壓123(外壓A312A42(pT9.81Hw)(Diei)/1:ijij i=3驗工況 []t設計溫度下材料許用應力 注2: 注3:單位如下 (D4D4Zb 基礎環板抗彎斷面模 基礎環板面積A(D2D2 b4基礎環板計算力矩max(MxCxbmaxb,MC l y基礎環板需要厚度基礎環板厚度厚度校核結果混凝土地基上最大壓應力 M00/Z(mgF00)/b max0 中大0.3M0M)/Zmg/ M00Mm 地腳M000.25M00MmgF 地腳螺栓需要的螺紋小徑d 4BAb 0筋板壓應力 nl1G3Fl蓋板最大應力 3 4(l'd)2(l'd) 0DitD2it4MJ mJJgFJDmax0D2it itAwZ0.55D2 otMJ mJJgFJmax 搭接焊接接頭在試驗工況下最大剪應力0.3MJJ mJJ e 搭接焊接接頭在試驗工況下的剪應力搭接接頭拉應力校核結果主要尺寸設計及總體參數計算結果裙座設計名義厚度容器總容積直立容器總高殼體和裙座質量附件質量內件質量保溫層質量平臺及扶梯質量操作時物料質量0試驗時液體質量吊裝時空塔質量直立容器的操作質量m0m01m02m03m04m05ma直立容器的最小質量mminm010.2m02m03m04ma直立容器的最大質量mmaxm01m02m03m04mamw空塔重心至基礎環板底截面距離直立容器自振周期s第二振型自振周期s第三振型自振周期s風載對直立容器總的橫推力N0載荷對直立容器總的橫推力N0操作工況下容器頂部最大撓度0容器許用外壓GB150.3- (板材=2[]tPc=e=n-C1-C2=n PT1.25P[] [T0.90s T=pT.(Die)=2eT2e[]t (Die)=Pc(Diet 2 =tGB150.3- (板材=2[]tPc=e=n-C1-C2=n PT1.25P[] [T0.90s T=pT.(Die)=2eT2e[]t (Die)=Pc(Diet 2 =t壓縮機概選用要縮機，要求采取防大氣腐蝕的措施；安裝在室外環境溫度低于-20℃以下的壓縮選用示選型過程,進口氣體溫度為-11.830.1MPa，要求壓縮機的出22 式壓縮機，尺寸5050×1865×1772mm，并采用并聯形式。氣液分離器設計任將使用三個氣液分離器現在以V0301為例說明氣液分離器的設計。分離器類型的選擇的最小距離100mm來加以限制的，應采用立式重力分離器。立式重力分離器的尺寸設可能達到最大流速可能達到最小流速浮動（沉降）流速初步估算

0V=K G 式中d=350mKs1215.1091.2771690Vt0.0675 2.081m/ 精確算法從浮動液滴的平衡條件，可以得出4gd0Vt

3C w d以及L、GVtRe。dVRe tG令初值

'2.081ms,

Re350106

49.813501061215.1091.2771690Cw1.2，Vt 31.2 1.90ms Re的計算式得到Re50查圖得Cw1.4Vt計算式得到Vt1.76m/s。Re的計算式得到Re47，查圖得Cw1.4Vt計算式得到Vt1.76m/s，迭代結束。Vt1.76m/直徑計算

D0.0188VGmax 式中：VGmax——氣體最大體積流量，m3/h；ue——容器中氣體流速D0.0188

D高H= H=VLt57.117026 47.1H1=HL0.050.2690.05HG1.3D0.15HHGH12h1h27-8接管直徑氣液進口管徑

Dp＞3.34103VV05025 氣體出口管徑有利于分離。取管道內流速u=20m/s，則1284300.7851284300.785液體出口管徑57.117020.78557.117020.785儲罐選型依據7-10儲罐的設計選型乙二醇產物儲貯罐根據溫度、壓力可分為：常溫壓力、低溫壓力和低溫120m3120m3時選用臥式7-11溫度壓強V=38.7024150.85=16390.58m3，因球形儲罐的制造技術含量比較高，制造HG21502.1-925000m33個，罐壁板和罐底S30408250.1MPa。甲醇回流罐的選型選擇臥式橢圓形封頭容器，甲醇的產出量為9.12m3h儲時間為t V9.1210600.8度為150℃，設計壓力為1.5MPa，罐體材料選用Q235-A。選型結換熱器設計換熱器選型設計依據7-12SH3405-HG20553-換熱器工藝方案的確定換熱器概述換熱器選型壓力降得范圍；對、維修的要求；材料價格；使用等。料函式和釜式重沸器五類。各類換熱器特性如表7-13所示。7-13不應大于60℃U殼壁與管壁的溫差超過70℃；壁溫相差50~70換熱器規格選的場合下，推薦用正三角形排列。必須進行機械的場合，則采用正方形為經濟。因此，一般選用管長4~6m。對于大面積或無相變的換熱器可以選用程壓降增大，一般選用范圍為管外徑的1.25~1.5倍。殼程數和臺數都較，若把兩個換熱器的殼程串聯起來使用，就相當于雙殼程了，但殼程壓工藝條件選擇溫度：冷卻水的出口溫度不宜高于60低溫端的溫差不應小于20℃；在冷卻或者冷凝工藝物流時，冷卻劑的溫度5℃；在對反應物進行冷卻時，為卻劑的出口溫度應低于工藝物料的，一般低5℃；換熱器的設計溫度應高于最大使用溫度，一般高15℃。消耗增強，因此，最大允許的壓力降范圍一般限制如表7-14所示。7-14函式、U形管式)換熱器；流量較少的物流應走殼程，因為在殼程易使物流成為換熱器機械設計 其用冷卻水將117.2℃的甲醇冷卻到要求溫度。7-15水出來的換熱器工藝參數如圖7-9示。7-97-10排管數19。管子選用Q345D。管板法蘭數據如表7-16所示：7-16DKLn螺栓C根據JB/T4715-1992《固定管板式換熱器型式與基本參數》圓整后：管束為φ19×2mm，排列方式為正三角形，管心距為25mm，管子根數為275，中心排管數為19，換熱面積47.6m2，管子長度3.0m。換熱器封頭前后封頭均選用標準橢圓形封頭，根據JB/T4746-2002標準折流板根GB151-1999中規定，折流板的間距不小于圓筒內直徑的五50mm。本換熱器采用單弓形折流板，缺口高度取圓筒內直徑30%，即高度h=30%D=30%×500=150mm。折流板間距取600mm，板數為2，厚度10mm。尺寸換熱器的拉桿直徑和拉桿數如表7-17所示：7-17468AspenExchangerDesign&Rating軟件模擬出來的換熱器殼程和管程管徑進行標準圓整，各管的規格見下表7-18所示：7-18規格換熱器機械校核AspenExchangerDesign&Rating中所能得到的數位設計計算條 設計ps度CC管箱圓筒內徑簡圖殼程圓筒校核計算前端管箱圓筒校核計算前端管箱圓筒校核計算后端管箱封頭（平蓋）GB150.3- (板材=2[]tPc=e=n-C1-C2=n PT1.25P[] [T0.90s T=pT.(Die)=2eT2e[]t (Die)=t 2 =t (板材=2[]tPc=e=n-C1-C2=n PT1.25P[] [T0.90s T=pT.(Die)=2eT2e[]t (Die)=t 2 =t PT1.25Pc[] T0.90s T=pT.(KDi0.5e)=T1 D22 6 2hK i=h 2[]t0.5 =eh=nh-C1-C2=min=nh=壓力計2[]t[P]=KDi0.5e=w后端管