[自然科学]化工生产过程毕业设计.doc

一种化工生产过程的工艺流程设计作 者 姓 名 xxxxxxx 专 业 xxxxxxxxxxxx 指导教师姓名 xxxxxxxxxx 专业技术职务 xxxxxxxxxx 目 录摘 要1第一章 绪论3第二章 工艺设计及设备的选型62.1装置主要设备的规格62.1工艺路线的概述62.2确定工艺流程的依据72.2.1原料的组成72.2.2产品品种及质量要求72.2.3工艺流程示意图72.3设备的选型82.3.1塔设备的选择82.3.2泵的选型102.3.3工业炉的选型102.3.4风机11第三章 车间工艺布置123.1厂房布置123.2设备布置123.2.1塔的布置123.2.2换热器的布置153.2.3卧式容器的布置163.2.4反应塔的布置173.2.5泵的布置183.2.6风机的布置193.2.7加热炉的布置193.3道路设置213.4管道布置213.4.1设备配管213.4.2机器管道：223.4.3管道连接与弯管223.4.2管件的选用22第四章 过程装备安装234.1过程装备安装前的准备工作244.2设备安装244.3机器安装264.4管道安装264.5阀门安装26第五章 厂址的选择27第六章 公用工程286.1供水286.2供电286.3供暖286.4通风28第七章 总结29参考文献30致 谢31山东轻工业学院2011届本科生毕业设计（论文）摘 要在工业生产中， 很多生产过程处理的物料为流程性物料，如气体、液体、粉体等，过程中要进行一系列的化学、物理过程，以改变物质的状态、结构、性质， 从原材料到最后产品的生产完成上述各种过程或其中某些过程的工业生产称为是过程工业。由于现代化工生产过程越来越复杂，对生产装置的要求越来越高，尤其是在化工生产生产过程中废气的处理净化系统装置上，生成产品后残留的废气的处理是个很严峻的问题，本次设计这套装置被多个行业所运用。此套装置主要由反应塔、净化塔及其他辅助设备构成。工程实践表明：合理的系统工艺设计 , 是保证气体净化效果的前提。本次设计主要完成了化工生产过程中生成产品后残留的废气净化的工艺流程设计，整个设计过程中包含了工艺的设计，设备的选型，设备的布置，厂址的选择等。根据设计结果，绘制了装置的平面布置图和施工工艺流程图。关键词：过程工业 化工生产 净化 布置ABSTRACTIn the industrial production, a lot of the production process of materials processing for process materials, such as gas, liquid, powder, etc, during the process of a series of chemical and physical process, in order to change the state of material, structure, properties, from raw material to finished product production last all above process or some of the process is called the industrial production of process industry.Thanks to modern chemical production process for production equipment is more and more complicated, the demand is higher and higher，Especially in chemical production into reserve products (mixed gas) device,in the purification system , Generated product in mixed with some scheduled impurities, These impurities and pure products must be separated , This device is used in many industries. This set of equipment mainly consists reactor, purification tower and other auxiliary equipment composition. The engineering practice shows that the system process design, reasonable guarantee is the premise of purifying effect. This design mainly completes the chemical production process of generating reservation product purification technological process design . The whole design process includes process design, equipment selection, equipment layout, site selection, etc. According to the design results, painted device floor plan and construction process flow diagram.Key words:Process industry; Chemical production ; purification; layout第一章 绪论工业种类繁多，也有许多分类方法，如重工业与轻工业之分，又如机械、建筑、电子、航空、化学等工业的区分，还有一般与先进工业的分别，以及绿色与非绿色的区分等等，如果比较科学的从生产方式、扩大生产的方法以及生产时物料所经受的主要变化来分类，则工业生产可以分为过程工业与产品工业两大类。在工业生产中， 很多生产过程处理的物料为流程性物料，如气体、液体、粉体等，过程中要进行一系列的化学、物理过程，以改变物质的状态、结构、性质， 从原材料到最后产品的生产完成上述各种过程或其中某些过程的工业生产称为是过程工业。过程工业中进行的各种化学、物理过程往往在密闭状态下连续进行。过程工业包括化学工业、石油炼制工业、石化工业、能源工业、冶金工业、建材工业、核能工业、生物技术工业、生物技术工业以及医药工业等等。它包含了每个国家大部分重工业，具体的说，这类工业有以下特点：（1） 工业生产使用的原料，主要是自然资源；（2） 它的产品主要用作产品生产工业的原料；（3） 生产过程主要是连续生产；（4） 原料中的物质在生产过程中经过了许多化学变化和物理变化；（5） 产品的增加主要靠扩大工业生产规模来达到，或者说靠放大生产规模来达到；（6） 这类工业一般来说，污染比较严重，治理比较困难；在过程工业中过程装备是装置的主体，任何一个生产装置都需要使用多种机器、设备、管道，如各种型式的压缩机、泵、换热设备、反应设备、塔设备、干燥设备、分离设备、储罐、炉窑,以完成生产过程中的各种化学反应、热交换、不同成分的分离、各种原料（包括中间产物）的传输、气体压缩、原料和产品的储存等。但只有这些机器、设备还不能完成生产的全过程，它们之间还要用各种管道连接起来才能形成一个完整的系统，为保证各种机器、设备正常运行，在关键部位还要设置各种参数显示：如压力表、温度计、流量计、液位计等。这样构成一个完整的过程工业的生产系统，并保持生产正常进行。本次设计的这套装置为化工生产过程中生成的产品后残留的废气气体净化系统装置，该装置的使用几乎遍及现代工业，如化肥厂、石油化工厂、生物化工、制药、农药等。现在的工业生产过程大都处理流程性物料，处理过程中几乎都包含气体净化过程，生产过程中涉及到的脱硫、二氧化碳、等气体的净化过程都能用到本次设计的装置1。如化工厂的制硫酸工艺中以二氧化硫为主要气体原料，二氧化硫转换成三氧化硫与水反应生成硫酸，在制得硫酸后残余的二氧化硫就是有害气体，此时二氧化硫的净化显得尤其重要，不然会造成催化剂中毒，使设备腐蚀等不良后果。工业的发展与进步，对提高人类生活质量起着十分巨大的作用，但同时也给人类带来难以解决的问题。如工业生产产生的废气、废液、废渣越来越多，严重污然人类的生存。环境、三废的治理已越来越引起人们的广泛重视，环境保护已提到日程，针对本装置产生的三废问题就具体物料具体分析。由于本装置应用广泛，还可能产生其他类型的废气，为此我们一一列举可能存在的情况。气态污染物或杂质的分类 ：(1) 含硫化合；(2)含氮化合物；(3)碳氢化合物；(4)碳的氧化物；(5)卤素化合物；对于这些废气或杂质在本装置中都可以得到吸收、分离等最终的净化。在换热和干燥的流程中可能会有污水排出，由于物料不明所以分析污水的种类大致有含有油、酸碱性。酸碱废水中和处理：酸、碱是工业生产的基础原料，在化工等生产制造过程中，都会排出一定程度的酸、碱废水。酸碱废水的处理一般均借助于化学中和，中和至PH（6-9），再进行后续的处理。对碱性废水，一般可采用以下中和的方法：(1)鼓人烟道气；(2)注入压缩的CO气体；(3)投加酸或酸性废水。碱性废水中和剂一般在HCL和H2SO4间选择，硫酸价格较低，其中和反应可溶物比盐酸低而使用较多；对酸性废水进行中和时，可采用以下方法：(1)通过石灰滤床中和；(2)与石灰乳混合；(3)投加碱性废渣，如电石渣、碳酸钙、碱渣等；伴随着各种节能新工艺、新技术的开发应用，一氧化碳的变换，二氧化碳的脱除性对越来越稳定，其影响生产稳定的因素大大减少，但硫化物的脱硫因其含量变化大，脱除工艺复杂，长期以来一直是制约生产的关键因素，虽然脱硫工艺过程操作比较简单，但出的问题也较多，特别现代企业发展较快，生产能力也都是提至数倍乃至几十倍，本次设计的这套气体净化装置就用在工厂制取硫酸后废气二氧化硫的脱硫上。SO2是一种无色具有强烈刺激性气味的气体，易溶解于人体的血液和其他黏性液。大气中的SO2增加会导致到炎症、支气管炎、肺气肿、眼结膜炎症等。同时还会使青少年的免疫力降低，抗病能力变弱。SO2在氧化剂、光的作用下，能生成硫酸盐气溶胶，硫酸盐气溶胶能使人致病，增加病人死亡率。根据经济合作发展组织（OECD）的研究 ，当硫酸盐年浓度在10g/m3 左右时，每减少10%的浓度能使死亡率降低0.5%，SO2还能与大气中的飘尘黏附，当人体呼吸时吸入带有SO2的飘尘，会使SO2的毒性增强。研究表明，在高浓度的SO2的影响下，植物产生急性危害，叶片表面产生坏死斑，或直接使植物叶片枯萎脱落；在低浓度SO2的影响下，植物的生长机能受到影响，造成产量下降，品质变坏。SO2对金属，特别是对钢结构的腐蚀，每年给国民经济带来很大的损失。据估计，工业发达国家每年因为金属腐蚀而带来的直接经济损失占国民经济总产值的2%4%。当前，人类面临十大环境问题：水危机、土地荒漠化、臭氧层破坏、温室效应、酸雨肆虐、森林锐减、水土流失、物种灭绝、垃圾成灾、有毒化学品污染。其中酸雨肆虐是跨越国界的全球性的灾害，然而酸雨的来源恰恰是SO2造成的，目前全球已形成三大酸雨区，我国覆盖四川、贵州、广东、广西、湖南、湖北、江西、浙江、江苏和青岛等省市部分地区，面积达200多万平方公里的酸雨区，成为世界上第三大酸雨区。酸雨给地球生态环境和人类社会经济都带来严重的影响和破坏。酸雨使土壤酸化，肥力降低，有毒物质更毒害作物根系，杀死根毛，导致发育不良或死亡。酸雨还杀死水中的浮游生物等等，总之酸雨的危害是现在全球所不能忽视的。过程工业是一个国家的基础工业，对于发展国民经济及增强国防力量，起着关键作用。过程工业的快速发展所造成的污染问题比较严重，发展无污染工业是是过程工业以及其各方面的从业人员的一个重要任务。所以本次设计的SO2的净化处理系统尤为重要，本此设计装置的能完善和改进现有脱硫状况，实现提高装置的生产强度的同时控制硫化物的排放量。第二章 工艺设计及设备的选型2.1装置主要设备的规格不同生产过程的生产工艺不同，但他们所选用的主要设备从工作原理分析，比较有代表性的塔设备、换热器、反应设备、储罐等都有定性的产品。本次设计给定的设备有反应塔、换热器、储罐、净化塔。（1）液态原料储罐常温常压，底板直径2.5m，罐直径 2.0m。（2）卧式原料气储罐，直径2.0m，总长1.2m，中心线距容器顶端距离均为1.2m。（3）卧室换热器一台，直径1.6m，总长7.0m,两管径273m14mm, b中心线距a管端法兰面、d中心线距c管端法兰面距离均为1.5m，b、d接管直径 219mm0mm。（4）立式反应塔一台，物料反应为吸热反应，直径1.6m，管径273mm14mm。（5）立式净化塔一台，直径1.6m，接管管径273mm14m。2.1工艺路线的概述工艺路线即生产方法的选择，一种产品的生产只有一种定型的生产方法，在工艺路线上就无须选择；通过分析研究，在考虑工艺流程设计先进性、可靠性、因地制宜的原则 ，确定了工艺路线。图2-1 工艺流程施工图工艺路线如下：来自气态储罐的SO3、SO2混合气与水在高温条件下在反应塔内发生反应，反应过程所吸收的热量来自加热炉，所反应后得到的成品硫酸进入到液态储罐中，反应后残留的二氧化硫从反应塔的顶部通过鼓风机的作用进入到换热器中进行降温，之后在经过鼓风机进入到净化塔中进行脱硫。吸收液从水槽内通过泵的加力后通过净化塔上部进入塔中，从底部进入的SO2气体与从上部喷淋而下的吸收液发生反应开始脱硫，脱硫后的气体从净化塔塔顶部输送到干燥塔并从底部进入，与从上部流下的上水进行干燥后从干燥塔顶部输送到储罐中。然而随着脱硫的进行，吸收液的浓度不断下降，吸收能力也随之下降，因此必须将吸收液再生，再生过程在再生塔中进行，浓度稀薄的吸收液从净化塔的底部处流出沿管线经过泵的加压后进入到再生塔中，废吸收液自塔喷淋而下，与塔底鼓入的大量空气逆流接触，经过反应转换成浓的吸收液，再生的吸收液从再生塔的底部流出，沿管线经过泵的加压后进入净化塔循环使用。2.2确定工艺流程的依据2.2.1原料的组成本次设计的工艺流程的原料是SO3、SO2气体和水发生反应制取硫酸。2SO2+ O2= 2SO3 （2-1）SO3+H2O= H2SO4+Q （2-2）2.2.2产品品种及质量要求产品品种：在SO3气体和液态H2O原料反应，生成H2SO4。质量要求：所反应后残留的SO2气体通过罗茨鼓风机的加力后通过脱硫塔的底部进入净化塔中，吸收液从水槽内通过泵的加力后通过净化塔上部进入脱硫塔中，从底部进入的 SO2气体与从上部喷淋而下的吸收液发生反应开始脱硫，净化后的气体从脱硫塔顶输送到干燥塔并从底部进入，与从上部流下的上水进行干燥后从干燥塔顶部输送到储罐中。2.2.3工艺流程示意图图2-2工艺流程走向图2.3设备的选型作为工业生产，不允许把不成熟或未经生产考验的设备用于设计。设计中所选用的设备不但技术性能要可靠，设备材质也要可靠。对从国外引进的设备，同样必须强调设备及其所采用材质的可靠性，特别对生产中的关键设备，一定要在充分调查研究和对比的基础上，作出科学的选定。2.3.1塔设备的选择在石油、化工等生产过程中，常常需要将混合物质分离较纯的物质，通常采用精馏、吸收等方法。塔类设备的型式种类繁多，按用途及在工艺过程中的作用可分为：分馏塔、吸收塔、解收塔、抽提塔、稳定塔、水洗塔和干燥塔。按内部结构可分为板式塔和填料塔。它的应用面广、量大。用于本装置中的塔设备是用来反应、净化、干燥和再生的，长期以来板式塔在蒸馏、吸收等工艺操作中经常被使用，所以净化和干燥选择的是吸收塔中的板式塔。板式塔的优点是操作稳定，操作弹性大，生产能力大，不宜堵塞，能适应多种介质。在板式塔中，塔内装有一定数量的塔盘，气体以鼓泡或喷射的形式穿过塔盘上的液层使两相密切接触，进行传质，两相的的组分浓度沿塔高呈阶梯式变化。板式塔塔的高度确定：塔径均为1.6m，确定塔高H=3D=4.8m2。本装置中的再生塔是用来将废的稀的吸收液进行再生，然后再通入净化塔中循环使用，针对这一工作性质选择的塔设备为解吸塔中内部结构为填料的填料塔，解吸塔是将溶解了硫等杂质的溶剂通过升温或减压等方式降低吸收能力，将杂质释放出来，溶剂获得再生，重新返回吸收塔进行工作。填料塔具有结构简单，压力降小等优点。在填料塔中，装填一定段数和一定高度的填料层，液体沿填料表面呈膜状向下运动，作为连续相的气体自下而上运动，与液体逆流传质，两相的的组分浓度沿塔高呈连续变化。由于塔内走的气体流量相同，所以填料塔的外形尺1.64.8m 。 本装置选择的塔设备是由等直径、等壁厚的圆筒和作为端盖的椭圆形封头组成。端盖是由钢板压制焊接而成，椭圆形的端盖有力承受外部较高的压强，而且可利用端盖自身作为破沫空间，以节省金属。塔体都满足工艺条件下的强度、刚度以及地震、偏心载荷所引起的一切影响，塔体的支座采用的是裙式支座。塔设备的接管分为进液管、出液管、进气管、出气管3。图2-3 塔的结构2.3.2泵的选型泵有两大类，动力式泵和容积式泵。动力式泵可又分为离心式泵和轴流式泵两种。离心泵的特点是输送的液体粘度不大，扬程相对较低，要求流量变化较小，根据本设计中的气体的特性比较符合离心泵的要求4。参数的确定 ：已知立式反应塔接管直径 为0.273m0.014m所以 内管径d=(273-28) 10-3=0.245 m ,一般取管内气体流速u=10m/sqv=0.47 公式（2-3）=式中qv 体积流量已知换热器b、d接管直径 219mm10mm，所以内管径d=（219-20）10-3=0.199 m，一般取水管流速u=1.0 m/s qv=0.031=离心泵的范围流量是（102-12500）/，由上述所算出的流量正好符合离心泵的范围，因此这套工艺中选择的是离心泵5。泵的型号为50-32-125。表2-1 泵的外形尺寸（mm）型号AL1L2L3L4afxL5B1B2B3h1h250-32-12580920170600335803851009001153393501121192.3.3工业炉的选型随着化学工业的迅速发展，加热炉技术越来越受到人们的重视。加热炉和蒸汽锅炉都是以火力为流体介质的加热设备，不同之处在于加热炉的加热对象是工艺物料，而蒸汽锅炉是为水加热，针对本设计流程的加热对象为工艺气体，所以选择的是加热炉。现在化工行业常用的加热炉是管式加热炉，管式加热炉的性能符合现代石油化学工业自动化、连续化、大型化的要求，管式加热炉的分类：箱式炉、立式炉、圆筒炉、大型方炉，针对本设计中处理量的情况优先选用的是立式圆筒炉。圆筒炉的特点：加热方式为直接受火式；长周期连续运转；结构简单，造价低；加热炉里面的构造由辐射式、对流室、余热回收系统、燃烧及通风系统组成。安装方式采用水平安装。外形尺寸确定：炉膛2.850mm4.6m ；炉顶2m/436mm。2.3.4风机风机的作用是运送气体，根据风机输送的气体流量是/，确定风机类型为罗茨鼓风机，气体输送量正好符合容积式鼓风机的流量范围（200-30000）/。选择型号为SR-50。鼓风机有两个同步反向旋转的转子，通过转子转动来压缩气体。图2-3 风机外形图第三章 车间工艺布置3.1厂房布置厂房布置主要决定于生产流程、生产特点、厂区面积、厂区地形地质条件和设备布置。它必须满足工艺要求，便于组织生产流水线。同时也应符合国家的防火、卫生标准等各种规范和规定。车间平面布置其外形为长方形，长方形便于总平面图的布置，节约用地，有利于设备排列，缩短管线，易于安排交通出入口，有较多可供自然采光和通风的墙面。厂房布置通常采用集中式布置和分散式布置两种形式。本次设计考虑生产流程的特点选用的是分散布置形式，厂房总面积大约1090m2,组成包括生产、辅助室。辅助室的组成：配电室、操作室、休息室、维修库房，辅助室集中布置在厂房的西区域内。辅助室紧临安全通道。辅助室之间用防火防爆墙隔离。为便人员的撤离，辅助室的门都朝外开。辅助室门口为人行道，道宽为1m。其他区域都是是生产部分5。 表3-1 辅助室的布置距离 项目长（m）宽（m）配电室55操作室 55休息室5 5维修库房5 53.2设备布置设备布置就是把车间内的各种设备按照工艺流程要求加以定位。设备布置主要取决于生产流程和设备安装、操作、检修的需要，同时也要考虑其它专业对布置的要求。 为了不影响门窗的开启，不妨碍厂房的采光和通风，设备没有沿墙布置，都是有一定的距离的。在设备上方留足够的空间和面积，以架设临时起重装置4。3.2.1塔的布置塔设备都布置在南面区域，靠近南侧的大门。西侧是主要通道，道宽为6m。在布置塔时，根据生产需要，流程顺、管线短、占地少、操作维修方便的原则，把用到泵的净化塔、再生塔布置在泵的附近，这样布置也便于塔的检修、操作方便。净化塔和再生塔布置在同一排，以东西向中心线对齐，再生塔在西，净化塔在东，两设备间的安全距离为3.5m。干燥塔和再生塔以南北向中心线对齐在同一排，干燥塔在南，再生塔在北，两设备间的安全距离也为3.5m。干燥塔右侧邻着气态储罐。布置见（图3-1图3-5）图3-1干燥塔和再生塔的布置图3-2再生塔到南墙的距离 图3-3 干燥塔到南墙的距离图3-4再生塔和净化塔之间的距离图3-5净化塔和吸收液槽之间的距离3.2.2换热器的布置按工艺流程顺序布置在塔的附近。在布置时考虑换热器抽管束或检修所需的场地(包括空问)和设施，把换热器布置在东侧，一进门就是空地，在加热炉的右侧，与加热炉的距离为6.4m，北侧是车行通道。本设计中卧室换热器的直径1.6m,总长7m, 给予留出L+1=8m的抽管束或检修所需的空地7。布置见（图3-6图3-7）图3-6 换热器到东墙的距离图3-7 加热炉到换热器间的距离3.2.3卧式容器的布置卧式容器本应成组布置，但按照工艺流程顺序和本设计中的卧式容器，所以气态储罐单独布置。把气态储罐布置在生产区南侧方向，左侧是主要通道，道宽为6m，右侧是干燥塔，气态储罐的封头距离左侧通道2.5m，距离右侧的干燥塔5.5m。图3-8 气态储罐到西墙的距离图3-9气态储罐到干燥塔的距离图3-10气态储罐到干燥塔的俯视图3.2.4反应塔的布置本次设计的反应器的布置距建筑物或障碍物的净距和操作通道都满足要求，反应塔和液态原料储罐以中心线对齐，右侧是加热炉，与液态储罐的距离是3.5m，而与右侧的加热炉为了避免温度的影响距离则远一些，安全距离为4.5m。图3-11 液态储罐到反应塔的距离3.2.5泵的布置泵在室内有两种布置方式，集中布置和分散布置。集中布置是将泵集中布置在泵房或露天、半露天的管廊下或框架下，呈单排或双排布置形式。分散布置是按工艺流程将泵直接布置在塔或容器附近。本工艺流程需要的泵是三台，考虑方便操作与检修，注意整齐美观和安全等原因，采用的是集中布置，并列布置在厂房内的中心地带，泵设置在门口的附近，一侧是主要车行道，道宽6m，泵的基础高出地面0.3m。把离心泵的出口取齐，泵的出口管整齐。泵与泵之间间距为3.5m。这样布置有利于泵的检修，吊车能方便进出进行搬运泵设备。同时也便于泵的通风。这里泵没有设置排液设施，采用埋地管以取代排水沟，这样做的好处是为了防止可燃气体窜人排水沟8。图3-12 泵到东墙的距离图3-13 泵之间的距离3.2.6风机的布置为了流程顺、管线短、占地少、整齐美观把风机布置在泵的同一排，风机布置紧临维修通道，以便吊车通行和吊装设备。风机的南侧是干燥塔，北侧是换热器，正好做到了管线短的的要求。为了避免风机和加热炉之间的风循环，风机的布置远离了加热炉，以免受到温度的影响。风机与加热炉之间的距离也满足了5 m 的最小距离9。 图3-14 风机到泵的距离3.2.7加热炉的布置加热炉是给反应器加热的，筒体周围温度很高，以避免装置可能泄漏的可燃气体或蒸汽被加热炉的明火引爆而发生事故。加热炉布置在装置的一端，位于厂房的东北角，加热炉周围留有消防设施和一定的消防空间，以保证发生火灾时能进行消防作业和疏散人员。为了安全检修和更换炉管，加热炉右侧设有主要车道，道宽为6m，加热炉外壁至道路边缘的距离为3m。和反应塔的距离为4.5m10。图3-15 反应塔到加热炉的距离总布置图如下：图3-16设备布置立面图图3-17设备布置俯视图3.3道路设置在配置室附近有主要车行道路(通过大型车辆)为6m，次要车道为4m,拐弯半径是R=12m，用于进入车辆搬运设备等。配置室旁的道路为1m，其他的人行道均为1m，拐弯半径是R=9m，道路的中心应坡向两侧，最大高差为0.1m。3.4管道布置管道的总体布置原则为：做到安全可靠、经济合理，并满足施工、操作、维修等方面的要求。厂区内的全厂性管道的敷设，应与厂区内的装置（单元）、道路、建筑物等协调，避免管道包围装置（单元）。为防止管线中有积液，在管道布置时考虑了避免出现袋形管或“盲肠”。在布置时也对管道布置考虑了对称性。各设备的接管长度均为1m。具体布置见附图10。3.4.1设备配管根据设备配管的原则，在管嘴附近设备固定支架，以承受管重和管子的热胀反力 ，把管线布置在设备的管线侧，避免布置在操作侧而影响正常操作。为了避免反复的修改和返工 ，先布置直径较大的主管，然后由上向下依次布置管线。换热设备的管道：管壳式换热设备管道布置留有了足够空间，这样便于检修，管道与接管相接处设一段可拆卸短管。管嘴相连接的管道标高一致，以保持美观整齐。换热管道阀门高度相同，其手轮方向一致。接管选择是直的。对换热设备在阀门关闭后可能由于热膨胀或液体蒸发造成压力憋高出事故的地方设置了安全阀，出口管接往地面或操作面 。配管标高见附图轴测图布置10。3.4.2机器管道：在管嘴附近设管道支、吊架，以承受管道的热胀力和管道、阀门等的自身重力，根据机器的操作温度，选择了平衡的管道走向 。为了防止管道的振动，缩短支架间距提高管道的刚性，采用了固定支架架，在试运转时，机器原吸入口安装临时过滤器，以避免杂物损坏机器 。对于输送含有固体颗粒流体的时候，为减小管道压降和沉积物堵塞管道，在进口管道上设置过滤器。泵的进出口位置：根据泵的入出口位置进行管道布置，泵的进出口位置根据处理流体的性质和状态、流量、扬程等不同分别有通常把孔板、调节阀和其他限流设施装在离心泵出口管上 ，离心泵出口切断阀直径与管道相同， 为273mm14mm，泵出口不宜直接连接弯头 ,要有一定距离的接管。泵设置了辅助管道 ，因为泵的轴承一般需要冷却水冷却，或者需要冲洗水把漏出的液体洗掉，以免散于大气，有时还需要润滑油或密封液。加热炉的管道：加热炉的物料进出口管道对称布置(尤其在气液两相流动时，仪表不能计量，阀门不能调节)，且不应有大的压力损失，主管有足够大的截面。为使流量均匀分配，对非两相流流动的管道，除了对称布置外，在各分、集合管及支管上设控制用阀门及计量设施(一般应装在液相进料管上)。如果为了校验加热状态，在加热炉出口管线上设测温仪表，此时可以不考虑管道的对称布置，而利用阀门调节、控制，使物料加热后的温度一致11 。 3.4.3管道连接与弯管 管道在除了与阀门、仪表、设备等用法兰或螺栓连接的以外，其他的都采用焊接连接。我们对管道焊缝的设置时，管道对接焊口的中心与弯管起弯点的距离小于管子的外径，统一取300mm，管道上两相邻对接焊口的中心间距，我们也统一取300mm12。3.4.2管件的选用 流体分流处或并流处的使用我们选择了三通。用于管子与管件、阀门、设备的连接选用了管法兰。 对于用于启闭、节流及保证管系和设备的安全运行选择了阀门，阀门有很多分类：截止阀、节流阀、柱塞阀 、止回阀、蝶阀、隔膜阀、球阀、减压阀、疏水阀 、安全阀和闸阀 。从装置无故障操作和经济二方面考虑，我们这套装置选择了截止阀，截止阀与闸阀相比，其调节性能好，密封性能差，结构简单，制造维修方便，流体阻力较大，价格便宜，适用于蒸汽等介质13。 表3-2设备安全距离表14序号项目距离/m1泵与泵间的距离2.52泵离墙的距离11.53反应塔与加热炉间的距离4.54气态储罐距西墙距离165液态储罐和反应塔间距离356加热炉与换热器间距离6.47换热器距东墙148气体收集罐与干燥塔的距离5.59再生塔与净化塔间的距离3.510再生塔与干燥塔间的距离3.511干燥塔距南墙距离6.712净化塔与吸收液槽间的距离3.513换热器流出的抽芯空地距离814主要道路宽615次要道路416人行道1第四章 过程装备安装4.1过程装备安装前的准备工作 在安装设备前准备了以下工作：为使安装工作正确有序的展开，在安装时向施工单位提供了安装施工图和设计书，机器、设备主要部件图，安装平面布置图，总装配图等。在设备运到现场后仔细核对了设备的名称、型号、规格、数量等，对容易易损的设备进行了仔细的外观检查。安装前还进行了其它准备工作，基础验收与处理：仔细复查基础的外观、位置、方向、高度和外形尺寸等。过程装备安装施工需要用到的一些运输设备、起重设备、工具、测量仪器，检查是否准备就绪，运输设备和起重设备的吨位是否满足要求，数量是否足够，使用测量仪器、仪表的精度等级是否达到质量技术监督部门和有关标准、规范、规定的精度等级，并检查是否按规定定期标定合格。4.2设备安装 在过程设备的安装时根据设备的尺寸、质量、结构不同可以采用不同的安装方法和吊装方法。本装置对于尺寸相对小的泵、风机等设备整体出厂运输到施工现场进行整体吊装即可。相对高度比较高的塔、加热炉等设备考虑整体运输和吊装会遇到很多困难，所以采用的是到现场拼装，现场拼装的设备对运输和吊装的要求要低得多。在设备安装时离不开起重机械，根据设备质量和尺寸的不同，常使用不同的起重吊装机械。图4-1安装起重机械分类塔的安装方法常采用的是整体吊装，整体吊装又分为单杆吊装法和双杆吊装法，本装置中塔设备较多，都是小塔，针对这一特点，采用单杆吊装法，把塔设备平放在滚架上，用吊装车拉起滚架到指定位置，然后每次以小角度慢慢向上移动塔设备直至竖直。图4-2 滑移法吊装塔设备 塔体吊装就位后，对准基础上地脚螺栓预留孔，并进行塔的找正和找平调整。设备的找正与找平是安装基准线对应设备上的基准的调整和测量，设备支承的底面标高和基础线上的标高基准对应起来，设备的中心位置和基础上的中心线重合，卧室设备的水平度以设备的中心线为基准对应起来。如下图的设备中心线和基础的中心线对应示例：图4-3 塔设备的找正和找平4.3机器安装 根据本装置中机器的特征，选择的是把主机和原动机分别装配成机，在现场按一定的技术要求组合起来，这样便于运输方便。 机器的安装 ：敷设垫板，垫板在机器底板与基础之间，垫板的表面是平整的，其水平度控制在0.5mm/m内。垫板下面铺垫的沙浆养护了714天；机器吊装定位 ，用吊车把机器一一就位后， 固定和紧固地脚螺栓，并对机器的轴承座、进出口、法兰面、以及垫板进行调平和，调平用水平仪，调平的公差控制在0.2mm左右。为使机器运行良好，对机器进行对中，在开始时粗对中，地脚螺栓感和垫板下面灌浆，然后做两次室温对中测量。安装结束后试运行，在连续运转4-8h后做热对中检测，确认机器的同心运转性能。4.4管道安装 管道根据所处的位置不同大致可分为设备周围管道和机泵周围管道。塔、槽、换热器周围的管道安装：管道在地面上组装，并做好压力试验后进行吊装。在安装时流下了对接接头的施焊位置，核对了接管管口法兰的水平度、垂直度、螺栓孔的位置，在检查气密性后，没有泄露的情况我们进行管道的最终安装。管道与机器的安装，安装前对管内处理清洁，固定的焊口距离机器留有了足够的距离，以防焊接热应力对机器造成影响。4.5阀门安装阀门的外观形状相似，但是材料、压力、温度等级不同，所用法兰的链接尺寸和密封面形式不同，所以再安装前做了认真的核对。阀门安装时是处于关闭状态的，这是为了防止赃物进入阀门影响其正常运行，安装时为了不搞错，在阀的阀体上都标记有流体流动方向的箭头15。第五章 厂址的选择厂址选择是工业基本建设中的一个重要环节，是一项政策性、技术性很强、牵涉面很广、影响面很深的工作。从宏观上说，它是实现国家长远规划、工业布局规划、决定生产力布局的一个具体步骤和基本环节。从微观上讲，厂址选择又是具体的工业企业建设和设计的前提。厂址选择是否得当，关系到工厂企业的投人和建成后的运营成本，对工厂企业的经济效益影响极大。国家历来对工厂定点很重视，所以我们应该慎重对待。考虑设备的制造材料热胀冷缩的特性，不宜温差太大，工艺流程中用到的水资源必须得到充分的供应，我们宜把厂址选在南方，南方的雨量充沛，一年四季温度变化幅度小。为了避免新建企业需建设过长的专用交通线，增加新企业的建厂费用和运营成本，把新建厂址选在靠近原有交通线（水云、铁路、公路），即应有便利的交通运输条件。为了仓储物流、机修、交通条件和生活设施等方面有良好基础和协作条件，厂址选在原料、供应工程供应和产品销售便利的地区，同时考虑电源的可靠性，并应尽可能利用热电站的蒸汽供应，还考虑污染的处理等问题，厂址选在城市郊区的公路侧，这样即可解决交通运输的、机修、生活设施等便利问题，也可解决工厂污染问题。综上所述，厂址选在南方大城市的郊区，并且在道路一侧。第六章 公用工程6.1供水化工生产中的大量用水，主要用于工艺用水和冷却用水两类。在本设计中工艺用水不与产品接触，故不做讨论，对于冷却水应该满足下列几点要求：（1）温度尽可能低，全年温度变化小；（2）不会有水垢和泥渣沉积引起的危害；（3）对金属的腐蚀性小；（4）不会促进生物或微生物的生长，从而引起管道和换热设备的堵塞。6.2供电车间用电通常有工厂的变电所或由供电网直接供电，本装置