化工设计实训提纲

＜化工设计实训＞课程考核报告内容提纲油田伴生气生产车用压缩天然气产品（CNG（压缩、脱碳、脱水、脱轻烧、制冷、压缩、储存）.设计基础（项目背景和设计依据）项目来源及依托单位（包括具体地理位置和条件）产品市场情况（依托单位周边需求、市场价格、供需关系等）装置原料情况（组成、流量及其他条件，原料气扣掉氮气）产品及副产品规格（组成要求、压力温度要求等等）装置规模及构成（处理能力、生产能力、主要单元操作等）催化剂或化学消耗品规格公用工程及能量规格性能指标（能耗、原料利用率、产品及副产品收率等等）经济效益核算建议采用的规范、标准（国家标准、行业标准等等）.流程说明（关键技术原理及结合PFD图的流程描述）工艺原理及特点主要工艺操作条件（关键单元操作的温度、压力、换热负荷、物料配比等等，列表说明即可，有设备位号、设备名称等）工艺流程说明（按顺序介绍工艺过程及其操作效果，物料的来源及去向,工艺设备的关键操作条件）工艺流程图PFD（工艺设备及其位号、名称；主要工艺管道；特殊阀门位置；物流编号及操作条件，包括温度、压力、流量；换热设备的负荷；公用工程的名称、操作条件和流量；主要的控制和联锁方案）物流数据表（物流号与PFD图一致）.物料平衡（进出平衡表）工艺总物料平衡公用工程物料平衡.消耗量一览表原料消耗量公用工程及能耗（水，注意分类、电、蒸汽、氮气、仪表空气等）催化剂或化学品消耗量.界区条件表.卫生、安全、环保说明装置中危险物料的性质及特殊要求（查MSDS,化学品安全技术说明书）卫生、安全、环保说明三废排放说明.工艺管道及仪表流程图PID.主要控制说明.工艺设备数据表.自控仪表仪表索引表仪表数据表.管道数据表.设计基础（项目背景和设计依据）项目来源及依托单位（包括具体地理位置和条件）大连理工大学受stone公司（以下简称stone）的委托，基于stone提供的《xxxxxx〉〉、«xxxxxx»开发和编制《xxxxxx工艺包》。xxxx公司的地理位置和条件，说明选址和地域优势。坐落于山东省东营市东营区东营地区是销售公司的主要销售地区，作为最大的销售区域，东营地区用气量较大，如城镇居民生活燃气，当地加气站、小型肥料工厂、小型工厂等工业用气。区位优势得天独厚，胜利油田技术先进。山东省规划市域高压、次高压天然气管网建设包括东营区、河口区、东营经济开发区、垦利县、利津县和广饶县，公司对东营市26个乡镇实现管道天然气供应，建设以开发区门站，滨海新区1#门站为起点的市域高压环网，结束了东营单起源供气，汽车加气难局面。同时胜利油田采用先进的技术对天然气管网进行技术改造，从而科学地提高了天然气的商品率。公司控制东营市气源引进工作，掌握了市场主导权。胜利油田天然气销售公司争取到东辛线及城区管网的资产和运营管理权，抢占了东营地区气源引进的控制权，确立了公司东营地区分销商的地位，占据了市场的主导权，对胜利油田天然气销售公司的天然气外输产生了积极的推动作用。产品市场情况（依托单位周边需求、市场价格、供需关系等）自行上网查找数据调研，撰写报告大力推广CNG气车，以天然气代替汽油和柴油等作为汽车新燃料，是有效降低汽车尾气污染的重要方式。目前中国正处在工业化过程中，大气污染和环保压力尤其大，在中国发展低污染的CNG气车，不仅是改善城市大气质量和人们生活条件的迫切需要，更是发展低碳经济、保护生态环境，追求可持续发展的需要。随着中国城市天然气管网的建设和私家车的快速增加，适应市场多元化需求，优化配置能源结构，大力发展CNG气车将会成为政府节能减排的重要工作。但目前受气源紧张及管网影响，中国CNG气车和加气站主要集中在气源地附近，如四川、重庆、乌鲁木齐、西安和兰州等地。天然气供应方便，气价低（仅为油价的40%〜50%）是CNG气车快速发展的主要驱动力。世界范围内石油资源日益枯竭，原油价格更是节节攀升，而天然气的探明储量和开采量每年都在增加，天然气价格一直比较稳定，甚至略有下降。在中国国内，天然气价格弓汽油价格存在较大差价，CNG气车的发展具有经济基础和推动力。CNG气车的天然气消耗量比汽油汽车燃料消耗量低25%,以同行400公里的出租车为例，初步测算使用天然气为原料出租车会比使用汽油为燃料的出租车节约燃料费用40%左右，经济效益相当可观。随着中国国内汽油价格的不断上涨，越来越多的私家车和政府公务用车也开始在改装成CNG气车，以节约运行维护成本。因此中同CNG气车会越来越多，并推动中国整个清洁汽车产业的大发展。目前山东省内天然气的供应主体为来自中石油、中石化和中海油，占比为89%另外还有11%!以LNG形式送达终端的。其中中石油和中石化在山东运营有国家级天然气管道，分别是中石油西气东输二线和中石化榆济线，另外还有中石化济青线，董家口接收站LNG^输管线以及中石油泰青威线等，中海油海上气田开采天然气主要进入省级管山东省交通用气主要为CNG气车加气。近两年随着国家对电动汽车补贴和扶持力度加大，电动汽车逐步取代CNG气车成为经济环保的象征，各省公交车和出租车陆续开始“气改电”，我省各个城市的公交车改电现象也较为普遍。因此随着电动汽车的发展，未来我省交通用气量存在进一步下降可能。目前山东省CNCm场价格约为4.2元每kg装置原料情况（组成、流量及其他条件）Xxxx装置的原料包括：①xxxx气；②xxxx气；其温度、压力、流量、组成等参数见表xxx（可多个表）。表1原料温度、压力、流量、组成XxxXxxxXxxx。质重流里kg/h1059.997.7115.0。体积流量Nm3/h1692241367。正常温度（C）404350。压力[MPa(G)]0.900.900.90。密度（kg/m3）5.4173.4862.697。粘度（cP）0.01270.01130.0105。热容(kJ/kg/K)3.033.834.62O分子量14.049.097.02H2[vol%]CH4[vol%]H2s[mg/Nm3]H2O[vol%]合计100.00100.00100.00产品及副产品规格（组成要求、压力温度要求等等）本装置的主要产品是（什么指标的什么产品），其它副产品为（什么指标的什么产品）。具体数据见表xx

表1产品温度、压力、流量、组成粗氢气燃料气16111627。质重流里kg/h797.94064.1。体积流量Nm3/h51983020。正常温度（C）4061。压力[MPa(G)]2.530.72。密度（kg/m3）3.4329.297。粘度（cP）0.00930.0119。热容(kJ/kg/K)8.782.12O分子量3.4430.17H2[vol%]95.182814.4243CH4[vol%]1.912932.9432C2H4[vol%]0.00000.0002H2s[mg/Nm3]18.06.5H2O[vol%]0.51020.0116合计100.00100.00装置规模及构成（处理能力、生产能力、主要单元操作等）根据设计工况，xxxx装置的年（xxxxh/a）原料加工能力达到xxx亿标方，可产出xxx产品约xxxx千万标方，xxx产品xxxx千万标方。表1xxxx装置的主要设备一览设备名称设备编号备注原料气缓冲罐D-0401利旧原料气水冷器E-0401利旧一段膜前分液罐D-0402利旧一段膜前精密过滤器BFi-0401AB利旧一段膜前预热器E-0402利旧一段氢气分离膜HM-0401A〜L利旧/换膜一段渗余气压缩机C-2101禾小日/改造

二段膜前精密过滤器BFi-1601AB二段膜前预热器E-1601新建二段氢气分离膜HM-1601A~J新建C-2401禾小日/改造催化剂或化学消耗品规格xxxx规格及消耗量厅P名称规格初装量正常消耗1Xxxx公用工程及能量规格循环水规格及消耗量序号位号名称工作方式a#t/h备注1E-101解吸气水冷器连续282E-103氢气水冷器连续133E-104压缩氢气水冷器连续194K-101AB富氢气压缩机连续28注释15K-102AB富氢气压缩机连续59注释1总计147热水（95°C）规格及消耗量序号位号名称工#^8M:t/h备注1E-102膜前预热器连续112设备/管道伴热消耗冬季2间歇总计13

低压蒸汽（0.90MPaG）规格及消耗量序号位号名称工#^8M:t/h备注1E-105热水预热器连续0.45冬季总计0.45压缩机电力消耗厅P位号名称效率%电功率kW备注1K-101AB解吸气压缩机85290注释22K-102AB富氢气压缩机85760注释2总计1050公用工程消耗汇总序号项目消耗指标备注每小时每吨进料注释31循环水/吨14724.12用热热媒水/吨1333低压蒸汽（0.90MPaG）吨0.450.1冬季4电/kWh1050213注释45中压氮气/Nm31500间歇，开工注释46仪表风/Nm350注释4性能指标（能耗、原料利用率、产品及副产品收率等等）经济效益核算原料价格按照热值折算成天然气，再乘以0.7的系数，再乘以天然气价格CNG价格按照天然气的1.4倍，轻炫价格按照等热值天然气的1.5倍循环水0.5元/吨；电0.8元/kWh;蒸汽200元/吨，仪表空气0.3元/标方,氮气0.8元/标方压缩机按轴功率，每100kW投资50万元核算；制冷机按轴功率，每100kW投资65万元核算；其他压力容器，按照设计质量*20#钢价格*1.5倍换热器，按照设计质量*20#钢价格*2.0倍精储塔，按照设计质量*20#钢价格*2.0倍就地仪表按照500元/件，集中仪表的传感器按照5000元/件；调节阀按12000元/台（＞150mm）、8000元/台（80-150）、6000元/台（其他通径）管道等其他设备投资为上述主体设备投资的20%基建及安装工程等占整个项目投资的30%。设备折旧，动设备按照12年线性折旧，静设备按照15年线性折旧，仪表折旧按照5年。建议采用的规范、标准（国家标准、行业标准等等）.流程说明（关键技术原理及结合PFD图的流程描述）工艺原理及特点主要工艺操作条件（关键单元操作的温度、压力、换热负荷、物料配比等等，列表说明即可,有设备位号、设备名称等）工艺流程说明（按顺序介绍工艺过程及其操作效果，物料的来源及去向,工艺设备的关键操作条件）举例：炼油厂的xxxx炼厂气（xxxxMPaG）在缓冲分液罐D-0401中汇集后，进入冷却器E-0401中降温至40°C左右，在气液分离罐D-0402分离凝液，然后进入精密过滤器BFi-0401AB脱除固体杂质及残余的液雾，再进入预热器E-0402中，升温至xxx°C左右，使进入膜分离单元的含氢炼厂气远离轻姓露点，避免对膜分离组件的损伤。工艺流程图PFD（工艺设备及其位号、名称；主要工艺管道；特殊阀门位置；物流编号及操作条件，包括温度、压力、流量；换热设备的负荷；公用工程的名称、操作条件和流量；主要的控制和联锁方案）物流数据表（物流号与PFD图一致）物流编号160116021603。相态VVL。质重流里kg/h4862.04862.00.0。体积流星Nm/h821882180。正常温度（C）394040。压力[MPa(G)]0.900.870.86。密度（kg/m3）5.1214.956840.315。粘度（cP）0.01250.01250.6516。热容(kJ/kg/K)3.113.114.04O分子量13.2613.2618.02H2[vol%]65.509465.50940.0002CH4[vol%]13.314513.31450.0000C2H4[vol%]0.00010.00010.0000C2H6[vol%]5.31095.31090.0000H2s[mg/Nm3]13.769613.76960.0755H2O[vol%]0.32700.327099.9998合计100.00100.00100.00.物料平衡（进出平衡表）工艺总物料平衡公用工程物料平衡8.主要控制说明本界区范围内现场仪表的防爆等级：ExiaIICT4（本安型）和ExdIICT4（隔爆型）现场仪表的防护等级：IP65电磁阀的防爆等级：ExdIICT4（隔爆型）。xxxx装置的仪表及控制系统包括：DCS集中监测点xx个（按照传感器进行统计：xx个温度监测点、xx个压力监测点、xx个流量监测点以及xx个液/界位监测点）；现场仪表xx个（xx个现场温度计、xx个现场压力表、xx个现场液位计），自控阀门（调节阀、切断阀和开关阀等）xx个。xxxx装置附属公用工程系统依托原系统及周边其他设施。接线箱为隔爆型，防爆等级为ExdIICT4,接线箱的电气接口采用NPT螺纹形根据工艺要求，xxxx装置的自控设计以单参数控制为主，仪表空气用量约为50Nm3/h0控制流程图见管道及仪表流程图。除压缩机自带的控制回路外，包括xx个控制回路：xxx压缩机(C2101)前，压力一流量调节阀按照设计要求，压缩机C-2101处理能力预计为8000Nm3/h,对应入口压力为0.72MPaG如果原料气流量超过压缩机处理量，入口压力升高。当管道PG-201601-200-2内的压力持续升高，超过0.85MPaG时，压力高报(PICA-1601),流量调节阀(PV-1601)打开。xxx罐(V-1601)底部，液位一排液开关阀按照设计要求，原料气冷凝后在xxx罐(V-1601)内进行气液分离。随着生产的进行，xxx罐的液位逐渐上升。当远传液位传感器LT-1601显示V-1601底部液位超过300mm时，液位高报(LICA-1601),液位调节开关阀(LV-1602打开,当V-1601的液位低于100mm时，液位调节开关阀(LV-1602关闭。9.工艺设备汇总表忤号位号名称榆收)搬作条件尺寸Unint体枳Im1)图号备注介质温度(℃>压力C1P*口宜很氏(而废1Yd川解吸，绳i中什酒端h含源炼厂气(75,S2%>-Ui«劭1000Z500?23脚前讣液那1善氢烧厂至<7411%)JU1.771000223■I-fj7.ae占卜口At继冲■1*r>14n0,101200同岫3班4|压缩氢1螳冲wJdfcij,,<.Jt—r4U工界J2UJ।30003.855火超分源犀1冷於「油污水31山为211(Ml216.,J-Jife?『L.Iftn嗓代疗水,昭i低压攘汽-500.U90工口一灿0.064—FI710,地址辽宁.以铺，川。称-官«气体脆，临>•中国石油大然气股价行限公司•辽河4化分公心・现.八.■♦入—vlXihitri^rtHhi£河石化富履'I体腰M也文件，3F17KM13.共,8虬设备汇总表(换热器).设备汇总表(换热器).中号位号名称致“命类型操作条件热负荷(k\V)面枳(m2).图号备注介即温度(C)压力ZP岬1E-10I解吸气水冷器.1舛管式新环札♦00.3531068.76BES含氧炼厂气,125.1W1.802E-102腴前情热器1.列管式热水,75)50249.6.4674■BES含义炼厂气.1.75.■In⑥大招空到设备汇总表(压缩机).顼1」:辽河石化。，工体股同收..J文件号：F171O-O13,Wb笫・6,贞共8页.JFi7ia地址.辽宁.书锦.项II名做富汶气体脱网收.*中国石汕天然气股份行梁公,小辽河百化分公司.主…•国设计所段.工艺也序号位号名称台数类型操作条件聚设计液垃图号*注掇作备用介质，入口温度g出口温度(r)入口压力(\U~G)出口压力(MPaG)(k\V)(NmVh)1K-101.AB枫二压缩乩1h往复式<111401250.61.8290，6600(110°.)^*■2K-102/\B娅气.压缩机.1L在女式X饰厂气401250192287607810(110%)设备汇总表(泵).项卜1:江河石化宫汉气体膜回收..，文件卜力F17104H3,修改，第X女共8页..项U%F1710.地址.1辽宁.砧福.项LI名称.东氧气体铁对收，中国心汕大然气般份4阳公，小辽河公化分公“.1：•…项•*设计阶段.1:艺包.序号位号名称台数类制操作条件轴功率正林流■.材质图号需注操作备用介也温度(r>入口.出口.压力压力(\IPaGMMPg(k'V)1P-10LAB.污油案11离心式.HZE5O-5O.315B冷凝合油污水,310.09.0.8.43.2■1.2.P-102.AB冷寂水泵11.岗心式25NB15O，小求175.0.9.1.9.3.80.5..自控仪表仪表索引表（横版）仪表索引,1文件号mFt6l2-5O1H修改一-16-虬UIK.-'K》二1全剧位It位也出联」U胆KxW与』流程图号rm若一注.温度位去1-ILA-1601H612-2JT1O-C-2WISWt（l出口息度慌L气热生僻TIB-1601桶人索牛棚riA-i^iDCS指小6T&I6DIF16122T&I6OL匚二KM「r'/¥.，口巾气溪度讦1^1-201601-200-1现场也充驰％仪表7TG-I60I-FIM2-2TG-160I「二101匕%叽出口归.飞温鹿汁PG-2G1M2-100-2住表索引表,:j..文件号।F1CI2-3M一-L性曲*T*16虬.Ilfs-S&,■JjJ二r；F-Ut-At1HF步检测位置？I仪表名你.管道设番号.■押用号FIO番・7,JF】>!!PDlA-1-yn.H6I2-2n-imBli-|64l|AH\gjLV智能历力变i£就PO-2<J1602-100-2P1IL16D2输工安空概H1M21X3也不，PT-1^)3RFi-IXlAR出口阜:7T智能出力杳送叁Ki-2a|6(l；V]ft]-2植入京虫鹿PIIM3PCS指示一PDLV1MLDCS王茶指卜布警、,JF唾3K塞VK3Jga律委「亲己।击IXlxin711<■*,■•Il、।-ii--*_-f>|-m.—*,3&._ri-UHtd5加我11-t-fJ^4zrHeLTh.JU-«文件号cF16.J2-50L修设一■菊♦贝……其”6,页.仪表但号.验总位置.仪表名林,音道设餐号，流程图号叫壮希”•注.16P(i-16011⑹，2PG-1601C-2101任菰凡人口得一气压力表PG-2OIM1-2M-2氏埼糖装IXP<i1603F16I2-2PG-IWJ2C-2101压缩机入口喝厂气■压力和P(i-2<]|(01-2^1-2现场收杳

位费索引表.文件号：FI612-50U修!■%•giJibo庭w第9页.一,，..|i,.[ft.九IJfl至r1A<K则位置，^位我名监“'管道设番号.流程图号P1H备一注.流・仪表251IQ-WOI.11612-2Lt-1Nil1匕101田地也出口-孔柝渔■计>K>2016(l2r|(nwZL-rm-1601输入毒/橘1IQ1^01tX-H指点：计"位表索引辛丸F1612501waa第-记，共,16,员.O―1二lx-1K15Lq*检i用位此文发幺H“管1苴1上盍1曲陞凰}Fill.A•b汪.油位仪表二’UCA-160I!■1612-2.i.riM]BH-1M1AWW.方曲育通海位用BFU前］西IIB^I60!渝人安全阳LICA1601唾液◎指示授制呻普LOBUIWI靠出去专怦，MM电，两门定位器一LV-t«i2图书园♦开关》.oS-：0Ini?-；5-2-s10.2仪表数据表

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