赛区-van dream-作品2.版3初步设计说明

第一章总 项目概 项目名 错误！未定义书签项目简 错误！未定义书签企业法 错误！未定义书签项目规 错误！未定义书签建设地 错误！未定义书签建设单 错误！未定义书签建 错误！未定义书签项目设计依据、标准及原 设计依 设计专业标 设计原 工艺特 原料及产品方 主要原料 规格及消 厂址概 地理位 自然条 气象、气候条 主要经济技术指 辅助设计软件应 第二章化工工艺及系 项目概 工艺流程的选 国内外工艺技术方法概 工艺方案的选择与总 工艺路 2 工艺流程简 全流程说 工艺过程的模 反应去区间的模 初分离区间的模 精制区间的模 工艺流程的优 脱轻组份塔1的优 第三章原料采购及市 原料采 主要原 本地采 合成气采 催化剂采 市 主要产品标 理 目标市 产品策 价格策 策 第四章物料衡算与能量衡 概 物料衡 物料衡算的意 物料衡算的原 衡算原 物料衡算结 3 合成气分离单 DMO反应器单 DMO分离提纯单 加氢单 产物提纯单 能量衡 概 能量衡算原 能量衡算任 各工段能量衡 合成气分离单元能量衡 DMO反应器单 DMO分离提纯单 加氢单 产物提纯单 能量衡 能量衡算的意 能量衡算的任 能量衡算的原 第五章换热网络设计与节能减 概 换热网络设计基 换热网络合成目 夹点技术设计准 夹点技术简 物流数目标 热容流率准 经验规 最小传热温差 换热网络设 4 换热网络设计工 Aspen yzer的功能 Aspen yzer在使用上主要步骤 换热网络集 流股能量信息导 最小温差∆Tmin的确 换热目 夹点温 能量分 全工段换热网 节能效 节能减 编制说 编制依 编制原 节能措 回流工艺节能措 给排水节能措 供电节能措 工业炉节能措 全厂能量综合利 其他节能措 第六章分析化 设计的依据原 设计依 设计原 分析化验的目的与任 中心化验室的任 车间化验室的任 5 分析化验室组 精密仪器 化学分析 辅助用 要 红外光谱 的要 色谱 的要 实验方 外 色度测 水分测 化验中心主要检测目 原料检 产品检 环保监 标志、包装 安 第七章设备设计与选 概述及选型依 概 选型依 反应器的设计与选 概 化学反应器形 各反应器的对 固定床反应 流化床反应 移动床反应 反应器的工艺条 反应器主体尺寸设 6 附属件设 反应器设计结 机械强度校 塔设备的设计与选 设计依 塔设备设计原 塔型选用原 板式塔塔板选 塔选型举 KG-TOWER在塔盘工艺结构计算的运 塔高的计 塔设备附 塔机械强度的校 换热器的设计与选 设计依 概 换热器的类型及适用情 换热器型号的表示方 换热器型式的选用经 换热器选型参考参 物流性 物 换热 换热面 裕 折流 具体设 ExchangerDesignandRating选型步 设计结 7 换热器机械强度的校 泵的设计与选 选型依 泵的分类和适用范 泵的选型原 设计与选 压缩机的选型说 选型依 选用要 选型原 压缩机的分 压缩机的适用范围及优缺 压缩机选型参 储罐的设计与选 概 原料合成气储 第八章仪表自动 概 设计范 控制水 自动控制系 仪表的选 仪表选型的原 化工生产常用仪 控制室监测内 设备控制方 反应器的自动控制方 精馏塔的自动控制方 泵的自动控制方 压缩机的自动控制方 8 换热器的自动控制方 性与可操作性分析 概 HAZOP分析的作 HAZOP研究的工艺引导 HAZOP研究的节点划 HAZOP研究的实际应 第九章总图布 设计依 设计理 总平面布 总平面布置概 行政办公和生活 生产 储罐 辅助生产 发展用 产区绿 总平面布置经济指 竖向设 竖向布置原 竖向布置方 厂 布 布局要 厂区道 设 第十章车间布 概 设计依据、布置要求及原 设计依 车间布置要 9 车间布置原 厂房布 平面布 厂房垂直布 设备布 车间辅助室和生活室的布 安全、卫生和防腐蚀问 单元设备布置方 泵和压缩 容 换热 加热炉的布 固定床反应器的布 塔设备的布 第十一章管道布 设计依 管道选 管径的一般要 管径计算依 最经济管径的选 管道布 管道布置原 管道布置参 泵的管道布 塔的管道布 换热器的管道分 其他管道分 管 说 第十二章土建工 设计依据与原 标准及规 项目特 厂区地理情 厂区建筑设计范 土建设计原 建筑工 地 建筑材 主要建 厂区布 生活 生产 特殊要求建 防火防 防 结构工 结构形 基础方 特殊的结构措 安全疏 第十三章储运系 设计的依 储罐区管 本项目储罐个数及型 注意事 物 厂 设 乙二 安全措 乙二醇从 上岗操作培训方 乙二 事故应急预 第十四章公用工程与辅助设 设计依 冷公用工 概 冷却水系 循环水质控制指 热公用工 概 热公用工程设计原 热蒸汽系统方 辅助系统设 空压 冷冻 第十五章给排 概 设计规范及标 设计原 供水系 生产给水子系 生活给水子系 消防给水系 其它用 排水系 总 第十六章供配电及通讯工 设计依据、原则、范 设计依 设计原 设计范 供配电系 用电负 用电要 变电所布置方 变电要 供电方 装置配电方 高压配电系 低压配电系 总压降变电系 继电保护的选择与整 照明系 节电应急措 节电措 应急措 区划分与设备选 区划 区电气设备选 防静电、防雷和接 通讯系 概 采用主要标准及规 电信方 电信现 生产调 行政管 无线通 广播系 工业电 系 火 系 通讯系 第十七章采暖通风及空气调 设计依据、原则、范 设计依 设计原 设计范 场址气候条 设计参 采暖方 设计概 蒸汽供 通风方 自然通 机械通 事故通 空气调 第十八章维修 设计说 概 TPM定 TPM特 维修内 维修车间布 维修体 维修途 注重平时的保 采用先进的检测技 适时适量采购配件，保证配件供 建立专业化、系统化的维修队 维 的工作职 努力做到绿 第十九章环境保 设计依据、标 编制依 采用标 厂区与厂址环境现 主要污染 保护及治理措 废气处 废气来 基本处理方 废水处 废水来 处理技 水体污染紧急防控措 固体废弃物处 固体废弃物来源及种 催化剂的循环再 噪声控 噪声来 控制噪声的基本方法及具体措 绿 第二十章防雷防静 设计标 概 雷电危 电性质的破坏作 热性质的破坏作 机械性质的破坏作 防雷防雷措 防雷装 完整的防雷装 接闪 引下 接地装 避雷 防直击雷措 输送管道的防 防雷装置检 防静电装 设备接地装 储罐区防静电装 其它防静电设 第二十一 消防专 设计依据、范 设计依 主 标准及规 设计范 火 性分 主 物分 建筑防火等 事故发生可能性分 消防安全措 基础消防措 厂区消防布 生产过程中的防火防 消防系 火 系 可燃 气体探测检 灭火器消防系 灭火 火 消防水系 消防栓的布 稳高压消防给水系 消防供电系 其他灭火系 第二十二 劳动安全卫 概 设计依据及采用标 相 执 分 火灾 噪 触 机 高空坠 主要防范措 基本要求和原 消防安全措 防爆安全措 防毒、防化 噪声防 防电 防机 防坠 防高、低 其他安全措 发生事故、急 的抢救、疏散方式和应急措 本项目可能发生的事故类 应急措 机构设置 配 职工健康与职工安全教育和培 安全生产责任 目 预期效果及存在的问题与建 第二十四 工厂组织及劳动定 第二十五 经济及效 第一章总论项目概况 1.1项目设计依据、标准及原则设计依据设计专业标准设计原则 工艺特点一种就是非均相加氢。在均相加氢工艺中采用的催Pd等贵金属；然而在非均相加氢工化剂与产品分离比较，所以主要研究开发的是非均相催化加氢。醇酸甲酯加氢乙二醇的工艺，他们的催化工艺中反应条件要求要高，并且乙二醇的收率也30％左右。雪佛龙公司在加压釜中以钴系或铜铬系催化剂进行催化加氢的反应，反应的压力10MPa以上，乙二醇的收率可80％～90％。另外ARCO公司为了降低反化剂可以让加氢反应在适宜的温度和压力下进行，然而获得的乙二醇收率太低，只有11.7％～18.9％左右。为了提高加氢反应的乙二醇收率，Tahara1982年提出了草酸酯于负载型铜铬催化剂上进行气相加氢工艺。另外联碳公司都围绕草酸酯加氢展开了一系列的研我国开展合成气草酸酯和由草酸酯加氢乙二醇的研究较晚，自20世纪70年代才院福建物质结构、、华东理工大学、西南化工、 原料及产品方案 产品名称规格 产品等产量（万吨/年乙二醇 丙 乙 主要原料 规格及消

表1- 物料名 年需要量（万吨 来 衡循环冷却 衡中压蒸 衡冷却 衡厂址概况地理位置自然条件气象、气候条件 》 主要经济技术指标

序 指标名 数 单设计规 总占地面 建筑面 年操作时 全厂总产 工程项目总投 固定资产投 直接材料 年成本费 年净利润总 投资利润 投资利税 收益 投资回收 总定 辅助设计软件应用

1-4序 软 用AspenPlus Aspen yzer AspenExchangeDesignandRating AspenProcess yzer 7KG-8AutoCAD

项目概述见《可行 》工艺流程的选择国内外工艺技术方法概述见《可行 》工艺方案的选择与总结见《可行 》工艺路线工艺流程简介见《可行 》全流程说明2-1 工艺过程的模拟仿真流程模拟软件介 SimSci-Esscor公司的PRO/II AspenTech公司的AspenPlus，Hysys英国PSE公司的gPROMS， Chemstations公司ChemCAD和WinSimInc公司的DesignII， VirtualMaterialsGroup的VMGSim，但目前用户AspenPlus、Hysys、PRO/IIChemCAD等几款软件。模拟软件的选择ChemCADPROII、Hysys、Aspen比PROII在炼油工业应用更为准确些，因其数据库中有不少经验数据，在上应用较多炼制的领域。Hysys具有优越的动态模拟功能，在炼油方面运用广泛。如今Hysys已被AspenTech公司收购，成为Aspen旗下的一个子软件。AspenPlus它是一套非常完整产品，特别对整个工厂、企业工程流程工程实践和优化和自其它许多商业流程结合。AspenPlus包括数据，物性，单元操作模型，内置缺省值，报告及工行业使用最为广泛的一个模拟软件。因此我们采用AspenPlus对该工艺进去全流程仿真模 AspenPlusV7.2进行了工艺流程模拟。在流程模拟中，我们采用了以下 运用DesignVery模块对塔设备参数进行设定，使产品符合设计要用Optimization功能和Constraint功能进行在满足一定要求时最佳参数确定反应去区间的模拟2-25bra60℃，两股流股线经过混合后进入反应器，AspenPlus7模 名 目 用RStoic

收率反应 规定产物收率分

平衡反应 用吉布斯最小自由计

活塞流反应 活塞流反应

4600.3MPa，甲苯与甲醇的摩尔比为2：125%。初分离区间的模拟2-3 物流压力为2.5MPa,温度为2000C，反应器 反应完成后物料冷凝至40℃进行气液分离，主要成分为氢气的不凝气经加压后循环进入反应精制区间的模拟示2-499.5%99.5%aspenplus模拟中采用SEP模块代替此项技术的模拟。详情见源文件。工艺流程的优化最佳操作条件，这些参数无需进行优化。下面举例说明明在建立流程时一些典型设.操作参数优化的过程，这些设备包括脱轻组份塔1，脱轻组份塔2，脱甲苯塔，闪蒸器等。 脱轻组份塔1的优化醇、1,2一丁二醇和等不容易分离的重组分杂质。由于乙二醇在高温下容易发生缩聚反首先采用RadFrac精馏模块在以下条件下对此分离过程进行模拟计算:塔顶操作压力40kPa，全塔压降定为5kPa，回流比为6，理论板数为20块，第9块为进料板，根据其中待分离轻组分的量，塔顶摩尔采出量定为7.588kmol/L。以上轻组分中，乙醇酸甲酷和草酸二甲酷模拟得到的结果是乙醇酸甲醋和草酸二甲酷的脱除率分别是95.2%和85.2%下面 2-5脱除率也不再明显增大。综合考虑，选定回流比为13，接下来理论板数对脱轻组分塔分 2-6MG- 回收塔的设计与模拟优化收塔进行模拟计算:理论塔板数为12块，进料板位置为第5块，回流比为1.2，根据待分离物2.721kmol/h以上条件的模拟结果为:塔顶轻关键组分的回收率为98.5%，塔釜乙醇酸甲酯与草酸二甲酯的回收率分别为99.5%和99.4%。在下面的分析定不变，回流比、理论板数及进料板位置对精馏塔操作的影响，并确定较优的参数。下面首先回流比对此塔的影响，从而确定适宜的操作回流比。模拟结果如下所示，随接下来理论板数对MG-DMO 由图2-8可以看出，随着理论板数的增加，塔顶H2O的回收率稍有增加，当理论板数超过1010块。最后进料板位置对此精馏塔的影响，模拟结果见图所示。由图可知，随着进料板位H2O8块板后开始减小。由此可确定适宜的进料一板位置为第8块板，此时塔顶H2O的回收率达到99.3%，而塔釜乙醇酸甲酯和草酸二甲酯的回收率分别达到99.7%和99.8%。 所以，MG-DMO108 第三章原料采购及市场原料采购主要原料本地采购合成气采购催化剂采购A12O3Pd市3.2.1主要产品标3-产品名称规格产品等级产量（万吨/年乙二醇甲//乙// 理目标市场产品策略价格策略策以上几小节见《可行 》 第四章物料衡算与能量衡算概 20万吨的乙二醇，其中有联产的物质和其他废气废料作为本厂的使用。利用AspenPlus流程模拟软件对工厂设计进行模拟，详见aspen源文件。物料衡算物料衡算的意义物料衡算的原理系统的物料衡算以质量守恒为理论基础研究某一系统进出物料量及组成的变化有：系统积累的质量输入系统的质量输出系统的质量反应生成的质量dF/dt=FIN-FOUT+GR-dF/dt=FIN- dF/dt=FIN-FOUT 物料衡算原则对于一般的体系而言，物料分布均可表示为：即（Fi-Fo)+(Dp- (1- Fi–Fo+Dp–Dr=0 Fi–Fo=0 Dp–Dr=W半间歇过 Fi–Fo+Dp–Dr=物料衡算结果合成气分离单元 4-14-TemperaturePressure111MoleMassMass00000000000000000000000000000 000000000000DMO反应器单DMO反应器单元流程图如下衡算 DMO反应器单元流程4-2DMO2Temperature 55Mole Mass Mass 00 DMO分离提纯单元衡算

DMO分离提纯单元流程 DMO分离提纯单元物料衡算5Temperature 5522MoleMassMass00000000 加氢单元衡算

加氢单元流程 加氢单元物料衡算 H2- REAC-Temperature Mole

Mass

00000000000000000000000000产物提纯单元衡算

产物提纯单元流℃ 产物提纯单元物料衡算℃REAC-H2O-DMO-1111 Mole Mass

000

Mass

0 70000000000000000 900 能量衡算概 能量衡算原则 其中，Qin——表示输入设备热量的总和Qout——表示输出设备热量的总和Hout——离开设备的各物料焓之和Hin——进入设备的各物料焓之和能量衡算任务各工段能量衡算合成气分离单元能量衡算 4-流股焓变一览TO-e111-4-6DMO反应器2 55 Q/( Hin（MMkcal/hr） 2E-DMO分离提纯单元

4-85 5522-Q/( Hin（MMkcal/hr） - 加氢单元

4-9流股焓变一览表H2-6REAC- 21

-Q/(MMkcal/hr) Hin（MMkcal/hr）Hout（MMkcal/hr） 产物提纯单元4-10℃入 出℃REAC-H2O-DMO-1111

-Q/(-- 能量衡算能量衡算的意义化工企业是能耗大的一个工生产的能量消耗很大，能量消耗费用是化工产品的主能量衡算的任务能量衡算的原理设计中关于热量衡算的基本思想和要求，遵循基与实际工艺相结合的原则，进行热量衡QinQoutQQout——表示输出设备热量的总和QI——QWHout其中，Q——设备的热负荷 W——输入系统Hin——Hout—— 第五章换热网络设计与节能减排概 换热网络设计基础换热网络合成目标最小公用工程负荷目标：QHminQCminUmin=N+L-其中：U—N—L—S该系统内分离为独立的子系统数。 T总最小面积：A iTminj

j=年操作费用+ 夹点技术设计准则夹点技术简介方法。1978年，Linnhoff等提出了换热网络的夹点问题，夹点限制了换热网络可能达到的热温差最小。为了达到最大的热回收，必须保证没有热量穿过夹点。这些使夹点成为设计中约束最多的地方，因而要先从夹点着手，将换热网络分成夹点上、下两部分分别向两头进行物流数目标准点温度，而冷物流可以用公用工程加热器加热到目标温度，因此每股热流均要有冷流匹配，即夹点以上的热流数目NH应小于冷流数目NC，即 NHN夹点之下NHNC差，物流可逐次进行匹配，不必遵守该准则。 热容流率准则配的温差始终不小于∆Tmin，要求夹点处匹配的物流的热容流率满足以下准则：夹点之上CP 夹点之上CPCP 遵循该准则，应保证匹配中各处温差均不小于∆Tmin。经验规则规则二：在考虑经验规则1的前提下， 最小传热温差最小传热温差ΔTmin的确定直接决定整个换热网络的合格与否，直接影响整个系统对能的，又不需花费大量在设备上。当∆Tmin取值较小,系统回收热量多,冷、热公用工程费用小,但换热面较大,系统造价高;当∆Tmin取值较大,系统回收热量小,冷、热公用工程的费用大,换热网络设计换热网络设计工具的换热网络，但随着计算机软件的发展，很多事情都简单化了。AspenEnergyyzer（能量Aspen在工程应用上的一个重要工具。 Aspen yzer的功能计算能量和设备投资目标提供图表结合使用的方法Aspen yzer在使用上主要步Aspen进行最佳夹点温 换热网络集成流股能量信息导入通过AspenEnergy yzer的自动导入功能对换热物流信息进行提取，手动检查物流信 5-1工艺中采用的公用工程，AspenEnergyyzer提供的公用工程有Refrigerant3，Air，Refrigerant1，CoolingWater，HP ，FiredHeat(1000)，Refrigerant5-2物物流符号温度（℃)出口温度换热量Refrigerant↑--Cooling↑↓Refrigerant↑-- 最小温差∆Tmin的确定最小传热温差∆Tmin直接影响换热网络总费用的大小：∆Tmin取值较小，系统回收的能量多，需要增加的换热面较大，换热器投入费用较高，但冷、热公用工程能量费用小；相反如果∆Tmin取值较大，系统回收的能量减少，需要增加的换热面积会较小，换热器费用较合适的最小温度差，我们利用的AspenEnergy yzer软件很好的提供我们确定最小温度差因兼顾到温度差太小总的换热面积会过大，所以选择DeltaTmin为5℃。换热目标 5-2夹点温度点温度换热问题，是多夹点问题，见图5-3：5-3 能量分析5-4全工段换热网络 5-6热流均能有冷流匹配，夹点以上的热流数目NH便能小于冷流数目NC或每股冷流股均有热节能效果程37.7%。因此该换热网络具有良好的节能效果。详情见下表：项热公用工程/kJ·h-冷公用工程/kJ·h-匹配前匹配后物流匹配节能百分率 节能减排编制说明编制依据

编制依据《 编制原则1、认真 国家产业政策和业节能计规范，严格执行本行业节能技术努力做到合理利用能源和节约能源。2、采用适合先进工艺的高效设备，严 选用已淘汰的机电产品3、设置能耗检验仪表，提高自控水平，加强计量管理节能措施回流工艺节能措施醇、烯类、水，经过精馏分离得到能够达到要求的气体）再引回反应器的，与加入的新鲜给排水节能措施 供电节能措施见可行 工业炉节能措施 (1)烟气余热，降低排烟温度燃烧室的用量。(4)完全 全厂能量综合利用其他节能措施优化全厂总工艺流程，设计好需用公用工程最少的热交换网络，节省蒸汽量与冷却水量。减少新鲜水用量，减少排污，清污分流。污水处理场进水分为高浓度污水和低浓度污水， 第六章分析化验设计的依据原则设计依据设计依 货物包装标志》GB190—《液体化工产品采样通则》GB/T《化工产品采样总则》GB/T6678—《化工产品中水分含量的测定卡尔•费休法》GB/T6283—《化学试剂气相色谱法通则》GB/T9722—《常 化学品的分类及标志》GB13690—《分析实验用水规格和试验方法（eqvISO3696：1987GB/T6682— 货 特性检验安全规范通则》GB/T设计原则工厂设的化验室、车间化验室等承担着有不同的作用。车间化验室主要担负生产过程中成品、半成品的控制分析。化验室主要担负原料分析、产品质量检验任务，并担负分析 分析化验的目的与任务中心化验室的任务车间化验室的任务分析化验室组成音和源的环境中，因此化验室不应建在交通要道、锅炉房、机房及生产车间近旁（车间化器、化学分析、辅助室（、储藏室、钢瓶室等。精密仪器室北）500mm，以便于操作与维修。室内要有良好的通停电、电压不足等影响仪器工作，可根据需要选用不间断电源（UPS。 化学分析室种化学试剂，如操作不慎也具有一定的性。针对这些使用特点，在化学分析室设计上应注可采用水磨石地面，窗户要能防尘，室内采光要好。门应向外开，大应设两个出口，以利于发生意外时的。通风设施由于化验工作中常常产生或易燃的气体，因此化验室要有良好的通风条件3 供气与供电有条件的化验室可安装管道煤气辅助用室药品储藏室由于很多化学试剂属于易燃、易爆、或腐蚀性物品，故不要购置过多。储藏室仅用于存放少量近期要用的化学药品，且要符合品存放安全要求。要具有防明火、防应遮阳隔热，门窗应坚固，窗应为高窗，门窗应设遮阳板。门应朝外开。易燃液体储藏室室28℃，品不许超过30℃。少量品可用铁板柜或水泥柜分类。室内设排气降温风扇，采用防爆型照明灯具。备有消防器材。可以符合上述条件的半室为 要求 红外光谱 的要 80%吹扫气，用干燥空气或氮气，其它气体不允许使用。配备有抽湿机和带有抽湿功能的空 如果使用腐蚀性或的样品、试剂，仪器的样品仓和光学仓需要用干燥的氮气或空气吹扫，其他气体使用。吹扫气的需低于-701/4英寸聚四氟乙烯220V，50Hz交流电，稳定并良好接地，最好能配 式UPS稳压电源仪器的功率为：45W。时还应考虑计算机和的功率，如三者均使用同一稳压源，功率应大于6000VA。色谱 的要 3、准备好能承受整套仪器，宽度适中，便于操作的工作台。一般工厂以水泥平台较佳（0.8m410KVA左右，而且仪器使用电源应尽可能不与大功率电0.5-1.0m的铁棒（丝，然后将电源接地点与之相连，总之要求接地电阻小于1Ω即可。实验方法外100mL具塞比色管中，使液层高度与比色管标线齐平，在日光色度测定GB/T3143规定的方法进行。试样的颜色与标准的铂—钴比色液的颜色目测比较，并以Haze（铂—钴）颜色单位表示仪72度分光光度计或类似的分光光度计；纳氏比色管：50100100试六水合氯化钴（CoCl.6H2O：分析纯；氯铂酸（H2PtCl6）：氯铂酸的 2.10克氯铂酸。 准备工作标准比色母液的（500Hazen单位10001.00（CoCl.6H2O）1.051.245100毫升盐6-波长（毫微米消光值0.110-0.130-0.105-0.055-水分测定 争议，以GB/T6283的规定为准。取两次 化验中心主要检测目标原料检测GB3406-90和：GB338-2004的规定，对原料甲苯、甲醇进行全分析，具体检测项6-2分析项目采用标准分析方法甲GB3406-甲GB338- 产品检测项 指等 优等 一等，(m/m) 色度（铂-钴）///5/密度灰分，%(m/m)醛质量分数（以计≤/二乙二醇（质量分数酸度（以乙酸计环保监测6-样分析项目分析方 备重量 在各弛放所、尾气处采 标志、包装 及符合GB190规定的“易燃液体”、“ 部门各项有关规定。PX应 安溶剂互溶，、乙醇及等，在如苯、甲苯、二氯乙烷等。乙二醇性质活泼，很容易发生易代谢氧化，生成的草酸，因此乙二醇不能够被广泛当作溶剂使用。另外乙二醇对动物有毒性，人类致死剂量约为1．6g／kg。因此，应采取积极的防护措施，如强制通风、防漏、密封等。所有接触环氧丙烷的应 第七章设备设计与选型概述及选型依据概选型依据选型依据《石油化工塔型设备设计规范》SH/T3030-《钢制压力容器》GB150-《管道等级号及管道材料等级表》HG20519.38-《化工工艺设计施工图内容和深度统一规定》HG/T20519- 《化工工艺设计手册下册》第三版（2003年8月 反应器的设计与选型概 化学反应器形式1237-1选型依据各反应器的对比固定床反应器固定床反应器有3种基本形式：、轴向绝热式。流体沿轴向自上而经床层，床层同外界无热交换。 器，在反应器之间设置换热器或补充物料以调节温度，以便在接近最佳温度条件下操作。反应器的优点是：、反应器结构简固定床反应器的缺点是：代之以流化床反应器或移动床反应器。若随着固定床再生技术的发展和成熟，催化剂的在3周左右，而且经济上可以接受时，采用固定床还是有许多优势的。流化床反应器与固定床反应器相比，流化床反应器有以下优点 、流化床反应器适于催化剂 修饰和反应性能恢复 移动床反应器固体物料性状以中等速度(以小时计)PX技术中，移动床反应器的缺点是控制固体颗粒的均匀下移比较，工业生产中采用模拟移动床来弥补形式 适用的反应类

混合特 温度控制性 其他特绝热固定床气固相液固 低列管式固定床气固相液固 返混 传热面积大，易控制投资费用介于绝热固定床温 流化床 流化 气固相液固相返混较大，不传热好，温度容易控能耗大，操作费用大，适

移动 气固相液固 固体返混小床内温度大，温度调颗粒输送方便，能耗大， SW6对反反应器的工艺条件

7-3条 大温度 压力 质量空速/h- 催化 ZSM-催化剂粒径 催化剂真密 催化剂颗粒密 催化剂装填密 甲苯进料量 甲醇进料量 反应器主体尺寸设计操作气速最少流化速度计算

dpumf

d2( dpumf

对于

1 dp(p)g 1

式中：dp为颗粒的平均粒径p分别为颗粒和气体密为气体粘假设颗粒的雷诺系数Red1000，将已知数据代入公式 ppd()g2 210318101.202 ppumf

1.1m/dpumf 2103Red

u 将umf代入弗鲁德准数公式Fmf0.13。

dp

umf

61.67

dp 2103 颗粒的带出速度 过床最小的颗粒等带出速度ut，其计算公式如下所示 dpumf当 d2(tu t

du0.4当

p

4()2g23ut

当

dpumf 1u3.1dp(p)g 1 ut，代入数据求得u

3.1210318101.2029.8126.38m/ 226.38m/ 2流化床操作速度操作速度u0即表示流化床在正常操作时流体的速度，一般umfu0ut，流化数表示操作速度和起始流化速度之比。即u0/umf，对与一般的流化床，1.5~10，流化数的大小选择原则是：过程为效应不大，反应速度慢，催化剂粒度细，筛分宽床内无构件和u0umf21.12.2m/ 床径的确相段直径确DT

4V

417.9533.14稀相段直径确定置设计稀相段流化速度1.5，DT

流化床床高甲醇处理量7.7kg/s，甲苯处理量12.5kg/s；由催化剂装填密度为750kg/m3，所以静床高度：

4m催化剂TT

47503.14

构件，取静床层高度1.6m。流化的流化比取2，因此床层高度H12Hmf3.2m；H(DDT) 240°，取锥高为H40.5m0.8m。HH1H2H3H43.21.0730.4330.5 其长径比床层的压降

床层空隙率床层空隙率是指催化剂颗粒间的空隙体积（Va）占整个床层体积（Vb）的 VaVpt 2000750 床层空降床层压降P及流体的阻力，它等于单位面积的实际质量（即单位面积上的颗粒质量）减附属件设计分布器压降计算

gg

Rc0.010.2(1exp(0.5D/ 3.92(10.59)(1810(PD)CPBRC2907.10.0465假定阻力系数1.85，由

uggF2F(g

ug)01.202

2

)0帽沿间距S=21+30=51，侧缝式锥帽分布板的开孔率是以锥帽立管的内径为基准的S0.952d0得

510.0215 孔数目N D2 3220F孔数目N D2 3220

沉 132.5 d04沉

P210304取侧缝速度us3uDD侧缝高度

3.222 436090.03 流化床壁厚0.33MPa，可选择16MnR正火材料，该材料在在设计温度下的许用压力 43MPa，流化床 t P C 0.33 3

2430.85流化床体的有效厚度为tetnc1c22230.218.8mm。tP(Dte)0.33(322018..8)28.42MPa 许用应力t430.8536.55MPa28.42MPa，所以应力校核合格对于扩大段

P C 0.33 3

2430.85壁厚为22mm。但考虑选材和安装的方便性，其壁厚也选取22mm。椭圆封头0.33MPa，设计温度为475℃，腐蚀裕量为3mm，封头焊接系数为0.85.选择材料为16MnR正火总程度H=1000mm；容积V=3.0853m3； 裙2水压试验及其强度校水压试验的试验压力有PT1P0.1TP20.5375MPaT

，取两者中较大值即PTDte0.5375322018.8 218.8s已知16MnR正火材料在常温下的屈服强度为s可知水压试验的筒体内壁内应力小于 ，水压试验安全旋液分离器入下料管内。一般，流体在旋液分离器内的旋转圈数N0=5，而对 f1，

1，f D3.98PdD g去允许压降P700Pa则3.9810007001010-6则D 1.810-5 DB1D0.15mH12DS1D0.075mh1D0.3mD1D H22D1.2mD1D0.15m 7.2.5反应器设计结果7-项内设计条件材料选择16MnR(反应器筒体高度反应器床径 封头设计裙座设计7.2.6机械强度校核封头设计结果分别如下表7-5所示。7-5SW6-1998试验温度许用应力试验温度下屈服点 2[]tc=n== T0.90s T=pT.(Die)=T[Pw]=(D)= t =et16MnR(正火 (板材试验温度许用应力设计温度许用应力 K1 D2=2i62hi =2[]t0.5cmin=n=压 算最大允许工作压力[Pw]=KDi0.5e=塔设备的设计与选型设计依据《板式精馏塔设计 化学工 伍钦、梁坤《化工工艺设计手册 第四 化学工《石油化工塔器设计规范 SH3098-《化工原理课程设计 贾绍义、柴诚敬主 塔设备设计原则、生产能力生产能力要尽量大，即单位塔径上气体和液体的通过量要大，在较大的气液流速下，仍不致发生大量的雾沫夹带、漏液或液泛等操作现象。、分离效率分离效率要高。效率高，所需塔板数就少，塔高相对就低，这一点对难分、操作稳定性与操作弹性操作稳定性好意味着塔对气液负荷变化的适应性大，当塔设塔型选用原则 7-7项板式塔填料塔 造 直径大时比填料塔造价 直径大，造价显著增下列情况优先选用板式塔：（1)、塔内液体滞液量较大，操作负荷变化范围较宽，对进料浓度变化要求不敏感，操作易（2)（3)、含固体颗粒，容易结垢，有结晶的物料，因为板式塔可选用液流通道较大的塔板，堵塞的性较小；（4)、在操作过程中伴随放热或需要加热的物料，需要在塔内设置换热组件，如加热盘下列情况优先选用填料塔 板式塔塔板选型板式塔塔板种各种塔板性能比较 7-8塔盘类 优 缺 适用场泡罩 较成熟、操作稳

筛 易堵塞、操作弹性较高舌型 结构简单、塔板阻力 操作弹性窄、效率浮动喷射板压降小、处理量 浮板易脱落、效率较

分离要求较低的闪蒸分离要求较低的减压7-9塔盘类型塔板效率处理能力操作弹性压结成11511393塔选型举例 脱轻组分塔1尺寸设计 7-10气相流量 液相流量m3/s气相密度