初步设计说明书可行性研究报告编制依据和原则

第一 项目总 可行性编制的依据和原 项目研究工作的依据和原 设计原 项目使用的专业规范标 项目背 项目名 项目拟建设地 建设意 研究范围和结 研究范 第二 总图设计依 设计范 厂址概 总平面布 总平面布置的一般规 总平面布置的要 厂区总体布局概 总平面布置的各项技术指 工艺装置的布 辅助生产及公用工程设 仓储设施的布 设施的布 装卸区的布 货物停车场的布 生产管理及生活服务的设 厂前区的布 行政楼的布 厂区出的布 围墙的设 竖向布 基本要 布置方 场内设 厂内设计要 本厂设 第三 原料供应和产品销 原料性质概 原料简 原料物理性 原料化学性 原料方 原料的主要用 产品性质概 产品简 产品物理性 产品化学性 产品主要用 产品的主要消费领 产品的市场分 国外市场现状及发展趋 生产能 下游消 国内市场现状及发展趋 生产能 下游消 国内价格分 第四 生产工艺与流程模 工艺技术方案的选 原料路线确定的原则和依 工艺技术方案的比较与选 工艺方案比 反应原 工艺流 CO羰化偶联工 酯再生工 碳酸二甲酯提纯工 乙二醇提纯工 双效精馏工 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 系统物料衡 能量衡 能量衡算的目 能量衡算可以解决的问 能量衡算遵循的原 系统能量衡 第六 换热网络设 概 全流程换热网络的集 夹点技 投资费用与温差关 能量分析与公用工程选 换热网络设 第七 设备设计方 塔设备的选型说 设计标 塔设备工艺要 塔型的类型与选 塔型区 板式 填料 选取因 选择原 填料 板式 塔板类型与选 设计示例―乙二醇生成提纯工段精制塔 设计思 设计参 介质与选 设计压 物性参 利用CUP-TOWER对乙二醇精馏塔（T0401）设 CUP-TOWER简 CUP-TOWER在T0401塔盘工艺结构计算的运 CUP-TOWER输出结 塔机械工程设 SW6强度校核软件校 压缩 概 选用要 选用示 气液分离 设计任 分离器类型的选 立式重力分离器的尺寸设 浮动（沉降）流 初步估 精确算 直径计 高 接管直 气液进口管 气体出口管 液体出口管 储罐选 储罐选型依 储罐的设计选 乙二醇产物储 甲醇回流罐的选 选型结 换热器设 换热器选型设计依 换热器工艺方案的确 换热器概 换热器选 换热器规格选 壳程数和台 工艺条件选 换热器机械设 换热器机械校 反应器设 反应器概 反应机 反应器的选 草酸二甲酯加氢动力学研 主副反应的分 主反应动力 反应器的工艺条 反应器设 反应器体积计 反应器的具体设计以及影响反应的因 催化 催化剂的催化机 催化剂的成 催化剂的粒 催化剂的再 催化剂的稳定性提高的方 泵的选 选型依 泵的分类及其适用范 泵的选型原 典型化工用泵的特点和选用要 泵的选型示例-以T0401回流泵（P0402）为 第八 自动控制及仪 设计依 设计范围及分 全厂自动化水 生产安全保 动力供 仪表用压缩空 仪表用电 控制系 分散控制系 安全仪表系统及紧急停 火灾探测系统及气体探测系 控制室检测内 主要仪 设备控制方 泵的控制方 压缩机的控制方 换热器的控制方 精馏塔的控制方 反应器的控制方 第九 与.............................................................................................设计概 设计标 系 原料.................................................................................................产品.................................................................................................系 原料.................................................................................................产品.................................................................................................第十 供电配电工 设计依 电力负荷的分 一级负 二级负 三级负 本厂各级负荷说 供电电 变电所和配电 高压供电系统设 总压变电所设 继电保护的选择与整 车间变电所设 厂区高压配电系统的设 照明系 第十一章防雷防静电工 设计概 设计标 化工厂防雷防静电措 厂区建筑物防 厂区户外装置防 露天储罐装设有的金属封闭气罐和工艺装置的防 输送管道的防 化工厂防静电设施布 化工厂生产装置的接 具体接地措 静电接地的连接符合的要 第十二章通信工 设计概 设计原 通信系统方 行政管理系 生产调度系 火灾自动系 可燃气、毒气系 扩音呼叫/对讲系 无线对讲..................................................................................头控制系 综合布线系 全厂电信网 第十三章给排水工 设计概 编制依 设计原 设计范 给水系统设 总 生活用水系 工艺用水系 冷却用水系 消防用水系 其他用水系 排水系统设 生活污水排放系 生产污水排放系 冷却水排放系 雨水排放系 第十四章采暖通风与空气调 厂址所在地气候条 设计概 设计原 设计范 设计目 设计标 通风系 设计概 设计方 空气调节系 设计概 设计方 采暖系 设计概 设计方 第十五章维 设计说 设计概 TPM定 TPM特 设计原 维修体 维修途 维修的基本内 化工设备检 人员的要 人员工作职 第十六章消 设计概 设计依 工程概 主要 事故发生可能性及性分 8.2.118.5.1 燃烧的原 消防安全措 各可燃物的灭火方 基础消防措 厂区消防布 生产过程的防火防 消防系 稳高压消防给水系 灭火系 干火系 其他灭火系 第十七章环境保 设计概 设计原 建设项目的环保状 园区大气环境质量现 园区水环境质量现 园区声环境质量现 环境治理措 加热炉清灰技 废气进行脱硫脱硝处 废 组合式废水生化处理装 凹凸棒石/稻壳活性炭高效复合净水材料处理生活污 废催化 三废处理岗位责任 分管责任 分管部门责任 监测人员责任 三废处理操作工责任 噪声控 意外和容器.......................................................................人身安全预防措 厂区绿 第十八章工厂组织和劳动定 工厂组 经营管 技术管 人力资源管 物流管 信息管 安全管 劳动定 定员原 生产班 定 第一章项目总可行性编制的依据和原《化工建设项目可行性内容和深度的规定》（化工部2005年修订版）国家和地方、建设等有关法律、设计原本项目为伊犁自治州伊县年产25万吨乙二醇项目。项目建设遵守国家的充分“预防第一，安全为主”的方针，遵循现行防火、安全卫生以及劳动充分依托伊犁自治州伊宁县伊东工业园的庆华国家煤制天然项目使用的专业规范标准 项目名项目拟建设地点本项目的目标是充分利用煤制气项目的优势，提供廉价的原料来帮助煤研究范围和结论研究范根据项目总体规划，研究范围包括第二章总图设计依设计范厂址概的山头上。在河谷中填出一块2.16平方公里的台阶式平地，北高南低，最大落总平面布置2-1总平面布置的一般规定总平面布置，应符合下列要求厂区总平面应按功能分区布置，并符合下列要求构筑物和有室的建筑物，宜布置在水位较低、填方高度总平面布置应结合场地的地质条件进行设计，并符合下列要求构筑物和有室的建筑物，宜布置在水位较低、填方高度与有可能造成污染水的生产、和装卸设施的布置，应考虑45度。建筑体形成的半封闭内院的宽12m;当可能有有害气体不得设计成U形、山形；不宜布置与铁路作业无关的建筑物和构筑物；厂外码头的陆域部分应满足工厂要求，并与厂区线路具总平面布置预留发展用地时，应符合下列要求总平面布置的要求厂区总体布局概述12米，作为主要的物流北门厂区次作为与人流错开的车流和物流出，北门消防站旁边的厂区消出，方便紧急疏散。南门厂区次与厂区外主干道相连，装卸仓库紧邻南门厂区次，方便装卸总平面布置的各项技术指单位263748工艺装置的布置酯再生车间、CO羰化偶联车间、碳酸二甲酯提纯车间、乙二醇提纯车间、辅助生产及公用工程设施仓储设施的布置GB50160-2008绕管组的三条宽为9m的消防通道。防火堤设置为1.4米。其余设计均按照GB50160-2008执行。设施的布置装卸区的布置货物停车场的布置货物停车场的布置应该靠近货流出或者仓储区布置，减少空车程。生产管理及生活服务的设厂前区的布置行政楼的布置厂区出的布设计规范要求厂区的出不少于2个，人流和货流出应该分开布置；主要货流方向，靠近繁忙的仓储区，并与厂外线路连接方便；主要出入围墙的设置构筑物自最外边轴线算起。本设计中建构筑物与围墙的最小间距为5米，符合竖向布基本要布置方平坡式:整个厂区没有明显的标高差或台阶，即设计整平面之间的连接处的45‰场内设厂内设计要使厂区内、外部、装卸、形成一个完整的、连续的系统；与竖向设计相协调，有利于场地及道路的雨水排除与厂外道路连接方便、短捷建设工程施工道路应与永久性道路相结合本厂设12米，作为主要的物流本本设计中共设置了三个出，一个常开的消防，三个平时关闭的消防，其中东门厂区主是主要的人流，北门的车流物流，北门消消防通道，南门的厂区次是物流，主要用于装卸货物。三个出均设次（主要货流出，同时远离人流较多的道路和可能产生明火和散第三章原料供应和产品销售原料性质概述原料简1.429克/101kPa原料物理性质3-2原料化学性质原料方原料的主要用途以合成气为原料，经过分离提纯后分别得COH2CO通过催化偶H2进行加氢反应并通过精制后获得聚酯级乙产品性质概述产品简MEG是一乙二醇(MonoEthyleneGlycolMEG)一乙二醇(MonoEthyleneGlycol,MEG)。乙二醇是无色无臭、有甜味液体，对动物性，人类致死剂量约为1.6g/kg。乙二醇能与水、互溶，但在醚类中（PEG）是一种相转移催化剂，也用于细胞融合；其硝酸酯是一种碳酸二甲酯(dimethylcarbonate，DMC)，是一种无毒、环保性能优异、用途产品物理性质3-2.4g46.49mN/m3-3；17℃（-128.5mN/m产品化学性质OCH3用途，主要用作羰基化和甲基化试剂、汽油添加剂、合成聚碳酸酯（PC）的原产品主要用途合成纤维、化妆品和，并用作、油墨等的溶剂、配制发动机的抗冻剂，产PET，纤维级PET即涤纶纤维，瓶片级PET用于制作矿泉水瓶等。作为溶剂，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、清洁溶剂等。作为汽油添加剂，DMC可提高其辛烷值和含氧量，进而提高其抗爆性。此外，DMC还可作清洁剂、表面活性剂和柔软剂的添加剂。由于用途非常广泛，DMC被誉为有机合成的“新基石”。产品的主要消费领树脂（UPR、润滑剂、增塑剂、非离子表面活性剂以及等，此外还可用薄膜及树脂。聚酯系列产品耗用的乙二醇占世界产量的52%左右。第二大用途是作PET瓶用树脂，其它一些小用途有用作除冰液和表面涂料等。目前，我国乙83.8%16.2%产品的市场分析国外市场现状及发展趋势生产能醇产能1425万吨上升2478万吨，产量1239万吨上升2216万吨，年均复合增长率分别为6.3%和6.7%。乙二醇供需变化及预测。2011年全球乙二醇生产86%，产能过剩情况有所减2020年，全球产能将3800万吨，开工率将达到90%。30%的环氧乙烷用于生产乙二醇。由于2020年前中东、欧洲、西欧等地区没有特以其廉价的乙烷为原料生产的乙二醇在我国市场的份额正在迅速增加。下游消国内市场现状及发展趋势生产能2060年代，2070年代以后，随着我套大型乙二醇生产装置建成投产。生产厂家主要分布在和中石油2大公司2003年我国乙二醇的产量达到96.93万吨。2005年6月扬子巴斯夫新建的30万吨/年乙二醇装置建成投产，2006年2月中海—壳牌石油化工新建的32万吨/年乙二醇生产装置建成投产，2007年3煤化工公司一期20万吨/年煤制乙二醇项目建成投产；2010年镇海炼化公司65万吨/年乙二醇装置、42万吨/年乙二醇装置相继建成投产。2012年国内乙二醇产能达463.8万吨/年，其国和两大占了绝大部分，分别为51%和18%。国内乙二醇最大的生产企业为，产能为60.5万吨/年，约占产能的13%，乙烯为乙二2009年我国首套煤制乙二醇装置投产以来，装置产能已达81万吨/年，特别475多万吨/76%201312505.8万吨"2014年,我国仍将有公司、永金洛阳451.8万吨下游消2006406.1万吨/2012年的796.5万吨/年，国内产品的自给率一直只约为30%。各年乙二醇的 3-3%60%1/3以上。目前中国乙二醇场前景较好。2012年，国内乙二醇需求量预计在950万吨左右，国内产量300酯树脂和薄膜等）的生产发展很快，2000年生产能力只有595万吨/年，2011化纤、辽阳石油化纤公司等，至2012年末聚酯产量达到约3300乙二醇需求量将达到1500万吨。而目前我国乙二醇的总产能也只有500多万吨/年，即使在建装置全部投产，产量仍不能满足实际需求，仍有60%的乙二醇需要进国内价格分20121-2月份乙二醇市场价格保持较高价位，2行情向好形成支撑。11月份之后，由于受到下游需求等因素的影响，市场价格2013的变化趋势是一PET行业的发第四章生产工艺与流程工艺技术方案的选原料路线确定的原则和依据工艺方案比较“石油路”生产乙二醇技“石油路”合成乙二醇技术的第一步均是由乙烯氧化合成环氧乙烷,再和少量的聚乙二醇。副产物的生成量和原料中的水比(即,H2OE0的摩尔比)有关。因此为了提高乙二醇的选择性,工业上一般将水比提高到(20~22):1在温度190~220℃、压力1.0~2.5MPa下反应。使用此法乙二醇的工厂。环氧乙烷催化水合法数;保证反应过程中有较高的EG选择性。EOEG是相对非催化水合法而言的针对目前直接水合法水和EO的摩尔比高的缺点开发水合催化剂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进行了大量工作,重点是水合催在两种催化剂的应用例子中用离子交换树脂AmberliteIRA904的钼酸盐催化剂在水比为6.21时可获得几乎100%的EG收率S 公司自1994年了季铵型酸式碳酸盐阴离子交换树脂作为催化剂进行EO催化水合工艺的开发获得EO转化率96~98%EG选择性97~98%的试验结果后增加了EO催化水合制EG催化剂及其催化下的环氧化物水合工艺在水与环氧化物摩尔比1~14.67:1反应温度90~150℃反应压力0.2~2MPa条件下，可进行间歇操作也可进行连续生产同时对该工艺进行了技术经济预测与现行EO高温高压水解工艺相比该技术可节省EO/EG装置总投资费用的15%左右最近又完成对最有希望的10种催化剂在固定床中模拟实际工厂操作条件的催化剂性能和的筛选研究成功地开发出第一代水合催化剂S100使用S100催化剂的400Kt/a规模的EO水合装置也已完成工艺设计正进行工业化推广同时水合催化剂S100的改进工进行酷交换联产EG和DMC。因此碳酸乙烯酷路线碳酸乙烯酯法主要包括有三菱化学开发的碳酸乙烯酯直接水合法和由Texaco开发的联产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CO₂EO在催化剂作用下生成碳酸乙烯胺盐、季磷盐、碱金属、碱土金属、碳酸盐等。两步法则是将环氧乙烷与CO₂乙二醇和碳酸二甲酯联产技术的主要过程为两步：首先CO₂和环氧乙烷在二醇"10045的清洁生产工“非石油路”生产乙二醇技合成乙二醇,主要的副产物为甲醇和甲酸酯。一家公司于上世纪40年代就化生产。50DuPont公司开发合成气直接合成乙二醇工艺，然而在开发高选择性为70％~80％"由于反应条件苛刻，副产大量的甲酸酯，乙二醇的收率和直接法反应条件较苛刻，压力在10Pa另外反应的转化率和选择性都较低因此，今后研究方向主要是通过改进催化剂和助剂，使反应在比较温和的条件下进行由于此技术在开发高性能催化剂及缓和反应条件!于阶段。1977年宇部兴产提出常压气相合成草酸酯技术，该技术以Pd/Al₂O₃80~1500.5MPa条件下，CO和亚硝酸甲酯或亚硝酸3MPa、225℃条件下进行气相加氢反应生成乙二醇，乙二醇选择性为95％。2080CO催化合成草酸酯及其衍生物产品草CO，在常压!150#Cu/Cr为催化~90％。流程框图石油乙稀法工艺约低1000~1500元/t，具有明显的竞争优势。反应原主反应：两分子CO经偶联羰化反应与两分子亚硝酸甲酯生产一分子草酸二甲酯及是甲醇和。低，所以在140℃内，一般忽略此反应。MNMN的非均相分解反应是续脱氢的过程，在没有其他反应物存在时非常容易发经研究，MNPd/Al₂O₃的表面70℃就开始分CO的加入，抑制了此反应，因为MN的脱氢脱掉的是甲氧基上碳原子的H，其实从有机化学都能完全抑制MN的非均相分解。CO羰化偶联工段来自由合成气经PSA变压吸附得到的高纯度CO原料储罐与来自空分系统N₂作为载气以及由酯再生工段得到的亚硝酸甲酯混合，经过预热器，加热至CO/MN比来控制其选择性。此处两个反应器即代表将反应器扩大。CO依然过量，可将亚硝酸甲酯尽可能反应完全。酯再生工段4.3CONO，经过压缩机加压后与空分系统MNNO沸点很低，通过反应精馏塔分离可将其与水和甲醇以及生成的一些酸性物质近乎完全分离，塔顶混合气及MN通往CO羰化偶联工段，塔底分离出的甲醇水系统则通往双效精馏工段。碳酸二甲酯提纯工段4.4DMC和粗甲醇，再用精制塔(T0304)99.9%DMC。乙二醇提纯工段4.5PSA变压吸附得到的氢气混合一起经加压预热一起通入反应器中反应生成乙二醇后。通过乙二醇精馏塔(T0401)将纯度双效精馏工段4.6第五章物料衡算及能量物料衡算的意义的产率，确定原材料消耗，确定生产过程的损耗量，便于技术人员对现有的物料衡算的任务物料衡算遵循的原则系统中的积累=输入-+生成-消耗输入=输出-生成+消耗输入=输系统物料衡算能量衡能量衡算的目的能量衡算可以解决的问题能量衡算遵循的原则Q入Q出Q 式 Q入：输入设备热量的总和Q出：输出设备热量的总和Q：损失热量的总和。QWHout- Q：设备的热负荷;∑Hout：离开设备的各物料焓之和∑Hin：进入设备的各物料焓之和系统能量衡算第六章换热网络设概全流程换热网络的集成Aspenplus流程模拟提示“noerrorandwarning”AspenEnergyyzer6-1最小传热温差ΔTmin的确定夹点技Linnhoff教授为首的研究小组提出Technology将换热网络中所有冷热物流按照温度高低顺序首尾相接画出各自的温度-焓变化T-H图上我们可以很清楚的看出夹点的位置以及ΔTmin由此出现了伪夹点HRAT来决定网络的夹点位置和所需公用工程用量，TIAT确定各温度段的剩余热量和过夹点的最大能量值，并决定网络温度段的划分，EMAT决定系统中换热投资费用与温差关系ΔTmin直接影响换热网络总费用的大小：ΔTmin取值较小，系6-3能量分析与公用工程选择采用ASPENENERGY Curve6-46-5换热网络设换热网络(HeatExchangerNetwork)的主要作用就是在各种条件允许的情况6-8/Cost.s-/kcal.h-/kcal.h-方案6为暂定方案,换热网络如图6-9所示:6-10第七章设备设计方塔设备的选型说设计标7-1塔设备工艺要求流体流动阻力小，及流体通过塔设备的压力降小。这将生产耐腐蚀和不易堵塞，方便操作、调节和检修塔型的类型与选塔型区板式填料7-2800mm的大较大选取因800mm800mm时，选择原填料板式 塔板类型与选择7-3511393生产能力可比圆形泡罩塔盘提高20%~40%。操作弹性大浮阀可在一定范围内自由升降以适应气量的变化，而气故雾沫夹带较少。因此塔板效率较高，一般情况下比泡罩塔高15%左右。力降低比泡罩塔低。在常压塔中每层塔的压力降一般为400~600.6Pa。设计示例―乙二醇生成提纯工段精制塔设计思路设计参数介质与选材得碳钢在以上介质中的腐蚀速度均小于0.05mm/a，根据强度等方面的要求，选择Q345R。设计压力aspenp0.1MPa1.25~1.1物性参数7-5℃℃kg/1234567890塔径的选7-5列出的塔板间距的经验数值选取。7-6塔塔 HT800mm；板上液层高度hL=0.08mHThLL 1 140.50925.071液气动能参数：hLVhV

30226.113.127-1L查图有L 3-1是按液体表面张力20mNm的物系绘制的，若所处理的物系表C

0 02020 0.14 0

0.141m/L所以，最大允许速度umax L取安全系数为0.82，所以u0.82umax0.822.4241.988m/43.1443.141.988对应板间距范围为800mm 3.14 实际塔截面积AT

实际空塔气速u4Vs4 0.825m/s 溢流装置的设不同降液管的对比如表7-6所示：7-7用的有如7-2所示的几种类型：①U形流；②单溢流；③双溢流；④7-2(a)U(b)(c)(d)U7-2（a）中板结构简单，广泛应用于直径2.2m以下的塔中。用于直径2m以上的大塔中。可采溢流及阶梯式双溢流。U74590由于乙二醇精制塔实际空塔气速为1.58ms，而初步计算的塔径为2.6m，液体流量为140.50m3/h，所以选择双流型。降液管选择弓形降液管。 出口堰（溢流堰堰长lw：取堰长lw0.5Dlw0.53.6出口堰高hwhwhLhow

L2Eh2

lwlw1.8m,Lh140.50m3/ 取E1，则how100011.8 hwhLhow0.080.0519取hw7-3弓形降液管的宽度Wd和截面积

0.0288,D

lwD0.0670Af0.028810.17Wd0.06703.63600Af

36000.29290.8停留时间＞5s降液管底端到下层塔盘受液面的间距称为底隙，表示为ho堰上液流高度

2.8410001140.501.823则堰高hw0.080.0519降液管底隙宽度hohw0.006则hL0.0300.05190.0819mhL'受液盘的深度一般在50mm以上，这里取60mm。受液区和降液区：一般这两个区域的面积相等，均可按降液管截面积边缘区：在塔壁边缘留出一定宽度的环形区域供固定塔板安定区和出口安定区：塔板上降液管及鼓泡区之间还有一个无部件因为塔D900mm，采用分块组装式；这里取Wc0.06m；外堰前安定区宽度Ws0.07mm，内堰前安定区取WsF1重型浮阀阀孔直径do0.039m 阀孔气阀孔动能F0临界阀孔动能因数F0cru0cr 9~u0 N0.232V0.23230226.11u 0 r2r2

1x

1x1Aa2

r 2

r2r2x1

r

xDWW3.60.24120.07 x2Wd' rD

Aa取阀孔中心距t75mm则相邻两排阀孔中心线的距离t'Aa

1126取tN786

0.23230226.118.92m/F0 塔板开孔率

0.825①干板压降

hc

5.34 2 单位为：m②液层有效阻力

h10.5hL0.50.0819单位为：mL hd s

lwho

36001.80.024单位为：mHdhwhowhdhp0.0300.05190.12490.1140单位为：m对容易起泡的体系取Hd0.32080.40.802HThw0.080.0519气相负荷因数

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单位为：mhpHdhLhd0.430.08190.1249单位为：m单位为：mu0

u0max1.588.9214.09m/s 30226.1136001.5813.27m3/sF0min515.76100%Vsmax0.317330226.1136002.66m3/①漏液线5 d2Nud2N 0.0392786 2.657m3/5s 4 4 ②雾沫夹带线Vs泛点率

VV

80%

③液相负荷下限线取堰上液层高度how0.006mhow的计算式计2.84 3600L 2 E smin L

21.80.0015m3/3smin 3

④液相负荷上限线3600Af

3~以5sA 0.2929 L T

0.0469m/s ⑤液泛线

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

值，而u0与V又有如下关系，即：u0

d4 aV2bcL2dL 0.024V212.083415.8L226.3L 7-57-9塔径空塔气速u/ms-溢流堰长lw板上液层高度hL降液管底隙高度ho阀孔气速uo/ms-临界阀孔气速 孔心距排孔距t单板压降P/(V /m3s- s(V /m3s- s利用CUP- 对乙二醇精馏塔（T0401）设CUP-TOWER简模块化原理，以VisualBasic为平台，开发出塔内件设计软件CUP-TOWER。它有如下功CUP-Tower支持的塔板和填料种类丰富，计算模型先进，功能包括塔内件结构设计和校核、负荷性能图及CAD塔板结构图的绘制。为简化数据输入，CUP-Tower提供AspenPlusPRO/II工艺模拟CUP-TOWER在T0401塔盘工艺结构计算的运CUP-TOWER可以用于塔盘计算，而且是不同类型的塔盘，在掌握工艺结样既可以了CUP-TOWER软件的计算过程与具体计算过程的异同，也可以使得塔盘工艺计算更加便捷和准备。下面是利用该软件设计T0401的步骤：7-67-7（2）Aspen得到的结果输入到浮阀设计的工艺条件中，这里选取负荷该体系<16，所以充气系数取0.67-8所示。7-87-97-107-117-13所示，7-13CUP-TOWER输出结基本信1项目2572装置8日3塔的9说4塔板编号(实际1计算选用的理论5塔板1塔板编号(理论6塔板1分段工艺液气1质量7质量2密8密3体积9体积m4粘1粘5表面1安全/6体系/1充气/塔板1塔m6孔#2m7开孔3塔截8溢流/24开孔区面9堰的/5%溢流区尺两中1降液%2%3降液管顶部宽度m4m5降液管底部宽度m6受液盘深m7受液盘宽m8堰m9降液管底m1降液管顶部面积1降液管底部面积1顶部m1底部m1进口堰高m1进口堰宽m圆形1浮阀m52单阀63748工艺正常操158%32%1空塔2空塔3空塔4孔5孔动能因6气78相对kg液---9溢流1流动/1板上m1堰上m1液面m---1板上m1干板m1总板m1雾沫kg液/kg1降液管液%1降液管内液体高m2降液管停留时间s2降液管内线速度2降液管底隙速度2降液管底隙阻力m2稳定/2降液管最小s负荷性能图参数1操作2操作3操作上限百分比-%4操作下限百分比-%55%漏液时动能子6X液相体积流量ABBACBY单流程塔 双塔盘双流程12在设定参数时，CUP-TOWER设计和计算结果和手工详细设计计算结果CUP-TOWER计算出来的停留时间比手算的长，为10s，总压降也比手算的低，为99.3mm液柱，保证了分离的效率和操作的可靠性。CUP-TOWER能输出塔板负荷性能图，在设定结构参数时，可根据负荷通过比较，在大于操作点的操作负荷情况下，泛点率要低于80%,雾沫夹带量低于0.1,从而保证塔盘的操作弹性。CUPTOWER内置有自动提示信息，方便用户了解各参数的意义以及其CUP-TOWER可将计算结果以报表的形式输出到EXCELWORD，保目小组采用CUP-TOWER来设计其余的塔。塔机械工程设计塔高的计HHpHtHbAspenplusN16HT0.8m。如成为HT。HPN3HT2HF1630.8213~5minAspenV=0.01076m³/s，塔径H

0.785HtHpHb支座的高H21.5D HHpHtHbHs封头高塔体和封头选塔体、封头和裙座壁厚的开启压力，一般取塔器工作压力的1.05～1.10倍。这里取1.05。Pc1.05PP1计算压力Pc=0.105MPa，D=3600mm，Ф=0.85（双面无损对接焊）tPcD3 2设计壁厚为15mm，则塔体的有效厚度为其许用应力

tetnc=15.0-2t eD20mm。塔设备附补充填料，往往在塔顶设置吊柱。具体尺寸请见HG/T21693。SW6强度校核软件校核计算单位（座211圆筒长度123456789圆筒度1102103456789径℃1力a料51（度称4径2筋板宽度盖板上地脚螺栓孔直径盖板宽度0有垫板上地脚螺栓孔直径垫板宽度基础环板内径度第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筒裙座头操作质 m0m01m02m03m04m05ma最小质 m0m010.2m02m03m04ma风弯矩MIIPl/2 (l /2) (l /2) 000000n MII(2/T)2Ym(hh)(h knMca( MII(2/T)2Ym(hh)(h T kk顺风向弯矩MII顺风向弯矩MII组合风弯矩 max(MII,(MII)2(MII)2 000000n弯矩MIIF(hh)注:计及高振型时,B.24 k000000000000最大弯矩 max(MIIM,MII0.25MIIM 需横风向计算时 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(内压23(外压A223(内压123(外压A312A42(pT9.81Hw)(Diei)/1:ijij i=3验工况 []t设计温度下材料许用应力 注2: 注3:单位如下 (D4D4Zb 基础环板抗弯断面模 基础环板面积A(D2D2 b4基础环板计算力矩max(MxCxbmaxb,MC l y基础环板需要厚度基础环板厚度厚度校核结果混凝土地基上最大压应力 M00/Z(mgF00)/b max0 中大0.3M0M)/Zmg/ M00Mm 地脚M000.25M00MmgF 地脚螺栓需要的螺纹小径d 4BAb 0筋板压应力 nl1G3Fl盖板最大应力 3 4(l'd)2(l'd) 0DitD2it4MJ mJJgFJDmax0D2it itAwZ0.55D2 otMJ mJJgFJmax 搭接焊接接头在试验工况下最大剪应力0.3MJJ mJJ e 搭接焊接接头在试验工况下的剪应力搭接接头拉应力校核结果主要尺寸设计及总体参数计算结果裙座设计名义厚度容器总容积直立容器总高壳体和裙座质量附件质量内件质量保温层质量平台及扶梯质量操作时物料质量0试验时液体质量吊装时空塔质量直立容器的操作质量m0m01m02m03m04m05ma直立容器的最小质量mminm010.2m02m03m04ma直立容器的最大质量mmaxm01m02m03m04mamw空塔重心至基础环板底截面距离直立容器自振周期s第二振型自振周期s第三振型自振周期s风载对直立容器总的横推力N0载荷对直立容器总的横推力N0操作工况下容器顶部最大挠度0容器许用外压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压缩机概选用要缩机，要求采取防大气腐蚀的措施；安装在室外环境温度低于-20℃以下的压缩选用示选型过程,进口气体温度为-11.830.1MPa，要求压缩机的出22 式压缩机，尺寸5050×1865×1772mm，并采用并联形式。气液分离器设计任将使用三个气液分离器现在以V0301为例说明气液分离器的设计。分离器类型的选择的最小距离100mm来加以限制的，应采用立式重力分离器。立式重力分离器的尺寸设可能达到最大流速可能达到最小流速浮动（沉降）流速初步估算

0V=K G 式中d=350mKs1215.1091.2771690Vt0.0675 2.081m/ 精确算法从浮动液滴的平衡条件，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的计算式得到Re50查图得Cw1.4Vt计算式得到Vt1.76m/s。Re的计算式得到Re47，查图得Cw1.4Vt计算式得到Vt1.76m/s，迭代结束。Vt1.76m/直径计算

D0.0188VGmax 式中：VGmax——气体最大体积流量，m3/h；ue——容器中气体流速D0.0188

D高H= H=VLt57.117026 47.1H1=HL0.050.2690.05HG1.3D0.15HHGH12h1h27-8接管直径气液进口管径

Dp＞3.34103VV05025 气体出口管径有利于分离。取管道内流速u=20m/s，则1284300.7851284300.785液体出口管径57.117020.78557.117020.785储罐选型依据7-10储罐的设计选型乙二醇产物储贮罐根据温度、压力可分为：常温压力、低温压力和低温120m3120m3时选用卧式7-11温度压强V=38.7024150.85=16390.58m3，因球形储罐的制造技术含量比较高，制造HG21502.1-925000m33个，罐壁板和罐底S30408250.1MPa。甲醇回流罐的选型选择卧式椭圆形封头容器，甲醇的产出量为9.12m3h储时间为t V9.1210600.8度为150℃，设计压力为1.5MPa，罐体材料选用Q235-A。选型结换热器设计换热器选型设计依据7-12SH3405-HG20553-换热器工艺方案的确定换热器概述换热器选型压力降得范围；对、维修的要求；材料价格；使用等。料函式和釜式重沸器五类。各类换热器特性如表7-13所示。7-13不应大于60℃U壳壁与管壁的温差超过70℃；壁温相差50~70换热器规格选的场合下，推荐用正三角形排列。必须进行机械的场合，则采用正方形为经济。因此，一般选用管长4~6m。对于大面积或无相变的换热器可以选用程压降增大，一般选用范围为管外径的1.25~1.5倍。壳程数和台数都较，若把两个换热器的壳程串联起来使用，就相当于双壳程了，但壳程压工艺条件选择温度：冷却水的出口温度不宜高于60低温端的温差不应小于20℃；在冷却或者冷凝工艺物流时，冷却剂的温度5℃；在对反应物进行冷却时，为却剂的出口温度应低于工艺物料的，一般低5℃；换热器的设计温度应高于最大使用温度，一般高15℃。消耗增强，因此，最大允许的压力降范围一般限制如表7-14所示。7-14函式、U形管式)换热器；流量较少的物流应走壳程，因为在壳程易使物流成为换热器机械设计 其用冷却水将117.2℃的甲醇冷却到要求温度。7-15水出来的换热器工艺参数如图7-9示。7-97-10排管数19。管子选用Q345D。管板法兰数据如表7-16所示：7-16DKLn螺栓C根据JB/T4715-1992《固定管板式换热器型式与基本参数》圆整后：管束为φ19×2mm，排列方式为正三角形，管心距为25mm，管子根数为275，中心排管数为19，换热面积47.6m2，管子长度3.0m。换热器封头前后封头均选用标准椭圆形封头，根据JB/T4746-2002标准折流板根GB151-1999中规定，折流板的间距不小于圆筒内直径的五50mm。本换热器采用单弓形折流板，缺口高度取圆筒内直径30%，即高度h=30%D=30%×500=150mm。折流板间距取600mm，板数为2，厚度10mm。尺寸换热器的拉杆直径和拉杆数如表7-17所示：7-17468AspenExchangerDesign&Rating软件模拟出来的换热器壳程和管程管径进行标准圆整，各管的规格见下表7-18所示：7-18规格换热器机械校核AspenExchangerDesign&Rating中所能得到的数位设计计算条 设计ps度CC管箱圆筒内径简图壳程圆筒校核计算前端管箱圆筒校核计算前端管箱圆筒校核计算后端管箱封头（平盖）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=压力计2[]t[P]=KDi0.5e=w后端管