中期论文化工设计.doc

本科中期实验论文 实验题目： 年产3万吨 2013年 月  实验题目： 年产3万吨甲基丙烯酸甲酯分厂设计 1 1 绪论 2 2 项目可行性论证 4 2.1 论证内容 4 2.2 论证结论 4 2.2.1 技术可行性 4 2.2.2 市场可行性 4 2.2.3 经济可行性 5 3 项目初步设计 5 3.1 项目总论 5 3.2 工艺路线选择 6 3.3 MMA生产工艺流程模拟 6 3.3.1 MTBE 精制工段 6 3.3.2 MAL 氧化酯化制取MMA 工段模拟 8 3.4 流程优化 10 3.4.1水洗塔优化 10 3.5 设备设计与选型 11 3.5.1萃取精馏塔（T108）计算结果 11 3.5.2 膨胀床反应器计算结果汇总 13 3.5.3换热器E-102计算结果汇总 15 3.6 总图 15 3.6.1厂区介绍 15 3.6.2 厂区布置 15 3.7 车间布置 17 3.7.1 3D设计图 17 3.7.2 车间平立面图 17 3.8 仪表自动化控制 18 3.9 CAD设计图 21 3.9.2 PID图 22 3.9.3 设备装配图 24 4项目总结 25 参考文献： 27 致谢 28  年产3万吨：C4、对C4 进行综合加工生产下游产品（主要是MMA）的化工厂子系统。建厂于广东省茂名石化工业区。该项目以外购乙烯装置的裂解混合C4 馏分和甲醇为原料，通过茂名石化MEBT 装置对混合C4进行分离提纯异丁烯，先将异丁烯氧化成甲基丙烯醛MAL，再用直接甲基化法（Asahi法）将MAL 直接与甲醇和氧气进行氧化酯化反应制得MMA。采用Aspen Plus对流程进行模拟、Aspen Energy Analyzer对全流程进行换热网络优化，运用AutoCAD设计了工艺流程和设备装配图，还利用3Dmax 进行了工厂建模，并对其它各种设备进行了设计以及校正。此外，对于这个设计进行了全方面可行性研究。 关键词：化工设计； ；；模拟计算 1 绪论 石油炼制和石油化工生产过程中副产大量C4 烃类,如何充分合理利用这些副产资源, 进行深加工产品的开发, 已经引起了人们的广泛关注，其综合利用开发是提高企业经济效益的重要途径，亦是实现炼化资源综合利用的必由之路。20 世纪90 年代以来，由于碳四分离技术与工艺的进步与完善，使得碳四馏分的各种成分得到了分离，为它们作为石油化工原料提供了保证，碳四馏分将是继乙烯和丙烯之后能得到充分利用的石油化工原料之一。 目前我国碳四馏分的化工利用尚处于初期阶段，国内对碳四烃的化工利用率为10%。尽管炼油厂碳四馏分可直接进入烷基化装置生产高辛烷值的烷基化汽油或叠合汽油，部分用于生产聚丁烯和聚异丁烯；异丁烯用于生产甲基叔丁基醚.茂名石化年产3 万吨MMA 项目（MTBE）和烷基酚，正丁烯用于生产仲丁醇等，但正在运转的工业化生产装置很少，而且少量运转的工业装置也只是部分利用了碳四馏分，大部分直接作为燃料烧掉。 目前开发的碳四烯烃、碳四烷烃和碳四混合物主要有丁二烯、异丁烯、正丁烯、正丁烷、异丁烷等，均具有化工很好的工业利用价值和前景。随着原油价格上涨、能源消费结构的变化、加工技术的进步，混合碳四作为石油化工基础原料用于生产具有高附加值的精细化工产品和合成橡胶等技术已成为石油化工研究和投资热点。加之西气东输管线正式开通，全国已有多个省市开始使用天然气，一些地方出现液化气滞销的局面，这就使得原来用作燃料的碳四馏分有一部分被天然气替代，为碳四资源的有效利用创造了条件。 根据碳四的组分特点，通过化工利用可以生产不少产品，如甲乙酮、丁二烯、丙烯、甲基丙烯酸甲酯（MMA）等。对于乙烯装置的裂解C4 馏分，主要考虑的是丁烯、异丁烯及丁二烯的深加工利用问题。这里需指出，我国目前异丁烯大部分用于生产MTBE，仅少部分用于其他衍生物如PBE、丁基橡胶及甲基丙烯酸甲酯（MMA）。甲基丙烯酸甲酯（MMA）是合成树脂、油漆涂料、胶粘剂工业和医用高分子材料的重要原料，与此同时,MMA 单体还是合成水处理絮凝剂、织物染整剂、油品添加剂和塑料树脂改性剂等精细化学品的重要原料。80 年代以来,随着应用领域的不断拓展，MMA 单体呈现产耗两旺的势头。根据国内相关部门预测，未来几年国内MMA 的需求将以10%左右的速度增长，2011 年国内的MMA 市场需求量将达到468 kt；2011－2016 年期间的年均需求增长速度约为7%左3右，2016 年国内MMA 市场需求将达到650 kt 左右。 异丁烯的化工利用目前混合碳四中的异丁烯因其纯度低，多采用合成MTBE工艺用来生产汽油辛烷值的调和组分。MTBE 裂解可以得到高纯度的异丁烯，是重要的有机化工基本原料。异丁烯直接氧化（C4 法）生产甲基丙烯酸甲酯（MM