畢業(yè)設(shè)計(jì) --年產(chǎn)60萬噸甲醇制乙烯裝置的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 概述3</b></p><p>　　1.1甲醇制乙烯的研究和生產(chǎn)概況3</p><p>　　1.1.1 MTP工藝3</p><p>　　1.1.2 MTO及DMTO工藝4</p><p&g

2、t;　　1.2 甲醇制低碳烯烴的原理6</p><p>　　1.2.1 主要化學(xué)反應(yīng)和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)6</p><p>　　1.2.2 氧內(nèi)鹽機(jī)理7</p><p>　　1.2.3 碳烯離子機(jī)理7</p><p>　　1.2.4 串聯(lián)型機(jī)理7</p><p>　　1.2.5 平行型機(jī)理8</p>

3、<p><b>　　1.3設(shè)計(jì)任務(wù)8</b></p><p>　　1.3.1 設(shè)計(jì)要求8</p><p>　　1.3.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容9</p><p>　　1.4過程模擬計(jì)算簡(jiǎn)介9</p><p>　　1.4.1 Aspen Plus 模擬軟件9</p><p>　　1.4.2

4、Aspen Plus軟件的使用11</p><p>　　2 工藝流程設(shè)計(jì)13</p><p>　　2.1工藝流程設(shè)計(jì)概述13</p><p>　　2.2 反應(yīng)器14</p><p>　　2.2.1 甲醇轉(zhuǎn)化為烯烴的反應(yīng)特征14</p><p>　　2.2.2 反應(yīng)器及反應(yīng)條件的選擇15</p>

5、<p>　　2.2.3物料衡算16</p><p>　　2.2.4 反應(yīng)器及再生器尺寸設(shè)計(jì)一覽表17</p><p>　　2.3 換熱器18</p><p>　　2.3.1 冷、熱物流熱狀況及換熱要求18</p><p>　　2.3.2換熱器模擬計(jì)算結(jié)果19</p><p>　　2.3.3 換熱器

6、E0101設(shè)計(jì)尺寸一覽表20</p><p>　　2.4 精餾塔21</p><p>　　2.4.1 精餾塔設(shè)計(jì)概述21</p><p>　　2.4.2 精餾塔簡(jiǎn)捷模擬計(jì)算22</p><p>　　2.4.3 精餾塔嚴(yán)格模擬計(jì)算25</p><p>　　2.4.4 T0201精餾塔設(shè)計(jì)參數(shù)及尺寸一覽表30&

7、lt;/p><p>　　2.4.5精餾塔模擬計(jì)算結(jié)果匯總30</p><p>　　3 工藝模擬計(jì)算結(jié)果32</p><p>　　3.1物料及能量衡算一覽表32</p><p>　　3.2 產(chǎn)品產(chǎn)量及純度38</p><p>　　4 環(huán)境保護(hù)及安全防護(hù)39</p><p>　　4.1 安全防

8、護(hù)措施及意義39</p><p>　　4.2 環(huán)境保護(hù)措施及意義39</p><p><b>　　5 總結(jié)41</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)42</b></p><p>　　致 謝43</p><p><b>　　1 概述</

9、b></p><p>　　1.1甲醇制乙烯的研究和生產(chǎn)概況</p><p>　　由煤經(jīng)合成氣制甲醇工藝和烯烴生產(chǎn)聚烯烴及其他下游產(chǎn)品的工藝已經(jīng)是成熟技術(shù)，甲醇制低碳烯烴工藝是煤制烯烴路線的關(guān)鍵技術(shù)，也是瓶頸技術(shù)[1]。目前國(guó)內(nèi)外具有代表性的甲醇制低碳烯烴工藝主要有MTO和MTP兩種。</p><p>　　1.1.1 MTP工藝 </p><

10、p>　　甲醇制丙烯（ MTP）工藝由德國(guó)Lurgi公司開發(fā)，以丙烯為主要產(chǎn)物，以大量汽油、液化石油氣和燃料氣為副產(chǎn)物。該工藝的主要裝置為三個(gè)絕熱固定床反應(yīng)器，其中兩個(gè)在線生產(chǎn)、一個(gè)在線再生，以及分離裝置。</p><p>　　1.1.1.1 MTP工藝流程</p><p>　　MTP工藝流程示意圖如下：</p><p>　　圖 1.1 MTP工藝流程示意圖&l

11、t;/p><p>　　首先將甲醇脫水為二甲醚，然后甲醇、水、二甲醚混合物進(jìn)入第一個(gè)MTP反應(yīng)器，同時(shí)還補(bǔ)充適量的水蒸氣。反應(yīng)在400～450℃、0. 13～0. 16MPa 下進(jìn)行, 水蒸汽補(bǔ)充量為0. 5～1. 0 kg/ kg甲醇。此時(shí)甲醇和二甲醚的轉(zhuǎn)化率為99% 以上, 丙烯為烴類中的主要產(chǎn)物。為獲得最大的丙烯收率, 還附加了第二個(gè)MT P反應(yīng)器。反應(yīng)出口物料經(jīng)冷卻, 并將氣體、有機(jī)液體和水分離。其中氣體先經(jīng)壓

12、縮, 并通過常用方法將痕量水、CO2 和二甲醚分離。然后, 清潔氣體進(jìn)一步加工得到純度大于97%的化學(xué)級(jí)丙烯。不同烯烴含量的物料返至合成回路作為附加的丙烯來源。為避免惰性物料的累積, 需將少量輕烴和C4/ C5 餾分適當(dāng)放空。汽油也是本工藝的副產(chǎn)物, 水可作為工藝發(fā)生蒸汽, 而過量水則可在作專用處理后供農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用[2]。</p><p>　　1.1.1.2 MTP工藝催化劑</p><p>

13、;　　Lurgi 公司開發(fā)的固定床MTP 工藝, 雖沒有披露其詳細(xì)催化劑制備方法, 但最新報(bào)道稱是由德國(guó)南方化學(xué)公司( Sd Chemie) 提供的專用沸石催化劑。并稱該催化劑不但對(duì)丙烯具高選擇性，而且可在接近反應(yīng)溫度和壓力下用氧含量達(dá)21% 的氮?dú)饩偷卦偕鶾3]。</p><p>　　1.1.2 MTO及DMTO工藝</p><p>　　最早提出MTO (甲醇制烯烴)的是Mobil公司,

14、該公司在實(shí)現(xiàn)了MTG(甲醇制汽油)的工業(yè)化后, 考慮到固定床在溫度場(chǎng)及傳熱方面的弱點(diǎn), 在1986年與德國(guó)Uhde及URBK兩公司合作進(jìn)行了密相流化床反應(yīng)器的MTG試驗(yàn), 取得了流化床優(yōu)于固定床的結(jié)果。在此之后, 又在該裝置上進(jìn)行了MTO 試驗(yàn)；但其目標(biāo)仍是液體燃料，即MOGD[甲醇-烯烴(烴齊聚)-汽油及中間餾分油]。當(dāng)時(shí)原油價(jià)格的疲軟使得MTG流化床反應(yīng)器與MOGD 工藝均未能工業(yè)化；此后, 研究人員把目標(biāo)轉(zhuǎn)向取得烯烴, 并主要致力

15、于提高選擇性并解決催化劑的穩(wěn)定性和壽命,取得了突破性的進(jìn)展。1996年初, 美國(guó)UOP與挪威NorskH ydro合作完成了甲醇進(jìn)料量為0.5t/d的中間試驗(yàn), 采用磷酸硅鋁分子篩, 可能是SAPO-34 (其孔口直徑小于ZSM - 5而不容大分子逸出, 其表面酸度亦弱于后者而不利于鏈增長(zhǎng)及飽和反應(yīng))，在350-500攝氏度，0.1-0.5MPa的條件下, 使用流化床反應(yīng)器, 產(chǎn)品三烯的碳收率在90% 以上, 且乙烯/丙烯比例可在1.5

16、/1—0.75/1的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果提出的超大裝置反應(yīng)進(jìn)出物料</p><p>　　2004年8月，中科院大連化學(xué)物理研究所、陜西新興煤化工科技發(fā)展有限責(zé)任公司和中國(guó)石化集團(tuán)洛陽化工程公司共同合作開發(fā)DMTO甲醇制烴技術(shù)，在陜西華縣建成世界第一套萬噸級(jí)甲醇制取低碳烴的DMTO工業(yè)化示范裝置，規(guī)模為1.67萬t/a.2006年8月，三方共同完成工業(yè)化試驗(yàn)，并通過成果鑒定。取得的技術(shù)指標(biāo)為：甲醇轉(zhuǎn)化率大于99

17、.8%，目標(biāo)產(chǎn)品乙烯、丙烯選擇性大于78.71%，m(乙烯)：m（丙烯）=1，兩者比例關(guān)系可根據(jù)工藝參數(shù)調(diào)整，在1.5-1.8之間變換。</p><p>　　總的來說，MTO工藝/DMTO工藝主要產(chǎn)物為乙烯和丙烯，該工藝的主要裝置為一個(gè)流化床反應(yīng)器，一個(gè)再生器，以及產(chǎn)品分離系統(tǒng)。</p><p>　　1.1.2.1 MTO工藝流程</p><p>　　MTO工藝流程

18、示意圖如下：</p><p>　　圖 1.2 MTO工藝流程示意圖</p><p>　　甲醇經(jīng)換熱器汽化后與補(bǔ)充的新鮮催化劑、循環(huán)再生催化劑一起進(jìn)入流化床反應(yīng)器底部，在該反應(yīng)器內(nèi)甲醇接近100%地被轉(zhuǎn)化，生成低碳烯烴及其他副產(chǎn)物。失活的催化劑進(jìn)入再生器后，通入空氣燒去催化劑上的結(jié)碳，恢復(fù)活性后循環(huán)回反應(yīng)器內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定態(tài)[4]。</p><p>　　反應(yīng)成成氣體經(jīng)冷卻后

19、閃蒸，反應(yīng)生成的水被冷凝分離出來，分離進(jìn)入下一工序用堿洗脫除去其中的二氧化碳，然后再干燥脫出痕量的水。在產(chǎn)品分離系統(tǒng)中首先經(jīng)進(jìn)行預(yù)分離，CH4、C2H4、C2H6等輕組分作為塔頂流出液，進(jìn)入脫甲烷塔脫出甲烷后再進(jìn)入C2精餾塔將C2H4和C2H6分離，得到聚合級(jí)乙烯；C3H6、C3H8以及C4、C5組分作為塔釜液進(jìn)入丙烯精餾塔得到聚合級(jí)丙烯，丙烯精餾塔釜液再進(jìn)一步分離出C3H8和C4/C5。</p><p>　　1

20、.1.2.2 MTO工藝催化劑</p><p>　　可用于甲醇制烯烴的催化制包括菱沸石、毛沸石、T 沸石、ZK-5 等。但研究表明這類小孔沸石雖然主產(chǎn)物是C2～C4 直鏈烯烴, 但受孔結(jié)構(gòu)限制, 催化劑很快就積炭。中孔沸石, 如HZSM-5 對(duì)MTO反應(yīng)有較高活性, 且失活速率明顯低于小孔沸石, 但乙烯選擇性較差, 而丙烯和C6芳烴收率較高。之后通過使用金屬雜原子對(duì)ZSM-5進(jìn)行改性, 使烯烴選擇性有較大幅度的提

21、高。</p><p>　　MTO工藝催化劑取得突破性進(jìn)展的是UOP/ Hydro 公司開發(fā)的以SAPO-34為基礎(chǔ)的MTO-100催化劑。SAPO-34非沸石分子篩是1984年美國(guó)UCC研制的一種結(jié)晶磷硅鋁酸鹽, 其結(jié)構(gòu)類似菱沸石, 具有三維交叉孔道, 孔徑為0.43 nm, 屬立方晶系, 其強(qiáng)擇形的八元環(huán)通道可抑制芳烴的生成。另外, 它的孔徑比ZSM-5小, 但孔道密度大, 可利用的比表面積多。所以, MTO的

22、反應(yīng)速度又較快。再加上SAPO-34 的良好熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性, 這對(duì)流化床連續(xù)反應(yīng)再生操作十分重要[5]。</p><p>　　專利中披露的SAPO-34 詳細(xì)配制過程是采用水熱法直接合成。硅源、鋁源和磷源分別為硅溶膠、擬薄水鋁石和過磷酸。模板劑為四乙基氫氧化銨。按照關(guān)系式( 0. 5～10) R: ( 0. 05～10) SiO2 : ( 0. 2～ 3) Al2O3: ( 0. 2～3) P2O5 : (

23、 20～200) H2O ( R 為模板劑) 確定原料組成。在攪拌的同時(shí), 將計(jì)量原料按一定順序混合, 充分?jǐn)嚢璩赡z, 裝入不銹鋼高壓釜中, 封閉加熱到150～250℃, 在自身壓力下, 進(jìn)行恒溫晶化反應(yīng)。晶化完全后, 將固體產(chǎn)物經(jīng)過濾或離心分離, 水洗并干燥, 即得到SAPO-34 分子篩原粉。工業(yè)催化劑則以SAPO-34 原粉為活性基質(zhì), 再添加粘結(jié)劑和填充劑, 并經(jīng)噴霧干燥成型, 在適當(dāng)溫度下焙燒即可。通常SAPO-34 在催化

24、劑中含量為40% , 高嶺土為40%, 其反應(yīng)結(jié)果與100%SAPO-34粉末相同。</p><p>　　近年來SAPO-34 催化劑的改性主要是通過引入堿土金屬實(shí)現(xiàn)的。例如引入Sr, 可使乙烯和丙烯總收率可達(dá)89.5%, 乙烯與丙烯比高達(dá)2.3[6]。</p><p>　　1.2 甲醇制低碳烯烴的原理</p><p>　　1.2.1 主要化學(xué)反應(yīng)和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)<

25、;/p><p>　　由甲醇轉(zhuǎn)化為烴類的反應(yīng)是一個(gè)十分復(fù)雜的反應(yīng)系統(tǒng), 包括許多平行和順序反應(yīng)[7]。甲醇制乙烯和丙烯的化學(xué)反應(yīng)方程式和熱效應(yīng)為：</p><p>　　2CH3OH→C2H4 + 2H2O △H=11.72 KJ/ mol, 427℃</p><p>　　3CH3OH→C3H6 + 3H2O △H=30.98KJ/ mol ,

26、 427℃</p><p>　　一般認(rèn)為, MTO 或MTP 的反應(yīng)機(jī)理與甲醇制汽油的MTG 工藝有相似之處, 大致可以分為以下三個(gè)過程: (1)二甲醚( DME) 的生成, 進(jìn)而與甲醇同SAPO-34分子篩上酸性位作用生成甲氧基；（2）第一個(gè)C-C鍵的生成；( 3) 一次反應(yīng)的產(chǎn)物向更高的烯烴上的轉(zhuǎn)化[8]，即:</p><p>　　甲醇首先脫水為二甲醚( DME) , 繼續(xù)脫水生成包括

27、乙烯和丙烯在內(nèi)的低碳烯烴, 少量低碳烯烴則以縮聚、環(huán)化、脫氫、烷基化、氫轉(zhuǎn)移等反應(yīng)、生成飽和烴、芳烴及高級(jí)烯烴等。</p><p>　　有關(guān)催化反應(yīng)機(jī)理所研究已有綜述, 其中代表性的理論如下:</p><p>　　1.2.2 氧 內(nèi) 鹽機(jī)理</p><p>　　該機(jī)理認(rèn)為, 甲醇脫水后得到的二甲醚與固體酸表面的質(zhì)子酸作用形成二甲基氧離子, 之后又與另一個(gè)二甲醚反應(yīng)生

28、成三甲基氧內(nèi)氧鹽。接著, 脫質(zhì)子形成與催化劑表面相聚合的二甲基氧內(nèi)鹽物種。該物種或者經(jīng)分子內(nèi)的Stevens 重排形成甲乙醚, 或者是分子間甲基化形成乙基二甲基氧離子。兩者都通過-消除反應(yīng)生成乙烯。</p><p>　　1.2.3 碳烯離子機(jī)理</p><p>　　在沸石催化劑酸、堿中心的協(xié)同作用下, 甲醇經(jīng)-消除反應(yīng)脫水得到碳烯( CH2 ),然后通過碳烯聚合反應(yīng)或者是碳烯插入甲醇或二甲

29、醚分子中即可形成烯烴。</p><p>　　1.2.4 串聯(lián)型機(jī)理</p><p>　　該機(jī)理可用下式表示：</p><p>　　式中來自甲醇，并通過多步加成生成各種烯烴。</p><p>　　1.2.5 平行型機(jī)理</p><p>　　平行型機(jī)理示意圖如下：</p><p>　　該機(jī)理是以SA

30、PO-34 為催化劑, 以甲醇進(jìn)料的標(biāo)記和來自乙醇的乙烯標(biāo)記跟蹤而提出的。</p><p>　　甲醇脫水生成烯烴的反應(yīng)機(jī)理至今尚未完全弄清, 是首先生成乙烯, 還是丙烯或是二者同時(shí)產(chǎn)生, 都有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)證明, 可能隨條件不同而異, 這正是出現(xiàn)MTO和MTP兩種工藝水平的根據(jù)所在。</p><p><b>　　1.3設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p&g

31、t;　　1.3.1 設(shè)計(jì)要求</p><p><b>　　原料：甲醇</b></p><p>　　產(chǎn)品：聚合級(jí)乙烯（純度99.95%以上）</p><p>　　聚合級(jí)丙烯（純度99.5%以上）</p><p>　　設(shè)計(jì)規(guī)模：年產(chǎn)60萬噸聚合級(jí)乙烯和聚合級(jí)丙烯，按照300天開工計(jì)算，即7200h/a。 </p>

32、<p>　　1.3.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容</p><p>　　設(shè)計(jì)內(nèi)容：本設(shè)計(jì)工作是以甲醇制乙烯裝置為研究對(duì)象，以流化床反應(yīng)和烯烴分離系統(tǒng)主，建立工藝流程并進(jìn)行優(yōu)化，以MTO工藝操作條件為依據(jù)，并附屬設(shè)計(jì)各工段主要設(shè)備的尺寸結(jié)構(gòu)。</p><p>　?。?）收集和匯總進(jìn)行Aspen Plus軟件模擬計(jì)算所需要的各種物質(zhì)基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)；</p><p>　?。?）

33、設(shè)計(jì)工藝流程，用Aspen Plus軟件對(duì)流程進(jìn)行模擬及優(yōu)化，確定裝置的操作條件和設(shè)備參數(shù)，為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；</p><p>　　（3）依據(jù)模擬計(jì)算結(jié)果，按照工程設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行各主要設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)工作，繪制設(shè)備裝置圖以及工藝流程圖。</p><p>　　1.4過程模擬計(jì)算簡(jiǎn)介</p><p>　　隨著計(jì)算技術(shù)和化工過程系統(tǒng)模型化技術(shù)的發(fā)展, 計(jì)算機(jī)在化工過程

34、開發(fā)中的地位得到了明顯提升, 從最初的輔助計(jì)算、輔助設(shè)計(jì)發(fā)展到目前的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)模擬、優(yōu)化、工藝改造和系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià), 已經(jīng)部分取代了小試, 甚至中試。計(jì)算機(jī)模擬已經(jīng)成為過程開發(fā)和設(shè)計(jì)中不可缺少的關(guān)鍵組成[9]。</p><p>　　化工過程模擬技術(shù)是計(jì)算機(jī)化工應(yīng)用中最基礎(chǔ)、發(fā)展最為成熟的技術(shù)之一, 化工過程模擬與實(shí)驗(yàn)研究的結(jié)合是當(dāng)前最有效和最廉價(jià)的化工過程研究方法, 它可以大大節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本, 加快新產(chǎn)品和新工藝的開

35、發(fā)過程。化工過程模擬可以用于完成化工過程及設(shè)備的計(jì)算、設(shè)計(jì)、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)、操作模擬、尋優(yōu)分析和故障診斷等多種任務(wù)。當(dāng)前人們對(duì)對(duì)化工流程模擬技術(shù)的進(jìn)展、應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)的關(guān)注與日俱增[10]。</p><p>　　本設(shè)計(jì)的工藝流程、操作條件及大部分設(shè)備的參數(shù)主要通過Aspen Plus化工模擬軟件模擬計(jì)算來完成。</p><p>　　1.4.1 Aspen Plus 模擬軟件</p>

36、<p>　　Aspen Plus 化工模擬系統(tǒng)是美國(guó)麻省理工學(xué)院于20 世紀(jì)70 年代后期研制開發(fā)的大型化工模擬軟件。由美國(guó)ASPEN PLUS技術(shù)公司80 年代初推向市場(chǎng)，該軟件經(jīng)過30年不斷地改進(jìn)、擴(kuò)充和提高，已先后推出了十多個(gè)版本，成為舉世公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)大型流程模擬軟件。它用嚴(yán)格和最新的計(jì)算方法，進(jìn)行單元和全過程的計(jì)算，為企業(yè)提供準(zhǔn)確的單元操作模型，還可以評(píng)價(jià)已有裝置的優(yōu)化操作或新建、改建裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)，用戶還能夠在工藝計(jì)

37、算的同時(shí)估算基建費(fèi)用和操作費(fèi)用進(jìn)行過程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。目前這套系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于化工、煉油、石油化工、煤炭、冶金、環(huán)保、動(dòng)力、節(jié)能、醫(yī)藥、食品等許多工業(yè)領(lǐng)域[11]。目前，我國(guó)大型石油化工公司、高校、設(shè)計(jì)院等已引進(jìn)多套該模擬軟件。</p><p>　　Aspen Plus是基于穩(wěn)態(tài)化工模擬、優(yōu)化、靈敏度分析和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的大型化工流程軟件。它為用戶提供了一套完整的單元操作模型，用于模擬各種操作過程，從單元操作到整個(gè)工藝

38、流程的模擬。Aspen Plus主要由三個(gè)部分組成，簡(jiǎn)述如下：</p><p>　?。?）物性數(shù)據(jù)庫 Aspen Plus自身擁有兩個(gè)通用的數(shù)據(jù)庫：Aspen CD——ASPEN TECH公司自己開發(fā)的數(shù)即庫，DIPPR——美國(guó)化工協(xié)會(huì)物性數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫。另外還有多個(gè)專用的數(shù)據(jù)庫，如電解質(zhì)、固體、燃料產(chǎn)品，這些數(shù)據(jù)庫結(jié)合擁有的一些專用狀態(tài)方程和專用單元操作模塊使得Aspen Plus軟件可使用與固體加工

39、電解質(zhì)等特需的領(lǐng)域，極大地拓寬了Aspen Plus的應(yīng)用領(lǐng)域。</p><p>　　Aspen Plus是基于流程圖的過程穩(wěn)態(tài)模擬軟件，包括56種單元操作操作，含5000種純組分、5000對(duì)二元混合物、3314種固體化合物、40000個(gè)二元交互作用參數(shù)的數(shù)據(jù)庫。</p><p>　　Aspen Plus具有工業(yè)上非常完備的的物性系統(tǒng)。其包括1773種有機(jī)物、2450種無機(jī)物、3314種固

40、體、900種水溶液電解質(zhì)的基本物性參數(shù)。UNIQUC和UNIFAC方程的參數(shù)也收集在數(shù)據(jù)庫中。計(jì)算時(shí)可自動(dòng)從數(shù)據(jù)庫中調(diào)用基礎(chǔ)物性進(jìn)行傳遞物性和熱力學(xué)計(jì)算。</p><p>　?。?）單元操作模塊 Aspen Plus中有五十多種單元操作模塊，如混合、分割、換熱、閃蒸、精餾、反應(yīng)等，通過這些模塊的組合，能模擬用戶所需要的流程。除此之外，Aspen Plus還提供了靈敏度分析和工況分析模塊。利用靈敏度分析模塊，用戶

41、可設(shè)置某一變量作為靈敏度分析變量，通過改變此變量的值模擬操作結(jié)果的變化情況。采用工況分析模塊，用戶可以對(duì)同一流程幾種操作工況進(jìn)行分析。</p><p>　?。?）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)策略（數(shù)據(jù)輸入—解算—結(jié)束輸出） Aspen Plus提供了操作方便、靈活的用戶界面——Model Manger，以交互式圖形界面（GUI）來定義問題、控制計(jì)算和靈活地檢查結(jié)果。用戶在窗口環(huán)境中可以使用鼠標(biāo)和鍵盤操作，并提供多種菜單，包括一般文本

42、菜單、下拉菜單（Pull-down）、彈出菜單（Pop-up）和對(duì)話框（Dialogue Box）等，用戶可以根據(jù)屏幕提示以填充表格的方式填入數(shù)據(jù)、定制報(bào)告、定義圖標(biāo)和流程。</p><p>　　Aspen Plus解算方法為序貫?zāi)K方法，對(duì)流程的計(jì)算順序可以由用戶自己定義，也可以由程序自動(dòng)產(chǎn)生。對(duì)于有循環(huán)回路和設(shè)計(jì)規(guī)定的流程必須迭代收斂。所謂設(shè)計(jì)規(guī)定是指用戶希望規(guī)定某處的變量值達(dá)到一定的要求。Aspen Plu

43、s采用先進(jìn)的數(shù)值計(jì)算方法，能使循環(huán)物料和設(shè)計(jì)規(guī)定迅速而準(zhǔn)確地收斂。這些方法包括直接迭代、正割法、擬牛頓法、Broyde法等。這些方法均經(jīng)Aspen Tech進(jìn)行了修正。Aspen Plus可以同時(shí)收斂多股撕裂物流、多個(gè)設(shè)計(jì)規(guī)定，甚至收斂有設(shè)計(jì)規(guī)定的撕裂物流。應(yīng)用Aspen Plus的優(yōu)化功能，可以將任何工程和技術(shù)經(jīng)濟(jì)變量作為目標(biāo)函數(shù)，尋求工廠最優(yōu)操作條件，且對(duì)約束條件和可變參數(shù)的數(shù)目沒有限制。</p><p>　

44、　Aspen Plus是目前應(yīng)用最廣泛的化工大型通用流程模擬軟件，是世界上唯一能處理帶有固體、電解質(zhì)、生物質(zhì)和常規(guī)物料等復(fù)雜物質(zhì)的流程模擬系統(tǒng)，其相平衡及多個(gè)精餾塔計(jì)算體現(xiàn)了目前工藝技術(shù)水平的重要進(jìn)展[12]。</p><p>　　1.4.2 Aspen Plus軟件的使用</p><p>　　Aspen Plus軟件的使用流程圖如下：</p><p>　　圖1.3

45、 Aspen Plus軟件使用流程圖</p><p>　　本項(xiàng)目設(shè)計(jì)是以Aspen Plus結(jié)合給定的工藝數(shù)據(jù)和要求，通過流程的模擬計(jì)算，來確定各個(gè)操作單元合適的操作參數(shù)以及設(shè)備參數(shù)，為設(shè)備設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　2 工藝流程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1工藝流程設(shè)計(jì)概述</p><p>

46、;　　本項(xiàng)目采用MTO工藝，Aspen Plus軟件模擬流程圖如下：</p><p>　　圖2.1 Aspen Plus模擬工藝流程圖</p><p>　　上游180萬噸/年甲醇原料經(jīng)過加壓、汽化升溫預(yù)熱之后進(jìn)入流化床反應(yīng)器發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)出料經(jīng)降溫冷卻、脫除水和 CO2之后進(jìn)入C2精餾塔。乙烷以下的輕組分（乙烯、甲烷）為塔頂產(chǎn)品，進(jìn)料進(jìn)入脫甲烷塔；脫甲烷塔塔頂采出蒸汽為富甲烷氣，塔底出料進(jìn)

47、入乙烯精餾塔；乙烯精餾塔塔頂采出聚合級(jí)乙烯，塔底出料為富乙烷液（可作為燃料）。丙烯以上的重組分（丙烯、丙烷、C4、C5組分）從C2 精餾塔塔底采出，進(jìn)入聚合級(jí)丙烯精餾塔，塔頂采出聚合級(jí)丙烯；塔底產(chǎn)物主要成分為少量丙烷與C4+組分，可將其進(jìn)行裂解后回流至烯烴分離單元以提高碳基利用率，最大限度獲取烯烴產(chǎn)品。</p><p>　　整個(gè)工藝流程主要分為原料氣化部分、反應(yīng)-再生部分、產(chǎn)品急冷及預(yù)分離部分、產(chǎn)品分離部分，以及

48、污水汽提部分、主風(fēng)機(jī)組部分、蒸汽發(fā)生部分等附屬部分。</p><p>　?。?）原料氣化部分 </p><p>　　原料氣化部分的主要作用是將液體甲醇原料按要求加熱到進(jìn)料要求溫度，以汽相形式進(jìn)入反應(yīng)器。 </p><p>　?。?）反應(yīng)-再生部分 </p><p>　　該部分是 DMTO 技術(shù)的核心，采用循環(huán)流化床的反應(yīng)-再生型式，兩器內(nèi)需設(shè)

49、置催化劑回收系統(tǒng)、原料及主風(fēng)分配設(shè)施、取熱設(shè)施、催化劑汽提設(shè)施，能夠滿足反應(yīng)操作條件要求的催化劑輸送系統(tǒng)。 </p><p>　?。?）產(chǎn)品急冷及預(yù)分離部分 </p><p>　　產(chǎn)品急冷的主要作用是將產(chǎn)生的反應(yīng)混合氣體在該部分進(jìn)行冷卻。 為預(yù)分離提供合適的進(jìn)料條件。</p><p>　?。?）預(yù)分離部分及產(chǎn)品分離部分</p><p>　　該

50、部分的主要作用是將脫除水和二氧化碳并且經(jīng)過冷卻后的反應(yīng)混合產(chǎn)物進(jìn)行分離，獲得聚合級(jí)乙烯和聚合級(jí)丙烯，以及其他反應(yīng)副產(chǎn)品。</p><p><b>　　2.2 反應(yīng)器</b></p><p>　　2.2.1 甲醇轉(zhuǎn)化為烯烴的反應(yīng)特征 </p><p>　?。?）酸性催化特征 </p><p>　　甲醇轉(zhuǎn)化為烯烴的反應(yīng)包含甲

51、醇轉(zhuǎn)化為二甲醚和甲醇或二甲醚轉(zhuǎn)化為烯烴兩個(gè)反應(yīng)。前一個(gè)反應(yīng)在較低的溫度（150-350℃）即可發(fā)生，生成烴類的反應(yīng)在較高的反應(yīng)溫度（>300℃）下發(fā)生。兩個(gè)轉(zhuǎn)化反應(yīng)均需要酸性催化劑。通常的無定形固體酸可以即作為甲醇轉(zhuǎn)化的催化劑，容易使甲醇轉(zhuǎn)化為二甲醚，但生成低碳烯烴的選擇性較低。 </p><p><b>　?。?）高轉(zhuǎn)化率 </b></p><p>　　以分子

52、篩為催化劑時(shí)，在高于400℃的溫度條件下，甲醇或二甲醚很容易完全轉(zhuǎn)化（轉(zhuǎn)化率100%）。 </p><p><b>　　（3）低壓反應(yīng) </b></p><p>　　原理上，甲醇轉(zhuǎn)化為低碳烯烴反應(yīng)是分子數(shù)量增加的反應(yīng)，因此低壓有利于提高低碳烯烴尤其是乙烯的選擇性。 </p><p><b>　?。?）強(qiáng)放熱 </b><

53、;/p><p>　　在200-300℃，甲醇轉(zhuǎn)化為二甲醚和甲醇轉(zhuǎn)化為低碳烯烴均為強(qiáng)放熱反應(yīng)，反應(yīng)的熱效應(yīng)顯著。 </p><p><b>　?。?）快速反應(yīng) </b></p><p>　　甲醇轉(zhuǎn)化為烴類的反應(yīng)速度非?？臁８鶕?jù)大連化物所的實(shí)驗(yàn)研究，在反應(yīng)接觸時(shí)間短至0.04s便可以達(dá)到100%的甲醇轉(zhuǎn)化率。從反應(yīng)機(jī)理推測(cè)，短的反應(yīng)接觸時(shí)間，可以有效地

54、避免烯烴進(jìn)行二次反應(yīng)，提高低碳烯烴的選擇性。 </p><p>　　（6）分子篩催化的形狀選擇性效應(yīng) </p><p>　　原理上，低碳烯烴的高選擇性是通過分子篩的酸性催化作用結(jié)合分子篩骨架結(jié)構(gòu)中孔口的限制作用共同實(shí)現(xiàn)的。結(jié)焦的產(chǎn)生將造成催化劑活性的降低，同時(shí)又反過來對(duì)產(chǎn)物的選擇性產(chǎn)生影響。 </p><p>　　2.2.2 反應(yīng)器及反應(yīng)條件的選擇</p>

55、;<p>　　根據(jù)上述甲醇制烯烴反應(yīng)的特征，結(jié)合文獻(xiàn)記載，選擇連續(xù)反應(yīng)—再生的循環(huán)流化床反應(yīng)器。進(jìn)料為2.2atm，86℃的飽和甲醇液體，反應(yīng)條件為460℃，反應(yīng)壓力為2.2atm，催化劑選擇SAPO-34分子篩。</p><p>　　Aspen Plus模擬計(jì)算中選用Reactor模塊進(jìn)行模擬，其流程示意圖如下：</p><p>　　圖 2.2 反應(yīng)器模擬示意圖</p

56、><p><b>　　2.2.3物料衡算</b></p><p><b>　?。?）進(jìn)料</b></p><p>　　年產(chǎn)60萬噸烯烴，工業(yè)上普遍采用甲醇：烯烴=3:1的比例，故需要甲醇的量為：，</p><p>　　按每年生產(chǎn)7200h計(jì)算，甲醇的質(zhì)量流量為：</p><p>

57、<b>　?。?）出料</b></p><p>　　Aspen Plus模擬計(jì)算反應(yīng)器出口物料情況匯總?cè)缦拢?lt;/p><p>　　表 2.1 反應(yīng)器出口物料匯總表</p><p>　　反應(yīng)器內(nèi)甲醇的轉(zhuǎn)化率：，接近完全轉(zhuǎn)化。</p><p><b>　　結(jié)焦率：</b></p><

58、p><b>　　乙烯產(chǎn)率：</b></p><p><b>　　丙烯產(chǎn)率：</b></p><p><b>　　雙烯比例 </b></p><p>　　2.2.4 反應(yīng)器及再生器尺寸設(shè)計(jì)一覽表</p><p><b>　　(1)反應(yīng)器</b><

59、/p><p>　　表 2.2 反應(yīng)器尺寸設(shè)計(jì)一覽表</p><p><b>　　（2）再生器</b></p><p>　　表 2.3 再生器設(shè)計(jì)尺寸一覽表</p><p><b>　　2.3 換熱器</b></p><p>　　以流程圖中的E0101換熱器為例。Aspen Plu

60、s模擬過程采用Heater Exchanger模塊中的HeatX 進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　2.3.1 冷、熱物流熱狀況及換熱要求</p><p>　?。?）熱冷物流組成及熱狀況</p><p>　　E0101換熱器的冷物流為原料甲醇，熱物流為來自反應(yīng)器的高溫氣體。其組成和熱狀況匯總?cè)缦拢?lt;/p><p>　　表 2.4 換熱器E010

61、1冷熱物流組成總表</p><p><b>　?。?）換熱要求</b></p><p>　　冷物流經(jīng)過換熱器換熱后即進(jìn)入反應(yīng)器，需要在2.2atm下飽和液體進(jìn)料。經(jīng)查閱資料知，甲醇在2.2atm下飽和液體溫度為359K。因此換熱器冷物流在出口溫度應(yīng)達(dá)到359K。</p><p>　　2.3.2換熱器模擬計(jì)算結(jié)果</p><p

62、>　　Aspen Plus模擬計(jì)算換熱器E0101結(jié)果匯總?cè)缦拢?lt;/p><p>　　表 2.5 換熱器E0101計(jì)算結(jié)果匯總</p><p>　　2.3.3 換熱器E0101設(shè)計(jì)尺寸一覽表</p><p>　　表 2.6 E0101換熱器設(shè)計(jì)尺寸一覽表</p><p><b>　　2.4 精餾塔</b><

63、/p><p>　　2.4.1 精餾塔設(shè)計(jì)概述</p><p>　　Aspen Plus模擬計(jì)算精餾塔采用的是Colums模塊中的DSTWU和RadFrac，其模擬流程示意圖如下：</p><p>　　圖 2.3 精餾塔模擬示意圖</p><p>　　本項(xiàng)目設(shè)計(jì)中共有5個(gè)精餾塔，分別為T0201預(yù)分離塔、T0202脫甲烷塔、T0203 C2精餾塔、

64、T0301 C3精餾塔及T0302 C4精餾塔。T0201預(yù)分離塔將C2及以下組分分離出來，為進(jìn)一步分離做準(zhǔn)備；T0202脫甲烷塔主要除去去產(chǎn)品中的甲烷；T0203 C2精餾塔分離乙烯和乙烷，獲得純度在99.95%以上的聚合級(jí)乙烯產(chǎn)品；T0301 C3精餾塔分離出純度為99.5%以上的聚合級(jí)丙烯產(chǎn)品；T0302 C4精餾塔主要分離丙烷及C4/C5等副產(chǎn)品。</p><p>　　以下設(shè)計(jì)過程及結(jié)果均采用 T0201

65、 預(yù)分離塔為例進(jìn)行說明。</p><p>　　2.4.2 精餾塔簡(jiǎn)捷模擬計(jì)算</p><p>　　2.4.2.1 簡(jiǎn)捷模擬計(jì)算概述</p><p>　　做精餾塔新流程模擬分析必須先進(jìn)行簡(jiǎn)捷模擬計(jì)算，也就是塔的初步設(shè)計(jì)。簡(jiǎn)捷模擬計(jì)算結(jié)果主要為理論板數(shù)、進(jìn)料位置、最小回流比、塔頂/塔底熱負(fù)荷，以這些簡(jiǎn)捷塔模擬計(jì)算結(jié)果為精確計(jì)算的輸入依據(jù)，進(jìn)行精餾塔精確（嚴(yán)格）模擬分析。

66、</p><p>　　精餾塔的模擬計(jì)算類型可分為設(shè)計(jì)型和操作型模擬計(jì)算，可以通過定義模型的回流比進(jìn)行設(shè)計(jì)型計(jì)算，又可以定義塔板數(shù)進(jìn)行操作型計(jì)算。</p><p>　　本項(xiàng)目設(shè)計(jì)均采用的定義模型的回流比進(jìn)行進(jìn)行設(shè)計(jì)型計(jì)算。</p><p>　　2.4.2.2 T0201進(jìn)料狀況及分離要求</p><p>　?。?）進(jìn)料組成及熱狀況 T020

67、1進(jìn)料采用飽和液體進(jìn)料，其組成和熱狀況如下：</p><p>　　表 2.7 T0201 進(jìn)料組成及熱狀況表</p><p>　　（2）分離要求 T0201為分離工段的第一個(gè)塔，為產(chǎn)品的預(yù)分離塔。主要目的是將CH4、C2H4、C2H6三種輕組分和C3H6等其他重組分分開，為下一步產(chǎn)品的分離提供便利。模擬計(jì)算過程中設(shè)定C2H6為輕關(guān)鍵組分， C3H6為重關(guān)鍵組分。輕關(guān)鍵組分在塔頂中回收率為

68、0.9995，重關(guān)鍵組分在塔頂中的回收率為0.0005。二者應(yīng)盡可能分開。</p><p>　　2.4.2.3 靈敏度分析</p><p>　　圖 2.4 T0201簡(jiǎn)捷模擬靈敏度分析</p><p>　　精餾塔簡(jiǎn)捷模擬計(jì)算中進(jìn)行靈敏度分析的主要目的是通過分析實(shí)際塔板數(shù)隨回流比的變化，來確定合適的塔板數(shù)，為嚴(yán)格模擬計(jì)算提供數(shù)據(jù)支持。</p><p

69、>　　T0201簡(jiǎn)捷模擬靈敏度分析的結(jié)果如圖2.4所示。經(jīng)過分析，選擇回流比1.3作為確定實(shí)際塔板數(shù)的依據(jù)。</p><p>　　2.4.2.4 簡(jiǎn)捷模擬計(jì)算結(jié)果</p><p>　?。?） T0201簡(jiǎn)捷模擬物料計(jì)算結(jié)果匯總?cè)缦拢?lt;/p><p>　　表 2.8 T0201簡(jiǎn)捷模擬物料計(jì)算結(jié)果匯總表</p><p>　　（2）T020

70、1簡(jiǎn)捷模擬采用回流比1.3，精餾塔參數(shù)計(jì)算結(jié)果匯總?cè)缦拢?lt;/p><p>　　表2.9 T0201塔參數(shù)計(jì)算結(jié)果匯總表</p><p>　　2.4.3 精餾塔嚴(yán)格模擬計(jì)算</p><p>　　2.4.3.1 精餾塔嚴(yán)格模擬計(jì)算概述</p><p>　　精餾塔嚴(yán)格模擬計(jì)算主要是在簡(jiǎn)捷模擬計(jì)算所確定的理論塔板數(shù)、進(jìn)料位置、最小回流比、冷凝器及再沸

71、器溫度等參數(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行精餾塔各項(xiàng)參數(shù)的嚴(yán)格模擬計(jì)算。</p><p>　　2.4.3.2 操作條件和設(shè)備參數(shù)</p><p>　　表2.10 T0201操作條件和設(shè)備參數(shù)表</p><p>　　2.4.3.3 靈敏度分析</p><p>　　為了保證丙烯產(chǎn)品的純度，輕關(guān)鍵組分乙烷在塔釜液中的含量和重關(guān)鍵組分丙烯在塔頂餾出液的含量必須盡可

72、能低，才達(dá)到要求。</p><p>　　圖 2.5 T0201釜液中乙烷摩爾流量隨回流比變化圖</p><p>　　圖 2.6 T0201餾出液中丙烯摩爾流量隨回流比變化圖</p><p>　　經(jīng)以上兩圖分析，當(dāng)回流比為1左右時(shí)，塔釜液中的乙烷含量和塔頂餾出液中的丙烯含量均能達(dá)到要求，故選擇T0102的操作回流比為1.</p><p>　　2

73、.4.3.4 T0201嚴(yán)格模擬計(jì)算結(jié)果</p><p>　?。?）塔內(nèi)汽液相流量分布</p><p>　　由于第十六塊板上進(jìn)料，故在第十六塊板處液相流量有大幅度增加；第35塊板為再沸器，所以此處液相流量急劇減小；第一塊板為全凝器，氣體全部冷凝為液體，所以此處氣相流量減小至零。提餾段和精餾段氣相流量變化不，近似符合恒摩爾流假定。</p><p>　　圖2.7 T

74、0201汽液相流量分布圖</p><p><b>　?。?）溫度分布</b></p><p>　　輕組分含量越高，溫度越低，重組分含量越高，溫度越高。由塔頂至塔底輕關(guān)鍵組分含量越來越低，重關(guān)鍵組分含量越來越高，所以由第一塊板至最后一塊板的溫度是逐漸升高的趨勢(shì)。</p><p>　　圖2.8 T0201溫度分布圖</p><p

75、>　　（3）輕重關(guān)鍵組分在氣、液相中的分布</p><p>　　T0201輕關(guān)鍵組分為乙烷，重關(guān)鍵組分為丙烯。經(jīng)過對(duì)圖2.9和圖2.10的分析知：由于輕關(guān)鍵組分乙烯在進(jìn)料中的含量特別低，所以曲線位置比較靠下；第十六塊板處進(jìn)料，導(dǎo)致乙烯的含量有所升高。第三十一塊板以后，重關(guān)鍵組分丙烯的含量降低是因?yàn)門0201為多組分精餾塔，第三十一塊板至第三十五塊板上的分離任務(wù)已經(jīng)由輕關(guān)鍵組分和重關(guān)鍵組分的分離變?yōu)橹仃P(guān)鍵組分

76、和重非關(guān)鍵組分的分離。輕重關(guān)鍵組分在氣相和液相中的組成分布規(guī)律基本一致，符合氣液相平衡定律。</p><p>　　圖2.9 輕重關(guān)鍵組分在液相中的分布圖</p><p>　　圖2.10 輕重關(guān)鍵組分在氣相中的分布圖</p><p><b>　?。?）物料衡算結(jié)果</b></p><p>　　表2.11 T0201物料衡算

77、表</p><p>　　重關(guān)鍵組分丙烯在塔頂餾出液中的摩爾分?jǐn)?shù)：</p><p>　　輕關(guān)鍵組分乙烷在塔釜液中的摩爾分?jǐn)?shù)： </p><p><b>　　（5）能量衡算結(jié)果</b></p><p>　　表2.12 T0201能量衡算表</p><p>　　2.4.4 T0201精餾塔設(shè)計(jì)參數(shù)及尺

78、寸一覽表</p><p>　　表2.13 T0202設(shè)計(jì)參數(shù)及尺寸一覽表</p><p>　　2.4.5精餾塔模擬計(jì)算結(jié)果匯總</p><p>　　該工藝流程設(shè)計(jì)中一共有五個(gè)精餾塔，Aspen Plus模擬計(jì)算結(jié)果如下：</p><p>　　表2.14 精餾塔模擬計(jì)算結(jié)果匯總表</p><p>　　3 工藝模擬計(jì)算結(jié)果

79、</p><p>　　3.1物料及能量衡算一覽表</p><p>　　利用Aspen Plus模擬計(jì)算過程中共有26股物流。每股物流編號(hào)情況見圖2.1。</p><p>　　根據(jù)各股物流情況及參數(shù)可進(jìn)行反應(yīng)器、換熱器、吸收塔及精餾塔等設(shè)備的設(shè)計(jì)和校核，同時(shí)可以對(duì)產(chǎn)品純度及產(chǎn)量進(jìn)行計(jì)算，以此來檢驗(yàn)設(shè)計(jì)是否達(dá)到要求。</p><p>　　表3.1

80、為1~26股物流物料及能量衡算結(jié)果匯總表。單位: Kmol/h</p><p>　　表3.1 1~26股物流物料衡算表</p><p>　　續(xù)表3.1a 1~26股物流物料衡算表</p><p>　　續(xù)表3.1b 1~26股物流物料衡算表</p><p>　　表3.1c 1~26股物流物料衡算表</p><p>

81、;　　續(xù)表3.1d 1~26股物流物料衡算表</p><p>　　3.2 產(chǎn)品產(chǎn)量及純度</p><p>　　根據(jù)表2.11物料衡算結(jié)果對(duì)產(chǎn)品純度和產(chǎn)量計(jì)算分析如下：</p><p>　　乙烯產(chǎn)品純度（摩爾分?jǐn)?shù)）：</p><p>　　丙烯產(chǎn)品純度（摩爾分?jǐn)?shù)）：</p><p><b>　　乙烯產(chǎn)品產(chǎn)量：&

82、lt;/b></p><p><b>　　丙烯產(chǎn)品產(chǎn)量：</b></p><p><b>　　雙烯總產(chǎn)量：</b></p><p>　　上述結(jié)果表明，產(chǎn)品乙烯和丙烯的純度均達(dá)到要求，產(chǎn)品產(chǎn)量也達(dá)到了60萬噸/年的規(guī)模，實(shí)現(xiàn)了本項(xiàng)目的預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)。</p><p>　　4 環(huán)境保護(hù)及安全防護(hù)&l

83、t;/p><p>　　4.1 安全防護(hù)措施及意義</p><p>　　該項(xiàng)目生產(chǎn)過程中采用的原料甲醇的毒性很強(qiáng)，誤服甲醇可造成急性中毒，其中毒劑量為5～10ml；10ml以上會(huì)導(dǎo)致雙目失明；100～250ml則會(huì)致死。人在39～65g∕m³的甲醇濃度下持續(xù)接觸30～60分鐘，有引起急性中毒的危險(xiǎn)。甲醇主要通過呼吸道和皮膚吸收而中毒。甲醇有明顯的人體積蓄作用，經(jīng)常接觸少量甲醇的人時(shí)間長(zhǎng)

84、久有可能引起慢性中毒。甲醇的毒害主要作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，具有明顯的麻醉作用，并對(duì)視神經(jīng)和視網(wǎng)膜有特殊的選擇毒害作用。嚴(yán)重時(shí)可引起視神經(jīng)炎視神經(jīng)萎縮，甚至雙目失明。此外，甲醇對(duì)粘膜等也有一定的刺激作用。在生產(chǎn)過程中應(yīng)配備必要的安全防護(hù)工具，防止甲醇中毒，保證工作人員的身體健康。</p><p>　　此外，生產(chǎn)過程中間產(chǎn)物及產(chǎn)品主要包括C1~C4烷烴和烯烴組分，其常溫常壓下為氣體，沸點(diǎn)很低，易燃易爆且爆炸范圍寬，容易

85、引起爆炸。裝置區(qū)內(nèi)應(yīng)杜絕一切火源，同時(shí)消防器材和設(shè)施必須配備齊全，并且要配備專業(yè)的消防安全人員，隨時(shí)準(zhǔn)備處置安全消防事故。 </p><p>　　因此，在生產(chǎn)過程中必須采取預(yù)防為主、消除隱患、防患未然的原則，深入排查安全隱患，嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家關(guān)于安全生產(chǎn)和危險(xiǎn)化學(xué)品防護(hù)的法規(guī)和制度，保證裝置的安全生產(chǎn)。</p><p>　　4.2 環(huán)境保護(hù)措施及意義</p><p>　

86、　環(huán)境保護(hù)工作要從環(huán)保制度管理、環(huán)保設(shè)施運(yùn)行、環(huán)保項(xiàng)目建設(shè)等方面采取有效措施，有效保護(hù)廠區(qū)及周邊環(huán)境。 </p><p>　　應(yīng)出臺(tái)《環(huán)保管理?xiàng)l例》，對(duì)各級(jí)人員的環(huán)保責(zé)任、污染事故報(bào)告程序、三廢綜合管理、文明廠區(qū)管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)及指標(biāo)控制進(jìn)行明確的規(guī)定，切實(shí)做到“誰污染誰負(fù)責(zé)，誰污染誰治理”，有效地調(diào)動(dòng)全員重視環(huán)保、參與環(huán)保、整治環(huán)保的積極性。在環(huán)保設(shè)施運(yùn)行方面，各系統(tǒng)做好設(shè)備備案工作，拆除或暫停環(huán)保指標(biāo)不合格設(shè)備

87、，對(duì)于投入運(yùn)行的環(huán)保設(shè)施做到計(jì)劃停車，定期檢修維護(hù)，確保各類尾氣及廢水按標(biāo)準(zhǔn)排放。</p><p>　　環(huán)境是人類生存和發(fā)展的基本前提。環(huán)境為我們生存和發(fā)展提供了必需的資源和條件。保護(hù)環(huán)境，減輕環(huán)境污染，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展和實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，是保護(hù)人類健康，造福子孫后代的大事。</p><p><b>　　5 總結(jié)</b></p><p

88、>　　本設(shè)計(jì)在很多方面進(jìn)行了粗淺的設(shè)計(jì)。完成的主要內(nèi)容有：</p><p>　?。?）確定了年產(chǎn)60萬噸甲醇制乙烯裝置設(shè)計(jì)的工藝流程。</p><p>　?。?）利用Aspen Plus等軟件模擬計(jì)算確定了年產(chǎn)60萬噸甲醇制乙烯裝置的工藝流程參數(shù)和設(shè)備操作參數(shù)，并進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。</p><p>　?。?）達(dá)到了年生產(chǎn)純度為99.95%以上的聚合級(jí)乙烯產(chǎn)品和純

89、度為99.5%以上的聚合級(jí)丙烯產(chǎn)品共60萬噸的預(yù)期目標(biāo)。</p><p>　　（4）繪制了工藝流程圖和部分典型設(shè)備圖。</p><p>　　目前國(guó)際油價(jià)持續(xù)高位運(yùn)行，石化原料成本大幅上漲，贏利空間受擠壓，發(fā)展替代生產(chǎn)路線的經(jīng)濟(jì)拉動(dòng)力增強(qiáng)。甲醇制烯烴項(xiàng)目能夠提高甲醇產(chǎn)品附加值，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，應(yīng)用前景非常廣闊。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)<

90、;/b></p><p>　　郝西維，張軍民，劉弓.甲醇制烯烴技術(shù)研究進(jìn)展及應(yīng)用前景分析.潔凈煤技術(shù)，2011，3 ：48-51</p><p>　　白爾錚，金國(guó)林.甲醇制烯烴（MTO）和MTP工藝.化學(xué)世界.2003，12:676</p><p>　　Eur Chem . News[J] .2001, 108(3) : 15</p><p

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