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1、徐州华裕煤气有限公司15万吨甲醇精馏装置塔内件技术协议 第 24 页 共 24 页徐州华裕煤气有限公司甲醇工程15万吨/年甲醇精馏装置塔内件技术协议书 买方： 甲方代表签字： 卖方： 乙方代表签字：设计方： 设计方代表签字： 目 录1 概述32 设计基础43 执行标准54 工艺性能5 各塔水力学计算与结构设计汇总表6 塔内件设计方案66.1 预精馏塔76.2 加压精馏塔106.3 常压精馏塔137 供货范围168 设计资料交付及设计联络189 产品制造、验收、包装、运输和安装质量保证措施1910 性能保证2011 性能考核2112 技术服务2213 其它2314 联络单位及联络人24徐州华裕煤
2、气有限公司（买方）和中国化学工业第二设计院（设计方）委托西安思瑞迪精馏工程有限公司（卖方）对徐州华裕煤气有限公司15万吨/年甲醇项目甲醇精馏装置共3台塔内件进行设计和制造，经三方协商达成如下技术附件：1 概述1.1 本技术附件适用于（买方） 徐州华裕煤气有限公司15万吨/年甲醇项目甲醇精馏装置塔内件。此次塔内件范围包括预精馏塔、加压精馏塔及常压精馏塔共3台塔塔内件设计、制造、安装。1.2 三方工作内容及责任1) 由买方和设计方提供最终的塔内气液负荷数据；2) 由设计方提供塔体工程图；3) 由卖方完成水力学计算提供给设计方，设计方进行确认并提出优化或修改方案；4) 由卖方根据优化的塔内件参数完成
3、塔内件的结构设计和施工图设计；并提交设计方确认；5) 由卖方完成塔内件加工制造及预焊件焊接指导工作；6) 由卖方完成塔内件的运输、安装和协助买方进行验收工作；7) 由卖方协助买方进行装置调试及开车。2 设计基础设计基础数据由买方和设计方提供。包括各塔的塔内气液相负荷数据、物性参数以及各塔体工程图。2.1甲醇精馏的界区条件2.1.1 甲醇合成装置来的粗甲醇：粗甲醇组成序号名称规格国家标准备注粗甲醇T=40P=0.5 MPa(g)组成: wCO2: 1.55 CO: 138PPm H2: 18PPm N2: 82PPmCH4: 118PPmCH3OH: 80.25高沸点醇: 0.16 (CH3)2
4、O: 0.27H2O: 17.74粗甲醇流量：按25578.02kg/h考虑2.1.2 甲醇精馏装置公用工程条件2.1.2.1低压蒸汽：0.5MPa(g) 1582.1.2.2循环冷却水：循环冷却给水：0.40 MPa，32循环冷却回水：0.25 MPa，422.1.2.3 供电 电压：380V 50Hz3%2.2 产品规格与质量指标主产品:甲醇产品质量指标达到GB338-2004优等品,外观为无色透明液体,无特殊异臭气味.技术要求项目指标优等品色度/Hazen单位（铂-钴色号） 5密度(20)/(g/cm3)0.7910.792沸程(0,101.3kPa,64.065.5范围内，包括64.6
5、0.1 0.8高锰酸钾试验/min 50水混溶性试验通过试验(1+3)水的质量分数/% 0.1酸的质量分数(以HCOOH计)/% 或碱的质量分数(以NH3计)/% 0.00150.0002羰基化合物的质量分数(以HCHO计)/% 0.002蒸发残渣的质量分数/% 0.001硫酸洗涤试验/ Hazen单位（铂-钴色号） 50乙醇的质量分数/% 25ppm 副产品:杂醇油 按年操作8000小时进行计算，各精馏塔内件设计时应考虑20%的裕度。常压塔塔底废水的排放要求达到国家排放标准3 执行标准1) 塔器设计技术规定HG20652-19982) 石油化工塔器设计规范SH3098-20003) 压力容器
6、用钢板GB6654-19964) 不锈钢热轧钢板GB4237-925) 塔盘技术条件JB1205-986) 石油化工塔盘设计规范SH3088-19987) 化工塔类设备施工及验收规范HGJ211-858) 卡子JB/T1119-19999) 双面可拆连接件JB/T1120-199910) 钢制管法兰型式、参数HG20615以上所有标准与规范如有最新版本，应以最新有效版本为准。其他未尽事宜部分按国家行业有关最新标准执行，而且优先按就高就严的标准执行。4 工艺性能4.1工艺技术指标比较 名称要求计算值精甲醇浓度 wt%99.99甲醇中水含量 wt%0.17.8ppm蒸馏范围（760mm）64.61
7、.164.69364.714甲醇中乙醇含量 ppm2520.3甲醇中丙酮含量 ppm108.5甲醇回收率 %99.7废水中甲醇含量ppm1004.2能耗指标根据招标文件所提供的公用工程条件及数据，循环水和低压蒸汽数据如下：循环水： 给水温度：32，给水压力：0.40MPa(g) 排水温度：42，排水压力：0.25MPa(g)循环水消耗：52.43 t循环水/t精甲醇； 低压蒸汽：0.5MPa(g)，温度158饱和蒸汽；低压蒸汽消耗：1.09t蒸汽/t精甲醇。5各塔水力学计算与结构设计汇总表名称预精馏塔加压精馏塔常压精馏塔回流温度 60.0120.069.2塔顶温度 81.5125.371.3塔
8、釜温度 84.8137.5115.4进料温度 64.3110.76100.14塔顶压力 MPa(g)0.050.640.03回流比2.51022.1004塔顶产品纯度 %99.9999.99塔釜废水中甲醇含量ppm100塔顶冷凝器负荷 106MKcal/h2.36708.3627塔釜再沸器负荷 106MKcal/h2.94188.7266再沸器蒸汽用量 t/h5.817.3进料量 kg/h25578.02+250027564.391917448.5593塔顶采出量 kg/h513.668410115.868610348.4107塔釜出料量 kg/h27564.391917448.5233697
9、7.4847侧线采出量 kg/h122.6639回流量 kg/h液相全回流2539321736塔径mmf1600f1800f2400精馏段/提馏段3DT/EQUPAKEQUPAK/3DTEQUPAK/3DT板间距mm400450450塔盘层数20830流程数121填料高度mm96001620019200填料型号EQUPAK400EQUPAK400EQUPAK400参考切线高度mm246202798040230内件高度mm194202278035030全塔压降Kpa14.657.4424.56操作弹性60120%最大处理能力对于各精馏塔，采用不同重量和大小的3D浮阀拓宽其操作弹性，消除装置瓶颈，
10、可使整个装置操作弹性拓宽到40130%。6 塔内件设计方案本次塔内件设计我们的方案是填料与部分塔盘相结合的混装方案，该方案是性价比较高的优化方案，投资比全填料方案低，同时更加符合各塔的操作特点，且在预精馏塔上段、加压精馏塔下段和常压精馏塔下段采用板式塔盘最能适应该段工况， 各塔设计分述如下：1）预精馏塔该塔目的产品是塔釜产品。要将一些不凝气体、杂醇、醚醛等尽可能的分离出去，特别是丙酮，只能在该塔脱除，所以该塔提馏段比较重要，采用了等几率结构填料，理论级高，操作弹性大；精馏段液相负荷较小，加之是一个萃取精馏过程，所以在操作时要加入一些萃取水（精馏段液相很少），对于精馏效率和提高甲醇回收率十分有利
11、。该塔受甲醇回收率和粗醇中轻组份含量的影响，且存在众多不确定性因素，所以对于本塔的设计是考虑了苛刻工况而设计的，留有足够的富裕量和较大的操作弹性。该塔设计塔径1600mm，精馏段采用20层3D浮阀塔盘，提馏段采用9600mm的EQUPAK400的等几率规整填料。2）加压精馏塔加压塔需要分离出约50%的精甲醇。其所产出的精甲醇主要靠精馏段来分离，故而在精馏段采用等几率规整填料，可有效保证精甲醇的产品质量；提馏段不需要太多的理论级数，所以采用少量3D浮阀塔盘，可以节省投资。该塔设计塔径为1800mm，提馏段采用8层3D浮阀塔盘，精馏段采用16200mm的EQUPAK400等几率规整填料。3）常压精
12、馏塔常压塔既要分离出剩余的甲醇，而且塔釜所排放的废水要达到国家排放要求，需要较高的理论级数，所以，该塔精馏段采用等几率自分配填料（EQUPAK400），其特点是理论级数高，安全可靠，具有很大的潜力，对于生产优等品甲醇提供了极大的保证；由于本次设计常压精馏塔设侧线抽出杂醇，且常压塔底出废水，所以常压精馏塔提馏段设计采用3D浮阀塔盘最为合适。在设计时，考虑到操作后期由于催化剂失活等因素，粗甲醇中杂质特别是乙醇含量将大为增加，所以在侧线设计时对其多几个备用口，通过模拟计算确定乙醇富集板，可在操作后期用以抽出大量含乙醇的杂醇油。以保证塔顶甲醇的质量 。该塔设计塔径为2400mm，精馏段采用19200m
13、m的EQUPAK400等几率规整填料，提馏段采用30层3D浮阀塔盘。6.1 预精馏塔水力学计算表西安思瑞迪精馏工程有限公司3D型塔盘设计与水力学计算结果装置名称徐州华裕煤气有限公司15万吨甲醇精馏装置塔器名称预精馏塔塔 段精馏段理论级序号塔盘范围1-20#水力学计算结果负荷范围 %喷射液泛率 %降液管液泛率 %堰上溢流强度 m3/h.m降液管停留时间 s降液管清液层高度 mm降液管内流速 m/s降液管底隙流速 m/s降液管底部压降 Pa空塔气速 m/s阀孔气速 m/sFv m/skg/m30.5雾沫夹带率 %泄漏率 %堰上清液层高度 mm塔板上清液层高度 mm流动参数 Fp干板压降 Pa总板压降 Pa100.038.824.213.514.7150.70.0270.12518.50.84
