初步设计说明书-2007版

第一章项目总 项目总 设计依 设计原 产品原料来源与性 原料性 产品的性质及产 项目建设意 辅助设计软件的应 第二章总图设计依 设计范 厂址概 总平面布 总平面布置的一般规 总平面布置的要 厂区总体布局概 总平面布置的各项技术指 工艺装置的布 辅助生产及公用工程设 仓储设施的布 设施的布 生产管理及生活服务的设 竖向布 基本要 布置方 场内设 厂内设计要 本厂设 第三章原料供应及产品销 原料、辅助材料的供 原料、辅助材料的规格和用 原料、辅助材料的来 产品销 产品规 产品销 第四章生产工艺与流程模 项目背 工艺方案比 乙二醇新工艺的研 工艺方案选 工艺路线介 概 各工段流程简 工艺模 DMO加氢反应工 乙二醇精制工 Aspen工艺流程模拟优 MN再生塔的优 DMO成品塔的优 脱轻组分塔的优 第五章热量集 概 煤制乙二醇工艺全流程热集 换热物料流股的提 最经济最小温差DTmin的确 换热网络能量目标确 公用工程的确 换热网络其他目标的确 换热网络优化设 第六章物料衡算及能量衡 总 物料衡 物料衡算的意 物料衡算的任 物料衡算遵循的原 系统物料衡 能量衡 能量衡算的目 能量衡算可以解决的问 能量衡算遵循的原 系统能量衡 第七章设备选 设计标准与依 换热 概 分类与特 换热器选 换热器设计示 概 选用要 选型依 选型示 塔设 概 塔型比 塔板类型与性能比 设计示 压缩 概 选用要 设计示 储 概 分 选型示 气液分离 概 设计步 蒸发 蒸发器类型简 蒸发器选型原 加热 概 工业炉的炉 设计原 第八章自动控制系 自动控制系统概 自动控制系统设计依 设计范围及分 常用工业自动控制系统类型简介及选 生产安全保 控制系 分散控制系 安全仪表系统及紧急停 火灾探测系统及气体探测系 控制室检测内 仪表基本类型及选 主要仪 仪表选型原 设备控制方 8.8.3.6储罐的控制方 过程控制方 紧急停车系统 复杂控制系 串级控 第九章车间布 设计依 车间布 概 车间厂房整体布 车间设备布 车间划 第十章管路布 设计依 管道选 管径的一般要 管径的计算依 最经济管径的选 管壁厚 管道编 管道号组 管道布 泵的管道布 换热器的管道布 塔的管道布 管廊上的管道布 其他管道布 第十一章与设计概 设计标 系 产品及辅助原料系 原料产品第十二章供电配电工 设计依 电力负荷的分 一级负 二级负 三级负 本厂各级负荷说 供电电 变电所和配电 高压供电系统设 总压变电所设 继电保护的选择与整 车间变电所设 厂区高压配电系统的设 照明系 第十三章防雷防静电工 设计概 设计依 防雷措 厂区建筑物防雷措 防静电与接地保 化工厂防静电设施布 化工厂生产装置的接 具体接地措 静电接地的连接符合的要 第十四章通信工 设计概 设计原 通信系统方 行政管理系 生产调度系 火灾自动系 可燃气、毒气系 扩音呼叫/对讲系 无线对讲头控制系 综合布线系 全厂电信网 第十五章土建工 设计概 设计依 项目特 厂区地理情 选址情 自然条件优 地形地 建筑工 设计原 设计标 设计方 设计原 设计标 设计方 第十六章给排水工 概 编制依 设计原 给水系统设 生活用水系 工艺用水系 冷却水系 消防用水系 杂用水系 排水系统设 生活污水系 生产废水系 冷却水排 雨水排放系 第十七章采暖通风及空气调 厂址所在地气候条 设计简 设计原 设计范 设计目 设计标 通风系 设计简 设计方 空气调节系 设计简 设计方 采暖系 设计简 设计方 第十八章与维 设计说 简 TPM定 TPM特 设计原 维修体 维修途 维修的基本内 化工设备检 人员的要 人员工作职 第十九章消防安 设计概 设计依 主要 特性分析及事故发生可能 19.4.1特 燃烧的原 消防安全措 各可燃物的灭火方 基础消防措 厂区消防布 生产过程的防火防 消防安全措 基础消防安全措 厂区消防布 生产过程的防火防 消防系 稳高压消防给水系 消防水和消火 灭火系 干火系 移动式灭火系 火警探测系 火灾自动系 消防用 用水要 给水管 消防广播和消防日常消防管 第二十章环境保 概 设计依 建设项目的环保状 园区大气环境质量现 地表水环 水环 声环 固体废 环境治理措 废 废 三废处理岗位责任 噪声控 意外和容器人身安全预防措 厂区绿 第二十一章节水节 设计概 节 节水途 节水措 节 设备选 第二十二章职业安全及工业卫 设计规 生产过程中职业危害因素分 自然条 总体布 职业安 工业 燃烧与噪 腐 工业卫 车间的卫生特征分 工作场 第一章目总项目乙二醇(E)100多种化工产品以及用于涂料油墨等行业此外还可用于生产2万吨，1／3的市场需求。）油等大型国有企业中，引进技术包括英荷壳牌（S科学设计公司（SD））效缓解我国乙二醇产品供需。本项目采用由我国福建物质结构开发的“万吨级CO气相催化合成草酸酯和草酸酯催化加氢合成乙二醇”（简称“煤制乙二醇”）的技术建20万吨/年煤制乙二醇装置项目。采用高效的第二代负载整体型氧化铝钯系催化剂和第二代Cu/SiO2加氢催化剂。主要以煤为原料，通化、变换、净化及COH2CO通过催化偶联合成及精制生产草酸酯，H2进行加氢反应并通过精制后获得聚酯级乙二醇，期间通过变压分离技术衍生出碳酸二甲酯和回收甲醇产物，CO、H2、O2、N2和NO的提纯装置及技设计（2）国家现行有关政策、和标准等设计认真执行国家基本建设的各项方针、政策和有关规定，执行国家及各部委颁发的准和规范。装置设计采用可靠的安全技术，严格执行国家现行的有关安全，三废坚持体现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产品原料来源与性1.1CHN1.2所示。C2H20万C3H3.7万项目建设意的市场发展空间和机遇。近年来我国乙二醇产业发展迅速，但拥有自有知识的技术还不是国内乙二醇产业发展的主要推动力，因而基于多元化的低耗、本项目采用国内目前煤制乙二醇的技术减轻国内对乙二醇需要的压力，CO、H2NO气体CONO资源，辅助设计软件的应AspenPlus用AspenEnergyyzer进行热集成优化ASPENExchangeDesignandRating用CUP-TOWER用SW6-2011Auto-CAD3DSmax用PDsoft设计

第二章2.1采用名《化工企业总图设计规范SH/T3053-SH/T3007—HG/T20673—HG/T20546—设计本章主要介绍厂内总平面布置、场内交通设计规范及特点厂址农资、农机、汽配物流和内陆港等现代物业。42°15′45°41′、东经119°15′123°43′之间，南北长约418公里，东西宽约3705.95万平方公里。10多处，矿点30多个，还有引人瞩目的“801”稀土，储量为之最的天然3亿吨的石灰岩，被誉为“冶炼之宝”总平面布2.1厂区平面布石油化工企业厂区总图设计必须“十分珍惜和合理利用每寸土地，总平面布置，应符合下列要求1、工艺装置，在满足生产、操作、安全和环保的要求时，应联合集中23、各类仓库，宜按货物的性质和要求，宜合并设计为天体量或多层仓6厂区总平面应按功能分区布置，并符合下列要求1、各功能区之间具有经济合理的物料输送、动力供应和交通等条件，246、各种管廊、管线、线路、竖向设计、绿化等的布置要求7891010%—13、 、、15、有可能造成污染水的生产和装卸设施的布置，应考虑水、总平面布置应结合场地的地质条件进行设计，并符合下列要求23、构筑物和有室的建筑物，宜布置在水位较低、填方高度与4、有可能造成污染水的生产、和装卸设施的布置，应考虑水6U:45度不宜小于内院两翼建筑物较高屋檐的高度，且不得小于12m;15m体不得设计成U形、山形；1、线路布置应与铁路进线方位、码头的位置和厂外道路相适应，作到内外协调。使物流顺畅、短捷，避免或减少折返迂回；2、合理组织人流、货流，避免繁忙的线路与人流交叉和繁忙的铁不宜布置与铁路作业无关的建筑物和构筑物；4、厂区内道路宜为环形布置，方便生产联系，满足工厂交通、消防、5、厂外码头的陆域部分应满足工厂要求，并与厂区线路具有6、厂区道路设计应考虑基建、检修期间大件设备的与吊装要求。同时兼顾与厂外公路的衔接。总平面布置预留发展用地时，应符合下列要求4、线路应近期、远期结合，根据货物的品种和运量统一规划，分期建561、工厂总平面布置应该满足生产和要求23、工厂总平面布置必须节用用地的原则456381m242m9220212米，作为主要的物流2.1化工厂总平面布置设计的各项技术序指标名面积/序指标名单位15263748MNDMODMC-仓储设备的设计依据的规范是《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008。413个，4757m³GB50160-2008执行。离人员集中的场所明火和散发火花的地点及厂区主要人流出和人流较多的货物停车场的布置应该靠近货流出或者仓储区布置，减少空车程厂区出的布设计规范要求厂区的出不少于2个，人流和货流出应该分开布置；主要人流出应设在工厂主干道通往居住区和城镇的一侧主要货流应位于主要货流方向，靠近繁忙的仓储区，并与厂外线路连接方便；主要出出口。五个出均设置门卫室。5（构筑物自最外边轴线算起。本设计中建构筑物与围墙的最小间距为5米，符合确定全厂建构筑物的设计标高，与厂外线路相互衔接平坡式: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、4‰5‰以利于场地的排水。场内设厂内设计要使厂区内、外部、装卸、形成一个完整的、连续的系统本厂设12米，作为主要的物流急出口。五个出均设置门卫室。门（主要货流出，同时远离人流较多的道路和可能产生明火和散发火第三章原料供应及产品销原料、辅助材料的供第二代Cu/SiO2催化剂、氧气、氮气、甲醇等。3.1原料和产物的用量和规类名纯度沸点煤//本项目的主要原料褐煤，由神华公司提供。截至2014年底，神华共有13个煤炭企业，其中10个在生产煤炭企业，74处煤矿中，在生产煤矿60处，完成商品煤产量4.37亿吨，由此可见神华的煤炭资源丰富。产品3.2产品产量一序产品名单数备1万吨/2万吨/理质量保品牌提期稳定而协调发展的具有性的工作。通过性的推进，改善和提高品牌价格优针对原料来源，产品销售市场，交通条件等影响因素，选择合理的厂多层次多层次是一种超过三层佣金支付方式的销售结构，越来越受到各国的重视。从理论上讲它是最能调动人积极性的销售模式。多层次的在网上互联网不受时空的限制，可以轻松地完成跨地域性的，节约销售的大量人力、物力投入。通过公司自建的销售平台，顾客可以从容、全面互联网上日益深化的商业化过程中，作为企业组织的标识作用日显突出，虽然目前还不能从中获取商业利润，但越来越多企业纷纷上网。的商业作用和识别功能已引起注重发展企业的重视，所以本厂将在网上公司的，虽然在专业化工进行可以吸引行业内的客户，但它的影响力和覆盖面都是有限的。推广是一种按效果的网络推广方式，用少量度。它按照给企业带来的潜在客户的数量计费，企业可以灵活控制网络推广投入，获得最大回报。因此本厂还需借助推广平台来推广产品。除此之外，考虑到本厂产品的海外，我们还需借助2电子商务平台。目前国内比较出名的是连续五年被全球最2B的阿里巴巴，本厂借助阿里巴巴网上贸易平台，将进一步扩大产品市场，并与国际市场接轨，更好地完成产品销售。在市场激烈竞争的今天，随着消费者意识的提高和消费观念的变化，消情况下，更加重视产品的。因此，企业在提供价廉物美的产品的同时， 第四章产工艺与流程模项目乙二醇（ethyleneglycol）又名“甘醇”、“1,2-亚乙基二醇”，简称EG。化学式毒性，人类致死剂量约为1.6g/kg。乙二醇能与水、互溶，但在醚类中溶解是一种相转移催化剂，也用于细胞融合；其硝酸酯是一种。10长之态势1995年我国乙二醇的表观消费量只有65.69万吨，2000年达到195.71万吨，年均增长率高达24.40%。进入21世纪以来，乙二醇的表观消费量继续大幅增长，2002年突破300万吨大关，达到301.99万吨，成为超过的世界第虽然我国乙二醇生产能力和产量增长较快但仍不能满内聚酯等日益增94.0%6.0%用于防冻剂、粘合剂、油漆溶剂、耐寒润滑脂和薄膜等）的生产发展很快，20101900我国乙二醇的供需是不现实的；发展多原料、研发有自主知识的生产工艺选乙二醇的方法主要分为石油路线和非石油路线石油路线以乙烯为原料，经环氧乙烷乙二醇。非石油路线以合成气为原料，可采用多种方法合成乙二4.1图4.1石油路线和非石油路线乙二醇工艺简环氧乙烷直接水合被SD公司、Dow公司、英荷S公司三家公司。我国乙二醇企醇和水的化合物换热预热到120-160℃后进入水解反应器190-200℃水解，302.23MPa30min论值20倍，约有9%生成，1%生成三甘醇和更高分子量的聚乙二醇，降乙烯直接水乙烯直接水合法是Halcon-SD公司首先开发的，此法是乙烯在含TeO248%HBr160℃2.84MPa条件下水合生成乙二醇乙二醇二乙酸酯乙二醇单乙酸酯的混后两种产物可在70～130℃，0.12MPa60%97%94%的优点是乙二醇的选择性高乙烯消耗低与乙烯直接氧化法相比可下降的由于r物乙二醇的提浓和精制要耗费大量热能因此现在工业上已逐步淘汰这一方法。二氯乙烷水1,2-100～200℃8～10MPa压力下，于碱性介质中水解15～60min，得到85%的乙二醇。这种方法的缺点是设备腐蚀严重，产物中NaCl的分离比较,总体成本高。合成气压条件。此方法最早是由杜邦公司于1947年提出来的。该工艺技术的关键344.5MPa、190～230℃下，等摩尔比的H2、CO经液相一步合成可得乙二醇，选择性为85%副产物是丙物上，组成钌-铑双金属催化剂，在220℃、286MPa，H2：CO=1：1(摩尔比)的条副产甲醇多，铑回收率低(90%)，因此尚未实现工业化生产。过渡金属含氧酸盐催化子筛等惰性载体材料上。催化剂用量是EO的0.05%～30%(wt)。反应条件为水合过程分三阶段实施效果较好。第一阶段在无催化剂情况下进行，27%EO转化为MEG；第二阶段在催化剂存在下，93%～94%EO转化:第三阶段在无催化剂EO全部转化，MEG90%。这些催化剂对于提高转化率、滑石结构、水热稳定的混合金属框架催化剂。其结构式为：nz)/2Ezn-上述催化剂具有层状结构其中MNiQAlEV或Nb时，乙二醇和碳酸二甲酯联、O2和EO在催化剂作用下合成E和甲醇()MC和E1972年，w2004h，EC转化率为45%1974年ow化学公司发布了新的专利该专利基于动态平CECMCE。后来yrow公司30%EC多元醇随后德国的yr公司的xaco公司和英国的BP公司分别开1987xoMC的选择性达到99%以上，EG97%GMC联产技术的工业化打下了较好的基础。、由于均相催化剂回收比较，所以EG和DMC联产技术开发的主要研究据ExxonMohil公司专利介绍，碱性沸石催化剂与离子交换树脂相比，具有EGDMCEO水合以生产两个非常有价值的产品，因此很具有。现实意义和意义。非石油路线可采用天然气或煤为原料，先合成气，再用合成气通过直接合成法或间接合成法乙二醇问接合成法又根据所得中间产物的不同，分为合成气氧化偶联法(草酸酯法)和甲醇合成法。在当前高油价背景下，以煤为原料乙二醇的成本优势逐步显现，特别是以褐煤为原料，10％～20％。技术逐渐趋于成熟。神华为我国大型煤炭，有大量的煤炭资源以及成熟COH2CO通过催化偶联合成及精制生产草酸酯，工艺路线介20万/（300天计算CO4.3：4.14.2Aspen煤气化煤气化工艺是生产合成气产品的主要途径之一通化过程将固态的煤转4.3煤气化工艺100℃200℃350℃以上时,粘结性煤开始软化并进一步形成粘稠的胶泥煤褐煤等不发生此现象至400～500℃450～550℃，热分解继续进行，残留物逐渐变稠并形成半焦；高于550℃，半焦继续分解,析出余下的（主要成分是氢气800℃,煤干馏过程中生成的煤气主要成分为氢气和甲烷，可作为或化工原料。高温原料气的准备、净化以及变一氧化碳气体的通过空分制得氧气与炉内煤反应制得炉气炉MN再生与DMO合成工4.4MNDMON2，NO，O2混合进入反应精馏塔塔顶，甲醇则从反应精馏塔塔顶进入，N2在反应中充当惰性气体。由反应精馏塔行混合通过预热器加热至135C进入固定床反应器进行催化氧化偶联反应；（DMO通过DMO吸收塔进行冷凝吸收分离处理，塔顶出来的主要是CO，NO，未反应N2，此气体为亚硝酸甲酯的循环气，循环到反应精混合液体，还有部分甲醇液体，去DMO成品塔进行进一步分离；在DMO成品DMC，少量的DMO和少量不凝气，进入DMC-采出塔进行分离，塔顶得到少量DMC-甲醇变压分离-C塔常压塔分离，塔顶主要为C和还没分离完全的甲醇，通过加压泵将压力变成1PaCCCC塔塔底出来主要99.8%99.5%以上的碳酸二甲酯DC产品储罐。DMO加氢反应工4.6DMO草酸二甲酯加氢乙二醇是连串反应，首先是草酸二甲酯（DMO）加氢（MG（EG（ETOH

2H2H

C3H6O3CH4OC2H6O2C2

H

C2H6OH2O200CMO2闪蒸罐上部出来的不凝气主要为氢气加压后与氢气汇合循环进1,2-二醇，1,2-乙二醇的精制4.74.6DMO加氢反应工段得到的粗乙二醇产物到甲醇（MG甲酯，塔顶为甲醇水溶液。DMO-MG回收塔塔顶出来的甲醇与甲醇回收塔出来工艺AspenPlusMNDMOMN再生反应精馏塔的设计模拟N2，O2，NO在反应精馏塔塔底进料，甲醇从塔顶进料。反应精馏塔工艺参数为：塔板数为20块，气体进料塔板为第14块塔板，液相甲醇进料塔板为第6块塔板，反应停留时间为9秒，塔顶采出率为0.63，回流比为0.7。塔

r0.0385exp(19500)P1P0 NO4.1所示4.1000000由以上结果可以看出，亚硝酸甲酯（）基本全部在塔顶产出，进入下一步反应，O71.9%，2100%67.3%22氧化偶联反应过程的模拟90%。再生塔塔顶得出的亚硝酸甲酯混合气与CO135C0.5MPa，4.2反应前流量反应后流量00000二甲酯（DMC，对草酸二甲酯的选择性达到87%，对碳酸二甲酯的选择性达到7.3%NOMN的再生。DMO吸收塔的设计模拟DMO吸收塔是用甲醇对反应后的物流进行冷凝洗涤的过程。塔顶的气相出料连甲酯。DMO吸收塔的工艺参数为：操作压力为2bar，理论塔板数为30，甲醇从塔顶第一块板进料，进料温度为20C，吸收塔顶气相出料温度为35.6C，塔底48.1C。4.34.3100%，碳酸二甲酯的100%，符合设计要求。对草酸二甲酯的分离过程进行设计与模拟反应工段。DMO采出塔塔顶设置一个分凝器，冷凝液用于回流，气相采出去的0.1520.634.4所示。表 DMO采出塔模拟结塔顶流量塔底流量对常压塔分离过程的设计与-99.8%99.5%计一个常压塔和加压塔进行变压分离，先对两个塔进行参数的设定。常压塔的操作压力为0.1MPa，理论塔板数为216块塔板进料，塔顶采出率为0.7783，摩尔回流比为3.5；加压塔的操作压力为1MPa，理论塔板数为1751.30.9761。4.54.598%99.9，符合设计要求。DMO我们选择的反应模型为RSoic规定草酸二甲酯的转化率为0.98，乙醇酸甲酯的转化率为0.94，为了更加符反应器的工艺参数为：进料物流压力为2.5MPa，温度为200C，反应器入口H2/DMO的摩尔比为60,40C进行气液分离。冷凝闪蒸罐底部为4.64.6DMO反应后流量循环气流量闪蒸罐底部流量4.74.7不凝气流量塔顶甲醇流量塔底流量064%99%塔底排出，进行下一步的分离。1,2-丙二醇，1,2-1,2-丙二醇，1,2-丁二醇和甘二醇关分1,2-丁二醇和乙醇的混合物存在共沸点，乙二醇的分离过程相对复杂。因此ASPEN1,2-丙二醇，1,2-丁二醇和甘二醇的组分。因为乙二醇在高温下容易发生缩聚反应生成聚乙二醇，乙二醇的沸点为197.3C，为了防止乙二醇的缩聚，此脱轻组分塔在减压下操作，同时降低塔釜40kPa5kPa，1328110.476。4.8所示：4.8质量流量0000000排出，塔底乙二醇的质量分数达到99.9%，以装置运行300天计算，本流程乙二20万/吨。（2）DMC-MG回收塔的设计模4.9表 DMC-MG回收塔模拟结质量流量0000099.9%，99%。Aspen工艺流程模拟优需进行优化下面举例说明在建立流程时一些典型设备操作参数优化的过MNMN4.8利用Aspenplus中的灵敏度分析工具ModelysisiTools对反应精馏塔的MN亚硝酸甲酯MN亚硝酸甲酯4000600.0800.0100001200.0 0 4.9MNMN亚硝酸MN亚硝酸甲酯200.0400.0600.0 4.10MN4.90.70.80.81.0时趋于平衡，因此，我们0.7。由图4.10可知当理论塔板数为18块时酸甲酯的摩尔流率为最大值，20块塔板为理论塔板数。3.14.10能耗指冷凝器热负荷/（kW/（kW总热负荷/（kW分析反应精馏塔塔板液相停留时间对O24.11得，随着停留反应时间的增大，O2的质量分数不断的89秒之间，O2的转化率接100%O293.2为分别为反应精馏塔塔顶与塔温度压力总摩尔流率总质量流率质量流率0000水000000001水001.46E-00从反应结果来看，O2基本全部反应，转化率接近100%，亚硝酸甲酯基本全DMODMO吸收塔后，目标产物草酸二甲酯中还有碳酸二甲酯和甲醇，通过利用Aspenplus中的灵敏度分析工具ModelysisiTool对DMO成品塔的参对DMO成品塔理论塔板数的优5.05.05.56.06.57.07.58.08.59.09.510.010.511.011.512.012.513.013.514.014.515.015.516.016.517.017.5VARY1T0104PARAM1214DMO成品塔的塔顶采出率的优0.50.80.014.13DMO0.641对DMO成品塔摩尔回流比的优0.10.94.144.13DMO0.85后，草酸二甲酯的质量流率没有明显变化，因0.85。140.850.6399.8%15304.1521块时，常压塔塔底甲醇的质量分数达到了99.8%，碳酸二甲酯的质量分数只有0.0025%，当他叔继续增加时，质量常压塔摩尔回流比的2.53.54.16DMC-3.5。213.5加压塔理论塔板数的99.5%10254.1717块塔板时，甲醇和碳酸二甲酯的质99.8以上，符合设加压塔摩尔回流比的0.72.54.1899.9%。常压塔和加压塔塔顶采出率的的-和加压塔塔顶采出率分别对常压塔和加压塔塔底的甲醇和碳酸二甲酯的质量分数进行分析，得出以下结果所示，4.19DMC4.22DMC量分数达到99.8%，加压塔的目标产物碳酸二甲酯质量分数达到99.5%以上。当0.77830.97614.12表 常压塔和加压塔的塔底采出率结TemperaturePressure1Vapor0MoleFlowMassFlowVolumeFlow MassFlow2.61E-Mass4.54E-1.97E-5.24E-213.5，塔顶采出率为0.7783171.30.9761。表 常压塔与加压塔的能---对脱轻组分塔塔顶采出率的优轻组分从含有乙二醇的混合液中精馏出来。为了达到乙二醇的质量分数达到99.9%0.30.454.230.410.41时，乙二醇99.9%，符合设计要求。第五章量集概能量的内部集成和多级高效利用，以响应国家节能减排的号召。同时在设备投资和运行费用之间寻找平衡点，为企业创造更大的空间。为此，我们利用ASPENTECH公司的ASPENENERGYYZERV7.2进行计算机辅助换热MNDMO合成工段、DMC-甲醇变压精馏工段、DMO加氢反降低生产成本。通过对流程流股的深入分析，利用AspenEnergyyzer设计换（GCC煤制乙二醇工艺全流程热由AspenEnergyyzerV7.2软件全流程模拟中的工艺物流模拟数据导5.1所示：图5.1DTmin由AspenEnergyyzerV7.2软件进行分析最小温差与经济费用间的关系，（2,16,图5.2DTmin图5.3全流程模拟温度-图5.4表5.1能量目标数HeatingCooling表5.2最小传温5℃冷流股夹点温℃℃℃℃℃热流股夹点温℃℃℃℃℃5.3表5.300Refrigerant2.74E-LP0VeryLow8.90E-Cooling2.12E-MPHP2.50E-MP2.20E-0LP1.90E-表5.41-2s&tube表5.5Minimumfor 表5.6CapitalOperating5.5换热面积最小换热网络5.7CostIndexsCost%of3.302e-NumberNumberTotalTotal图5.6表5.8CostIndexsCost%of1.922e-NumberofNumberof 表5.9换热网络类NumberofNumberof44第六章料衡算及能量衡总20万吨。原材料的消耗、“三废”排放量及组成，以及产品收率等各项经济技术指标，物料副产品的产率，确定原材料消耗，确定生产过程的损耗量，便于技术人员系统中的积累=输入-输出+生成-消耗输入=输出-生成+消输入=输能量持一定反应温度所需的移出的热传递速率为反应器的设计及选根据能量守恒定律，任何均相体系在tQ入Q出Q 式 Q入：输入设备热量的总和Q：损失热量的总和。QWHout- ∑Hout：离开设备的各物料焓之和∑Hin：进入设备的各物料焓之和第七章备选设计标准与依7.1JB/T4730.1～6-SH/T3030-GB151-换热、各种类型的换热器作为工艺过程必不可少的设备，广泛用于石油化工、动、(1)7.2量60℃。U。150℃1.2MPa紧凑、效率高、易，使用温度不大20m2。5。11~20。5。选型原易或检修，壳程必须走洁净且不易结垢的流体。当两流体温差较大时，可采（2）U形管式换热器这种换热器壳程易于，但管子，损坏管子难503353843。高温端的温差不应小于20℃，低温端的温差不应小于5℃当在两工艺物流20℃。在冷却或者冷凝工艺物流时，冷却剂的温度应高于工艺物流中易结冻组5℃。当冷凝带有惰性气体的工艺物料时，冷却剂的出口温度应低于工艺物料的，5℃。较脏和易结垢的物流应走管程，以便和控制结垢。若必须走壳程，则应采用正方形管子排列，并可用可拆式（浮头式、填料函式、U形管式）19mm料（如立式热虹吸式再沸器为方便，采用外径25mm或38mm的管子；1.25～1.51～6。454540～50%20～35%的裕量。7.3公称直 管 折流板间—4500~—600~1500~—900~<——7500,1400~<——7500,—17007500,———7.3.3.2选型步AspenPlusHeatX模块进行简捷计算，关键是传热系数的估计，有关物系的K值经验数据如下表所示。7.4K传热系数K管 壳水水水水水水水7.5甲醇-质量流量进口温度出口温度出口压力根据物系条件，取总传热系数为300W/(m2·℃)，计算结果显示所需换热面27.1m253774kW。SS0.2m2·K/kW0.15m2·K/kW。由所需换热面积查固定管板式换热器（JB/T4715-1992）系列，初选换热器型号：BEM600-0.35/0.35-28-2/19-1即封头管箱形式为BEM公称直径325mm，2m19mm2mm整取值。计算结果表明所需换热面积为m2，实际换热面积为27.1m2，裕量33.68%，管程压降4.0kPa，壳程压降4.3kPa，管壳程流体流速均比较合理，说新建EDRAspenPlus软件的相关计算数据及几何尺寸导入，核对45度正方形改为正三根管与我国标准不同可以忽略EDR软件计算结果可知管程压降2.4kPa，2.6kPa20.3%，说明EDR校核通过。泵另外，泵在火箭供给等高科技领域也得到应用。为了满足各种工作的不同需要，就要求有不同形式的泵。应当着重，化工生产用泵不仅数量大、7.5编 指叶片 容积1范围2345有有6质泵、对输送易燃易爆或贵重介质的泵要求轴封可靠或采用无泄漏泵，腐蚀性材料，如AFB不锈钢耐腐蚀泵，CQF工程塑料磁力驱动泵；对输送含、对输送易燃、易爆、或贵重介质的泵，要求轴封可靠或采用无泄漏泵，腐蚀性材料，如AFB不锈钢耐腐蚀泵，CQF工程塑料磁力驱动泵；对输送含经济上要综合考虑到设备费、运转费、维修费和的总成本最低7.6进料泵（度较大或含固体颗粒；泵温度一100℃；工作时不能停车100%流量变动范围大，扬程低；泵温度30~60℃；工作可靠性要50%~100%；100℃；液体一般处于气液两相态，NPSHa小；工作可靠性要求高；工100%50%~流量较小；扬程较低；泵温度50%~50%~1.0~1.2MPa；100%泵0.1~0.2MPa；机械1.1～1.5倍作为最大流量。装置系统的管路布置条件指的是送液高度送液距离送液，吸入侧》此处以甲醇精馏塔进料泵P0103为例，使用由《化学工业的智》通过aspen20.5L/S、并通过手算的扬程约为15m。操作过程示例7.17.27.37.4IX1100-80-125A，其他泵的选择按照如上方式逐个塔设塔器是气——1）SDMC-T0105根据Aspeng塔模拟结果知塔径为1900mm板间距为650mm提取AspenplusCUP-TOWER进行软件计算，通过比较来7.6所示。7.6℃℃123456789--3）CUP-TOWERCUP-TOWER可以用来计算塔盘，在掌握了塔盘工艺结构的具体计算步骤之将不同序号塔板的工艺参数输进软件内，并设定每块塔板的操作范围在140%7-5选择塔盘类型为筛板塔，塔径设定最初是根据Aspen模拟得到的塔径进行7-650%100%10%强度，堰上液层高度，以及降液管停留时间等的设计结果。CUP-TOWER结构参 负荷性能02操作/性。CUP-TOWER可以用于不同类型的塔板，计算方便，便于塔盘选型。SW6-201120块塔板分两段筒体，输入7.97.107.118.0级以上，保证生产安全7.12压缩0.2MPa0.02MPa时称为通风机。对于易燃、易爆、或贵重的气体，要求轴封可靠；对于腐蚀性气级应符合性环境的区域等级。以气体进料压缩机C0101C0101C0201、C0301循环气压缩机。下面以气体进料压缩机为例介绍压缩机的选型。气体进料45℃0.1MPa，要求压缩机的出口压力0.5MPa,2446.1m3/min0.5/0.1=5,根据排气压力，排气6000kg储、储罐主要用于在化工生产中的原料或产品等，储罐是化工生产、、储罐容器的设计要根据所的物料的性质、使用目的条件、现场安、DMCV201产出量为135.06m3/h,取回流罐罐的时间5.4min,则计算得到的容积VVt135.065.4

.13 DN2200mmL回流罐的封头尺寸为曲面高度h1350mm，直边高度h225mm6266mm气液分离(1)气体流速u07.13（2）计算方法ucKG

L

0G式中uc为丝网自由截面积相关的气体流速，单位m/sL分别为液体和气体密度，单位kgLKG为常数，通常KG=0.017。V0丝网直径DG0.0188Guc式中uc为丝网自由截面积上的气体流速，m/s,由于安装的原因(如支承环约为(50/70*10mm),l00mm,求出丝网直径DG。（LLHL

D为容器直径，m；VL为液体流量，m3/h；t为停留时间，min；HL为低液位和高液位之间的距离，m1-145）直径：两相混合物的接管的直径应符合下式要Gu2G式中uGLGG

3.02103

LGLGDPVLVG为气体体积流量，m3/h；大出口流速uGmax≈20m/s。密度大时，选用较小的气体出口流速。任何情况下，蒸发循环式换热（1）循环管式蒸发1.5m/s一下。为使蒸延长操作周期和减少次数，采用列文式蒸发器。2.53m/s以上，故总传热系数亦较大。要求加热蒸汽有较高的压力。设备庞大，消耗的材料多，需要高大的厂房。加热室单独放置好处之一是可以降低整个蒸发器的高度便于和更换；1.5m/s。单程型换热1）20～50m/s，减压下汽速可达100至160m/s或更大些）。溶液被上升的蒸汽所带降膜式蒸发器可以蒸发浓度较高、粘度较大（0.05～0.45Pa·s）、蒸发量较直接接触传热的蒸发7.15（它是将通常是煤气和油）与空气混合后，在浸于溶液中的燃烧室内燃（ 由生成垢的成分（硫酸钙、磷酸钙、硅等可利用的热源（水蒸气、电力等pH加热工厂自产的炼油厂气和装置产生的气等。的是采用加热的火焰加热炉而火焰加热炉又按不同的种类分为固体加较长是使用。掌握新的，了解国外设备，材料及零部件产品情况，使设计第八章动控制系自动控制系统自动控制系统（automaticcontrolsystems）是指在无人直接参与下可使生产自动控制系统设计依8.1名HG/T20507-HG/T20688-HG/T20505-设计范围及分根据大赛设计任务书的要求和实际设计的需要，本设计为项目包括的MMDMO合成工段、甲醇与DMC变压精馏分离工段、草酸酯加氢工段、乙常用工业自动控制系统类型简介及DCS（分布式控制系统、PLC（可编程逻System控行业又称之为集散控制系统。DCS是计算机技术、控制技术和网络技术高度Controller，它FCS是现场总线技术与智能仪表管控的现场总线控制系统，在主要控制器上采用带处理器的智能仪表。通过使用现场总线，可以大量减少现场增加现场一级的控制功能，系统集成大大简化，并且十分简便。、DCS控制系统，系统的设计采用合适的冗余配置和诊断至上显示和在、电、、化工、冶金、建材诸多领域的完整。生产安全保设置必要的紧急停车和安全联锁系统（ESD）及系统可燃或气体可能泄漏和聚积的场合，设置可燃气体或气体检测控制DCS20ma串行连接接术。DCS及其它子系统被设计成与这些单独的操作员子工艺区相匹配一般每个控制台至少有4个DCS操作员站操作员可从其它子系（如SIS、FGS等）察看并打印信息。工程标准（以IEC61508及IEC61511为基础）按安全完整性等级（SIL）来设计SIS。SIS设计成“故障安全”型基础结构。紧急停车（ESD）包括在SIS联锁系统设计中。在SIS装置现场就地安装的开关或控制室（CCR）安装的开关进行紧急停车漏及/或火灾。及诊断状态将送往CCR进行图形显示和。FAS和GDS独立于DCS和SIS检测器应直接接到该系统而不用中间卡件。FASGDSDCSDCS操作员站显示、并打印其状态。控制室检测内测值、计算数据、统计表进行自动、显示和打印。故障：当系统中有设备的指标超出设定范围后，以预定方式发仪表基本类型及选流量仪压力仪温度仪Φ100。集中检测一般采用铠装热电偶（分度号为K）和铠装热电阻（分度号为Pt100。温8.8.1.3物位仪时根据特殊工况可选用运动阻尼式液位计、液位计等。现场仪表是工艺参数的主要工具，是确保自动控制系统正常运行和为节约人力成本，减少强度，应选用高稳定性、免或低者和可式的传感器（如超声波、电磁式等。尽量选用不断流拆卸式和周期较长的仪表，方便管理泵的控制方泵的设置截断阀一般采用闸阀方便泵的更换维修等操作泵吸设置过滤器4.18.1压缩机的控制方以避免直接调节进口流量而导致端负压严重的缺陷。8.28.2换热器的控制方8.38.3精馏塔的控制8.4所示：8.4反应器的控制方为防止工艺变量进入区或不正常工况，应当配备、联锁装置8.58.5反应器反应段均匀设置温度监测点并设置温度联锁液位测量仪和阀门组成的简单控制系统进行控制；压力控制通8.6过程控制方本项目主要分为：MM再生与DMODMC变压精馏分离要部分的控制方案见下面的PID流程图。8.7MMDMOPID8.8DMCPID8.9PID8.10PID8.11PID紧急停车系统安全仪表至少为两套。ESD紧急停车系统按照安全独立原则要求，独立于DCSDCSESD系统是处于静态的，不需要人为干预。作为安全保护系统，凌驾于生产过程控制之上，实时监测装置的安全性。只有当生产装置出现紧急情况时，不需要经过DCS系统，而直接由ESD发出保护联锁信号，对现场设备进行安全保护，避免扩散造成巨大损失根据有关资料当人在时刻的判断和操作往往是滞后的不可靠的，当操作人员生命时要在60s内作出反应错误决策的概率高达99.9%。准则。该动则动，不该动则不动，这是ESD系统的一个显著特点。当然一般安全联锁保护功能也可由DCS来实现。那么为何要独立设置ESD系统呢？因为于较大规模的紧急停车系统应按照安全独立原则与DCS降低控制功能和安全功能同时失效的概率，当DCS部分故障时也DCS处理DCS系统是过程控制系统，是动态的，需要人工频繁的干预，这有可ESDESD可以避免人为误动作。ESD紧急停车装置，在行业以及大型钢厂及电厂中都有PLCPLC的复杂控制8.128.12第九章间布设计9.1名《和火灾环境电力装置设计规范HG/T20670-HG/T20549-GB50251-GB50253-SH/T3052-GB12158-车间有关的意见，最后由配管集中各方面意见完成此工作。位置，这是车间布置设计的，也是车间厂房布置设计的依据。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。车间内要留有原料、、产品的空地及、操作通道考虑安装安全防护装置的位置会导致操作、安装和检修的，甚至发生安全事故。9.2序 项 净安全距离123456789轴拆装有时，距离还须加大）凡火灾性为甲、乙类生产的厂房，在通风上必须保证厂易燃气体或防止产生静电、放电以及着火的性。有的设备最好露天布置，室内布置要加强通风在楼上和室，而且设备周围要设有防腐围堤。面积及通道。0.5m的一端。厂房长度超过36m时，则吊装孔应设在厂央。2.7m以内。考虑设备检修、拆卸等的起重设备600mm。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、的或者对卫生方面有特殊要求的工段必须设置的浴室全厂生产车间包括MM再生与DMODMC变压精馏分离MMDMO车间天布置，分三层，每层间距为6000mm，车间宽12000mm，长30000mmMM再生反应塔、甲醇精馏塔、DMO吸收塔、DMODMC车间天布置，分三层，每层间距为6000mm，车间宽12000mm，长12000mmMC6000mm12000mm6000mm9000mm该车间内包括甲醇回收塔、脱轻组分塔、DMO-MG回收塔。为保证良好的通风第十章路布设计依HG/THG/THG20559-GB50160-HG20546-管道选4m/s85%，真空下最100m/而堵塞管道，但也不宜太高，以免加速管道的腐蚀或磨损。确定管径后应选用复合管材的标准规格对工艺用管道不推荐用DN32、DN65、DN125的管子。式 V为流体在操作条件下的体积流量ud为管子内径，mM=E+M——E——每年消耗与克服管路阻力的能量费用（生产费用A——P——MMM为纵坐10.1常用公称压力下的管壁公称直管子外管壁厚度3333333336445644467446957667-99-9-注：表中PNMPa管道编12.1第一部93项）01、10等。01999常不用O和I。，L～ZO、X不用12.2所示12.2常用国内标准压力等级代LMNP顺序号用数字表示，从1开始10.3常用管道材质与代号对代ABCDEFG304母表示，其代号字母键《管道仪表流程图隔热、保温、防火和隔声代号》93要时(如离心泵的吸人管道不可能时)，也可埋地或管沟敷设。埋地理，带隔热层的管道很难保持其良好的隔热功能等，故只有在增加不安全因素，污物清理等。埋地管道顶与路面的距离不小于2m以上。表面的间距，上下并行时一般不应小于0.5m;交叉排列时，不应小于求压降小的管道，如泵的进口管道、加热炉的出口管道、真空管道等，。当管道改变标高或时，应避免管道形成积聚气体的“气袋”或液体的“口袋”U和“盲肠”。如不可避免时应于高点设排气阀，低点设排液阀。高点排气口最小管径为DN15，低点排液口最小管径为DN20(主管为DN15排液口DN15)高粘度介质的排气液口最小管径为DN25。上的管道外，DN≤25的管道可不设高点排气口及易燃易爆液体管。、管道布置不应挡门挡窗应避免通过电动机配电盘的上空、“气袋”DN15~20蒸汽往复泵、计量泵、非金属泵的吸须设过滤器，避免杂物进入泵内泵的管线和阀门的重量不得压在泵体上，应在靠近泵的管段上装设恰任何物。人孔应设在安全、方便的操作区，常将一个塔的几个人孔设在一条垂线上，使管架的梁随较小的弯矩。小直径的轻管道，宜布置在管架的部位。第十一章设计概表11.1各种物料周序物时备1煤1525区35区45甲醇储罐（循环使用设计标由于甲醇、乙二醇、亚硝酸甲酯、一氧化氮、一氧化碳等都是易燃物，为保证安全与，储罐的选择与布置以及施工安全遵循了以下标准：11.2表11.2执行列名 标准NB/T47003.1-SH/T3068-系风地带装置根据不同用途确定不同的时间以便设计装置的尺寸。仓库主要用于存放车间杂物等，应该设置在邻近车间的场所，并方便和适应风侧。设备均为液体的立式、卧式容器。储罐分别设有一定高度的防火堤进行，耐火时间大于3h，减少储罐发土初凝时，干撒在基面上，采用机械抹光施工，经整体后形成坚硬耐磨层。5米的消防用地。产品及辅助原甲醇遇明火高热易燃遇明火高热或与氧化剂接触有引起燃烧的。若遇高热，容器内压增大，有开裂和的。因此它的必须严格按。相应品种和数量的消防器材。罐储时要有防火防爆技术措施使用易产生火。3m/s1000m30.6倍储罐直径；当储罐体1000m30.751.4m高的。以防止发生起火事故后对储罐产生应力求做到通风良好，避免死角，避免深坑，以防止可燃气体系古科尔沁经济开发区工业园内。我们所用的原料来自于我们的总厂神华。这个公司煤炭资料丰富，在内有煤炭产业，可以直接由公路输送而来，减少了原料的距离，节约了成本，也减少了原料在家提品；这样即节省运费，又节约时间。的迂回交叉以及无效的往复并避免物料中的路线过场等现象。第十二章电配电工设计依12-1《35kV～110kV《3～110kVHG/T20666-SH3038-电力负荷的分中断供电将造成人身伤亡者；中断供电将在政治、经济上造成重大损失者;料为易燃易爆物质，突然中断供电可能造成及火灾，危及人身和设备安全，供电电110kV的额定电压，使用架LGJ-120/20GJ-35考虑到供电突然中断的，厂内设置有静止型UPS保安电源系统，以保障工厂供电的连续性。UPS5ms以下，频率稳定度在25％。变电所和配电8％～16％。工作电源采用110kV，用线路引入，厂内总降压变电所中装设一台主变10105000KVA35/10kV35kV架空线路接成线路变压器组。在变压器高压侧设SF6断路器。这便于变电所的控10kV侧采用单母分段接线。主变压器低压侧SF610kV10kV备用线路也经少油断路器接在另一分段上。各车间的一级负荷都由两段母线供电，以保证供电可靠性。10kV母线的分段断路器在正常时10kV母线侧，工作电源与备用电源之间设有备用电源自动投入（BZT10kV（4）10kV照明系380/220Ve.充分考虑到道路实际的照明情况，依据工程学的视觉理论，本厂室外路第十三章雷防静电工设计概些物质在生产与经营的过程中当建筑物雷击之后会大功率雷电放电，形成火花引起燃烧或者，造成巨大的破坏和人员伤亡。同时化工产品在成型作业及过程中，会产