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目录
TOC\o1-3\h\z\u1概述 1
2物料衡算原理 2
3物料衡算任务 3
4系统物料衡算 4
4.1异丁烯氧化工段 4
4.1.1异丁烯氧化反应器 5
4.2MAL分离工段 6
4.2.1急冷塔 7
4.2.2MAL精馏塔 8
4.3氧化酯化工段 9
4.3.1氧化酯化反应器 10
4.3.2甲醇回收塔 11
4.4MMA纯化工段 13
4.4.1油水分离器 14
4.4.2MMA提馏塔 15
4.4.3水回收塔 16
5总结 18
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1概述
本项目以来自园区异丁烷脱氢项目生产的异丁烯为原料，通过异丁烯氧化、MAL分离、氧化酯化、MMA分离工段得到99.9wt%的优等甲基丙烯酸甲酯MMA产品。
设计过程中利用AspenPlus对全流程进行模拟，并在此基础上完成物料衡算、能量衡算，Aspenplus模拟流程如图1-1所示。
图1-1MMA生产全流程模拟图
本流程发生化学反应的工段主要是异丁烯氧化工段、氧化酯化工段。本厂所需主要设备有精馏塔、反应器、分离器、换热器、压缩机、泵、储罐等，涉及到的物料主要有异丁烯、O2、甲基丙烯醛、甲醇、甲基丙烯酸甲酯等，输入整个生产系统的能量主要有电能、加热介质带入的能量和进入物料的焓，输出的能量有冷却剂带走的能量和输出物料的焓。
2物料衡算原理
系统的物料衡算以质量守恒为理论基础，研究某一系统内进出物料量及组成的变化，即：
系统累计的质量＝输入系统的质量－输出系统的质量＋反应生成的质量－反应消耗的质量
假设系统无泄漏，有：
dF
当系统无化学反应发生时，有：
dF
在稳定状态下，有：
dF
注：
FIN
FOUT
GR
CR
3物料衡算任务
通过对系统整体以及部分主要单元的详细物料衡算，得到主、副产品的产量，原料的消耗量，“三废”的排放量以及最后产品的质量指标等关键经济技术指标，对所选工艺路线、设计流程进行定量评述，为后阶段的设计提供依据。
4系统物料衡算
4.1异丁烯氧化工段
图4-1异丁烯氧化工段工艺流程图
表4-1异丁烯氧化工段物料衡算表
IN
OUT
MaterialFlow
C4H8
AIR
H21-C21
TemperatureC
25
25
30
Pressurebar
1
1
5
VaporFrac
1
1
0.748
MoleFlowkmol/hr
160
1000
1163.439
MassFlowkg/hr
8977.203
28850.4
37827.6
VolumeFlowl/min
66104.47
413152.9
73363.55
EnthalpyGcal/hr
-0.653
-0.001
-17.747
MassFlowkg/hr
IB
8977.203
241.613
MAL
10162.86
CH3COCH3
257.617
CH3COOH
199.161
CH3CHO
152.046
CO
124.241
CO2
506.833
O2
6719.748
1153.07
N2
22130.65
22130.65
H2O
2899.507
MassFrac
IB
1
0.006
MAL
0.269
CH3COCH3
0.007
CH3COOH
0.005
CH3CHO
0.004
CO
0.003
CO2
0.013
O2
0.233
0.03
N2
0.767
0.585
H2O
0.077
4.1.1异丁烯氧化反应器
表4-2异丁烯氧化反应器物料衡算表
IN
OUT
MaterialFlow
H11-R11
R11-CP12
TemperatureC
250
330
Pressurebar
2.7
2.7
VaporFrac
1
1
MoleFlowkmol/hr
1160
1163.439
MassFlowkg/hr
37827.6
37827.6
VolumeFlowl/min
311455.8
360148
EnthalpyGcal/hr
1.892
-11.573
MassFlowkg/hr
IB
8977.203
241.61
MAL
10162.87
CH3COCH3
257.617
CH3COOH
199.161
CH3CHO