甲基丙烯酸甲酯生產布局中的罐設計和膜分離設計1儲罐設計※原料C4儲罐設計原料C4在儲罐中的儲存時間為T=2d，流量Qv=8.0944m3·h-1,儲存的安全系數為ε=0.8所需體積V=Qv·T/ε=8.0944×2×24/0.8=485.644m3，選用球形儲罐，直徑Φ=12000mm，，公稱容積為500m3,數量為2個，設計壓力P=0.85MPa，設計溫度25oC。※MAL合成原料混合緩沖儲罐設計MAL合成原料在儲罐中的停留時間為T=5s，流量Qv=72244.149m3·h-1，儲存的安全系數為ε=0.85，所需體積V=Qv·T/ε=211.24m，選用立式橢圓形固定頂封頭儲罐，直徑Φ=6550mm，公稱容積220m3，數量為1個，設計壓力P=0.12MPa，設計溫度50oC。※相分離儲罐設計精餾塔塔底餾出物在儲罐中的儲存時間為T=30min，流量Qv=13.799m3·h-1，儲存的安全系數為ε=0.8，所需體積V=Qv·T/ε=13.799×0.5/0.8=8.624m3，選用立式橢圓形封頭儲罐，直徑Φ=1800mm，公稱容積10m3，數量為2個，設計壓力P=0.35MPa，設計溫度55oC。※MMA合成甲醇原料儲罐設計甲醇在儲罐中的儲存時間為T=2d，流量Qv=4.956m3·h-1，儲存的安全系數為ε=0.8所需體積V=Qv·T/ε=4.956×2×24/0.8=297.36m3，選用立式內浮頂封頭儲罐，直徑Φ=6500mm，公稱容積為320m3，數量為1個，設計壓力P=0.12MPa，設計溫度25oC。※循環甲醇分離緩沖儲罐設計精餾塔塔頂產物循環甲醇在儲罐中的儲存T=30min，Qv=93.227m3·h-1，儲存的安全系數為ε=0.8，所需體積V=Qv·T/ε=93.227×0.5/0.8=58.267m3，選用臥式橢圓形封頭儲罐，直徑Φ=2400mm，L=14376mm，公稱容積為63m3，數量為1個，設計壓力P=0.35MPa，設計溫度65oC。※循環甲醇混合緩沖儲罐設計循環甲醇在儲罐中的儲存時間為T=15min，流量Qv=92.095m3·h-1，儲存的安全系數為ε=0.8，所需體積V=Qv·T/ε=29.133m3，選用立式橢圓形封頭儲罐，直徑Φ=2400mm，公稱容積為32m3，數量為1個，設計壓力P=0.35MPa，設計溫度65oC。※循環水儲罐設計循環水在儲罐中的儲存時間為T=30min，流量Qv=5.082m3·h-1，儲存的安全系數為ε=0.8，所需體積V=Qv·T/ε=5.082×0.5/0.8=3.176m3，選用立式橢圓形封頭儲罐，直徑Φ=1200mm公稱容積為4m3，數量為1個，設計壓力P=0.35MPa，設計溫度55oC。※產品MMA儲罐設計產品MMA在儲罐中的儲存時間為T=3d，流量Qv=8.704m3·h-1，儲存的安全系數為ε=0.8，所需體積V=Qv·T/ε=8.704×3×24/0.8=783.36m3，選用球形儲罐，直徑Φ=12300mm，公稱容積為1000m3,數量為1個，設計壓力P=0.25MPa，設計溫度25oC。※精餾塔塔頂回流緩沖罐設計精餾塔塔頂餾出物在儲罐中的儲存時間T=3min，流量Qv=171.115m3·h-1儲存的安全系數為ε=0.8，所需體積V=Qv·T/ε=64.168m3選用臥式橢圓形封頭儲罐，直徑Φ=3000mm，公稱容積為65m3，數量為1個，設計壓力P=0.35MPa，設計溫度75oC。※吸收塔塔頂回流緩沖罐設計吸收塔塔頂餾出物在儲罐中的儲存時間T=0.5min，其中Qvg=5523.899m3·h-1,QvL=56.173m3·h-1,得總流量Qv=5580.072m3·h-1，儲存的安全系數為ε=0.85，所需體積V=Qv·T/ε=530.748×0.5/0.85×60=54.7m3，選用臥式橢圓形封頭儲罐，直徑Φ=3000mm，公稱容積為63m3，數量為1個，設計壓力P=0.55MPa，設計溫度-10oC。2膜分離的簡單設計2.1膜分離工藝流程膜分離甲基丙烯酸甲酯/水工藝，采用多級過程操作，由于分離純度要求高，處理量比較大，為了滿足連續生產的要求，采用多組間歇操作，本項目設計小組擬設計四組分離，每兩臺同時工作，每一組采用帶有前置級的兩級增溶級聯，水大部分滲透卷式膜，而甲基丙烯酸甲酯及阻聚劑為滲余物，從而實現兩者的分離，達到分離效果。圖3-18膜分離流程2.2膜分離器選型與設計※膜分離材質A型沸石膜對包括酸性物質和堿性物質都具有極好的耐久性和耐化學腐蝕性等，該膜還具有足夠的機械強度，以抵抗氣相、液相和固相的三相混合等優點。※膜分離工藝操作條件及詳細計算（1）膜分離工藝操作條件當除去水分時，從水的滲透率的角度考慮，高溫是有利的，但從水的分離性能考慮，低溫是有利的，優選溫度為50～120oC.當設置用于分離水的操作壓力以在膜兩邊產生壓力時可進行水分離操作壓力通常設置在0.5～20kg·cm-2范圍內。當操作壓力為5kg·cm-2時，即使膜反面為常壓，水也能分離，但是在這種情況下，流速很小，因此，優選使用真空泵，以使水能夠有效地除去。（2）膜分離的計算本項目設計小組通過AspenPlus對MMA合成工段的模擬，得出在甲基丙烯酸甲酯/水的流量為8007.781kg·hr。其中含水量為1.1%(wt),分離要求為滲余側水含量為0.03%(wt)。當使用具有膜面積為0.01m2的分離膜時，由組成為1.1%(wt)的水，98.8%(wt)的甲基丙烯酸甲酯，0.1%(wt)的對苯二酚組成的溶液在50oC，絕對壓力3bar下開始用真空泵從滲透側抽真空，并進行全蒸發分離，得到如下公式：aAB=(YA/YB)*(XA/XB)其中A代表水，B代表另外組分，XA和XB分別代表在液體進料一側水A的重量分數和另外組分B的重量分數，YA和YB分別代表在滲透側水A的重量分數和另外組分B的重量分數。同樣，滲透流量是指每單位膜面積每小時的滲透重量，并可用如下公式表示：Q=(在滲透側所有組分的重量)/0.01*100（kg·m-2·h-1）所需膜面積為：A=進料流量/Q最后計算出所需膜總面積A=137.8m2。（3）膜組件的特性參數見表3-21所示。表3-21膜組件的特性參數表型號Prism結