理工学院化样年华团队初步设计说明书

第一章项目总 项目总 设计依 设计原 原料方案及产品规 原料方 产品规 第二章厂址选 选址原 厂址概 交通................................................................................基础设 人力资 规 消防安 第三章总平面设计 设计依 工程布置原 工程布置要 厂区总体布 总面积本质设施一览 总平面布置各项技术指 厂内设 厂内设计要 本厂设 第四章乙二醇项目产品工艺规划方 项目背 工艺概 选择原 工艺流程设计的原 乙二醇现有工艺介 石油路线现有工艺技术方案特点概 环氧乙烷直接水合 环氧乙烷催化水合 碳酸乙烯酯 工艺技术方案比 工艺选择结 工艺原 反应机 工艺路线介 工艺优 成品塔节能优 换热器传热优 第五章物料与能量................................................................................物料..........................................................................................能量..........................................................................................第六章塔设备的设计与选 塔设备概 塔设备的选型设计依 塔设备的分 塔形选择原 塔盘的选 塔设备设计示 塔径的计 溢流装置计 塔板布置、浮阀数和排列方 塔高的计 浮阀塔工艺设计计算结果汇总 第七章换热器的设计和选 换热器的概 换热器的类 换热管规格选 换热器壳程数和台 工艺条件选 换热器机械设 换热器的选型步 确定主要的物性参 换热器型号的初步设 传热管排列方式及管心 壳体内 折流 换热器的初步设 换热器的工艺数 第八章压缩机的设计与选 压缩机的概 压缩机选型依 压缩机选型原 压缩机选型示 第九章罐的设计与选 储罐概 储罐的选型依 储罐的选型示 储罐类 储罐的设计与选 第十章泵的设计与选 泵概 泵选型依 泵的选型原 泵的选型依 泵选型设计示 第十一章反应器的设计与选 概 固定床反应 流化床反应 环氧乙烷反应器的设 反应机 催化剂的选 工艺条件的选 原料指 环氧乙烷反应器的设 反应器尺寸的确 液体分布板设 壳程换 管口设 反应器进口 反应器出口管道设 折流 第十二章车间布 概 设计依 设计目 技术要 车间内各工段的安 车间设备布置原 车间设备布置的一般要 车间布置说 车间布置 第十三章管路布 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 管道号各部分含义说 管道布 管道敷设原 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 第十四章自动控制系 自动控制系统概 自动控制系统设计依 设计范围及分 全厂自动化水 生产安全保 动力供 仪表用压缩空 仪表用电 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 主要仪 设备控制方 储 离心 压缩 换热 反应 蒸发器（板式精馏塔 复杂控制系 串级控 比值控 分程控 第十五章供电与配电工 设计概 设计依 设计范围与步 负荷等级与电源要 供电条 供配电系统设 变电所和配电 高压供电系统设 车间降压变电所设 厂区高压配电系统设 区划分和设备选 15.7.1区划 15.7.2区域电气设备选 电气设 继电保护的选择与整 照明网络设 第十六章防雷防静电工 概 设计依 防雷措 厂区建筑物防雷措 露天储罐、气罐及户外管道防雷措 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 第十七章电信工 设计概 设计依 设计原 电信方 火警...............................................................................第十八章给排水系 概 设计依 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 第十九章采暖通风及空气调 设计概 设计标准与依 设计范围及目 设计范 设计目 设计方 采暖方 通风方 空气调节方 第二十章分析检 设计依 设计原 检验项 第二十一章环境保 概 设计依 自然环境概 社会环 环境质量现状与评 设计中的环保措 第二十二章节水与节 设计说 节 节水途 节水措 节 设备选 第二十三章和维 概 TPM体制定 TPM体制特 设计原 维修体 维修途 维修的基本内 化工设备检 维修人员的要 维修人员的工作职 第二十四章消防安 设计概 设计依 消防安全措 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 日常消防管 第二十五章职业安全及工业卫 设计规 职业安 燃烧与........................................................................噪 腐 工业卫 车间的卫生特征分 工作场 72%。201370%，这说明，中国（1）2015“恒逸-三井化学杯”第九届大学生化工设计竞赛参赛指导书《化工建设项目可行性内容和深度规定》2005年10《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技 （2000年修订《石油和化工产业结构调整指 《中民环境保《中民劳动安全法国家及省市的环境、自然、社会、经济方面的有关资国家和地区、建设等有关法令本项目的目标是为中国海洋石油化工设计一座采用清洁生工艺乙二醇的分厂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在保证工艺生产安全、可靠的前提下，尽可能利用的设备、材为减小一次投资规模，活跃周转，采用滚动建设原则，即一次规施，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，污染物的排放必须达到规定的指标工厂安全运行和操作人员的健康不受坚持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源及质量进算与；1.1≤5×10-C3C3≤10×10-≤2×10-≤20×10-≤10×10-≤10×10-硫（H2S计≤1×10-水≤5×10-≤10×10-≤1×10-沸程（（82-≤30×10-1.212345671.3123电度表1.4乙二醇质量标准（GB/T4649-12 —3加热 5——4密度5沸程（初馏点 干点 6 —7 8 —9 ————紫外透过率——220nm 275nm 350nm 1.5二乙二醇质量指标（石油化工行业标准（SH1056- 23密度4水含量 5沸程（初馏点 干点 6718铁（以 —9 —1.6序 指标名 优等 合格 一等 密度 水含量 灰 沸程（在 1.7产品名 规格 级 单价/（元吨乙二 优等 二乙二 优等 三乙二 优等 厂址应靠近水量充足的水质良好的水源地，当有城市供水，水和设备的工厂，还应注意沿途是否具备条件。有较净度要求的生产企业厂址，应选择在大气含尘量低，含菌浓断层带地区和基本烈度为9度以上的区根据以上原则，我们初步选择的厂址 临港工业区本项目位于市金湾区高栏港，该工业区是1999年7月挂牌成立的市五大经济功能区之一(其前身是1993年4月成立的港管理区)，地处珠，海港总体布局规划》经交通部和省批准港被定位为沿海主枢——130，1102311199810076.47029264010平方公里，生活配套区30平方公里。随着《珠角洲地区发展规划纲图2.1临港工业区地理位、、、《珠角洲地区发展规划纲要》将定位为珠江口西岸城市，区域性港口物流中心和我国内地对外开放的门户直达高栏港的“一号工程”广珠铁路于2008年4月全面开工建设，2012年底通车，连通珠江西岸与铁路网建设中的港大桥将高栏港纳入到以为中心的“两小时辐射圈内。高栏港高速、机场高速于2012年通车，使高栏港形成与西部沿海高速、高5000吨级船舶可达肇庆，3000吨级船舶可达广西梧州，直接腹地延伸至广西湖南等地区而近在咫尺的广州和五个机场，更与高栏港相映，形成了海空联运的独特优势。依托主枢纽港，凭借完善的立体交通网络高栏港可实现海河联运海空联运水陆联运和独特的管道，、、、公路：粤西沿海高速、高速、京珠高速、太澳高速公路、城际快速铁路及广珠铁路、港大桥距广州160公里、距200公里、距广州机20068.481003020125年，年货物吞吐能力将超过8000万吨。水路与珠航道西江相连，可实现、其他：广州到的城际快速铁路、港大桥，是泛珠三角区域合作的重点项目之一广州至准高速铁路直通高栏港周边有广州、 、5010万吨。其中生活给水系统由市西区给水厂和乾务给水厂供给。工业原水系统：由虎跳门的南水镇内有和记黄埔参股的发电厂，总装机容量为372万kW，首期目西侧100米处建有220kV变电站一座，电源引自。国海油两台9F热电联产机组将于2013年底投产。盈德气体公司和空气产根据《高栏港经济区热电联产专项规划，高栏港经济区的高压热负荷由电厂提供，成集中供热。工业区附近现有两个电入网点，一个是西侧港务局附近的榕门。这两个接入网点已与平沙、28，、生活环境优美各地的人才在这里，从高级专家到熟练技术工人，一应俱全。目前有中山大学、吉林大学师范大学、理工大学等16所国内著名大学在设立分校或产学研此外还有城市学院，、2008年底《珠角洲地区发展规划纲要》明确将定位为珠江口2012年，，33%企业，企业所得税两年免、三年减半期过后，可延长三年减按10%征收。，注重本质安全高栏探索实施的化学品安全综合方式被省安全生产监督管理局定位为“高栏港模式”21个地级市推广。3.1中石油文件《工企业总图设计规范SH/T3053—SHT3007—SHT3007-《化工工厂总图施工图设计文件编制深度规定HG/T2056-工厂总平面布置应该满足生产和要求。生产作业线应通顺、连续工厂总平面布置必须节约用地的原则，注意因地制宜，结合厂区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，工艺装置，在满足生产、操作、安全和环保的要求时，应联合集各类仓库，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各种管廊、管线、线路、竖向设计、绿化等的布置要求约厂区通道的预留宽度，应为该通道计算宽度的） 与构筑物埋深相适应的填方地段；）、（15）有可能造成污染水的生产和装卸设施的布置，应考虑、构筑物和有室的建筑物，宜布置在水位较低、填方高度与构筑物埋深相适应的填方地段；有可能造成污染水的生产、和装卸设施的布置，应考虑45宽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；当可能有有15m筑形体不得设计成U安静要求的场所。噪音控制尚应符合现行GBJ87-1985《工业企业噪音到内外协调。使物流顺畅、短捷，避免或减少折返迂回；合理组织人流、货流，避免繁忙的线路与人流交叉和繁忙的地，不宜布置与铁路作业无关的建筑物和构筑物；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厂外码头的陆域部分应满足工厂要求，并与厂区线路具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。本项目厂址选择在市金湾区高栏港遵照所列设计规范的要求进行设计，160.5m107m，厂区总占地17173.5m2。整个厂区分为四个部分：紧邻罐区以便，布置在厂区西边，罐区西侧。详细布局见图3.1。3.13.1序序 建筑名 建构筑物占地面积 建构筑物耐火等 火 性等1234567893.2 1236m7%89厂内设厂内设计要满足生产、、安装、检修、消防及环境卫生要求，线路短捷，人，使厂区内、外部、装卸、形成一个完整的、连续的系统。本厂设本设计方案中共设置了4个出。其中1号门主要服务人流；2号、3号门负责物流；4号门用作人流、物流及紧急疏散。4个出均设有保安室。本设计中，装卸区设置在厂区的西侧，紧邻2号、3号门（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花的地点。 于1号门和周围各生产管理部。乙二醇，英文名称为ethyleneglycol，别名：甘醇，1，2-亚乙基二醇，简称C2H6O2（CH2OH）21.115（20℃（20℃3.2%~15.3%，是最简单的二元醇。乙二醇是无色无臭，有甜味液体，二醇（PEG）是一种向转移催化剂，也用于细胞融合；其硝酸酯是一种。。4.1中文名称：1,2亚乙基二 英文名称 化学式 ：- 闪点 自燃温度积蒸气压：20℃时7Pa 吸 性短期接触的影响 球震颤）酯纤维和聚酯塑料的原料，也可用于生产其分、溶剂、润滑剂、表面毒的草酸，因而不能广泛用作溶剂。将乙二醇添加到流体中，可防止油基液压流体对系统中橡胶的侵蚀以乙二醇为主要组分的水基流体是一种不能燃烧的流体，运用于飞机、汽车和高温作业的模压机。乙二醇有许多重要的衍二硝酸酯与乙二醇二硝酸酯相似，也是一种重要的工业。高分子量聚生物。用作润滑剂、水分保持剂、溶剂以及橡胶和食品工业的，亦用于配作为剂、稳定剂、分散剂、增湿剂、发泡剂和悬浮剂等。乙二醇与尿素反应1，2-二溴乙烷反应，生成二氧的可靠性及安全性等既先进又符合经济上合理指生产的产品具有经济①是否符合国家有关的政策及③原、辅材料和水、电、汽（气）环境保护是建设化工厂必须重点的一项内容，化工厂容易产生“三废”，我国目前对环境保护已设计时应防止新建的化工厂对周围环境产生严放标准，符合环境保的规定。化生产的工艺技术路线才能称得上是成工艺技术路线工厂设计工作的最终面，而忽视不成熟、不稳妥的一面。生产实践考验的新技术不能用于工厂设的技术运用到工厂设计中去。另外，对于实际应用中的工艺流程的也应采取尽可能采用先进设备、先进生产方法及成科学技术成就，以保证①多采用已定型生产的设备，以及结构简单和造价低廉的设备④工厂应接近原料和销售地域，或有相应规模的交通系统尽量减少三废三废三废的回收和综合利用在我国“三废”治理和环境保护已纳入轨道国家规定了各种有害物质的乙二醇生产技术主要分为生物质资源路线、煤化工路线、路线目前技术路线是以玉米淀粉为原料生产山梨醇，山梨醇加氢生产二元醇。由于国家粮食政策的保护目前仅有长春生物化工开发以玉目前研究的煤制气合成乙二醇技术路线主要有三种（如下图所示4.1Gibbs自由能增加的反应，△G500k=6.60×104J/50MPa230、缩合法氢甲酰化法等，但是这些方法研究的还不够深入，离工业化尚有很、草酸酯法的研究最为深入，分两步进行，CO与亚硝酸酯气相催化合成草酸CO与O2的副反应发生，脱氢选择性要求较高。目前路线乙二醇的生产基本上是以乙烯为原料在贵金属银催化剂作用70％左右。90%。国内外相继开展了系列EG新技术研究，可分为石油路线和合成气路线，主要以石油路线为主。石油路线是以乙烯为原料，经EOEG，该路线中有环大多采用该法。该工艺是将EO和H2O尔比1:(20~22)配成混合水溶液，在190~220℃，1.0~2.5MPa下反应，EO全部转化为混合醇，生成的乙二醇水溶液质量含量大10%左右，然后经过多效蒸发器脱水提浓和减压精馏分离得到EG及副产品(DEG)和三甘醇(TEG)等。混合醇中EG、循环 乙二

T1-T2-T3-T4-T5-乙二醇塔4.2一般地，直接水合法生产EG反应中，为了提高EG的选择性，在反应物中加入大量的水。这是因为随着水量的增多，EGEO分子进一步碰撞反应要解决以上EG装置存在的问题，就要在EO水合的关键技术上进行突破性的研究，即降低水比，提高EG选择性，简化工艺，降低能耗、物耗。为此，国证较高的EG选择性。国外比较有代表性的有S公司的非均相催化水合法和UCC公司的均相催化水合法。国内有大连理工大学、石油化工等。S公司早期曾采用氟磺酸离子交换树脂为催化剂，在水比(7.2~36):1、反活与再生等问题。鉴于此，S公司开发了一系列催化剂来解决此问题，如4.2表4.2S公司开发一系列催化剂及其催化下的EO水合工艺的比年 催化 水 反应温 EO转 EG选 率 性季铵型酸式碳酸盐阴 离子交换 聚有机硅烷铵盐负载 型催化 多羧酸衍生物催化剂 “OMEGA”是S公司研发的工艺之一。该工艺采用有机磷鎓盐催化10%DEG和TEG“OMEGA”3万吨/年的EG中试EG75万吨/EG2009~2010UCCMO、WV等多价态过渡金属含氧酸盐催化剂进行Al2O3、SiO2或分子筛等载体上。这些催物EG中，从而增加了不必要的分离提纯步骤，同时也对产品的质量造成不利影VMOW催化剂流失问题，UCC公司又开发具有水滑石结构、水热稳定的混合金属框架催化剂。在水比(5~7):1150℃、反应压力2.0MPa条件下，EO96%，EG97%。大连理工大学进行了EO催化水合EG的均相酸碱协同催化反应体系和非均相催化反应体系的研究。对催化剂的活性、EG选择性及反应条件进行了考EO均相直接催化水合制EG所用催化剂为无机盐和杂多酸的复合物。杂多K3PMO12O40·7H2OKI续的管式反应器中进行。当水比为(4~8):1、催化剂用量2%~15%、反应温度多酸(盐)γ-Al2O3SiO2，杂多酸及其盐为磷钼酸、磷钼酸钾、磷钨酸90%。碳酸乙烯酯法(又称环氧乙烷间接法)合成EGCO2EO在催化剂作用ECECEGECEG和DMC联产法。Halcon-SDUCC触媒等公司于20世纪70年代后相继开发出EC水解合成EGCO2和EO在催化剂EGHalcon-SD公司二步法工艺是从反应器出来的混合物经吸收器CO2抽提，得到EO、CO2H2O的混合物，混合物再EC，ECEGCO2。随后该EO，经第一吸收塔和汽提塔后，在第二吸收塔内用含EC、EG和碳酸化催化剂的溶液洗涤EO蒸气，形成EC反应富液，然后CO2EOCO2906.18MPaEC。EC从反应液中汽提后分层，上层回到第二吸收塔作为洗涤液，在下层的EC中加入水，在同一催化剂作用下水解生成EG。该工艺特点是：EG99%，在保持EG高选择性和EO高转化率的同时，大大EOECEO的但EC水解制EGECEG工艺。EOCO2在KI160℃时进行酯化反应，EO99.9%，EC选择性100%。EC的水解反应用活性氧化铝为催化剂，EG99.8%2002年三菱化学公司开发了以EO为原料经EC生产EG工艺。水比为(1.2~1.5):1，EG99.3%~99.4%EO40%的EOCO2EOECEG，ECEGEG进入EGEG。催化结构式为(RI)4P+X-，其中RI为烷基和芳团，X为卤素基团。该催化工艺具EG的酯化反应，第二步是EC和甲醇(MA)DMC和EG的酯交换反应，两100%的反应。化学方程式如下所示。DowDMC和甲醇共沸物，提高了EC的转化率，并通过冷却结晶和萃取精馏的方法分离DMCEGBayer公司、TexacoBP公司分别进行了这方面的研以EG和DMC联产技术的开发主要侧重于非均相催化。国外许多公司进行了这达99%以上，EG的选择性达97%以上，ExxonMobil公司开发了以碱性沸活性、选择性和再生性。这些技术为EG和DMC联产技术的工业化打下了较好4.3所示。4.3SDS公季铵型重碳酸盐交换树脂或负载于离碱金属或碱土金属无子交换树脂上的多反应温度反应压力EG选择EGEGEG少。有中试试验结EC；可以综合利用再吸收得到一定浓度的环氧乙烷水溶液，再经CO2汽提塔脱除CO2后，进入绝DEG、TEG等副产品。经分离、精制得到产品乙二醇及副产物。CO2浓度在一定范围内，将洗涤过的反应气体经压缩乙烷产品靠位差流至EO罐区，经环氧乙烷产品冷却器冷却至-5℃后进入环氧乙烷球罐。即O2+4Ag(邻近1/4为氯所覆盖，这类氧的吸附可完全被抑制。33kJ/mol的非解离吸附，发生于当在表面上没有四即O2+Ag→Ag60.29J/mol，即6O-(吸附)+C2H4→2CO2+2H2O+6即85.7%。本装置采用碳酸钾、硼酸、五氧化二钒、catacarbcatalyst922按一定的比KHCO3与蒸汽接触被再生成K2CO32002年扩建后，为了提高碳酸盐的活性，向碳酸盐中加入五氧化二钒和硼本装置在绝热管式反应器中，EO1:22摩尔比在高温、高压下非催化水合反应生成EG，反应约半小时，环氧乙烷可接近全部转化，反应的选择性90%左右。由于EO也可以与EG及其较高级的同系物发生系列副反应，DEG、TEG等副产品的产生。C-D-H-S-D-H-E-R-32145T-E- E- E-6789E-4.399.95（VOL2.7MPaG01010101被壳热水冷却（冷却温度根据催化剂的性能而定，离开（E-0101）的反应0103（0101（65%0101）压缩机（C-0101的氩气排放阀送往膜法乙烯回收装置，以维持循环气中氩13.4%（mol）。2~4wt%汽化，并靠热2.27MPaG蒸汽总管中，反应器蒸汽包压力由两个阀来控制，一个是阀，另一个是微调阀阀可以提供粗略的压力控制而微调阀提确的压力控制靠调节蒸汽包的压力来控制反应温度。行比较，当蒸汽压力与设计值偏差大时，表明需要重新调整阀。而偏差过高。反应器气体冷却器（E-0101）的壳的水被通过E-0101管程的反应器出D-0102中产生中压蒸汽。D-0102E-0101之间的循环也是靠D-0102中的水通过两个降液管进入气体冷却器E-0101而汽1.4MPaG蒸汽总管中，3.2MPaG的高压蒸汽接管，用以在开车时加热用。蒸汽包D-0101D-0102安有连续排污组件。4.49240mmSulzer350YMDEA溶液经过吸收塔（T-0201）MDEA溶液逆流接触，二氧化碳被吸0201器（E-0201）45℃。冷凝分离后出吸收塔尾气缓冲罐（D-0201）100单元。来自吸收塔尾气缓冲罐（D-0201）的液体部分经D-0201接触塔（T-0201）底部已吸收二氧化碳的富MDEA溶液，根据接触塔（T-0201）进料气体湿度要求，在解吸条件下温度为67℃~73℃的富MDEA溶液，通过富/MDEA热交换器（E-0203）MDEA90℃~92℃，MDEA溶液进入MDEAMDEAMDEAMDEA溶液，通过一个液位调节阀进入再生塔（T-020236100mm0205（D-0202）E-020402032.06MPaGC-0201中被压缩）MDEA闪蒸罐（D-0203）MDEA溶液靠重力进入MDEA溶液泵（P-0201）的，贫MDEA溶液由MDEA溶液泵（P-0201A/B）经新增的富/MDEA热交换器（E-0203）和贫/气热交换器（E-控制的形成设有消泡剂加入系统和溶液清洁的机械过滤器为避免消泡剂失4.5水力透平，回收了部分能量作为P-0301的驱动力，在透平过速跳闸时可从旁路管线通过并由限流孔板提供所需压力降，此时电机承受P-0301所需全部功率，流经透平的富循环水再经循环水换热器E-0302被来自解吸塔塔釜泵（P-0302）101℃然后经限流孔板闪蒸加到解吸塔（T-0301）的顶部。36KPaGT-0408、T-0502塔顶冷却器（E-0507＆E-0508）0.54MPaG低压蒸汽提供。解吸塔塔底物料被解114℃的贫循环水用解吸塔底泵（P-0302）打到0301（0301（MEG400#各效蒸发器的回流。通过控制循环水的排放量使贫循环水中的乙二醇以避免过量的产生。0303，在那里03020303T-0301塔顶。环氧乙烷的气体分别进入T-0303底部，气相中的环氧乙烷被冷却后的工艺水吸030118KPaG，塔顶压力由去回收压缩机分离罐的流量或放空量4.6（T-0408的蒸汽）CO2，乙二醇进料解吸塔顶汽提92.56%的环氧乙烷，在循环返回到再吸收塔。T-0401塔底含04010402129~130℃,1.4MPaG的蒸汽，讲进料加热至反应150~152℃。器22：1的情况下，产生的一乙二040204030405040604070408040504060407040804090410DEG/TEGA部分的喷射泵凝液一起送入一效45℃，送入废水池。040404060405040705080411E-0411下部的粗乙二醇物料通过P-0404A/B送0501E-4.7050105020504A/B塔还可以接受来自T-0503塔顶采出。乙二醇脱水后的物料从塔底取出，用P-0503A/B泵送往乙二醇精馏塔（T-05020502MEG0508，在吸用汽提蒸汽，未蒸发的水进入D-0501，通过P-0501A/B返回到循环水槽内。纤维级一乙二醇产品以液态侧线采出，经MEG产品冷却器（E-0509）冷却后送到MEG中间槽（F-0503）中，也可以直接送到脱醛床脱醛后，进入F-0503中，最后有MEG产品输送泵（P-0508A/B）到界区外。MEG5%MEG塔冷凝器（E-0507&E-经过滤后送到E-0506E-0506高压蒸汽加入量。E-0506出口物料进入E-05052.06MPa蒸汽加热。05100501，MEG沸器（E-0511）2.27MPaG蒸汽提供，E-0511采用强制循环以减少结构。MEG分离塔再沸器提供循环并将釜液送往二乙二醇（DEG）塔。MEGMEG分离塔喷射泵系统中间冷凝器来的凝液。被送往多乙二醇热并（F-0601）的“B”4.80601-装有四段50mm的304不锈钢填料，塔顶操作压力为1.0KPa，并设有一0601射泵系统维持，T-0601塔底再沸器（E-0602）2.27MPaG0602DEG产品输送泵（P-0603A/B）输送到产品罐区。DEGDEG/TEG0605TEGDEGTEG精制周期。DEG时，DEGDEG塔底泵（P-0602A/B）TEG时，累积（TEG精制周期）TEGTEG塔进料泵也DEGTEG塔冷凝器冷凝后经过TEG塔回流泵循环回到DEGTEG塔底物料用TEG（P-0604A/B）送入粗TEG贮罐。塔底物暂存在粗TEG贮罐中冷却。产品送往产品罐区。含有多乙二醇的塔底物料用泵送往PEG贮罐。TEGDEG/TEG塔热水井DEG/TEG塔喷射器系统的中间冷凝器的凝液送往DEG/TEG塔热水井的“B”0402，“B”MEG的产品质量，凝液将停止流入“A”部，“B”部凝液通过热水井的“D”AspenPlus中Sensitivity2.1所示。4.91.20.389。4.1025252.34.1119192.44.120.5。2.54.13而二乙二醇则不断增大，当其压力降不高于0.0068MPa时，都可以对塔进行操2.62.7所示：4.144.15塔压降增大的比较明显，综合考虑到节能和分离效果，因此选取全塔压降为2.82.92.10所示。4.164.174.180.9540.954时，质量浓度不再提高反99.9%0.954。4.44.4块块4.194.19传导的微分模型。借助2012b软件进行求解。最后通过比较三者的传热效3600图4.20光滑管传热分布 图4.21光滑管温度分布同理分别重复上面的步骤可以得到单面管横纹管传热分布与温度分布图4.22单面纵槽管传热分布 图4.23单面纵槽管温度分布图4.24横纹管传热分布 图4.25横纹管温度分布备的物料（即工艺计算重要内容之一，并以此进行全装置的物料。物料的理论基础是质量守恒定律是研究某一体系内进出物料量及组成本项目对整个项目流程进行了物料并分别对各主要设备进行物料。详细的物料见《附录物料。率。为此，需要对各生产体系进行能量。能量可为提高能量的利用率，能量的理论基础是基于热力学第一定律是研究某一体系内进出能量的本项目对整个项目进行了能量，并对各主要设备进行能量。 见《附录能量 AspenPlus《化工设备设计全书——《固定式压力容器 《设备及管道保温设计导则 《塔器设计技术规定 6.1力溢流式塔板主要有F形浮阀、形浮阀、条形浮阀、筛板、舌形板、6.2溢溢 穿流S高4444442低3332335553344341122333240004333343431124445544334344444444442222355433333321002446.3115111.2-50.4-1.2-90.7-1.1-30.5-由上表可以知道F1型浮阀塔盘在操作弹性、分离效率、制造和维修等方面F1F119T-0101环氧乙烷吸收塔进行详细设计ASPENPlus5块板进行液相流量Ls汽相流量Vs混合液体表面张力6.4初选板间距HT=0.55m，取板上液层高度hL=0.075m，故HT-Ls气液动能参数 Vs

C20

ll 0.7044

umax

所以

按照标准塔径尺寸圆整，取D=7.5m，则空塔气速1.425m/s，安全系数u/umax=648.189/925.985226=0.6990.6~0.8之间，合适。6.1溢流堰长取堰长Wl为

0.7

0.7出口堰高采用平直堰，堰上高度hOWL2/

2.84103Eh

因溢流强不大，近似取溢流收缩系数

1lw则L2/

2/h2.84103Eh

2.84

1

故

0.075

w 降液管的宽度dW与降液管面积由lw

0.74.1得Wd

/

故W

0.15

Af

0.09D4

由式

AFH

AFH

1.9472

9.13s（大于5s，合适降液管底隙高度00h0

l0.4m/s

w0h l

5.25

whw

0.04（0.06m，符合要求凹形受液盘深度取6.2塔板按结构特点，大概可分为整块式和分块式两类塔板，塔径超过800-900mm时，由于刚度、安装、检修等要求，多将塔板分成数块通过入孔送入塔800-2400mm6.5所示。6.5塔径 塔板分块 6.5D=7.50m1570~100mm。本设计取Ws=0.07m有效传质区面积AaAa

0.8520.852-

sin-

1.756m其中x

2

-

Ws

r2

-

3.75-

预先选取阀孔功能因子F0=10，由式

可求阀孔气速uo0 0u0

则每层塔板上浮阀的个数

d2

2

468440

4腰三角形的高度t‘

该小于计算值，故取t‘=0.08m。则设计条件下的阀孔气速为sVsu0

004

24

*阀孔动能因子为

9~12 d

No

4684

2

D

气相通过浮阀塔板的静压头降依据

hpLg计算干板静压头降临街孔速

3.89m/

孔气速u

大于其临界阀孔气速

，故干板阻力为uh5.34V

5.34

L L

2*9.81*计算塔板上含气液层静压头降hl(hwhow

0.5

0.2

0.35

~0.5。本体系为环氧乙烷和水的混合液，故取

0.5hl

how)

0.5*

0.00973)

计算液体表面张力所造成的静压头降这样，气流经一层浮阀门塔板的静压头降hf为

hf

*

*

许值，合适为了防止降液管液泛现象的发生，要求控制降液管内清晰层高度Hd

TdL Tdhd

0.153slwho

THdT

取

5

故H

T

应保证液体在降液管内的停留时间大于3~5 AF

9.9s判断夹带量eV是否在合理范围内，是通过计算泛点率F1来完成的。依下面两式分别计算泛点率F1

1.36Ls泛点率 100% KCF泛点率

Vs Vs LV

ZL

-

7.5-2*

Aa

-

-2*

1.0。

为泛点负荷系数，查图可得Cf0.120

*

*F

*

1

1*

*F 828.122-

*

带量能满足eV0.1kg（液）/kg（干气）6.6KK形成稳定系5当阀孔的动能因子F05Fo

对于平直堰，取堰上液层高度how=0.006m作为最小液体负荷标准。22.84 3how

S,min

，取E=1.01000 22.84 30.006

，所以lw

*10-3

液体的最大流量应保证在降液管中停留时间不低于3~5s，取为液体在降 停留时间的下限，

5s

AfH

*5

18.32*103漏液线（气相负荷下限线F1型重阀，因动能因子FO<5时，会发生严重漏液，故取F0=5计算相应的气相流量Vs，min

doN4

*0.039*0.039*260 4

VsLs的关系，就可在操作范围内任意取若干点，从而绘出ss

b-

ss-ssa1.91*105

bH

1

05*

c0.153

*wd1

2l3lw

整理得出V26.19217832.5L240.75L2/3此式即为液泛线 范围内任取n个Ls，依上式计算相应的Vs夹带上限线表现了夹eV

时LS和Vs的关系。按泛点率80%时找出Ls与Vs的关系泛点率

VsVss

100%80

此式即为夹带上限线⑤，在操作范围内任取n个Ls值，依上式Vs58-3（VS-VL图中，即为精馏段负荷性能图。5条线包围区域为精馏塔塔板操作区，P为操作点，OP为精馏段操作先。OP线与接待上限线的焦点相应相应气相负荷为Vs，max,OP线与漏液线的焦点相应气相负荷为Vs，min。6.3由图可知，塔板气相负荷上限由夹带控制，气相负荷下限由漏液制，塔的操作弹性为

BF其中

HD为塔顶空间，这里取S5TTHBH1.5

25)*0.555*0.812.5

6.7DmmF1空塔气 溢流堰 溢流堰 降液管宽 堰上高 浮阀 阀 临界阀 排间 单板压 停留时 泛点 吸热。在工程实践中有时也会有两种以上流体参加换热的换热器，但其基本原40%30%～45%。今年来随着7.160℃120℃；内垫U易机械流量、腐蚀性、允许压降、操作温度与压力、结垢情况和检修等要素决定选壳壁与管壁的温差超过70℃；壁温相差50~700.6MPa程流体不易结垢或可以进行化学的场合下，推荐用正三角形排列。必须进行机械的场合，则采用正方形排列。管子直径：管径越小换热器越紧凑、越便Ф19mm的管子。对于易结垢的物料，为方便，采用外径为25mm的管子。对于有气高的情况下，采用Φ19mm×2mm的管子是合理的管长：无相变换热时，管子较平方米传热面的比价也低。但是，管子过长给制造带来。壳径较大的换热4~6m8~9m的管长。管心距：管心距小、设备紧凑，但将引起管板增厚、清洁不便、壳降增大，一般选用范围为管外径的1.25~1.5倍。换热器的壳径越大，传热面积也越大，单位传热面积的金属耗量力降比单壳增加越低。采用一台较大的换热器比采用多台小换热器更经济，阻力也都较，若把两个换热器的壳程串联起来使用，就相当于双壳程了，但壳力降比单壳增加6~8倍只有壳程流量很小，采用最小板间距壳程流速仍很（1）.60205℃。当在两工艺物流之间进行换热时，低温端的温差不应小于20℃。冻组分的冰点，一般高5℃。6.15°C。7.2工艺物流的压力允许压力降(3)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（U形管式流量较少的物流应走壳程因为在壳使物流成为湍流状态从而增加151示例说明：其中：AES500500mm；1.6公称压力54表示公称换热面积为625表示换热管外径为4I表示管束为I500mm54m25mm6m，4管程，AspenPlusHeatX数的估计，有关物系的K7.37.3KK水水水水水水水115~340水水水溶液（0.002Pas水溶液(0.002Pas水水AspenPlusHeatX7.47.4参照预选换热器几何尺寸进行详细计算查看换热器的各项计算结EDRAspenPlus软件的相关计算数据及几何尺寸导入，EDR中的警告对换热器结构略作改动以得到更准确、更合下面以E0401零效蒸发器为例，提取aspen.2.2

2

1252

(1)壳在定性温度T下的物性数据

0.018359W/

粘度

8.843106Pascpc1.276kJ/(kgK)cccc管程流体在定性温度t下的物性数据：b0.626W/(mK)

7.27104Pacpb4.174kJ/(kg密度：密度：7.3KK=350W/（m2K，根据aspenyzer得出了换热面积为106m2.根据以上参数及平均传热问差选择立JBT4715-92《固换热面积为106.8m2，其中公称直径DN=1400mm，传热管规格为Φ192mm，传热管总长L=6000mm，传热管排管数NT84654450mm,1.5m。的管心距t25mm。5.1换热过程是无相变传热场合，采用I热器，忽略壳体壁厚，其壳体内径约为D=1500mm，采用无缝制作筒体。h

25%

0.3251500

B

0.5

折流板数NBNB

-11.E-401BEM600-0.6/1-106.8-4.5/19-4Ⅰ，其他换热器的7.5理工大学学项目名称：300000t/a 第11E-11234567m30008m30009000水000℃kg/m10447.1kW平均温差（校正值）25.352025.61073.1W/m211管子数 管外径25mm厚度2.0mm管长（单程 间距0.2MPa0.02MPa时称为通风机。《石油化工离心压缩机工程技术规定 SH/T3144-《石油化工回转式压缩机工程技术规定 SH/T3157-《工艺流程用螺杆式压缩机技术条件 GB/T13280-《化工工艺设计手册》 中国工程）压缩机是油（气长输管道气体工业的心脏设备，它为整个工艺流程的）3年。208.1 以C0101aspen对压缩机进行的模拟得出的结果显示。我们选择型号为LG-1.2/8的压缩机。多个品种。《钢制球形储罐型式与基本参数 GB/T17261-《钢制立式圆筒形内浮顶储罐 HG21502.2-《石油化工储运系统罐区设计规范 SH/T3007-《钢制立式圆筒形内浮顶储罐系列 HG21502.2-储罐根据形状来划分，有方形贮罐、圆筒形罐、球形罐和特殊形贮罐（如椭圆形、半椭圆形）每种型式又按封头形式不同，分为若干种型式。常见的封部（封头）是可以升降浮动的。贮罐按制造的材质有钢、有色金属和非金属材烯、聚乙烯和环氧玻璃钢等。贮罐按用途又可分，计量，回流，中间周转，缓冲，混合等。气柜一般用于中间气体，一般可以设计的稍大些。中间贮罐是当原料产品、中间产品的主要贮罐距工艺设施较远、或者作为原料或间虑少到10分钟，多到2-4小时产量，计量罐装载系数一般只考虑60-70%，80-85%。回流罐510分钟左右的液体保有量，做冷凝液封之用。缓冲罐的目的51015分钟的用量，以备在紧急时，以充裕时间处理故障，调节流程或关停罐，定期的贮罐，容积可考虑偏小。用Q345R储罐进行的。的条件为低温常压，介质为液态乙二实际需要容积为v=6832/0.85=8038m2。3000m318m，储罐高度为泵属于通用机械，在国民经济中用来输送液体的泵种类繁多，用途程等。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、离心泵应用最为广泛，因为它的流量、扬程及性能范围均较大，并具有结构《离心泵效率 《离心泵名词术语 必须满足介质特性的要求。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，如磁力驱动泵、隔膜泵、泵对输送腐蚀性介质的泵，要求对流部件采用耐腐蚀性材料，如AFB不锈钢耐腐蚀泵，CQF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介质粘度较大（650~1000mm2/s）时，可考虑选用转子泵或往复75%流量时，通常可取正常流量的1.1～1.5倍作为最大流量。装置系统所需的扬程是选泵的又一重要性能数据，一般要用放大5%—10%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TP、吸入侧压力PS绝对）PZ、海拔高度、环境温度操作是间隙的还是连续P-0101A/Baspen℃质量流量84.214L/S40.29得出泵的型号为IS-200-150-化学反应器是化工工艺过程的是工程设计和工业生产操作的关键。通物料方程、热量方程、动量方程等。除非床层压力降与操作压力之比相当大，要影响气体的平衡浓度组成及反应速率，一般情况下，动量式可以略去不计。而只考虑物料和热量轴向绝热式固定床反应器。流体沿轴向自上而经床层，床层同外25～50mm之一类是有固体物料连续进料和出料的装置，主要用于固相加工过程通过以上反应器特点的比较，考虑到乙烯氧化反应为放热反应，同时结合乙烯分子中的碳碳双键具有突出的不饱和性，在一定条件下可实现碳碳双键的生产环氧乙烷均采用银催化剂。乙烯和氧气在银催化剂上发生气固相催化氧化主反应：C CHO(部分氧化2 2 2

2H2O(完全氧化11.1反应压 设计压 表11.2质量和热量一览MassFlow0EO国外在银催化剂的开发上取得了较大突破，国内中国燕山石油化工、石油化工也取得了一定的成就。由于环氧乙烷生产成本中原料乙烯通常占70%要目标以年产30万吨当量EO装置为例，选择性提高1%每年可节省乙烯2000~3000吨，节省乙烯带来的经济效益远高于由于选择性提高而导致的装置能耗增加，高选择性催化剂的全面推广能进一步加强装置的市场竞争力EO31代EO60%～70%2EO70%～80%32代基础上通过添加助剂及载体的预处理方式，EO选择性提高到85%～95%自上世纪90年代S公司推出银-铼-铯Ag-Re-Cs)系催化剂后，银催化剂的研发取得重大突破，选择性得到大幅提高，初始选择性可达90%左右，彻底P.A.Kitty和W.M.Sachter乙烯在银催化剂上氧化为环氧乙烷的选择性最高不超过85.7%的理论。11.3EO转化EG选择sAg-Re-Cs济效益，节省了改造，可为国内同类装置扩产增效提供可靠依据。120~160摄氏度120~140摄氏度为宜。乙烯的选择性略有降低。该催化剂适宜在0.5~0.8MPa范围内的压力条件，0.8Mpa。1.0~2.0的操作范围3.65h-1。33吨/年（8000小时计。20%～35%、5%～8%、CO25%～10%O2纯度>80mol%CO+CO2<10molppmH2S<1.0molppmH2O<10mol

1-

u23 1.753

gm

上式中：RcmRCM

dsumg gg1-小1反应动力学方程一般形式rkCmC A

CAt11kk11

CAR2（一）(1)环氧乙烷反应器的轴向温度分布均一，轴向温度差径向反应器的轴向各组份浓度分布均一，即轴向各组份浓度变化dC=0。RoRiR处取一对称于反应器轴线的床层微元体，微元体厚为dR，流入该微元体的物料组份i的浓度假设为CiTi组份浓度为Ci+dCiT+dT，ρcL0，i各组分反应的反应热为ΔhiAu

和D

2

，HVAAA设计压力P=1.05~1.1PT1.0，于是：120~160200环向应力的进行计算；得出径向应力和环向应力为37.7MPa和75.4MPa。δe14mm304L钢材。C11mmC20.8mm，15mm15.8mm。Q345R材公称直径曲面高度h1=575mm直面高度h2=40mm内表面积F=6.0m2V=1.76m315.8mm

PD

T T

2×T

0.8×

16746.371KW1.1，则壳层Q2=1.1×116746.371=120℃，故冷流体(水)进口温度为2025aspenP996.624kg/P

/(kg

0.000951Pa

0.0067w/（mKW2

880.12kg/mV2m

0.8822m3/4×4×d

DN=500mm9mm

4×

2.25ms1.0~3.0m/sVin=608.58m3/hu=2.5m/sd

4×4×

DN=300mm的管道。

d

4×

2.39ms1.0~3.0m/sVout=609.01m3/hu=2.5m/sd

4×4×

DN=300mm

d

4×

2.40ms1.0~3.0m/s折流板材料为Q345R。《炼油化工企业设计防火规定（石油化工篇《化工企业和火灾场所电力设计技术规定GB50016-12345123、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，室等设备布置尽量采用露天布置或天框架式布置，以减少占地面积和建12.1尺寸表12.2设备之间或设备与建、构筑物（或物）之间的净最小净距1234厂设备操作平台必须统一考虑，防止平台支柱林立重复，既有碍设备布置时应考虑设备的路线及安装、检修方式，以便其地面或洗涤车间、二氧化碳