设计3初步设计说明书

1、2015 年第九届大学生化工设计竞赛中安联合年产 60 万吨乙二醇项目初步设计说明书设计：工业大学-WAF 队2014 年 7 月目录目录第一章 项目总论2项目概况2项目设计依据、原则2项目设计依据2项目设计原则21.3 设计指导. 3建设规模及产品方案4建设规模4产品方案4主要物料来源与消耗4第二章 技术经济4主要数据表格4表格5第三章 总图. 8编制依据8设计原则9设计范围与分工10厂址概况10总平面布置10平面布置的一般原则10布置方案11厂区总体布局概述11厂区布置与规划12竖向布置13技术要求13竖向布置方式13厂区交通道路. 14条件14设计153.7 厂区绿化15第四章 工艺方案

2、及选择164.1 概述16乙二醇技术概况16环氧乙烷水合加压工艺16反应精馏技术18第五章 布置与配管 设计依据21车间布置215.2.1 概述215.2.2 设计的基本依据21厂房布置22单元设备布置方法27管道设计与布置32管道设计33管道布置36管道布置典型设计40第六章 空压站、氮氧站 设计依据46空压站46工艺用压缩空气46仪表用净化压缩空气47空气压缩机48设备布置48第七章 厂区外管 7.1 概述51管道的敷设51管道敷设原则51管道敷设方法51管道的设计52第八章 分析化验 设计依据53设计原则53密度測定56酸度的测定58铁含铜的测定59灰分的测定59二乙二醇和三乙醇59醛含

3、量的测定59第九章 设备设计 塔设备设计62设计任务63塔型的类型与选择639.1.3 选取. 64选择原则65塔盘的类型与选择66塔设备的初步设计67设计思路67设计参数68塔筒体的计算69换热器的设计82筛板塔的强度校核109第十章 自动控制111控制要求111控制概述112过程监测与控制113换热器的控制113储罐的控制114第十一章 供电配115设计范围115设计依据115电力负荷的分级116一级负荷116二级负荷116三级负荷116本厂各级负荷说明116供配电系统的组成117变电所和配电间118高压供电系统设计119总降压变电所设计119车间变电所设计120主变压器容量的选择120厂

4、区高压配电系统设计121电气设备的选择121继电保护的选择与整定122动力和照明123防雷与接地123建筑物的防雷与接地124厂区户外装置的防雷125厂区变电所的防雷126接地系统126第十二章 通信工程127设计概述127设计原则127通信系统方案127行政管理生产调度系统128系统12812.3.3 火灾系统129有线电视130扩音呼叫/对讲系统130头控制系统131综合布线系统131全厂电信网络132第十三章 土建工程132设计概述132设计依据133厂区自然条件134建筑工程135131.4.1 设计原则135设计标准137设计方案137结构工程140设计原则140设计标准140第十四

5、章 给排水工程142设计概述142设计依据142给水系统143生水系统143生活用水系统143工艺软水系统144循环冷却水系统144消防用水系统144杂用水系统145排水系统145生活污水系统145生产废水系统146冷却水排放146雨水排放系统146第十五章 供热工程14715.1 概述147蒸汽系统148设计原则148设计方案149蒸汽和蒸汽冷凝水系统149蒸汽系统149蒸汽系统供热能力要求150蒸汽冷凝水系统150锅炉给水系统151工业和仪表压缩空气系统151第十六章 采暖与通风系统152设计概述152设计标准依据152采暖方案153设计概述153设计方案153通风方案153空气调节方案1

6、54第十七章 维修154设计依据154设计原则15417.3 厂内日常检修与. 154巡回检查154同步检修与协同检修15517.4 设备与检修155压力容器、管道的定期检修155泵的检查与处理156换热器的维修157维修管理157第十八章 储运15818.1 设计依据158系统15818.2原料产品.158.160系统16018.3原料产品.160.161第十九章 消防161设计中执行的相关标准及规范161消防建设162厂房防火防爆162储罐区防火防爆164消防系统16419.3.1 概述16419.3.2 给水系统164供电系统165水消防系统165灭火系统16619.3.6 干火系统16

7、619.3.7 移动式灭火系统16719.4 日常消防管理167第二十章 环境保护专篇168废气污染源及治理168主要废水污染源及治理168主要固体染源及治理168噪声污染源及治理169防治措施一览表169第二十一章 劳动安全卫生专篇17521.1 概述175设计依据175职业安全176工业毒物17621.3.2 噪声17621.3.4 腐蚀178工业卫生179车间的卫生特征分级180工作场所181辅助用室181安全卫生管理机构182安全卫生管理18221.5.2 企业管理182事故防护与控制183事故预防措施183事故的应急措施183第二十二章 节能专篇186换热网络设计18622.1.1

8、概述186换热网络的集成187制冷技术18922.2.1概述189三元制冷技术190其他节能措施190第一章 项目总论 项目概况EG 项目，既乙二醇项目。EG 是乙二醇英文名称的缩写。乙二醇是一种无色无臭、有甜味液体，乙二醇在有机化工生产中是一种重要的基本原料，尤其广泛应用于聚酯、聚酯的生产。在汽车、航空、仪表工业的冷却系统中，它是抗冻剂的的重要成分。在溶剂、润滑剂、软化剂、增塑剂和的生产中也有多种用途。在国内乙二醇的市场供需方面，由于聚酯工业的迅速发展，乙二醇消费量明显上升。目前我国 80%的乙二醇用于聚酯生产， 8%用于防冻剂，12%用于其他方面。乙二醇作为重要的化工原料和聚酯单体，对国民

9、经济的各方面的发展和国计民生，尤其是人们的衣着有着十分密切的关系。1.2 项目设计依据、原则1.2.1 项目设计依据（1）2015“中国-三井化学杯”第八届大学生化工设计竞赛设计任务书国家在化学工程、环境保护等方面相关化工、机械、环保的等方面相关本组编制的项目可行性及政策 项目设计原则（1）本项目的目标是承接中安联合公司在淮南投资新建的一期煤制甲醇项目，设计生产年产 60 万吨乙二醇的二期项目。（2）项目建设遵守国家的各项政策和法令，符合国家的产业政策、投资方向及行业和地区的规划，有关部门的颁发标准和规范合理安排建设周期，严格控制工程建设项目的生产规模和投资；采用成熟而先进可靠的工艺生产技术，

10、确保操作运行稳定、能耗低、三废排放少、产品质量好；产品生产和质量指标符合国家及地方颁发的各项相关标准；（5）充分依托淮南煤化现有条件和发展形势，有效地控制工程总投资，加快建设进度，降低产品的生产成本，以使本项目达到较好的经济效益。（6）在保证工艺生产安全、可靠的前提下，尽可能利用材料，并控制投资在合理范围内；的设备、（7）为减小一次投资规模，活跃规划，分期建设。周转，采用滚动建设原则，即一次（8）牢固树立“预防为主，安全第一”的，确保建设工程项目的安全实施，切实“三同时”的规定，坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，确保工程施工安全和施工质量。遵循现行防火、安全卫生及劳动保护等有关规范，

11、确保本项目在投产后能安全稳定生产，保障劳动者在劳动过程中的健康和安全。重视环境保护、安全和工业卫生，设计中选用清洁生产工艺，三废治理、消防、安全、劳动保护措施必须与主体装置同时设计、同时建设、同时投运，污染物的排放必须达到规定的指标，的健康不受损害；工厂安全运行和操作综合考虑经济效益和可持续发展，改进工艺、技术，节能减排，循环利用，最大限度减少对环境的污染。坚持“社会经济效益、环保效益和企业经济效益并重”的原则，按照国民经济和社会发展的长远规划，行业、地区的发展规划，在项目选择中对项目进行详细全面的论证；1.3 设计指导、本项目充分执行国家能源和产业结构调整的基本方向，使设计做到 切合实际、技

12、术先进、经济合理、安全适用。1、符合国家、部门和地区的有关设计和规定；2、做出切合实际、安全适用、技术先进、经济合理的化工工程设计；3、合理选择原料路线，合理利用并保护矿产资源，降低能耗；4、节约用水，减少直流水用量，提高水的循环利用率；5、通过设计方案的比较，择优选择，减少工程投资额；6、严格执行资源综合利用和“三同时”原则，积极改进工艺技术；7、采取有效措施，防止废水、废气、废渣及其他有害对环境的污染。1.4 建设规模及产品方案1.4.1 建设规模本项目为中安联合在淮南市区祁集镇煤化工产业园的一个二期建设，建设规模为 60 万吨。1.4.2 产品方案年生产乙二醇 60 万 t 及系列产品，

13、年操作时间 7200 小时。本项目的产品方案以国家的行业政策和行业的发展规划为依据进行确定，并充分考虑国内国际的市场前景和市场容量。因此，本项目一期工程产品方案为年产高纯度甲醇。在生产过程中副产的其他产品可以继续利用，仍然具有经济价值，从而提高企业的经济效益，促进企业产品结构的。1.5 主要物料来源与消耗第二章 技术经济2.1 主要数据表格表 2-1 综合经济指标序号指标名称数量1设计规模万吨/年602占地面积m25852003建筑面积m2221934年操作时间小时/年81605工程项目总投资亿元3.536固定资产投资亿元3.152.2表格表 2 总投资由固定资产、建设期利息和表 3 员工工资

14、部门职位人数基本工资万元/年小计万元/年公司本部管理部门总经理140.0040.00副总经理225.0050.00总工程师225.0050.00110.0010.00干事28.0016.00序号投资项目费用/万元1固定资产95280.781.1工程费用55070.051.2无形资产34498.801.3递延资产7450.581.4预备费8261.352建设期利息6650.00322514.40总投资合计131745.18总定员人年利润率总额亿元年全厂总产值亿元年产品年总成本亿元年投资回收期年全投资净现值亿元投资利润率投资利税率收益率盈亏点财务部门经理110.0010.00出纳、会计36.001

15、8.00市场部门部长110.0010.00副部长18.008.00员工24.208.40物资采购部门部长110.0010.00副部长18.008.00员工24.208.40销售部门部长110.0010.00副部长18.008.00员工24.208.40人力资源部门部长110.0010.00副部长18.008.00员工26.0012.00生产部门部长110.0010.00副部长18.008.00员工44.2016.80物流部门部长110.0010.00副部长18.008.00员工24.208.40后勤部门部长18.008.00员工64.2025.20生产部门原料堆场、仓库及110.0010.00

16、调配46.0024.00员工184.2075.60机修、电修中心110.0010.00副18.008.00员工66.0036.00污水处理场18.008.00员工45.0020.00给水站站长18.008.00表 4 税金估算表（:万元）序号项目名称投产期（70%负荷）达产期1销售收入1102293.515747052销售税金及附加67497.93496425.622.161361.387659.652.1.1销项税额187389.89267699.85员工45.0020.00变电站站长18.008.00员工44.2016.80110.0010.00组长27.0014.00员工204.2084

17、.00第二车间110.0010.00组长47.0028.00员工204.2084.00锅炉房站长18.008.00员工23.607.20消防站站长18.008.00员工83.6028.80分析检测中心110.0010.00技术38.0024.00员工34.2012.60中控室110.0010.00技术88.0064.00研发中心110.0010.00技术48.0032.00员工26.0012.00总计1751078.60表 5损益表（:万元）第三章 总图3.1.1 编制依据总图制图标准建筑设计防火规范化工企业总图管理规定（GB/T50103-2001）（GB50016-2006）（原化工部文件

18、）（GB50489-2009）（GB50187-93）（HG20546-2009）（GB50160-2008）（SH/T3053-2002）化工企业总图技术规范化工企业建设节约用地若干规定化工装置设备布置设计工程规定石油化工企业设计防火规范石油化工企业厂区总平面布置设计规序号项目名称投产期（70%）达产期1销售收入1102293.515747052销售税金及附加81497.83116425.623总成本费用976917.913955974利润总额43777.9262539.595所得税10944.4215634.896税后利润32833.2846904.696.1盈余公积金3283.33469

19、0.476.2未分配利润29549.9542214.227累计未分配利润29549.9542214.222.1.2进项税额126028.14180040.22.2城市建设税4295.336136.182.3教育附加费1840.852629.79石油化工储运系统灌区设计规范石油化工企业工厂电力系统设计规范工业企业总平面设计规范工业企业标准轨距铁路设计规范厂矿道路设计规范（SHT3007-2007）（SH3060-94）（GB50187-93）（GBJ12-87）（GBJ22-87）化工工厂总图施工图设计文件编制深度规定（HG/T20561-94）石油化工企业电气设备抗震鉴定标准3.1.2 设计原

20、则（SH3071-95）（1）厂址位置必须符合国家工业布局，城市或地区的规划要求，尽可能靠近城市或城镇原有企业，以便于生产上的协作，生活上的方便。（2）厂址宜选在原料、供应和产品销售便利的地区，并在储运、机修、公用工程和生活设施等方面有良好基础和协作条件的地区。（3）厂址应靠近水量充足的水质良好的水源地，当有城市供水，和地面水三种供水条件时，应该进行经济技术比较后选用。水（4）厂址应尽可能靠近原有交通线（水运、铁路、公路），即应有便利的交通条件。以避免为了新建企业需修建过长的交通线，增加新企业的建厂费用和运营成本。在有条件的地方，要优先采用水运。对于有超重、超大或超长设备的工厂，还应注意沿途是

21、否具备条件。（5）厂址应尽可能靠近热电供应地，一般地讲，厂址应该考虑电源的可靠性（中小型工厂尤其如此），并应尽可能利用热电站的蒸汽供应，以减少新建工厂的热力和供电方面的投资。（6）厂址应尽量考虑劳动力来源丰富、人力成本低、素质较高的地点。选厂应注意节约用地，不占或少占良田、好地、菜园、果园等。厂区的大小、形状和其它条件应满足工艺流程合理布置的需要，并应有发展的可能性。选厂应注意当地自然环境条件，并对工厂投产后对于环境可能造成的影响作出评价。工厂的生产区、排渣场和居民区的建设地点应同时选择。散发有害物质的工业企业厂址，应位于城镇相邻工业企业和居住区全年最小频率风向的上风侧，且不应位于窝风地段。（

22、10）有较净度要求的生产企业厂址，应选择在大气含尘量低，含菌浓度低，无有害气体，自然环境条件良好的区域，且应远离铁路、码头、机场、交通要道，以及散发大量粉尘和有害气体的工厂、储仓、堆场等有严重空气污染、水质污染、振动或噪声干扰的区域。如不能远离有严重空气污染区时，则应位于其最大频率风向上风侧，或全年最小频率风向的下风侧。（11）厂址应避离低于洪水位或在采取措施后仍不能确保不受水淹的地段；厂址的自然地形应有利于厂房和管线的布置，内水。通联系和场地的排厂址附近应有生产污水、生活污水排放的可靠排除地，并应保证不因新厂建设致使当地受到污染和危害。厂址应不妨碍或破坏农业水利工程，应尽量避免拆除民房或建、

23、构筑物，砍伐果园和拆迁大批墓穴等。厂址应具有满足建设工程需要的工程地质条件和水文条件。（15）厂址应避免布置在下列地区：断层带地区和基本烈度为 9 度以上的区；土层厚度较大的级自重湿陷性黄土地区；易受洪水、泥石流、滑坡、土崩等危害的山区；有喀斯特、流砂、游泥、古河道、墓穴、古井等地质不良地区；有开采价值的矿藏地区；对机物、电台等使用有影响的地区；有严重放射性物质影响的地区及区；国家规定的历史，如古墓、古寺、古建筑等地区；园林风景和森林自然保护区、风景游览地区；水土保护禁垦区和生活饮用水源第一卫生防护区；自然疫病区和流行病地区。 设计范围与分工本项目是为某一大型综合化工企业设计一座采用清洁生产工

24、艺乙二醇（ ）的二期项目。该项目的规模为 万 t/a 对乙二醇的综合利用，最终销售产品 EG。其中乙二醇作为主产品，烯烃为次主产品。3.3 厂址概况个化工产业之一，唯一的煤化工产业。产业园位于区祁集镇、 产业园重点发展煤经甲醇制烯烃（芳烃）及其衍生物、煤制乙二 醇及其衍生物、煤制清洁、氮基化学品、资源综合 利用,同时发展化工装备、环保设备制造产业。平圩镇境内。一期规划面积 12.7 平方公里，二期规划面积 45 平方公里，远景规划面积 100 平方公里。现代煤化工产业园于 2010 年 12 月获省批准建设，是省 33.4 总平面布置3.4.1 平面布置的一般原则按建设规范进行设计，环境上尽量

25、美化、环保；根据工艺流程要求，在满足安全需要和维修方便的前提下，布置尽量紧凑；道路布置兼顾安全消防和设备安装维修。3.4.2 布置方案根据生产安全的要求，拟将装置分成八个不同的功能区域进行生产工艺布局，即原料罐区、产品预分离区、提纯吸收区、副产物提纯区、成品罐区、公用工程区、生活服务区、辅助设施区。3.4.3 厂区总体布局概述工厂总厂去布置为矩形，东长 308 米，宽 190 米，总面积为 58520 平方米，厂区四周都是绿化带，用以将厂区与外界，保证厂区的污染物尽量与外面，同时以防止外界的不安全，保证安全生产；同时使工厂的四面环绕公路，包括东、西、南、北四个大门，其中西大门是直接通往总厂的便

26、捷通道。总厂由生产区、辅助生产区、储罐区、厂前区、发展用地五大区域组成，根据淮南市的气象资料可知该市常年多为东北，故将厂前区安置在工厂的东侧，有利于工厂的健活和生产。生产区位于厂区北段的中心地带，便于生产的调度。原料储罐区位于工厂西段南侧，紧邻生产区，缩短了生产路线，方便储运的同时也降低了对生活区的污染力度。辅助生产区位于厂区的中间段，与生产区较近，各个区域间用绿化带隔开。总厂平面布置图如图 3-1 所示图 3-1 平面布置总图3.4.4 厂区布置与规划3.4.4.1 生产区生产区是整个设计的。按照生产流程布局，分为原料精制车间、反应车间和分离车间。各个厂的分离车间、反应车间、原料精制车间则呈

27、东西排开。分厂也是呈东西排开。精制车间位于厂区的南大门处，与原料储罐区相对，这个设置既方便了原料的也方便了原料的的精制工作；分离车间的对面设置了产品储罐区，这样更方便产品的。3.4.4.2 储罐区罐区布置在厂区边缘，便于原料和产品的输入、输出。罐区包括：EO（环氧乙烷）储罐、EG（乙二醇）、DEG（二乙二醇）储罐等。罐区附近为仓库和装卸区，品和供应装卸使用。装卸站旁设有称重台，货车经过时在上面称重，准确计量量。3.4.4.3 辅助生产区辅助生产区包括锅炉房、消防站、中心控制室、中心化验室、污水处理站及维修中心。 锅炉房为全厂提供蒸汽，位于工厂的西门附近，方便煤的进厂及煤渣的出厂处理。中心化验室

28、承担全厂的化验任务及环境。维修中心包括机修、仪修及电修。空压站和氮 气站可利用总厂已有部门，在分厂不单独设置。 厂内设有循环水冷却系统及污水处理站。循环水冷却系统包括六台凉水塔及循环水泵房。污水处理站可处理来自生产区和生活区的污水并进行循环利用，减小了工厂的环境污染，节 约了水量。并可通过全厂的回用水系统，对水资源进行充分的利用。 消防设施包括消防站、消防水池和遍布全厂的消火栓。消防站位于主干道的旁边，可以 快速到达各区。3.5 竖向布置竖向布置的任务是合理利用和改造厂区的自然地形，协调厂内外的高程关系，在满足生产工艺、卫生安全等方面要求的前提下使工厂场地土方工程量为最小，使工厂区的雨水能顺利

29、排除，并不受洪水淹没的。3.5.1 技术要求（1）应满足生产工艺布置和件。、装卸对高程的要求，并为其创造良好条（2）因地制宜，充分考虑地形及地质，合理利用和改造地形，使场地设计标高尽量与自然地形相适应，力求使场地的土石方工程总量为最小，并使整个工厂区和各分区填挖方基本平衡，在土石方调配中应使其运距为最短。要充分考虑工程地质和水文地质条件，满足工程地质、水文地质的要求，提出合理的对应措施（如防洪、防水等等）要适应建、构筑物的基础和管线埋设深度的要求。（5）场地标高和坡度的确定，应保证场地不受洪水利排除，并不受雨水的冲刷。，使雨水能迅速顺（6）应保证厂内外的出与周围也有合理的衔接关系。、交通线路有

30、合理的衔接，并使厂区场地高程（）应考虑方便施工问题，在分期建设的工厂还应符合分期分区建设的要求，尽量使近期施工工程的土石方量为最小，远期土石方施工不影响近期生产安全。（）要充分考虑并遵循有关规范的要求（如土方和湿陷性黄土地区建筑设计规范等）。3.5.2 竖向布置方式工程施工验收规范，根据工厂场地设计的整平面之间连接或过渡方法的不同，竖向布置的方式可分为平坡式、阶梯式和混合式三种。（1）平坡式整个厂区没有明显的标高差或台阶，即设计整平面之间的连接处的标高没有急剧变化或者标高变化不大的竖向处理方式称为平坡式竖向布置。这种布置对生产和敷设的条件较阶梯式好，适应于一般建筑密度较大，铁路、道路和管线较多

31、，自然地形坡度小于 的平坦地区或缓坡地带。采用平坡式布置时，平整后的坡度不宜小于 ，以利于场地的排水。（2）阶梯式整个工程场地划分为若干个台阶、台阶间连接处标高变化大或急剧变化，以陡坡或挡土墙相连接的布置方式称阶梯式布置。这种布置方式排水条件较好，和敷设条件较差，需设护坡或挡土墙，适用于在山区、丘陵地带的布置。（3）混合式在厂区竖向设计中，平坡式和阶梯式均兼有的设计方法称之为混合式。这种方式多用于厂区面积比较大或厂区局部地形变化较大的工程场地设计中，在实际工作中往往多采用这种方法。3.6厂区3.6.1 交通条件淮南交通事业起步早，发展快。因淮河舟楫之利，航运业历史悠久，淮南煤矿兴起之初，航运是

32、其主要的 形式。 25 年（1936 年）淮南铁路（田家庵裕溪口）建成通车，大大缩短了淮南煤炭运抵长江流域的运程，而且铁路贯穿淮南，另有、两条直线铁路，矿区铁路更是交错。截止 2011年，淮南境内铁路线总长度达 431 公里，铁路线上镶嵌着淮南站、淮南西站、大通站、站、凤台站等大大小小共 16 个火车站。所有城市中，淮 ”，有着许多大城 南铁路线路最长、车站最多，当创城市铁路“吉尼斯市不可比拟的优势，也为淮南今后发展城市轻轨交通奠定了坚实基础。公路3.6.2 道路设计（1）厂区道路厂内道路呈网格布置，可同时满足、检修、消防等要求，2 处大门均设置了门卫室。厂区主干道宽度为 9m（货流通道）和

33、7m，次干道宽度为 5m。道路等级为汽-20 级，结构层从上至下为：C30 混凝土 25cm、级配碎石 30cm。（2）设备为了实现社会化，加之当地力量较强，故本次设计只考虑设置少量设备，如生活车辆、产品与化学品的车辆，另外还有用于办公、通勤、救护、库房整理等车辆。截止 2011 年，合淮高速（S17）、阜淮高速（S12）、淮蚌高速（S17）等高速公路穿过淮南，高速（S12）加速推进。206 国道、308、102、311 省道四通八达。现已形成以洞山中路等干道为的公路交通网络。淮南长途新客运站是国家一级客运站，省际省内的班线达到 145 条，省际的班线多为每天发车一班，省内的班线从每天发车一班

34、到十七班不等。市内乘坐 1、2、3、 8、9、12、24、26、30、38、110 环线、121、310、630、G1 路到达。淮南是产煤大市，铁路网络发达，阜淮铁路、淮南铁路、合蚌高铁,还是沟通江淮之间陆路 的最便捷形式。50 年代建成大（通）八（公山）线，保证了矿井建设和客货 的需要。70 年代，随着 煤田的开发，阜（阳）淮（南）铁路兴建，一座气势雄伟的公路铁路两用桥横跨淮河，为千里淮河第一桥。建国后建成的 交织的公路网则成为沟通市内和与外界联系的重要通道。进入 80 年代，淮南铁路、公路、航运业全面发展，铁路复线建成通车，促进了经济的持续发展。与此同时，邮电通信也得到长足发展，邮政电信可

35、达世界各地。1988 年开通的洞山至田家庵光缆数字通信线路为省内第一条，它标志着淮南市邮电通信已跨入 省先进行列。3.7 厂区绿化厂区绿化设计，应根据工厂的总图布置、生产特点、消防安全、环境特征，以及当地的土壤情况、气候条件、植物习性等和选择绿化植物。1、厂区绿化布置，应符合下列要求：综合考虑，合理布置与总平面布置、竖向布置、管线综合相适应，并与周围环境和建（构）筑物相协调。不得妨碍工艺装置、储运设施等散发的有害气体的扩散。不得妨碍道路和铁路的行车安全。不得妨碍生产操作、设备检修、消防作业和物料充分利用通道、零星空地及预留地。2、厂区绿化植物的选择，应符合下列要求：。根据生产特点、厂区环境污染

36、状况等，选择耐性、抗性或滞尘能力强的植物。根据工厂生产的防火、防爆和卫生要求，选择有利于安全生产和职业卫生的植物。根据环境监测要求选择相应的敏感植物。选择易于成活、病虫害少及养护管理方便的植物。根据当地土壤、气候条件和植物习性，选择乡土植物和苗木来源可靠、产地近、价格适宜的植物。选择常绿植物或常绿树与落叶树相结合，保持四季常青。注意树种配置，宜按多树种、高低、大小搭配，不宜单一树种配置，以达到绿化的多重效果。本厂绿化布置遵循能绿化的地方尽量绿化的理念，对于各个建筑物旁边的空地进行绿化，总绿化面积为 1405.89m2，绿化率 2.4。第四章 工艺方案及选择4.1 概述环氧乙烷直接水合法一直以来

37、是生产 EG 的主要工艺路线，由于 EG 需求 量日益增长，我国目前拥有大小不等的环氧乙烷/乙二醇（EO/EG）装置 11 套，但是相比于国外的同类装置，这些装置的工艺，能耗和水耗都较高，因此研究 EO/EG 工艺优化以降低生产成本，具有非常现实的意义。本设计主要是针对乙二醇工艺的缺点，采用比较新的反应精馏工艺，利用化工模拟软件 ASPEN PLUS 对过程进行模拟优化，提高 EG 的生产。4.2 乙二醇技术概况4.2.1 环氧乙烷水合加压工艺环氧乙烷水合加压工艺就是选择性地将原料为水和环氧乙烷直接液相水合制得乙二醇，同时副产物为二乙二醇。主反应：CH2CH2O+H2O= (CH2OH)2副反

38、应：CH2CH2O+ (CH2OH)2 =（ CH2CH2OH）2O反应所得的乙二醇稀溶液通过热交换器被冷却后进入膨胀器，在此将乙醛、巴豆醛等易挥发组分吹出，液体流入贮槽，再用泵送去蒸发提浓，经多效蒸发后的液体进入脱水塔脱除水分，塔顶粗乙二醇进入精制塔，塔顶得到纯的乙二醇，塔底得到多缩乙二醇，再进入填料塔得到各种组分。4.2.1.1 环氧乙烷水合加压的特点增加压力和升高温度可以提高乙二醇的产率，但副产物二乙二醇及高聚物的量也同时增加，即环氧乙烷转化成乙二醇的选择性变差。为了提高乙二醇的选择性，可以在原料中提高水的配比量，但产品中水含量增加，相应的乙二醇含量降低，从而增加了蒸发和提浓时的能量消耗

39、。在产物中要除去大量的水分是很不经济的，因此人们试图寻求催化水合法生产乙二醇，从而以达到降低水比的目的。4.2.1.2 主要设备因为环氧乙烷水合加压工艺只要求相对温和操作条件，因此建造时不需要特殊材料。工艺设计的简化和常规金属材料，使得投资与艺设计的简化使得其工艺非常理想。1）进料加热炉低。工该加热炉为普通对流加热炉，物料在加热段加热，对流段用作热油系统或蒸汽发生器。加热炉可以使用油，也可用气，每个喷嘴带有气调节器，加热炉出口装有温度控制器，调整至喷嘴的温度。加热管由 1.25%Cr0.5Mo反应器工艺作用简单的Mo 钢制造。产品分离器制造，对流管由碳钢制造。式、固定床、汽相反应器。反应器应

40、1.25Cr-0.5分离器用来将反应器排出物分离成液相产品和富含氢气的循环气。分离器中的压力决定着反应器的压力，分离器的压力通过调节氢气补充气的进口速率来调整。氢气的纯度由循环气压缩机的氢气分析仪，当氢气纯度太低时，循环气就进行吹排。在通常情况下，分离气中的废气排出是间断的。产品分离器由4）循环气压缩机碳钢制造。压缩机通常为离心式，由电机或蒸汽透平驱动。压缩机有密封油和润滑油线路，并有自动关闭系统，以保护机器受损坏。汽提塔建造脱庚烷塔的目的是为了从反应器排出物中移去轻质付产品,与一个热虹吸再沸器结合。热量由上游的塔顶蒸汽提供。脱庚烷塔由碳钢制造。换热器混合进料换热器由 1.25Cr-0.5Mo

41、 钢制造，其它换热器由碳钢制造。4.2.2 反应精馏技术将化学反应和精馏过程结合起来同时进行的单元操作称为反应精馏。它是近十几年来发展起来的一项高新技术。与传统的生产过程相比，它具有产品收率高，投资少等特点，因而在近年来得到广泛的研究并获得迅速发展。反应精馏文献最早见于 1921 年，由 Bacchausla01。从三十年代到六十年代初主要是进行一些特定体系的工艺探索。五十年代中期开始出现反应精馏的计算方法，但有关反应精馏的一般性规律研究却是从六十年代术开始。七十年代后，反应精馏的研究己不限于均相反应系统(包括催化与非催化反应系统)，而扩大到非均相催化反应系统。八十年代中期，大量的工作集中到数

42、学模拟和最优化的研究上。由于反应精馏是化学反应和精馏过程的祸合，在反应精馏过程的设计、放大、操作性能和控制方案的研究等方面均存在一定的难度。这种状况刺激了计算机模拟技术的迅速发展。一些化工过程模拟公司也将精力投入到反应精馏的模拟中，其中具有代表性的公司为ASPANTECH 公司，该公司开发的过程模拟，具有强大的单元和全过程模拟开发功能，同时也可用于反应精馏塔的计算与优化。4.2.2.1 反应精馏技术的优点(l)由于反应产物一旦生成，即从反应区蒸出，因此对若干复杂反应来说，可以增加反应的转化率和选择性;(2)破坏可逆反应平衡，增大过程转化率。众所周知，乙醇与醋酸的反应，其转化率受平衡的限制，但用

43、反应精馏的方法，将反应生成的酷和或水蒸出，破坏了化学平衡，因此，可使最终转化率大大超过平衡转化率;(3)因为产物随时可从反应区蒸出，故反应区内反应物浓度始终高于产物，从增加了反应速度，提高了生产能力;(4)由于利用了反应热，节省能量;(5)由于将反应器和精馏塔一个设备，节省设备投资;(6)对于难分离的物系，可以利用反应精馏来获得较纯的产品。4.2.2.2 乙二醇反应精馏工艺流程反应精馏制乙二醇的工艺流程如图 1-2 所示，整个流程仅由 3 个塔组成。反应精馏塔(T101)由 n 块塔板组成(包括塔底再沸器)，从环氧乙烷储罐将环氧乙烷用泵经预热后从反应精馏塔中部加入，工艺用水预热后加入反应精馏塔

44、第一块塔板，环氧乙烷加入某块塔板，水与环氧乙烷的摩尔比为 1:1。反应 精馏塔用再沸器间接加热，塔顶部分回流，控制适当的塔顶操作压力和塔顶温度。塔顶蒸汽作为脱水塔(T102)热源，或者作为其它工艺装置的热源，其凝液用泵送回塔顶作为回流。水与环氧乙烷在反应精馏塔的反应段迅速反应，在精馏塔内被分离。反应精馏塔釜出料送至脱水塔进行脱水，塔顶蒸汽经冷凝后部分回流，部分返回作反应精馏塔循环使用。脱水塔釜出料进 EG 精馏塔(T103)，塔顶出来的气体经冷凝后部分作为回流，部分作为采出，以获得药品级乙二醇。塔底获得副产品(DEG)图 1乙二醇反应精馏工艺流程4.2.2.2 反应精馏技术的应用工业上许多伴有

45、化学反应的分离过程是以反应精馏的方式实现的。例如较早的酷化(特别是低碳梭酸与低碳醉醋)、醋交换(例如苯二甲酸二甲醋与乙二醇的反应)、皂化(由二氛丙醇生成环氧氯丙烷)以及胺化、水解、异构化、烃化、纵化、脱水、乙酸化、硝化等反应。八十年发的由丙烯酸，过醋酸和水甘油的达依法以及甲醇与异丁烯甲基叔醚的过得到了较好的经济效果。第五章 布置与配管5.1 设计依据化工装置管道布置设计规定输气管道工程设计规范输油管道工程设计规范石油化工企业管道布置设计通则石油化工配管工程设计图例石油化工企业非埋地管道抗震设计通则压力管道安全管理与监察规定防止静电事故通用导则5.2 车间布置HG/T 20549-1998GB

46、50251-2003GB 50253-2003 SH3012-2000 SH/T 3052-2004SH/T 3039-20031996 年国家劳动部颁发GB 12158-20065.2.1 概述车间布置是设计中的重要环节，既要符合工艺要求，又要经济实用，合理布局。车间布局直接影响到项目建设的投资，建设后的生产运转正常，设备维修和安全，以及各项经济指标的完成。所以在进行车间布置要做到充分掌握有关资料，全面权衡，在布置时要做到深思熟虑，仔细推敲，以取得一个最佳方案。车间布置设计是以工艺为主导，并在其他专业的密切配合下完成的。因此，在进行车间布置设计时，要集中各方面的意见，最后由工艺汇总完成。车间

47、布置主要是设备的布置，工艺首先确定设备布置的初步方案，对厂房建筑的大小、平立面结构、跨度、层次、门窗、楼梯等以及与生产操作、设备安装有关的、预留孔等向土建专业提出设计要求，待厂房设计完成后，工艺再根据厂房建筑图，对设备布置进行修改和补充，最终的设备布置图（施工图）就作为设备安装和管道安装的依据。5.2.2 设计的基本依据车间布置时，在总图的基础上明确车间的位置，熟悉生产工艺流程及有关物性数据，与车间等级相关的规范标准，了解土建、设备、仪表、电力、给排水等专业和机修、安装、操作、管理等方面的要求，并考虑、消防及它们之间的关系，对所设计的车间进行综合分析，才可能有一个完善的方案。常用的设计规范和规

48、定：工程技术在设计时应熟悉并执行有关防火、防雷、防爆、防毒和卫生等方面的规范，目前常用的设计规范有:建筑设计防火规范石油化工企业设计防火规定业安全卫生设计规定工业企业厂界环境噪声排放标准GB50016-2010G850160-2008化工企 HG20571-95自 2008 年 10 月 1 日起实施GB50058-92和火灾环境电力装置设计规定基础资料1、工艺和仪表流程图（初步设计阶段）及管道和仪表流程图（施工图设计阶段）；2、物料数据及物料性质（包括原料、成品的数量及性质，三废的数量及处理方法）；3、设备一览表（包括设备外形尺寸、重量、支承形式及保况）；4、公用系统耗用量，供排水、供电、供

49、热、冷冻压缩空气、外管资料；车间组成一个较大的化工车间通常有:1、生产设施，包括生产工段、原料和产品仓库、控制室、露天堆场或贮罐区等；2、生产辅助设施，包括除尘通风室、机修间、化验室等；3、生活行政设施包括车间、更衣室、浴室、厕所等；4、其他特殊用室，如劳动保护室，5.2.2 厂房布置室等。5.2.2.1 平面布置平面布置是根据生产工艺条件（包括工艺流程、生产特点、生产规模等）以及建筑本身的可能性与合理性（包括建筑形式、结构方案、施工条件和经济条件等）来考虑的。厂房的平面设计应力求简单，这会给设备布置带来更多的可变性和灵活性，同时给建筑的定型化创造有利条件。平面形式车间厂房的平面布置，其外形一

50、般有 I 型（长方形）、L 型 T 型和 型等。长方形厂房是比较常用的形式，一般适用于中小型车间。其优点是施工方便，设备布置有较大灵活性，有利于今后的发展，也有利于采光和通风。但有时由于厂房总长度较长，在总图布置有时，为了适应地形的要求或者生产的需要，也有采用 L 型或 T 型的，这些形式适用于较复杂的车间，此时应充分考虑采光、通风、交通和立面等各方面的。至于 型，由于平面形式复杂，用得较少，除了特殊需要外，一般不予采用。厂房的结构形式是由工艺和建筑设计密切配合，全面考虑，进行多种方案的比较确定的，由于各厂的地形不完全相同，因此厂房的形式也要与之相适应。柱网布置和跨度厂房的柱网布置，要根据厂房

51、结构而定，生产类别为甲、乙类生产，宜采用框架结构，采用的柱网间距一般为 6m,当需要大于或小于 6m 时，宜采用 300mm 建筑模数的倍数增加或减少。丙、丁、戊类生产可采用混合结构或框架结构，开间采用 4.5m 或 6m 等。但不论框架结构或混合结构，在一幢厂房中不宜采用多种柱距。柱距要尽可能符合建筑模数的要求，这样可以充分利用建筑结构上的标准预制构件，节约设计和施工力量，加速基建进度:一般单层、多层厂房宜采用 6x6m 柱网的布置。厂房的宽度为了尽可能利用自然采光和通风以及建筑经济上的要求，一般单层厂房宽度不宜超过 30m，多层厂房宽度不宜超过 24m，厂房常用宽度有 9m，12m，14.

52、4m，15m，18m，也有用 24m 的。根据厂设备布置及人流和物料的要求，单层厂房常为单跨，即跨度等于厂房宽度，厂房内没有柱子。多层厂房若跨度为 9m，厂间若不立柱子，所用的梁就要很大，因而不经济。所以 6m 是常用的跨度，例如 12m,14.4m,15m,18m 宽度的厂房，常分别布置成 6-6,6-2.4-6，6-3-6，6-6-6 的形式，(6-2.4-6 表示三跨，跨度为 6m,2.4m,6m，中间的 2.4m 是内走廊的宽度）。一般车间的短边（即宽度）常为 2-3 跨，其长边（即长度）则根据生产规模及工艺要求决定。在进行车间布置时，要考虑厂房安全出，一般不应少于两个。如车间面积小，

53、生产人数少，可设一个，但应慎重考虑防火安全等问题（具体数值详见建筑设计防火规范）。5.2.2.2 厂房垂直布置厂房的高度，主要由工艺设备布置要求所决定。厂房的垂直布置要充分利用空间，每层高度取决于设备的高低、安装的位置、检修要求及安全卫生等条件。一般框架或混合结构的多层厂房，层高多采用 5m，6m，最低不得低于 4.5m，每层高度尽量相同，不宜变化过多。在设计厂房的高度时，除设备本身的高度外，还要考虑设备顶部凸出部分，如仪表、阀门和管路以及设备安装和检修的高度，还要考虑设备内取出物的高度（如搅拌器等）。在设计多层厂房时，应考虑承时，应尽量符合建筑模数的要求。梁对净高度的影响。在决定厂房高度在有

54、高温及害性气体的厂，要适当加高建筑物的层高。有的车间宜采用单层，厂房内设置多层操作台以满足工艺设备位差的要求。如必须设在多层厂房内，则应布置在厂房顶层。如整个厂房均有，则在每层楼板上设置一定面积的泄爆孔。这类厂房还应设置必要的轻质屋面、或增加外墙以及门窗的泄压面积。泄压面积与厂房体积的比值一般采用0.050.1m2/m。泄压面积应布置合理，并应靠近部位，不应面对集中的地方和主要交通道路。车间内防爆区与非防爆区(生活、辅助及控制室等）间应设分隔。如两个区域需要互通时，中间应设双门斗，即设两道弹簧门隔开。上下层应设在同一轴线处。防爆区上层不应布置非防爆区;有车间的楼梯间宜采用封闭式楼梯间。5.2.

55、2.3 设备布置中小型化工厂的设备，一般采用室内布置，尤其是气温较低的地区。但生产中一般不需要经常操作的或可用自动化仪表控制的设备，如塔、冷凝器、液体原料贮罐、成品贮罐、气柜等都可布置在室外。需要大气调节温湿度的设备，如凉水塔、空气冷却器等也都露天布置或天布置。对于有火灾及的设备，露天布置可降低厂房的耐火等级。生产工艺对设备布置的要求：1、在设备布置时要满足工艺流程的顺序，保证水平方向和垂直方向的连续性。在设备布置时，应充分利用差布置有压差的设备。例如通常把计量槽、槽布置在最，主要设备如反应器等布置在中层，贮槽等布置在底层。这样既可利用位差进出物料，又可减少楼面的荷重，降低造价。在垂直布置时，

56、应避免操作在生产过程中过多地往返于楼层之间。2、相同设备或同类型的设备应尽可能布置在一起，例如塔体集中布置，热交换器、泵成组布置在一处等。3、设备布置时，应留有一定的间隙，有利于操作及检修。4、运转设备应考虑其备用设备的位置。5、尽可能缩短设备间的管线。6、车间内要留有原料、产品及、操作通道。7、考虑安装安全防护装置的位置。8、考虑物料的防火、防爆、防毒及控制噪声的要求，譬如对噪声大的设备，宜采用封闭式间隔等，生产剧毒物及处理剧毒物料的场所，要和其他部分完全隔开，并单独设置自己的生活辅助用室。9、根据生产发展的需要，适当预留扩建余地。10、设备之间或设备与墙之间的净间距大小，如表所示，此数据适

57、用于中小型工厂，可供一般设备布置时参考。设备安装专业对布置的要求：1、根据设备大小及结构，考虑设备安装、检修、拆卸及更换时所需要的空间、面积及通道。2、考虑设备安装和更换时能顺利进出车间。设置大门或安装孔，大门宽度比最大设备宽 0.5m。不经常检修的设备，可在墙上设置安装孔。3、通过楼层的设备，楼面上要设置吊装孔。厂房比较短时，吊装孔设在靠山墙的一端。厂房长度超过 36m 时，则吊装设在厂央。-4、多层楼面的吊装一般控制在 2.7m 以内。在每一层相同的平面位置。吊装孔不宜开得过大，5、考虑设备检修、拆卸等的起重厂房建筑对设备布置的要求：设备。1、笨重设备或运转时会产生很大振动的设备如压缩机、

58、真空泵、机等，应该布置在厂房的底层，并和其他生产部分隔开，以减少厂房楼面的荷载和振动。如由于工艺要求离心机不能布置在底层时，应由土建专业在结构设计中采取有效的减震措施。2、有剧烈振动的设备，其操作台和基础不得与建筑物的柱、墙连在一起，以免影响建筑物的安全。3、布置设备时，要避开建筑物的柱子及主梁，如设备吊装在柱子或梁上，其荷重及吊装方式需事先告知土建专业，并与其商议。4、操作台必须考虑，以防止支柱。5、设备不应布置在建筑物的沉降缝或伸缩缝处。6、在厂房的大阿或楼梯旁布置设备时，要求不影响开门并确保行人出人畅通。7、设备应避免布置在窗前，以免影响采光和开窗，如必需布置在窗前时，设备与墙间的净距应

59、大于 600mm。8、设备布置时应考虑设备的吊钩及设备间距等。线路、安装、检修方式，以决定安装孔、5.2.2.4 车间辅助室和生活室的布置1、生产规模较小的车间，多数是将辅助室、生活室集中布置在车间中的一个区域内。2、有时辅助房间也有布置在厂间一般都布置在厂房北面房间。间的，如配电室及空调室，但这些房3、生活室中的、化验室、休息室等宜布置在南面房间，更衣室、厕所、浴室等可布置在厂房北面房间。4、生产规模较大时，辅助室和生活室可根据需要布置在有关的单体建筑物内。5、的或者对卫生方面有特殊要求的工段必须设置的浴室。5.2.2.4 安全、卫生和防腐蚀问题要为工人操作创造良好的采光条件，布置设备时应避

60、免影响采光。要最有效地利用自然对流通风，不宜将车间南北向隔断。对放热量大、气体或粉尘的工段，在室内布置时应设置机械送排风装置，以满足卫生标准的要求。表 5-1 设备最小间距表序号项目净安全距离/m1泵与泵的间距不少于 0.72泵与墙的距离至少 1.23泵列与泵列的距离不小于 2.04计量罐间的距离0.40.6凡火灾性为甲、乙类生产的厂房，必须考虑:1、在通风上必须保证厂易燃气体或粉尘的浓度不超过允许极限;2、采取必要的措施，防止产生静电、放电以及着火的性;3、凡产生腐蚀性介质的设备，其基础、设备周围地面、墙、梁、柱都需采取防护措施。5.2.3 单元设备布置方法5.2.3.1 泵和压缩机泵的布置