10萬噸年甲基叔丁基醚的催化精餾塔的換熱設(shè)計

題目10萬噸/年甲基叔丁基醚的催化精餾塔的換熱設(shè)計10萬噸/年甲基叔丁基醚的催化精餾塔的換熱設(shè)計摘要：本項目的目標(biāo)是為一以煤/天然氣/石油為原料的烴化工綜合企業(yè)設(shè)計一座C4綜合加工子系統(tǒng)。本項目年產(chǎn)10萬噸MTBE合成及裂解聯(lián)合工藝項目。工藝采用MTBE合成與裂解聯(lián)合工藝，綜合利用催化裂解C4和催化裂化C4兩種C4來源，以生產(chǎn)聚合級異丁烯及MTBE為主的產(chǎn)品，并綜合考慮利用C4其他餾分，生產(chǎn)正丁烯、丁二烯和正丁烷作為副產(chǎn)品，于此同時進(jìn)行對催化精餾塔的換熱設(shè)計。最后完成對催化精餾塔的設(shè)計和其換熱器的選型，并對整個工藝進(jìn)行換熱網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化。關(guān)鍵詞：催化精餾，MTBE，換熱器，換熱網(wǎng)絡(luò)Abstract：TheobjectiveofthisprojectistodesignaC5integratedprocessingsubsystemforacomprehensivehydrocarbonchemicalenterprisewithcoal/naturalgas/petroleumasrawmaterials.Thisprojectproduces110,000tonsofMTBEsynthesisandpyrolysisprocessannually.ThecombinedprocessofMTBEsynthesisandcrackingwasusedtosynthesizepolyisobutyleneandMTBEmainlyfromcatalyticcrackingC5andcatalyticcrackingC5sources,andn-butene,butadieneandn-butaneweresynthesizedfromotherfractionsofC5asby-products.Atthesametime,theheattransferdesignofcatalyticdistillationcolumnwascarriedout.Finally,thedesignofcatalyticdistillationcolumnandtheselectionofheatexchangerarecompleted,andtheheatexchangenetworkofthewholeprocessisoptimized.Keywords：Catalyticdistillation,MTBE,heatexchanger,heatexchangenetwork

目錄1 文獻(xiàn)綜述 [6]：圖4-SEQ圖4-\*ARABIC8工藝流程熱集成示意圖主要換熱路線說明：MTBE精制塔再沸器MTBE精制塔塔釜液和甲醇水洗塔萃余劑進(jìn)行換熱，塔釜達(dá)到換熱要求（55.3℃→55.8℃，吸熱324kW），甲醇水洗塔萃余液從76.1℃冷卻至65.7℃，之后經(jīng)過冷卻水冷卻至59.9℃。MTBE裂解反應(yīng)器產(chǎn)物冷卻器MTBE裂解反應(yīng)器產(chǎn)物（190℃）先和異丁烯脫水塔塔釜液（69℃）換熱，溫度冷卻至97.4℃，之后再和甲醇回收塔異丁烯脫重塔的塔釜液(49℃)換熱，溫度冷卻至64.58℃，最后使用冷卻水冷卻至44.3℃。于此同時，異丁烯脫水塔和異丁烯脫重塔塔釜液經(jīng)換熱后能滿足換熱要求，整個過程集成能量1149kW。反應(yīng)器能量的綜合利用本工藝涉及到了兩個反應(yīng)過程，分別為MTBE合成反應(yīng)和MTBE裂解反應(yīng)。MTBE合成反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)放熱664kW；MTBE裂解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，需提供1910kw能量。對此，為達(dá)到能量的有效利用，我們將MTBE合成反應(yīng)放出的熱量產(chǎn)生蒸汽，一方面控制了反應(yīng)溫度，有利于反應(yīng)的穩(wěn)定和轉(zhuǎn)化率的提高，另一方面產(chǎn)生的蒸汽，可以為系統(tǒng)節(jié)省公用工程的用量。下圖為對應(yīng)的全廠換熱網(wǎng)絡(luò)ASPEN模擬示意圖：圖4-SEQ圖4-\*ARABIC9全廠換熱網(wǎng)絡(luò)模擬換熱網(wǎng)絡(luò)的特點：在滿足換熱要求的基礎(chǔ)上盡量使用了低品質(zhì)的公用工程，在原ASPENANERGYANALYZERV7.3得到進(jìn)一步的優(yōu)化，節(jié)省了操作費(fèi)用。最大可能地進(jìn)行物流間的換熱，減少了公用工程用量，進(jìn)行系統(tǒng)內(nèi)部的能量集成，達(dá)到了資源的有效利用。充分利用了系統(tǒng)中放出的熱量，產(chǎn)生蒸汽，補(bǔ)充熱公用工程量，節(jié)省了系統(tǒng)整體的公用工程用量，減少了操作費(fèi)用。

結(jié)論本項目應(yīng)對當(dāng)前社會發(fā)展的需求以及對能源的合理利用，采用MTBE合成裂解工藝使得副產(chǎn)的C4餾分轉(zhuǎn)化為高附加值的異丁烯，具有很大的社會發(fā)展效益和前景。該項目的投資適當(dāng)，收益率很高，具有很大的可投資性。三廢排放量少，裝置建成后對周邊環(huán)境影響小，有益于環(huán)保工作的進(jìn)行；同時積極采取一系列的措施防止生產(chǎn)過程產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體對工作人員和環(huán)境的損傷，確保符合國家清潔生產(chǎn)的要求。同時在設(shè)計中注意安全生產(chǎn)和工業(yè)衛(wèi)生，認(rèn)真執(zhí)行國家及地方的各項法規(guī)，采取了完善措施以保證生產(chǎn)安全和衛(wèi)生。本項目符合國家的產(chǎn)業(yè)政策、能源和環(huán)境保護(hù)政策。通過對本項目進(jìn)行市場分析、技術(shù)方案的論證、技術(shù)經(jīng)濟(jì)的論證，我們得出該項目的建設(shè)是可行的、必要的。最后并設(shè)計了催化精餾塔及其換熱器。

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