狼图腾年产4万吨甲乙酮项目初步设计初稿

1、.：.； PAGE - 188 - 工程称号：4万吨/年甲乙酮安装工程设计建立单位：中煤集团设计单位：衢州学院化学与资料工程学院企业性质： 股份制企业 建立地点：山西省原平市循环经济工业园区 2021年7月20日编制 工程绪论 1.1工程概览 本工程为中煤能源集团扩建年产6万吨丁烯制丁酮消费安装，建厂于山西原平市煤化工循环经济工业园区,工程以煤基混合碳四为初始原料和萃取剂进展萃取精馏，m(N-甲酰吗啉)/m(MEK)为1:1.。进入丁烯水合法单元操作，用低温导热油将脱盐水合正丁烯加热至145，水合反响在离子交换树脂催化剂作用下进展，生成的仲丁醇由水合塔顶排出，未反响的除盐水前往水处置安装处置后

2、循环运用。导入仲丁醇粗制单元操作后仲丁醇中的仲丁醚，叔丁醇和水在共沸塔中构成三元共沸，从塔顶排出。从共沸塔塔釜排出的物料进入精制塔，将重质物除去后，从精制塔塔顶可获得纯度不低于99%的仲丁醇。，气相脱氢采用氧化锌或锌铜合金为催化剂, 将仲丁醇加热气化, 在反响温度355375 、反响压力0.34MPa下, 于脱氢反响器中进展脱氢反响, 反响产物经冷凝分别得到甲乙酮。鉴于石油、天然气、煤等的化石类自然资源的有限性日渐突出，对以上述资源为原料的初加工烃产物进展深度利用，已成为烃化工行业提高资源利用率和综合经济效益，实现可继续开展所面临的一项重要义务。其中混合C4烃类的综合利用技术那么是我国烃化工科

3、技界的一个研发热点。由于如今国际国内原油市场震荡不安，以石油及其下游产品为原料的产品就会遭到牵制，为了缓解市场需求，可以利用煤基C4作为一些具有市场前景产品的消费原料，并对其进展消费那些所需产品。1.2设计根据及原那么1、本组编制的可行性报告2、化工工程设计相关规定3、国家建立、建筑、环保等相关政策,以消费平安性、经济性、环保性为前提，严厉遵照相关章程和规定。4、厂区平面布置以平安合理、环境优美为目的，满足相关平安规定和细那么，并充分思索扩建的能够性。 5、合理安排热集成，尽能够降低能耗。1.3 工程意义及相关目的该工程的胜利投产将在原平市煤化工循环经济工业园区构成以混合煤基C4为中心的上下游

4、制造加工产业链，从而拓展以煤炭为根底原料的“煤基多联产业务，带动原平市乃至整个山西省的经济开展。在未来几年下游产能扩张的强大需求面前我们将适时扩产，力足国内，稳步挺进国际市场。 甲乙酮(甲乙酮)是一种优良的溶剂，是精细化工的重要原料。其主要运用于涂料消费中的溶剂，光滑油脱蜡，磁带清洗，涂料剥离剂，抗结皮剂和油墨消费 等领域。目前全世界甲乙酮年消费才干为 120 万吨左右，虽然我国甲乙酮最近几年的 开展速度比较快，但产量仍不能满足国内需求。随着我国化学工业的开展，国民 经济对甲乙酮的需求矛盾将日益突出。1.4 4 万吨/年甲乙酮安装工程设计范围及单项工程见表 1-1。 4 万吨/年甲乙酮安装主要

5、单项工程一览表1-1序号主项称号规模备注一消费安装1甲乙酮安装丁烯水合单元、仲丁醇精制单元、工艺水处置设备、蒸汽凝液回收系统等甲乙酮合成与精制二辅助设备1消防系统及地下管网包括排污水管网2变配电室3现场机柜间4总图包括厂区地平、道路、绿化、雨排等主要技术经济目的 4 万吨/年甲乙酮安装的主要技术经济目的见表 1-2。序号工程称号 规格单位数量备注1消费规模甲乙酮 99.8 wt吨/年400002产品方案2.1产品：甲乙酮甲乙酮 99.8 wt104吨/年4全部为商品2.2副产品：粗仲丁醚104吨/年0.467全部为商品2.3副产品：粗叔丁醇104吨/年0.172全部为商品2.4副产品：重组份1

6、04吨/年0.044全部为商品2.5副产品：氢气氢气 98 wt104吨/年0.232全部为商品3年操作时间小时80004主要原资料用量4.1丁烯丁烯 98 wt104吨/年44.2NaOH 溶液30wtNaOH 溶液吨/年304.3盐酸溶液吨/年105主要公用工程用量5.1供水5.1.1循环冷却水t=3310吨/小时24205.1.2新颖水吨/小时55.1.3消防水吨/小时10805.2年耗电量千瓦小时/年0.9685.3供汽5.3.1中压蒸汽1.2MPaG吨/小时8.481.5工程可行性分析经过可行性研讨论证后，从经济利益角度上，本工程内部收益率为45%。但是，其前提是可以保证国家相关优惠

7、政策及时到位、充足的原料供应、产品的销售价钱和足够的市场包括出口以及相关工业工程可以得到共同开发。其中，原料供应充足、国家各项优惠政策及时到位是盈利的主要控制要素。1.6 工程审核经过可行性分析本工程从产业规划、产业规划、开展重点、原料来源、水资源平衡、运输平安、环境维护、工程管理和风险防备等方面，根本符合国家跟化工行业相关的规范和要求。1.7产品及原料方案产品方案：主产品甲乙酮，质量分数纯度大于等于99.8%，烷烃类杂质小于等于0.2%原料方案：煤基混合碳四中丁烯，质量分数91.85%。1.8危险品一览表主要危险品一览表危险品熔点沸点闪点爆炸极限%V/V下限上限毒性危险标志甲乙酮-85.97

8、9.6-91.711.4低毒类7仲丁醇-114.799.5247叔丁醇25.782.42112.358微毒类氢气-259.2-252.77475无毒类辛酮173174己烷-95.668.7-25.51.26.9易燃具有刺激性正丁烯-185.3-6.3-801.610异丁烯-140.3-6.9-771.88.8慢性毒性2-丁烯-1.0-731.69.7慢性毒性1.3丁二烯-108.9-4.51.416.3慢性毒性丙烷-187.6-42.09-1042.19.5易燃气体丙烯-191.2-47.72-1082.011.7易燃气体丙炔-102.6-23.31.7慢性毒性易燃具有刺激性 第一章市场预测1

9、.1 产品供需预测一、产品概略 甲乙酮甲乙酮甲乙酮(Methyl Ethyl Ketone，简称甲乙酮)又名甲基乙基甲酮、2-丁酮，是 一种性能优良，用途广泛的有机溶剂，具有优良的溶解性和枯燥特性，其溶解能 力与丙酮相当，且具有沸点较高、蒸汽压较低的优点，对各种天然树脂、纤维素 酯类、合成树脂等具有良好的溶解性能。甲乙酮可与多种烃类溶剂互溶并对其固 含量和粘度不产生影响，在涂料、胶带、胶粘剂、合成革、油墨、磁带等工业部 门具有广泛的用途。此外，甲乙酮也是一种重要的精细化工原料，可用于消费过 氧化甲乙酮、与甲醛缩合得到甲基烯丙基酮、与丙酮缩合生成甲基戊基酮、与羟 胺缩合生成甲乙酮肟、氧化生成丁二

10、酮、与柠檬醛反响可制得甲基假紫罗兰酮， 进一步环化生成甲基紫罗兰酮等化工产品，广泛用作香料、催化剂、涂料的抗脱 皮剂、抗氧剂以及阻蚀剂等。二、供需分析预测甲乙酮 甲乙酮自 20 世纪 60 年代实现工业化消费以来，其产量以年均 5-10的速度递增。2007 年世界甲乙酮甲乙酮消费才干为 141.7 万吨/年。当时，甲乙酮 的消费与消费主要集中在美国、西欧、日本等工业经济兴隆的国家和地域。按公 司才干持有量统计，埃克森美孚化学公司占 20%、丸善石化公司占 12%、沙索公司 南非占 9%、台湾合成化学公司占 7%、东燃化学公司占 7%、壳牌化学公司占6%、其他公司占 37%。2007 年全球主要

11、甲乙酮消费才干为 134 万吨/年。其中日本 丸善石化公司的 17 万吨/年安装是目前世界上最大的甲乙酮消费安装。美国是当 时世界上甲乙酮最大的消费国和消费国，其消费构造为涂料占 58%，粘合剂占11%、磁带占 4%、化工中间体占 7%、光滑油脱蜡占 5.4%、印刷油墨占 8%、其他占10%。我国甲乙酮主要消费在涂料和粘合剂等多个领域，此外在光滑油脱蜡、磁 带、油墨、合成革以及化工产品的消费方面也有一定的消费量。我国甲乙酮的生 产开场于 20 世纪 60 年代，2005 年，我国甲乙酮的总消费才干约为 21.7 万吨，约占世界甲乙酮总消费才干的 16.2%。到 2021 年，中国甲乙酮产能约为

12、 29.4 万吨。 随着消费才干的添加，我国甲乙酮的产量也在不断添加。1995 年我国甲乙酮的产 量只需 0.11 万吨，2000 年添加到约 0.71 万吨，2004 年我国甲乙酮产量约为 12万 吨 ， 2021 年 我 国 甲 乙 酮 的 产 量 已 经 达 到 了 27 万 吨 。2021 年以来，由于供应吃紧，亚洲甲乙酮(甲乙酮)现货价钱继续上涨。东南亚价 格由 2 月中旬的 1050-1100 美圆/吨上涨至 1200 美圆/吨，东北亚价钱达 1300 美元/吨左右。原料 C4 价钱继续上涨，使消费商很难提高开工率，因此估计未来亚 洲甲乙酮市场供应偏紧的局面仍将继续。由于美国经济逐

13、渐恢复，市场需求增 加，甲乙酮进口量大增，而且大部分欧洲；由于欧洲出口的产品绝大部分进 入了美国市场，进而呵斥亚洲市场供应更加紧张。此外，亚洲最大的甲乙酮消费 商丸善石化决议于 5 月初至 6 月初对位于日本千叶的 17 万吨/年甲乙酮安装 进展方案检修，该安装是目前世界上最大的甲乙酮消费安装。据统计，目前年全 球甲乙酮产能约为 144.2 万吨/年，而实践需求约为 120 万吨/年。2021-2021 年世 界甲乙酮需求年增长率仅为 1.9%，估计到 2021 年将到达 150 万吨。中国将继续引 领世界甲乙酮需求增长，而不包括日本在内的亚洲其他地域需求年增长率约为3%。我国目前曾经成为全球

14、最大的甲乙酮消费市场，甲乙酮最大的两个下游消费 领域涂料行业和胶粘剂行业快速开展，甲乙酮消费增长不断坚持较高的速度，远 远高于国外甲乙酮的增长速度，未来几年需求增速将坚持 5%-10%。我国经济继续 高速增长和城市化进程逐渐加快，加大了建筑、房地产、汽车、油墨、交通、制 鞋、包装、印刷、玻璃钢等行业的开展空间，加速推进了其上游涂料、胶粘剂、 光滑油脱蜡等行业对甲乙酮市场继续旺盛的需求。由于甲乙酮用途广泛，延续多 年来市场坚持着两位数的增长。2003-2021 年平均年增长率到达 14，未来开展 空间依然很大，估计到 2021 年将超越 40 万吨/年 。 2021年世界甲乙酮的主要消费厂家见表

15、 1-1 消费厂家消费才干万吨/年消费工艺美国埃克森美孚化学公司13.5硫酸法仲丁醇气相脱氢美国塞拉尼斯公司4.5正丁烷液相氧化巴西 Oxiteno Nordeste 公司4.0硫酸法仲丁醇气相脱氢法国 Atofina 公司5.0硫酸法仲丁醇气相脱氢德国 Sasol 溶剂公司6.5树脂法仲丁醇气相脱氢荷兰壳牌化学公司8.5硫酸法仲丁醇气相脱氢英国埃克森美孚化学公司13.5硫酸法仲丁醇气相脱氢罗马尼亚 Petro Brazi 公司3.0硫酸法仲丁醇气相脱氢南非 Sasol 公司5.5硫酸法仲丁醇气相脱氢日本丸善石油化工公司17.0硫酸法仲丁醇气相脱氢日本东燃化学公司9.5硫酸法仲丁醇气相脱氢日本

16、出光兴产石油化工公司4.0杂多酸法仲丁醇气相脱氢韩国 SK 公司5.0树脂法仲丁醇气相脱氢中国台湾 Tasco 化学公司6.0硫酸法仲丁醇气相脱氢中国台湾李长荣化学工业公司3.0硫酸法仲丁醇气相脱氢在消费规模方面，日本丸善石油化工公司的 17.0 万吨/年安装是目前世界上 最大的甲乙酮消费安装，消费才干约占世界总消费才干的 11.9，其次是美国埃 克森美孚化学公司和英国埃克森美孚化学公司，消费才干均为 13.5 万吨/年，约 占世界总消费才干的 10.1。 表 1-2 2021年中国大陆甲乙酮主要消费厂家情况 万吨/年消费厂家设计才干万吨/年消费工艺淄博齐翔腾达化工14.0直接水合气相脱氢泰州

17、石化厂3.0直接水合气相脱氢黑龙江石化厂3.0直接水合气相脱氢抚顺石油二厂5.5直接水合气相脱氢新疆天利石化公司3.0直接水合气相脱氢哈尔滨石化公司3.0直接水合气相脱氢沧州中捷石化公司3.0直接水合气相脱氢延边石化公司2.0直接水合气相脱氢尚未投产兰州石化公司3.0直接水合气相脱氢2007 年全世界甲乙酮的总消费量约为 110 万吨/年，消费主要集中在美国、西 欧、日本等工业经济兴隆的国家和地域。其中涂料溶剂对甲乙酮的需求量约占总 消费量的 58，胶粘剂约占 11，磁带约占 4，化工中间体约占 7，光滑油 脱蜡约占 2，印刷油墨约占 8，其它用途约占 10。美国是世界上最主要的甲乙酮消费和消

18、费国之一，目前的消费量约为 19.1 万吨/年。其中涂料方面的消费量约占总消费量的 52.5、印刷油墨约占 4、粘合 剂约占 13，化工中间体约占 6.5、光滑油脱蜡约占 5.5，磁带约占 5.0， 其他方面约占 13.5，估计到 2007 年的总需求量将到达 19.6 万吨。其中涂料溶 剂的消费量将下降到约 10.3 万吨，消费量的年均增长率约为-0.4；粘合剂的年 消费量将添加到约 2.9 万吨，消费量的年均增长率约为 2.2；化工中间体的年消 费量将添加到约 1.5 万吨，消费量的年均增长率约为 2.9；光滑油脱蜡剂的年消 费量仍将维持为 1.1 万吨；磁带的年消费量将下降到 0.9 万

19、吨，消费量的年均增 长率约为-2.0；油墨的年消费量将到达约 0.9 万吨，消费量的年均增长率约为2.4；其他方面的年消费量将添加到 2.0 万吨，消费量的年均增长率约为2.1。西欧甲乙酮的消费量约为 18.0 万吨/年，其中涂料方面的消费量约占总消费 量的 65、印刷油墨约占 6、粘合剂约占 14，化工中间体约占 5、其他方 面约占 10.0。估计到 2007 年总消费量将到达约 18.5 万吨。日本甲乙酮的消费量约为 11.7 万吨/年，其中涂料方面的消费量约占总消费 量的 31、印刷油墨约占 23、磁带约占 4，化工中间体占 5、树脂加工约 占 21、其他方面约占 16.0。近几年，日本

20、甲乙酮的出口量稳步增长，每年约 有产量的一半(约 10 万吨/年)出口，产品大部分出口到东南亚地域。其中，向韩 国和中国的出口量约占总出口量的 80。估计到 2007 年日本的甲乙酮出口量将达 到约 13.3 万吨/年。估计 2021 年前全球甲乙酮需求的年均增长率约为 3.5。今后几年美国、西 欧和日本的甲乙酮总需求量比较稳定，各大消费厂商都已排除了在欧洲建立新甲 乙酮消费安装的能够性。而亚洲和前苏联地域未来几年甲乙酮市场需求将继续增 加，其消费量还将继续稳步增长。其中亚洲 2007 年前每年需求增长率将高于3，而同期产能增速约为 2；前苏联地域未来几年每年需求增幅估计为 7， 而目前仍无新

21、产能建立方案。我国甲乙酮主要消费在涂料和粘合剂等领域，此外在光滑油脱蜡、磁带、油 墨、合成革以及化工产品的消费方面也有一定的消费量。由于消费区域开展不平 衡，甲乙酮消费主要集中在华南和华东这两个地域，其消费量约占我国甲乙酮总 消费量的 80-90。这主要是由于上述地域甲乙酮下游运用领域较兴隆，且日 本、韩国和中国台湾在这一地域设有大量消费甲乙酮的加工企业，其中仅广州市 金珠江化学、汕头海洋集团公司、南海南奇树脂制品等企业每 年甲乙酮耗费量均在 500-1000 吨/年。虽然我国甲乙酮消费才干增长速度很快，已由 2002 年的 9.7 万吨/年增长到 目前的 39.5 万吨/年，但由于消费技术、

22、产质量量、原料供应等要素，甲乙酮实 际产量并不大；加之由于国内下游运用领域开展较快，甲乙酮市场需求增长迅 速，其产量远远不能满足国内需求，主要依赖进口处理，因此近年来进口量呈逐 年递增趋势。1995 年我国甲乙酮的进口量仅为 4.50 万吨，2002 年添加到 12.41万吨，2003 年添加到 15.11 万吨，2004 年 1-11 月进口量为 12.46 万吨。1995-2007 年 的 年 均 进 口 增 长 率 为 17.85 ， 1996-2001 年 的 年 均 进 口 增 长 率 为14.6。 近几年我国甲乙酮的进口情况见表 2-3。 表 2-3 近几年我国甲乙酮进口情况年份进

23、口量/万吨总金额/万美圆单价美圆/吨200010.217600744200111.377566665200212.416550528200315.119325617200414.32129039002005 年 1-2 月1.24从进口来源看，我国进口的甲乙酮产品主要于日本，占 37.86；其次是南非，占 16.53；第三是美国，占 15.44。贸易方式主要以普通贸易为主，来 料加工的比例逐年降低。进口地域主要为广东、浙江、上海和江苏等沿海省市。 其中广东省是我国甲乙酮进口量最大的地域，2000 年进口量高达 6.3 万吨，约占 全国甲乙酮进口总量的 62，其次是浙江、上海、江苏，进口量分别为

24、 1.5 万、1.3 万、0.9 万吨，分别占全国甲乙酮总进口量的 15、13和 9。同时，这 4个省市也是我国甲乙酮消费量最大的地域。2002 年，我国进口甲乙酮 12.4 万吨， 出口量仅 1294t，国内产品市场份额为 28.3，进口产品市场份额高达 71.7。 我国甲乙酮进口以广东省居多，进口量约占全国总进口量的 61.34；其次是浙江，占 21.01。近年来，随着我国国民经济的高速开展，国内甲乙酮下游产品开发运用得到 了较快开展，其运用领域也日益扩展，尤其是建筑、建材、住宅家具、广告装 饰、汽车、电子电器等行业的飞速开展，对高档涂料的需求量日益增长，使得甲乙酮在涂料总产量中所占的比例

25、也不断添加，国内甲乙酮的消费需求量大幅度增长，1995-2002 年甲乙酮消费增长速度达 21.1，为甲乙酮需求高速增长期。 未来我国甲乙酮的需求量仍将随着涂料、合成革、胶粘剂等行业的开展而逐渐增长。今后几年我国汽车、电子、家具、印刷、制鞋和服装等行业将得到进一 步开展，对涂料、胶粘剂、印刷油墨和合成革需求会有一定增长，对甲乙酮溶剂 的需求也会有较大增长，但溶剂脱蜡和磁性记录资料领域对甲乙酮的需求会维持 现状或有一定萎缩。估计今后几年，我国甲乙酮的需求量将以年均 6.0-7.0的 速度增长，到 2007 年总需求量将到达 28 万-30 万吨，假设目前在建和拟建工程都能按预期建成开工投产，那么

26、到 2021 年国内产能将到达约 40 万吨，以开工率 85计，总产量约 34 万吨，甲乙酮消费需求主要依赖进口的局面将有所改观，产能不 足的情况将有所缓和，甲乙酮供需平衡以及贸易流向将发生改动，市场将进入相 对平稳时期。2007 年以后，虽然我国甲乙酮的消费才干已初见规模，构成了目前约 40 万吨/年消费才干，但总体程度仍与世界先进程度有较大差距，主要表达在安装规模相 对偏小，一些小安装工艺技术落后、环境污染严重，且因产质量量、原料供应等 要素限制，实践产量低、消费本钱高。为了应对国际市场的竞争，我国甲乙酮行 业必需进展产业构造和技术构造的调整，一些技术落后、消费规模小、能耗高、 消费本钱高

27、的安装必将淘汰。因此新建甲乙酮工程必需到达能耗低、技术先进、 环境污染较低的要求。 4 万吨/年甲乙酮安装改扩建工业根底好、碳四资源丰富、技术先进、规模 适中且交通运输便利，既可以提高该企业甲乙酮产品在国内外市场上的竞争能 力、满足国内、外市场对于甲乙酮产品的需求，还为进一步综合利用碳四资源提 高企业经济效益打下了根底。 1.2原料供需预测本安装的原料来源于中煤集团子公司现有 12 万吨/丁烯分别安装，丁烯分别安装的原料碳四来源于中煤集团子公司的抽余碳四、炼油厂裂解碳四；30的烧碱溶液全年用 30 吨外购；盐酸溶液年用 10 吨外购；因此，本安装的原料来源非常可靠。 第二章 总图运输 2.1

28、总平面布置原那么 总平面布置在满足工艺流程、平安防火、卫生防护等要求的前提下，充分现装 置露天化、结合集中布置的原那么，节约用地，节省投资，力求平面布置紧凑合理，流 程短、占地小，物料保送短捷顺畅，到达操作、检修、管理、平安方便，节约用地的目的。 2.11 总平面布置4 万吨/年甲乙酮安装布置在厂区北侧，有机厂东侧现有仓库位置，安装周围布置消防通道，并与原有道路相接构成环形。 2.12 竖向布置 一竖向布置原那么竖向设计遵照当地总体规划中的有关城市用地的竖向规划和化工区总体布置的要 求，与总平面布置一致思索，结合场地的地形、工程地质和水文地质特点，合理地确 定各类设备、运输线路和场地的标高，因

29、地制宜地对自然地形加以充分利用和合理改 造。并根据消费、运输、防洪、排水、管线敷设、地基与根底、环境条件及总平面布 置等要求，使之满足消费的要求。竖向布置 本场地现有地形较为平整，本工程的竖向设计采用平坡式；场地设计标高根据现有道路标高结合场地自然标高确定。场地雨水采用有组织的搜集后，排入全厂雨水管 网系统。消费污水搜集后保送至齐翔腾达污水处置场，经处置达标后排放。 2.13 运输 新建安装的大多数原料和全部废品均在公司内部用管道保送，仅有少量的催化剂、副产品等采用公路运输，外销产品采用取货制。 2.14 道路新建安装街区周围道路宽度为 6 米，道路转弯半径为 12 米，跨越道路管廊的净 空高

30、度为 5 米，满足消防及运输要求。道路雨水排水采用暗管排放，路面采用水泥混 凝土路面。2.15 本设计执行的规范规范如下： GB50160-2021GB 50016-2006SH/T3032-2002SH/T3023-2005SH/T3053-2002SHT3013-2000SH3008-2000GBZ1-2021SH3084-1997其它相关专业的有关规范和规定。2.2厂址概略2.21地理位置及厂区概括山西省地处我国华北西部的黄土高原地带，东邻河北，西界陕西，南接河南，北连内蒙古自治区。原平市位于东经1121711335，北纬383539 09之间。东临五台，西靠宁武，南与忻州、定襄毗邻，北

31、和代县、朔州接壤。西汉以来就是山西北中部的一个重要县份，也是太原通向塞外古城的交通枢纽。东西绵亘群山为历代之天然界域，阳武河、滹沱河畔是全市之开阔地带2.23气候环境山西地形多样，高差悬殊，因此既有纬度地带性气候，又有明显的垂直变化。山西地处中纬度，距海不远，但因山脉屏障，夏季风影响不大，属于暖温带、温带大陆性气候。年平均气温在414之间。气温地域分布总趋向是自南向北、自平川向山地递减。北部和中部山地，年平均温度普通在57之间。山西无霜期南长北短，平川长山地短。雁北地域为110140天，五台山仅85天，忻州盆地以北和东部山区155天，临汾、运城盆地那么长达200220天。全省年平均降水量400

32、650毫米。2.24资源 1矿产资源山西蕴藏最为丰厚的是矿产资源。目前已发现的有120多种，探明储量的53种，其中储量居全国前10位的有34种，煤、煤层气、铝矾土、耐火粘土、珍珠岩、镓、沸石7种居全国位。煤炭储量已探明的有2600亿吨，占全国煤储总量的1/3，远景储量多，而且煤种齐全，煤质尤佳。具有低灰、低硫、低磷、高发热量的特点，年产原煤3亿多吨，为全国第一产煤大省。铝矾土储量约5亿多吨，占全国的1/3以上。铁、铜、钴、镓等不仅储量大，而且开发条件优越。山西的铁矿已探明储量有30亿吨以上，居全国第四位。铜矿在全国居第三位。非金属矿藏中，石灰石、石膏、长石、石棉、云母、云石、石墨、大理石、花岗

33、岩等储量也相当可观。运城盐湖的岩盐、芒硝及白钠镁矾出名全国2土地资源土地资源中，尚有可开发的后备土地资源262.9万公顷，其中宜农面积30万公顷，宜林面积97.2万公倾，宜牧面积.7公顷。目前山西正加快退耕还林步伐，力争用5-10年左右的时间，将全省3000万亩坡耕地和低产全部退耕还林，将现有的宜林荒山荒坡全部造林，使山西的生态环境有一个根本性的改观。3水文资源山西省的河流众多。流域面积在100平方公里以上的河流，全省约有240多条，其中流域面积大于4000平方公里的有汾河、沁河、涑水河、三川河、昕水河、桑干河、滹沱河、漳河等8条。水文资源较为丰富。2.3工程开展区块的交通运输条件1铁路中国第

34、一条开行重载单元列车的运煤公用铁路大同秦皇岛线及刚刚建成的侯马月山线成为晋煤外运新的大通道。境内拥有铁道路194公里,衔接山西两端的同蒲铁路干钱纵贯南北,我国第二条欧亚大陆桥的候西、侯月铁路横穿东西。临汾有到北京、西安、太原、石家庄、天津等地的火车2公路山西省现有公路3万多公里,有铺装路面里程约占84%,其中一半多为高-次高级公路,根本建成了以太原、大同、长治、临汾、侯马等地为中心。联络邻省保底、邯郸等地和本省各市县及95%以上乡镇的公路网。有国道8条、联络省内外的干线公路10余条,其中有二连浩特至河口的纵向国道干线,以及北京-太原-昆明的108国道、呼和浩特起经本省至广西北海的209国道等2

35、.4根底设备建立1供水工程该厂的消费、生活、消防用水由原平市自来水管网提供，可以保证我厂消费和生活的需求。2排污工程该厂的生活废水、消防废水和地面雨水进入原平市地下污水管道，送至污水处置厂处置。该厂运用过多次后的消费废水和设备洗水，含有较高的有机物，送至厂区污水处置厂处置。3供热工程该厂供热由原平供热公司提供，为可以为我厂提供集中供热，可以满足我厂正常消费的需求。4供电工程厂区电力由市电网供应。可以为工厂提供充足稳定的电力供应。在该集团的焦家寨矿区将筹建大型燃煤发电机组，实现电力的自产自销。5通讯工程厂区内建立了以光缆为传输通道的数据通讯网络。原平市相关企业可以提供挪动、无线寻呼以及邮政营业微

36、机化等，为我厂提供各项优质效力。6其他该厂北方五公里是西镇乡，乡内建有中小学、医院、宾馆等。各大银行、保险公司、会计事务所、律师事务所、外贸公司、运输公司等机构设置齐全，为该厂提供全面优质的配套效力。第五章 自动控制 第三章 自动控制3.1 控制概述 本工程采用集散型控制系统，仪表及控制系统应平安可靠、技术先进，满足工艺过程的技术要求，自动控制程度将到达化工行业的先进程度。该工程一切的工艺安装和大部分公用工程、辅助设备等，均采用 DCS 进展过程控制和检测，实现集中操作，并建立全厂实时数据库，为全厂计算机信息管理和消费调度建立根底。本工程设置中心控制室CCR。厂区内的消费安装、公用工程及辅助设

37、备的DCS 显示操作站和部分控制站及附属设备均集中在中心控制室，进展集中操作、控制和管理。 根据全厂总平面的布置，设置假设干个现场机柜室FRR 。各工艺安装或辅 助单元的DCS 控制站，安装在各现场机柜室。从现场机柜室到中心控制室的控 制网络用冗余铠装光缆电缆衔接。在现场机柜室外操室内可设置一台只 读显示操作站，为现场操作人员运用；在现场机柜室内可设置一台现场工程师站,用于正常的系统维护和数据库组态。 整个DCS 控制系统由控制站、操作站、工程师站、网络设备、工厂网络接口和运用效力器等设备组成。各安装的DCS 控制单元必需独立设置，减少关联 影响，以保证安装正常消费和开、停工过程的需求有特别阐

38、明的除外。 按全厂总流程和总平面布置，中心控制室根据安装和系统需求设置操作站，每站设假设干操作台、打印机和辅助操作台等设备。本工厂为易燃易爆、危险、延续消费、高投资运转的化工示范工程，应配置可靠、先进的控制设备。3.2化工自动化 3.2.1自动化的内容为了实现化工消费过程自动化，普通要包括自动检测、自动维护、自动支配 和自动控制等方面的内容。 自动检测系统利用各种检测仪表对主要工艺参数进展丈量、指示或记录的，称为自动检测系统。它替代了操作人员对工艺参数的不断察看与记录。 自动信号和联锁维护系统 消费过程中，有时由于一些偶尔要素的影响，导致工艺参数超出允许的变化 范围而出现不正常情况时，就有引起

39、事故的能够。为此，常对某些关键性参数设 有自动信号联锁安装。当工艺参数超越了允许范围，在事故即将发生以前，信号 系统就自动地发出声光信号，告诫操作人员留意，并及时采取措施。如工况已达 到危险形状时，联锁系统立刻自动采取紧急措施，翻开平安阀或切断某些通路， 必要时紧急停车，以防止事故的发生和扩展。它是消费过程中的一种平安安装。自动支配及自动开停车系统 自动支配系统可以根据预先规定的步骤自动地对消费设备进展某种周期性操作。自动开停车系统可以按照预先规定好的步骤，将消费过程自动地投入运转或自动停车。 自动控制系统 消费过程中各种工艺条件不能够是一成不变的。特别是化工消费，大多数是 延续性消费，各设备

40、相互关联着，当其中某一设备的工艺条件发生变化时，都可 能引起其他设备中某些参数的动摇，偏离了正常的工艺条件，为此，就需求用一 些自动控制安装，对消费中某些关键性参数进展自动控制，使它们在遭到外界干 扰的影响而偏离正常形状时，能自动地控制而回到规定的数值范围内，为此目的 而设置的系统就是自动控制系统。3.2.2自动控制系统的组成 自动化安装普通至少应该包括3 个部分，分别来模拟人的眼、脑和手的功能。 对于一个液位自动控制系统，自动化安装的三个部分分别是： 1丈量元件与变送器它的功能是丈量液位并将液位的高低转化为一种特定的、一致的输出信号。2自动控制器它接受变送器送来的信号，与工艺需求坚持的液位高

41、度相比较得出偏向，并按某种运算规律算出结果，然后将此结果用特定信号发送出去。3执行器通常指控制阀，它与普通阀门的功能一样，只不过它能自动地根据控制器送来的信号值来改动阀门的开启度。 在自动控制系统的组成中，除了必需具有前述的自动化安装外，还必需具有控制安装所控制的消费设备。在自动控制系统中，将需求控制其工艺参数的消费 设备或机器叫做被控对象，简称对象。以下图为自动控制系统方框图：图3-1 自动控制系统方框图3.2.3自动控制的要求 本设计拟采用当今世界上可靠而先进并且便于操作和编程的DCS系统在安装中央控制室对整个安装消费过程进展监视和自动控制。 主要的和重要的工艺参数集中到仲丁醇安装中央控制

42、室由DCS系统显示和控制。不重要的工艺参数，其设定点不经常调整的参数，采用就地显示和控制仪表。必需在现场操作和监视的机组或设备，那么在机组或设备附近的现场安装仪表或操 作盘，例如紧缩机、大型机泵等。 安装的平安联锁系统主要包括工艺平安联锁和全安装联锁，将由独立于分散控制系统DCS的紧急停车系统ESD完成。根据工艺包PDP要求，紧急停车系统ESD选用符合TUV平安认证的三重化冗余可编程逻辑控制器PLC 独立承当，ESD带有显示器CRT，编程简单容易。系统能区分第一事故，并发出声光报警。系统具有事故追想功能，发生联锁后，自动高速记忆事故前后的现场形状，并可按事件顺序打印出来，以便分析事故缘由。3.

43、2.4仪表检测参量及功能代号 初步设计阶段完成工艺计算和物料流程图后，还需提出主要工艺参数的控制方案。普通采用带控制点工艺流程图的方式表达。带控制点工艺流程图是在物料流程图根底上略去物料性质表，用仪表符号标出重要设备的工艺参数温度、压力、流量、液位、物料组成、物性等丈量点，加上执行机构如调理阀等，注明拟采用的自动控制方案。 表格3-1 仪表检测参量代号。序号参量代号序号参量代号序号参量代号1温度T7分量W13湿度2温差T8转速N14厚度3压力P9浓度C15频率f4压差P10氢离子浓度pH16热量Q5流量F11密度176液位L12分析A18表格3-2仪表功能代号序号功能代号序号功能代号1指示I5

44、报警A2记录R6传送T3调理C7联锁Z4积算Q8取样P3.3控制方案3.3.1换热器的控制方案 换热器是物料进展热交换的设备。由于换热器出口物料的温度都需求到达规定值，而物料的流量不一定是恒定的，当热交换所用介质的流量坚持不变，物料流量增大会使出口物料的温度降低，而物料流量减小，那么会引起出口温度升高， 故换热器热介质流量应根据出口温度的变化而调理。本集成工厂采用控制某一股工艺物流的流量控制温度，控制方案见图5.2.图3-2 换热器最开场的控制图3.3.2 反响器的控制方案反响器的物料温度控制由流程前面的换热器控制，反响产物的压强及温度就由后面的再沸器进展控制输出。反响器的输入水管道与整个工厂

45、的水循环系统相衔接，安装一个温度控制仪表TIC和压强控制仪表PIC,经过温度和压强来控制水的流速流量。控制方案见以下图。图3-3反响器控制图3.3.3精馏塔的控制方案 本工艺中所运用的各种急冷塔，碱洗塔，精馏塔对温度压强都有所要求，其控制方案根本一样，下面只引见丙烯精馏塔的控制方案。温度控制：需求控制塔釜的温度，经过调理加热蒸汽的流量控制塔釜的温度，以稳定精馏塔的操作。 压力的控制：塔顶压力间接影响塔顶产品的质量，同时也思索平安操作的要素，需求对其进展控制。经过调理塔顶冷凝器冷却水流量来控制冷凝量，从而间接控制塔顶压力。 回流比的控制：回流比影响精馏塔分别质量，需求加以控制。采用比例控制的方式

46、控制回流比。 液位控制：需求对塔釜液位和回流罐的液位进展控制。经过调理流出量的大小控制液位。流量控制：稳定热量耦合反响精馏塔的操作，可以稳定仲丁醇塔的进料量，间接稳定整个塔的操作。3.3.3.1精馏塔塔顶的控制 由塔顶采出的气相物质进入塔顶冷凝器换热成液相，部分冷凝后的液相回流回塔内，另一部分液相物质作为塔顶产品采出。 塔顶冷凝器的冷介质用量是根据冷凝器的出口温度而定的，当冷凝器的冷介质用量过多时会呵斥回流的液相物质温度降低，致使塔内温度降低，呵斥精馏塔体系不稳定，反之亦然。回流罐的回流量根据回流管路中的物料流量确定，采出物料的量那么根据回流罐的液位来控制，他们流量的变化也会引起精馏塔体系不稳

47、定。因此有必要对他们进展控制。本工艺中塔顶冷凝器冷介质的用量是采用经过检测其出口温度的变化调理 冷介质进料管道的阀门开度来控制冷介质流量，从而到达控制冷凝器出口物料温度的目的。这种方法是在冷凝器出口管道上安装一个温度控制仪表TIC，当冷凝器出口物料温度不等于设定值时，仪表向控制器发出信号，控制器调理管道上阀门开度，从而改动管道中的流量，使其趋于设定值。塔顶冷凝罐的回流量和出料量分别采用经过检测回流管道流量和回流罐液位高度的变化来调理。这种是在回流管道上安装一个流量控制仪表FIC来控制回流管道的流量，和在回流罐上安装一个液位控制仪表LIC经过控制出料管道上的阀门开度来到达控制流量的目的。3.3.

48、3.2精馏塔塔釜的控制 由塔釜流出的液相物质一部分进入塔釜再沸器换热成气相，另一部分冷凝后的液相直接采出。 塔釜再沸器的热介质用量是根据再沸器的出口温度而定的，当再沸器的热介质用量过多时会呵斥回流的气相物质增多，致使塔内温度升高，严重时甚至会产生液泛。因此必需对其进展控制。本工艺中塔釜再沸器热介质的用量是采用经过检测其出口温度的变化调理 热介质进料管道的阀门开度来控制热介质流量，从而到达控制再沸器出口物料温度的目的。这种方法是在再沸器出口管道上安装一个温度控制仪表TIC，当再沸器出口物料温度不等于设定值时，仪表向控制器发出信号，控制器调理管道上阀门开度，从而改动管道中的流量，使其趋于设定值。图

49、3-4塔控制图3.3.4循环水系统的控制本工艺需求大量的热水循环和冷凝水循环，对于水的控制是很重要的，循环水把各种反响器与各种塔联络起来，传送热量，带走废气废物，使得整个工艺流程顺畅清洁。那么有关循环水系统的控制见下面这些图。图3-5 水循环控制图3-6 热水循环控制图3-7不同塔之间物料流动的控制3.4 对控制系统的要求 3.4.1 操作站 操作站是操作人员监视、控制消费过程、维护设备和处置事故的人机接口。其硬件和软件应具有高可靠性和容错性，软件应有从错误中迅速恢复的功能。3.4.2 过程报警与系统报警 操作站应具有完善的报警功能，对过程变量报警和系统缺点报警应有明显区别。应能对过程变量报警

50、恣意分级、分区、分组，应能自动记录和打印报警信息，区别第一事故报警，记录报警顺序，时间分辩率应准确到0.1 秒。 3.4.3 系统的可靠性与可用性 系统的可靠性及可用性：系统的可用性应99.99% 。系统的各种插卡应能在线插拔、改换。冗余设备必需能在线自诊断，出错报警，无过失切换。系统必需具有完善的硬件、软件缺点诊断及自诊断功能，自动记录缺点报警并能提示维护人员进展维护。 通讯网络：通讯网络分为过程控制网和工厂管理网。 网络特性：DCS 的局域控制通讯网络应符合ISO/IEEE 的通讯规范。通讯速度不低于10Mb/s，最小通讯间距大于1.5km，网络设备间通讯应是对等方式。网络设备应 具有在线

51、上网和下网的功能，可以在线参与或摘除网络设备而不影响其他正常任务的设备的运转。 网络衔接：通讯网络应能与工厂管理网相连，与工厂网的通讯带宽不宜低于1Gb/s 。普通工厂管理网采用以太网Ethernet，常用的通讯方式为TCP/IP 。系统应具备联接工厂管理网的功能。与DCS 消费过程控制网相配合的工厂管理网的衔接方案。 3.4.4 可燃气体及有毒气体检测报警系统 假设可燃气体、有毒气体报警器信号引入DCS，应分别接到各个现场机柜室内独立的DCS 卡件中，在DCS 系统操作站上或信号报警盘上显示报警。 3.4.5 电视监控站配置系统 在中心控制室按安装各设置假设干台电视监控站，用于安装内工业电视

52、的显示及操作。电视监控站应可以实现工业有线电视系统CATV摄像头图像的显示、监控。电视监控站的硬件及操作站配置与中控室内操作站一样，并配备视频输入卡及键盘卡。电视监控站操作系统为WINDOWS XP 系统 第四章 给水排水给排水系统设计是针对一个工厂的消费生活用水以及工艺废水系统的给、排要求，根据国家有关部门的消费和环境控制的相关法律和规范，综合思索厂区规划和消费生活用水要求，本章设计了一个较为完善的给排水网络。4.1设计根据 GB50014-2006 GB50015-2003 GB50013-2006 GB50336-2002 GB59472006 GB50084-2001 GB50332-

53、2002 GB50242-2002 GB/T50106-2001 GB8978-88 GB50050-95 HGT205242006 GB5024220024.2设计范围对全厂范围内进展供水、排水系统设计，包括消费区、生活区、辅助设备区、公用工程用水、消防供水等。其中：室内给水管道与室外生活给水管道交接点为距几乎外墙1.0米处。室内生活污水管道与室外污水检查井的井中心交接点为距建筑外墙2.03.0米处。仓库消费废水管道与室外污水检查井的井中心交接点为距建筑外墙2.03.0米处。4.3设计原那么给排水设计的义务是处理消费、生活用水的供应及废水排放两大问题。本集成工厂运用原平市循环经济城区管网延伸

54、供水和循环经济工业园区一致供应。对全场范围内进展供水，排水系统设计，包括消费、生活安装区、辅助设备区、供用工程用水、消防用水等。给水方案以节约用水为原那么，合理利用水资源。消费冷却水全部运用循环水，其他用水运用回用的二次水，以尽量减少新颖水。排水系统的划分以清污分流为原那么，消费污水和初期雨水均需进展生化处置。4.3.1给水系统设计结合厂区与原平市循环经济工业园区实践地理位置和气候水文条件，本工程供水系统由城南自来水供水系统和循环经济工业园区供水系统提供。根据工厂需求，供水主要用于四个方面：生活用水、消费用水、消防用水、循环用水。饮用水水源主要采用城市自来水，供水压力0.25MPa；工艺用水由

55、总厂自园区一致保送，供水压力0.25MPa。4.3.1.1生活给水系统生活饮用水的水质，应符合现行的国家规范的要求。当生活饮用水不能保证用水需求，采用非饮用水作为大便器槽和小便器槽的冲洗用水。本厂区内生活用水原平循环经济工业园区一致供应，生活给水系统用于饮用、化验、平安淋浴、洗手池和厕所等，防止与厂区内其他任何水系统相接。系统供水量为1530m3/h。生活给水系统的供水压力不小于250kPa，采用厂区管网水压直接供水。4.3.1.2消费给水系统所需消费用水直接由循环经济工业园区一致分配供应，无需单独设立。由于工艺流程相对比较简单，水中杂质对物流的蜕变影响不大，所以工艺用水的规范不需求太高，普通

56、工艺用水规范即可满足要求。本厂区中需求较多量的冷却用水，但对冷却用水的水质并无特殊要求，因此主要采用园区公用工程提供的常温冷却用水，不需求采用冷冻盐水。其中冷却水供应规格如下所示：1冷却水在工艺安装边境的供水压力要求0.42MPa，而进冷却安装的水压可适当降低要求；2在夏季时，要求冷却水供应温度高出当年夏季空气湿球温度5度以上。在布置冷却水管时，本厂主要采用地上铺设，并且思索管道的防冻，普通在换热器的出入口切断阀前设置旁通，并在切断阀内侧设放净阀。供水干管的端部也设置旁通循环阀。4.3.1.3消防供水系统本集成工厂的消防水源原平市循环经济工业园区供水系统，紧急时采用城南供水系统，消防水管按环形

57、布置。水系统为以下区域提供消防水：反响框架、装车区、产品储存区。根据，本工程消防水设计按全厂一处着火思索。最大一次灭火用水量为414m3/h，火灾延续时间为3个小时。根据第7.3.6条消防水系统采用稳高压消防系统并独立于其他系统，通常，管网压力维持在11bar。火灾时启动消防主泵灭火，平常经过稳压泵保证。消防水系统消防水管网、室外消火栓及消火栓箱，固定式消防水泡和水喷雾系统。消防水管网：消防水主管沿道路设置，主干道管径为12mm，并按照环形布置。环形管道上设置地上式SS50-16型室外消火栓，布置间距为60mm，合计25套。在每个室外消火栓处的地坪上设置消火栓箱一个，内设口径65mm，30m长

58、的水龙带两根，19mm雾化直流水枪一支。环形官道上设切断阀，两切断阀之间布置消火栓不超越5个。本集成工厂共设6个固定式消防水炮，水炮底部均设控制阀。每架消防水炮：Q=1900L/min，射程58m。管道采用焊接钢管，焊接衔接，并做加强级防腐处置。4.3.1.4循环水系统化工厂需求大量的工业用水，为了充分利用水资源，提高水的反复利用率，节约新颖水用量，应尽量将水进展循环利用，冷却水经过冷却塔降温后循环运用。工业用水运用后水温上升至33左右，将此热水送至冷却塔与空气换热或蒸发后温度降至25左右，然后用供水泵实现冷却水的循环，回水压力不低于280kPa。4.3.2排水系统4.3.2.1生活污水系统生

59、活污水是指园区内生活用水所产生的常规污水和废水，主要来源于卫生间等，经管道聚集后排至室外检查井。厨房排水经室内聚集经过格栅后排至室外隔油池。生活污水取最大用水量的8595%估算，从而进展管道的铺设。本厂中均经过公用管道送至园区水处置基地，集中经沉淀池处置，然后排入厂区排水主干沟进入城市污水管网。4.3.2.2消费废水系统本分厂设有废液罐，不外排消费废水。而分厂的冷却水出口温度并不高，并且也没有引入较多的污垢，可以送至总厂，进展二次冷却水利用和循环水多级利用，最后送回园区冷却水回流系统集中处置。4.3.2.3雨水排放系统原平市属北温带HYPERLINK dict.youdao/search?q=

60、bk:$c2-D,.W6h*b大陆性季风气候，其特点是四季清楚，雨热同季，日照丰富，春秋风大，冰冷期长。冬季以北风、西北风为主，枯燥冰冷；春季多刮南风、西南风，最大风力达7级，干旱少雨；夏季雨水充沛，天气较炎热；秋季雨量减少。降雨量年际变化较大，大部分集中在69月份的汛期。年均降雨量为560mm，7月份HYPERLINK dict.youdao/search?q=bk:-%25;%1E1/降水量最多，占全年总降水量的29%。雨水排放系统设计要求如下：1在室外的道路旁适当位置设置平箅式雨水口搜集道路、人行道及屋面雨水；2本工程范围内的雨水管设一根排出管，排入园区雨水管道；3雨水管采用承插式钢筋混