4.5.7 接管 ..............................................................................................47 4.6 换热器的核算 ..........................................................................................48
4.6.1 热量核算 ......................................................................................48 4.6.2 壁温计算 ......................................................................................50 4.6.3 换热器内流体的压力降 ................................................................50 4.7 换热器结构与强度计算 ...........................................................................52
4.7.1 壳体与管箱温度的确定 ...............................................................52 4.7.2 壳体与管箱材料的选择 ...............................................................52 4.7.3 圆筒体厚度的计算 .......................................................................53 4.7.4 管箱厚度的计算 ...........................................................................53
4.8 开孔补强 ..................................................................................................54
4.8.1 壳体上开孔补强计算 ...................................................................54
4.8.2 前端封箱补强...............................................................................56
附录五 泵的选型 ....................................................................................................59
4.1 泵的特性 ..................................................................................................59 4.2 选型要求 ..................................................................................................60 4.3 风机的计算与选型...................................................................................61 4.4 压缩机的计算与选型...............................................................................62 4.5 泵选型一览表 ..........................................................................................62 4.6 风机选型一览表 ......................................................................................63 4.7 压缩机选型一览表....................................................................................63 附录五 储罐的选型 ..............................................................................................65
5.1 丙烯储罐的选型 ......................................................................................65
5.1.1 储存要求 ......................................................................................65 5.1.2 球罐的特点...................................................................................65 5.1.3 球罐体积确定...............................................................................65 5.2 甲醇储罐选型 ..........................................................................................66
5.2.1 工艺要求 ......................................................................................66 5.2.2 选型 ..............................................................................................66 5.3 汽油储罐的选型 ......................................................................................66
5.3.1 汽油的特点...................................................................................66 5.3.2 工艺要求 ......................................................................................67 5.3.3 选型 ..............................................................................................67 5.4 储罐选型一览表 ......................................................................................67 附录六 物料衡算与热量衡算.................................................................................69
6. 1 原理和基础 ............................................................................................69 6.2 物料横算结果 ..........................................................................................69 6.3 热量衡算表 ..............................................................................................84 附录七 设备一览表 ..............................................................................................90 参考文献 .................................................................................................................97
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附录一 反应器的设计
1.1 反应条件
使用由南方化学公司提供的改性的 ZSM-5 催化剂其中催化剂的比表面积为 300~600m2/g，孔容体积为 0.3~0.8cm3/g。使用 85%的粗甲醇进行进料的主要工艺 条件指标为：
反应温度： 480℃ 反应压力： 1MPa
空速： 3000 h ?1
原料气体组成比：85%的甲醇，15%的水
1.2 反应器的类型确定
由甲醇制取烯烃的反应器有固定床反应器、流化床反应器。 固定床反应器特点是流程简单，容易放大反应器的生产规模，显著降低投资，
由于停留时间较统一，可以明显提高产物的选择性。缺点是温度不宜控制，催化 剂再生的时候操作复杂。
流化床反应器特点是流程复杂，在床内由于返混反应器内径向比较均一，和 同样内径、长度的固定床相比，空速相同时、流化床反应器内压降更小，向反应 器内补充催化剂无需停产，但工艺流程长，设备多，投资大，对催化剂要求苛刻。 综上所述，在考虑了技术、成本、工艺后，选择固定床反应器。
1.3 设计数据和工作参数
附表 1-1 设计数据和工作参数
1
烯烃年产量 年工作时间 反应温度
88.9 万吨/年 300×24=7200 480℃ 原料配比 空速 反应压力 CH 3OH : H 2 O ? 8.5 : 1 3000 h ?1 1Mpa
1.4 物料衡算和热量横算及结果
热量横算和物料横算由 aspen 模拟得到，结果见附表 1-2，详细数据见 aspen 源文件：
附表 1-2 由 aspen 模拟数据
Temperature C Pressure bar Vapor Frac Mole Flow kmol/hr Mass Flow kg/hr Volume Flow cum/hr Enthalpy MMkcal/hr IN 480 10 1 16385.4756 470120 102604.826 -726.49327 399602 OUT 480 10 1 20072.151 470120 125690.558 -831.00233 Mass Flow kg/hr CH3OH 11.98806 0.3421838 9181.92013 5794.58948 0.20837296 28178.8853 2500.22549 1786.59071 124161.029 C2H6O-01 C4H8--01 C4H10-01 C5H10-01 C6H12-01 C2H4 C2H6 C3H6-2
0 0 0 0 0 0 0 0 2
C3H8 H2O CH4 H2 CO CO2 0 70518 0 0 0 0 0.85 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.15 2723.05683 292519.572 3.00107061 2.03002387 20.7496905 3235.81194 0.0000255 7.2786E-07 0.01953101 0.01232576 4.4323E-07 0.05993977 0.00531827 0.00380028 0.26410497 0.00579225 0.6222232 6.3836E-06 4.3181E-06 0.000044137 0.00688294 Mass Frac CH3OH C2H6O-01 C4H8--01 C4H10-01 C5H10-01 C6H12-01 C2H4 C2H6 C3H6-2 C3H8 H2O CH4 H2 CO CO2
0 0 0 0
其中所生成的 C5 及 C6 产品用 C5H10 和 C6H12 来代替。
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