年产1万吨甲基叔丁基醚生产工艺设计

1、年产1万吨甲基叔丁基醚生产工艺设计中国·二一四年五月北京理工大学珠海学院2014届本科生毕业设计诚信承诺书本人郑重承诺：本人承诺呈交的毕业设计年产一1万吨甲基叔丁基醚生产工艺设计是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。本人签名：日期： 年 月 日年产1万吨甲基叔丁基醚生产工艺设计摘要本设计是年产1万吨甲基叔丁基醚装置生产工艺设计，主要以工艺设计为主体，在参考了国内外成熟的甲基叔丁基醚生产工艺和技术，按所要求的生产量设计本工艺流程。基于我国当下是世界上汽油消耗量相当大而且用量正在不断增加，而甲基叔丁基

2、醚作为必不可少的汽油添加剂，有提高汽油辛烷值和汽油燃烧效率、减少CO和其他有害物(如臭氧、苯、丁二烯等)的排放等优点，因此开展甲基叔丁基醚生产工艺的设计是非常有必要的。本设计采用离子交换树脂法，以甲醇和异丁烯为原料，串联两个反应器，并加压精馏，展开年产1万吨甲基叔丁基醚生产工艺的设计。关键词：甲基叔丁基醚；异丁烯；甲醇Annual output of 10,000 Tons Of Methyl Tertiary Butyl Ether Plant Process DesignAbstractAn annual output of 1,0000 tons of methyl tertiary b

3、utyl ether plant process was designed. It focuses on the design of the process design bases on the home and abroad MTBE production techniques. China is currently one of the world's largest gasoline consumption countries and this demand of the amount is rapidly increased. MTBE is an important gas

4、 additive, it has the advantage such as increasing the n-value of gasoline, improving the gasoline combustion efficiency, reducing CO and other harmful substances (such as ozone, benzene, butadiene, etc.) emissions, etc. Therefore the design of the MTBE production process is quite necessary. Annual

5、output of 10,000 tons of MTBEwas synthesized by cation exchange resin method using isobutylene and methanol as raw materials with two reactors and one pressed distillation tower. Key Words：Methyl tertiary butyl ether; isobutene; methanol1目录_Toc3869950751 绪论.11.1概述11.1.1MTBE生产历史和生产前景11.1.2设计依据11.1.3车

6、间的组成及人员安排11.2工艺说明21.2.1原材料规格21.2.2副产品规格31.2.3安全标准31.2.4产品性质41.2.5生产控制一览表61.2.6三废及处理62物料衡算.72.1全车间物料衡算72.1.172. 1.2反应器各段生成的MTBE的量72. 1.3进入反应器A的异丁烯的量82. 2反应器物料衡算82.2.1反应器A进料组成及流量82. 2.2反应器一段反应产物及循环物料的组成及流量102. 2.3反应器二段出口物料的组成及流量112. 2.4反应器三段出口物料组成及流量132. 3MTBE精馏塔物料衡算.142.4萃取塔物料衡算152.5回收塔物料衡算173热量衡算.19

7、3.1 反应器一段循环冷却器E-101热量衡算193.2反应器一段热量衡算203.3 T101B塔底出料换热器E104的热量衡算213.4 T101进料换热器热量衡算223.5 T101热量衡算（包括T101B塔底再沸器E106，T101A塔顶冷凝器E107）233.6 T101热量衡算244 精馏塔的计算.294.1精馏塔物料平衡294.2精馏塔各部分温度的计算294.2.1精馏塔各物质物性参数的计算294.2.2精馏塔进料温度的计算314.2.3塔底温度的计算314.2.4塔顶温度计算334.3回流比和理论塔板数334.4进料位置的计算354.5精馏塔全塔热平衡354.6精馏塔塔径和塔高的

8、计算365换热器的计算.386泵的计算.396.1进口阻力396.2出口阻力407技术经济核算.422 绪论1.1概述甲基叔丁基醚（MTBE）是一种汽油添加剂，可以提高汽油的辛烷值，同时可以替代四乙基铅减少对环境的污染。MTBE裂解得到的聚合级异丁烯，供丁烯橡胶使用。含异丁烯0.5以下的直链丁烯用作丁烯氧化脱氨制丁二烯的原料。将MTBE进行分解，所得的异丁烯经过简单蒸馏及洗涤，即可得到99.5的高纯度异丁烯。MTBE作为新生代的重要的化工产品，已广泛应用在法、英、美等发达国家。在我国也有着巨大的潜力。1.1.1MTBE生产历史和生产前景自1970 年Raycher发现醇和烯烃醚化反应后的数十年

9、间，有关参考的文摘指导极少，但许多的专利指导了甲基叔丁基醚的生产工艺。1973年意大利第一套年产10万吨的MTBE工业装置投入生产后，各国石油化学界十分关注，其产量也每年攀升，增长率达到54%。直至1979年我国才初步引进MTBE合成工业。1983年我国第一套年产500万吨MTBE工业装置完成后，增长率有了一定的突破，形成了一定规模的生产能力。MTBE的原料异丁烯的生产技术发展也呈现出了多样化，总收率达95.自齐鲁年产5500万吨MTBE装置投产后，上海燕山、吉化、浙江、抚顺等MTBE工业装置相继投产。第一套应用催化蒸馏新工艺的年产4万吨MTBE工业装置投产后，标志着我国生产工艺已达到80年代

10、国际先进水平。1.1.2设计依据由于MTBE对环境污染轻，且用途广泛，促使对MTBE的需求量不断增高，因此世界各国都在开发更先进合成工艺和技术。目前合成MTBE的方法主要有：1、离子交换树脂法2、硫酸法3、催化蒸馏法。目前催化蒸馏法最先进，但并不普及。硫酸具有腐蚀性，综合各方面因素，本设计采用离子交换树脂法较为合适。此法工业应用技术上比较成熟，能耗低，经济合算。由于松花江畔的水源充足，所以设计的车间建设在松花江畔，且靠近丰满水电站又临热电厂及动力厂，能源充足，且资源也相当丰富。1.1.3车间的组成及人员安排本厂包括生产车间和辅助车间。辅助车间包括：办公室、工艺组、设备组、化工班、机修。本车间为

11、连续自动化生产，共分四个班，四班三倒的作息制度，全年生产7200小时。1.2工艺说明1.2.1原材料规格本装置液化气分离车间催化裂解碳四（含异丁烯18）和本厂丁二烯抽提车间抽余碳四 (含异丁烯34.1)两者以51.326:1（重量比）混合为碳四原料。表1.1原材料规格序号原料名称控制项目名称和指标备注1混合碳四原料异丁烯含量1842C3+0.8、C5+0.5ACN20ppm 、阳离子4ppm水0.03、其他碳四：平衡以NH4+计2甲醇外观：无色透明液体、比重：0.7910.792初馏点;6465.5、蒸馏量99.2游离酸：0.002、游离碱0.005水0.05、酸值（KOH mg/g）0.03

12、5蒸馏残渣0.002以HAC计以NH3计3碱液NaoH含量64盐酸溶液HCL含量125触媒外观：灰白球状、孔容：0.250.29ml/g交换当量:4.24.8mg当量/g干树脂膨胀比：1.31.75、强度：99比表面;1315/g、粒度：1060目1.2.2副产品规格表1.2 副产品规格序号名称规格单位设计定额1丁烯-1丁烯-141、C418.4异丁烯0.4、甲醇0.15MTBE0.5T19.072残液馏分MTBE98.7Kg101.2.3安全标准1.2.3.1防火、防爆等级和卫生标准根据生产所用原料，中间产品和成品的性质，对生产各部分的防火防爆标准规定如下：表1.3 防爆等级和卫生标准序号地

13、点防火等级防爆等级避雷等级1装置区甲级级二类2泵房甲级级二类3中间罐区甲级级二类1.2.3.2材料及成品的爆炸范围及卫生安全浓度表1.4材料及成品的爆炸范围及卫生安全浓度序号名称闪点自燃点爆炸极限爆炸极限空气中允许浓度mg/L上限下限1碳三组分66.74555101120.52碳四组分40804551220.13碳五组分406.91.254甲醇1243336.55.50.055MTBE26.78.41.60.351.2.3.3安全措施原料碳四、甲醇、副产品丁烯-1馏分以及成品MTBE等都是易燃易爆物质。闪点低于环境温度，其蒸气与空气在不正常操作情况下。如误操作，设备拆卸检修等均有可能形成爆炸性

14、混合物。甲醇、MTBE有一定毒性，辅助材料和盐酸等的水溶液则有一定的腐蚀性，且系统操作压力也较高。具体措施：（1）控制可燃物质，文明生产，消除跑、冒、滴、漏，防可燃物质外流。（2）格局空气和氧化剂，设备要密闭，采用氮封，水封等是可燃物与氧气隔绝。（3）消除着火源。（4）防火势和爆炸波的扩展和蔓延，不形成新的燃烧条件。（5）提高安全技术，加强安全管理。1.2.4产品性质1.2.4.1MTBE物理性质表1.5 MTBE物理性质常数名称单位数据沸点55.2冰点26.7108.6闪点535.30119.90自燃点1.68.4爆炸范围空气vol0.746临界压力amt33.85溶解度20在100g水中溶

15、醚gg4.8920在100g醚中溶水1.5燃烧热KJ/35.1079蒸发潜热KJ/321.1776液体热容KJ/2.1328折光指数（20）1.3689绝对熵S298KJ/mol265.18061.2.4.2MTBE化学性质MTBE化学性质如下：（1）MTBE与氧气或空气接触时，不能形成爆炸性过氧化物。（2）MTBE与强无机酸相接触，则会发生分解反应，生成异丁烯、甲醇及烃类。（3）MTBE在酸性三氧化二铝存在下，于20和压力条件下，生成异丁烯、甲醇，由此性质可生成高纯度异丁烯。（4）MTBE与甲醛在阳离子树脂上于140反应生成异戊二烯、甲醇。（5）MTBE在230280，在有催化剂存在下与空气

16、氧化可以生成异戊二烯。1.2.4.3生产原理MTBE是由混合碳四中的异丁烯和甲醇在强酸性苯乙烯大孔阳离子交换树脂催化剂上进行合成。主反应方程式:+副反应方程式:+（TBA）选择工艺参数，必须综合考虑动力学和热力学因素，采用外循环冷却绝热式固定床反应器，采用水萃取法回收过量甲醇后，以蒸馏方式使甲醇水分离，甲醇循环使用。1.2.5生产控制一览表表1.6生产控制一览表序号取样点分析方法控制指标1碳四原料罐除金属阳离子为化学或比色法，其余为色谱法异丁烯含量1842C3+0.8、C5+0.5 ACN20ppm 阳离子4ppm、水0.032甲醇罐气相色谱法按GB-338-76工业一级品要求3丁烯-1馏分罐

17、气相色谱法异丁烯0.4甲醇0.15MTBE0. 54保护反应器口阳离子1ppm 水0.035E101出口气相色谱法6R103入口气相色谱法7R101内气相色谱法8R101A出口气相色谱法9R101B出口气相色谱法10T101入口气相色谱法甲醇、C40.111T101内气相色谱法12V105排污甲醇含量0.513R104入口化学分析法HCL含量2414R104出口化学分析法NaOH含量261.2.6三废及处理表1.7三废及处理序号名称规格数量正常T/H数量最大T/H排放点备注1含醇废水甲醇0.50.272V105排化污水池2酸碱废水PH 51018V104排化污水池3化验室废水PH 5100.6

18、排化污水池4含油废水油烃10ppm320辐射水池排化污水池5废气2.8/HV106排大气6残液MTBE98.735.0/HT1013 物料衡算2.1全车间物料衡算2.1.1根据设计要求MTBE年产量为1万吨，按年工作量为7200小时计算，则每小时产工业MTBE量:假设：成品、副成品指标：合格品一级品MTBE 98.0%（m/m） 98.5%（m/m）甲醇 0.6% （m/m） 0.4%（m/m）叔丁醇 0.7% （m/m） 0.5%（m/m）按合格产品计算：（产品中纯MTBE含量为98%）则产品中含纯MTBE2.1.2反应器各段生成的MTBE的量反应器B出口的MTBE的量（MTBE精馏过程MT

19、BE收率为98.5%）反应器的一段转化率为74；二段转化率至86；总转化率为93反应器A出口的MTBE的量（设计要求：反应器总转化率93，反应器A总转化率86，设反应器的MTBE收率99%）2.1.3进入反应器A的异丁烯的量进入反应器A的异丁烯的量2.2反应器物料衡算2.2.1反应器A进料组成及流量表2.1原料抽余碳四的组成及各组分的流量组分分子量质量分数kg/kg质量流量kg/h摩尔分数kmol/kmol摩尔流量kmol/h丙烯42.080.004617.420.00610.41丙烷44.100.006926.140.00890.59异丁烷58.120.2219841.760.215414.

20、46正丁烯56.110.30801166.710.309620.79正丁烷58.120.0618234.100.05994.03反丁烯56.110.0863326.910.08675.83顺丁烯56.110.0515195.080.05183.48正戊烷72.150.00124.540.00090.064丙二烯40.070.00176.440.00250.161，3-丁二烯54.090.003613.640.00380.25异丁烯56.110.2522955.550.253517.03水18.000.00031.140.00090.0641.00003788.011.000067.16通过已知

21、数据按比例计算新鲜甲醇中纯甲醇流率为542.14 kg/h。表2.2工业甲醇的组成及流量：名称摩尔流量kmol/h摩尔分数kmol/kmol质量流量kg/h质量分数kg/kg分子量甲醇15.380.9984542.140.999032.04水0.0220.00141.970.000818其他0.0040.00020.500.000232工业甲醇15.411.0000544.611.0000通过已知数据按比例计算得混合甲醇流率为602.78kg/h。则醇烯比为：1.09：1 满足设计要求。表2.3反应器A进料组成及流量（醇烯混合物的组成及流量）组分摩尔流量kmol/h摩尔分数kmol/kmol质

22、量流量kg/h质量分数kg/kg丙烯0.420.004817.470.0040丙烷0.600.006926.210.0060异丁烷14.500.1689842.850.1920正丁烯20.850.24281169.890.2664正丁烷4.040.0470234.740.0535反丁烯7.300.0680327.800.0747顺丁烯3.480.0406195.610.0446正戊烷0.0640.00074.560.0010丙二烯0.160.00196.460.00151，3-丁二烯0.250.002913.670.0031异丁烯17.030.1983955.550.2176水0.090.00

23、101.610.0004甲醇18.550.2160594.470.1354其他0.0040.00000.100.000085.881.00004390.791.0000其他杂质含量可忽略不计。2. 2.2反应器一段反应产物及循环物料的组成及流量已知异丁烯生成MTBE的选择性为99%，甲醇生成MTBE的选择性为100%.一段反应转换率为74%，反应的异丁烯为: MTBE产量为: 由于生成1mol的TBA需要1mol的水，所以生成TBA的量为 0.09kmol/h生成二.三异丁烯的量:剩下的异丁烯流量为:剩下的甲醇流量为 : 表2.4反应器一段出口反应产物的组成及流量组分摩尔流量kmol/h摩尔分

24、数kmol/kmol质量流量kg/h质量分数kg/kg丙烯0.420.005717.470.0040丙烷0.600.008126.210.0060异丁烷14.500.1979842.850.1921正丁烯20.850.28451169.890.2666正丁烷4.0380.0551234.740.0535反丁烯5.8420.0797327.800.0747顺丁烯3.4860.0476195.610.0446正戊烷0.0640.00094.560.0010丙二烯0.1620.00226.460.00151，3-丁二烯0.250.003413.670.0031异丁烯4.430.0604248.340

25、.0566甲醇6.070.0830189.400.0444MTBE12.480.17021099.580.2506TBA0.090.00126.670.0015二.三异丁烯0.0120.00021.960.000473.281.00004388.671.0000计算方法同表2.3。循环物料的循环比控制范围为0.85.0。所以取循环物料的循环比为0.8.设循环循环物料中含异丁烯的量为x,，则：解得x= 3.54同理可得循环物料中含MTBE的量为9.98kmol/h，含甲醇的量为4.86kmol/h表2.5则反应器一段循环物料的组成及流量：组分摩尔流量kmol/h摩尔分数kmol/kmol质量流量

26、kg/h质量分数kg/kg丙烯0.330.005713.980.0040丙烷0.480.008120.970.0060异丁烷11.600.1979674.2840.1921正丁烯16.680.2845935.920.2666正丁烷3.230.0551187.790.0535反丁烯4.670.0797262.240.0747顺丁烯2.790.0476156.490.0446正戊烷0.0520.00093.650.0010丙二烯0.130.00225.170.00151，3-丁二烯0.2020.003410.940.0031异丁烯3.540.0604198.670.0566甲醇4.860.0830

27、155.840.0444MTBE9.980.1702879.670.2506TBA0.0720.00125.340.0015二.三异丁烯0.0120.00021.570.000458.631.00003512.511.00002.2.3反应器二段出口物料的组成及流量到二段时异丁烯反应转换率达到86%反应的异丁烯的量: MTBE产量为: 二.三异丁烯的产量为:剩下的异丁烯流量为 : 甲醇流量为: 表2.6反应器二段出口物料的组成及流量组分摩尔流量kmol/h摩尔分数kmol/kmol质量流量kg/h质量分数kg/kg丙烯0.420.005817.470.0040丙烷0.600.008326.21

28、0.0060异丁烷14.500.2035842.850.1920正丁烯20.850.29261169.890.2665正丁烷4.0380.0567234.740.0535反丁烯5.8420.0820327.800.0747顺丁烯3.4860.0489195.610.0446正戊烷0.0640.00094.560.0010丙二烯0.1620.00236.460.00151，3-丁二烯0.250.003513.670.0031异丁烯2.380.0335133.770.0305甲醇4.050.0569130.020.0296MTBE14.500.20341277.820.2910TBA0.090.0

29、0136.670.0015二.三异丁烯0.0240.00033.090.0007350.351.00004390.801.0000根据设计要求循环物料的循环比控制范围为0.85.0。所以取循环物料的循环比为0.8,，设循环循环物料中含异丁烯的量为x,，则：解得x= 1.90同理可得：循环物料中含MTBE的量为11.6kmol/h,含甲醇的量为3.25kmol/h表2.7则反应器二段循环物料的组成及流量组分摩尔流量kmol/h摩尔分数kmol/kmol质量流量kg/h质量分数kg/kg丙烯0.330.005713.980.0040丙烷0.480.008120.970.0060异丁烷11.600.

30、1979674.2840.1921正丁烯16.680.2845935.920.2666正丁烷3.230.0551187.790.0535反丁烯4.670.0797262.240.0747顺丁烯2.790.0476156.490.0446正戊烷0.0520.00093.650.0010丙二烯0.130.00225.170.00151，3-丁二烯0.2020.003410.940.0031异丁烯1.900.0335535.060.0305甲醇3.250.0569520.070.0296MTBE11.600.20345111.20.2910TBA0.0720.00125.340.0015二.三异丁烯

31、0.0180.00032.470.000757.001.00003512.501.00002.2.4反应器三段出口物料组成及流量到三段时异丁烯反应转换率达到93%反应的异丁烯的量MTBE产量为二.三异丁烯的产量:：剩下的异丁烯流量为：甲醇流量为：表2.8反应器三段出口物料组成及流量：组分摩尔流量kmol/h摩尔分数kmol/kmol质量流量kg/h质量分数kg/kg丙烯0.420.005917.470.0040丙烷0.600.008526.210.0060异丁烷14.500.2070842.850.1920正丁烯20.850.29761169.890.2664正丁烷4.0380.0576234

32、.740.0535反丁烯5.8420.0834327.800.0747顺丁烯3.4860.0498195.610.0446正戊烷0.0640.00094.560.0010丙二烯0.1620.00236.460.00151，3-丁二烯0.250.003613.670.0031异丁烯1.190.017066.880.0152甲醇2.870.041192.210.0210MTBE15.680.22371381.840.3147TBA0.090.00136.670.0015二.三异丁烯0.0280.00043.930.0009350.351.00004390.801.00002.3 MTBE精馏塔物料

33、衡算塔底甲醇 0.003 （wt），二.三异丁烯 0.005 （wt），MTBE精馏过程MTBE收率为98.5%，未反应的异丁烯全部从塔顶馏出，TBA与二.三异丁烯存在于成品MTBE中，塔底MTBE的量为：塔底成品MTBE的量为：塔底甲醇的量为：塔底二.三异丁烯的质量分数为：3.93/1388.89=0.0028 （满足设计要求）塔顶MTBE的量为：塔顶甲醇的量为：已知精馏塔进料组成和流量为反应器出口物料的组成和流量表2.9对精馏塔进行物料衡算列表如下：名称进料kg/h质量分数kg/kg馏出液kg/h质量分数kg/kg釜液kg/h质量分数kg/kg丙烯17.470.004017.470.005

34、80.000.0000丙烷26.210.006026.210.00870.000.0000异丁烷842.850.1920842.850.27960.000.0000正丁烯1169.890.26641169.890.38800.000.0000正丁烷234.740.0535234.740.07790.000.0000反丁烯327.800.0747327.800.10870.000.0000顺丁烯195.610.0446195.610.06490.000.0000正戊烷4.560.00104.560.00150.000.0000丙二烯6.460.00156.460.002110.000.00001

35、，3-丁二烯13.670.003113.670.00450.000.0000异丁烯66.880.015266.880.02220.000.0000甲醇92.210.021088.040.0294.170.0030MTBE1381.840.314720.730.00691361.110.98932TBA33.350.00150.000.000033.350.0048二.三异烯19.640.00090.000.000019.640.00294390.801.00003014.931.00001375.881.00002.4萃取塔物料衡算根据已知数据按比例计算得，萃取塔萃取水流量为591.22kg/

36、h萃取水组成为：水和甲醇。甲醇的流量2.47kg/h 纯水的流量进料甲醇的流量设塔顶：甲醇含量0.0004 水0.0003（质量分数）根据已知数据按比例计算得：塔顶出料总量为2655.43 kg/h塔顶含甲醇：塔顶含水量：塔底含甲醇量：塔底含水量：表2.10萃取塔塔釜出料的流量及组成：名称质量流量kg/h质量分数kg/kg摩尔流量kmol/h摩尔分数kmol/kmol丙烯0.0460.00010.0020.0001丙烷0.0740.00010.0020.0001异丁烷2.290.00330.040.0011正丁烯3.180.00460.0560.0016正丁烷0.640.00090.010.0

37、003反丁烯0.890.00130.0160.0004顺丁烯0.530.00080.010.0003正戊烷0.0120.00000.000.0000丙二烯0.020.00000.000.00001，3-丁二烯0.0380.00010.000.0000异丁烯0.000.00000.000.0000甲醇89.450.13092.800.0787MTBE0.000.00000.000.0000水587.950.857832.650.9175685.401.000035.591.0000表2.11萃取塔塔顶出料的流量及组成：名称质量流量kg/h质量分数kg/kg摩尔流量kmol/h摩尔分数kmol/k

38、mol丙烯17.470.00600.420.0080丙烷26.210.00890.600.0115异丁烷842.850.287714.500.2803正丁烯1169.890.399420.850.4030正丁烷234.740.08014.0380.0781反丁烯327.800.11195.8420.1129顺丁烯195.610.06683.4860.0674正戊烷4.560.00160.0640.0012丙二烯6.460.00220.1620.00311，3-丁二烯13.670.00470.250.0049异丁烯66.880.02291.190.0231甲醇1.060.00040.040.00

39、08MTBE20.730.00710.240.0046水0.800.00030.0540.00102920.871.000051.591.00002.5 回收塔物料衡算回收塔设计为：塔釜甲醇含量 0.5%表2.12回收塔进料组成及流量：名称质量流量kg/h质量分数kg/kg摩尔流量kmol/h摩尔分数kmol/kmol丙烯0.0460.00010.0020.0001丙烷0.0740.00010.0020.0001异丁烷2.290.00330.040.0011正丁烯3.180.00460.0560.0016正丁烷0.640.00090.010.0003反丁烯0.890.00130.0160.00

40、04顺丁烯0.530.00080.010.0003正戊烷0.0120.00000.000.0000丙二烯0.020.00000.000.00001，3-丁二烯0.0380.00010.000.0000异丁烯0.000.00000.000.0000甲醇89.450.13092.800.0787MTBE0.000.00000.000.0000水587.950.857832.650.9175685.401.000035.591.0000根据已知数据按比例计算得：塔底甲醇含量为2.47kg/h，塔顶甲醇含量为89.45 kg/h -2.47=86.98kg/h根据已知数据按比例计算得：塔顶水含量为0.

41、084 kg/h表2.13回收塔组分表名称进料塔顶塔釜质量流量kg/h质量分数kg/kg质量流量kg/h质量分数kg/kg质量流量kg/h质量分数kg/kg丙烯0.0460.00010.0460.00050.000.0000丙烷0.0740.00010.0740.00080.000.0000异丁烷2.290.00332.290.02410.000.0000正丁烯3.180.00463.180.03350.000.0000正丁烷0.640.00090.640.00670.000.0000反丁烯0.890.00130.890.00940.000.0000顺丁烯0.530.00080.530.005

42、60.000.0000正戊烷0.0120.00000.0120.00010.000.0000丙二烯0.020.00000.020.00020.000.00001，3-丁二烯0.0380.00010.0380.00040.000.0000甲醇89.450.130986.980.91782.470.0042水587.950.85780.0840.0009587.880.9958685.401.0000475.31.0000 590.341.0000 456 热量衡算以下计算是以25为基准计算。在某一温度下某处的全部物料比热容可以以平均植代替。其计算方法如下：1.查出该温度下的所有组分的比热容。2.

43、同已查出25下的比热容分别取平均值。3.通过公式计算平均比热容。3.1反应器一段循环冷却器E-101热量衡算反应器一段循环冷却器E-101的简图如下：Q3Q1Q2图3.1冷却器E-101设计要求E-101物料出口温度为55原料带进的热量为：回流液带进的热量为：循环比控制范围为0.85.0，其中取0.8为循环物料的循环比。混合液带出的热量为：其中：（1+0.8）=1.8由热量守衡原则：所以水蒸汽带进的热量为:查得的水蒸汽的汽化潜热为所需水蒸汽的量为3.2反应器一段热量衡算R101一段简图如下：Q3Q4Q2Q5图3.2 反应器R-101已知： a b c异丁烯 17.3347 甲醇-9.8476

44、0.0967 0MTBE -14.9671 0.1981 0设反应温度为（346k）MTBE比热容：MTBE生成焓：由物料衡算可知R101一段MTBE产量为1099.58 ,生成MTBE产生的热：由E101热量衡算可知：Q3=kJ/h带进的热量为：带出的热量为：符合热量平衡守恒3.3 T101B塔底出料换热器E104的热量衡算换热器E104的简图如下：Q4Q1Q2Q3图3.3 换热器E-104T101B塔釜出料与T101A塔顶进料换热, 已知T101B塔釜出料温度为159.7，降为60 塔进料带进的热量:塔底出料带进热量：塔塔底出料带出热量：塔进料带出的热量：3.4 T101进料换热器热量衡算管线说明：T101进料经过E105后从所需的水蒸汽的量为3.5 T101热量衡算（包括T101B塔底再沸器E106，T101A塔顶冷凝器E107）T101及周围换热器的见图如下：Q进106QMQBQCQRQWE107E106QVQNQR图3.4 T-101及周围换热器已知T101进料经过E105后从根据设计要求设回流比为1