35000t-a苯加氢合成环己烷的工艺设计

⑵出料管选取uL=1.5m/s，duLVL圆整后取管子规格为∅58×4mm。4.3换热器选型4.3.1设计实列E-103对换热器E-103，用冷却水将200℃出口物流冷却到所需温度。壳程与壳层的物性参数如下表所示。表4-5换热器操作参数项目参数项目参数介质名称H2O密度998.2设计压力/bar5比热容4.184设计温度/℃30热导率0.597进口温度/℃20粘度0.001004出口温度/℃25进口压力/bar5表4-6换热器操作参数项目参数介质名称苯，氢气，环己烷等设计压力bar5设计温度℃220表4-6换热器操作参数（续表）项目参数进口温度/℃200出口温度/℃30进口压力/bar5污垢热阻/m2*℃/W0.00018通过ASPEN模拟计算可得热量为：Q=923.699KW则冷却水用量为：mE-103原料入口T1=200℃，出口T2=30℃，冷却水入口t1=20℃，出口t2=25℃。平均传热温差∆tP=R=图4-4四管程对数平均温度差校正系数图从图中得φ=0.82，∆tm=3.459℃S=根据换热器特点选用：管壳式换热器。第五章三废处理第五章三废处理5.1三废处理标准本工艺设计采用的处理标准如下：5.2三废的处理5.2.1废水处理（1）主要成分萃取剂回收塔（T-102）塔顶苯与环己烷液体混合物少量、去杂质闪蒸罐（V-102）中高沸点杂质、冷凝水、生活废水。（2）处理方法塔和闪蒸罐得废水含有有毒物质苯，所以需要运输至特定得污水处理中心进行特殊处理；进行换热得冷凝水进行集中回收再二次应用减少能源消耗；生活废水则直接排入下水道。5.2.2废气处理（1）主要来源以萃取精馏塔（T-101）得气相采出为主，成分为氢气和环己烷；去氢闪蒸罐（V-101）也有少量未反应得氢气和甲烷。（2）处理方法废气均为无毒得碳氢化合物所以直接运送至火炬处理中心统一处理。。5.2.3废渣处理（1）主要成分失活得催化剂；生活和工业垃圾。（2）处理方法失活得催化剂必须进行返厂处理；生活和其他工业废渣送往处理中心。第六章厂址选择与车间布置厂址选择必须根据国家建设的具体政策，要选择出成本投入少、建设快、运行成本低、经济效益高的厂址。6.1选厂要求1、所选厂址必须满足该地的原料充沛、地形气候要符合建厂需求；2、符合国家和当地的工业规划；3、所选厂址需要具备较好的交通环境，拥有较好的水陆空运输网络；4、厂址需要避开自然灾害多发区；5、所建工厂应该被当地社会和人民接受。6.2初步拟定厂址比较项目厂址选择在齐鲁化学工业园，齐翔腾达新厂区内，交通条件便利，临近铁路、高速、国道、空港、海港。 图6-1淄博齐翔腾达化工股份有限公司地理位置图 6.3项目开展优势总结6.3.1交通条件有胶济线、辛泰线、京沪线等多条铁路干线；有济青高速公路以及滨博高速公路等多条国道；在港口方面，青岛空港以及济南空港都可作为运输港口。丰富的交通网络让此处非常便于原料和产品的运输。6.3.2基础条件在水电供给上，园区会对现有供水设备以及供电长进行扩建，使供水能力达到33万吨/日，供电能力86.2万千瓦。两座污水处理厂可以达到6万吨/日的处理量。6.3.3政策条件齐鲁化工区具有国家级化工区的优惠政策，对企业不仅税收上有所减免也会免收其他建设费，开发费等相关费用也会相应减少，在土地租借以及价格上采用面议的方式让复杂和成本高的项目享受最大优惠。6.4车间布置车间布置详情见附图。 第七章环境与安全第七章环境与安全7.1环境保护7.1.1环境保护标准在工业生产的实践中容易对环境造成损伤是原料产品运输、使用、存储以及生产途中的三废。使用在具体的实操中要遵循以下规定：在项目的设计之初就要仔细考虑如何减轻或者不产生对环境的危害，要在理论设计上就使用绿色资源、实现循环使用、达到排放污染物最少。7.2安全生产要领1、安全意识培养：提高员工的安全意识是化工安全生产的关键。员工应接受相关培训，了解化工安全规定和程序，并且应始终保持警惕，意识到化工作业中的潜在风险。2、风险评估和管理：在进行任何化工作业之前，必须进行全面的风险评估。识别潜在的危险因素、风险源和可能的事故，并采取相应的管理措施来减少风险。3、使用正确的防护装备：员工在进行化工操作时应使用适当的个人防护装备，如安全眼镜、呼吸防护器、耳塞、防护服等，以最大程度地减少事故发生时对员工的伤害。4、安全操作规程：制定并执行明确的安全操作规程，确保员工按照规定的程序和最佳实践操作。包括使用正确的设备操作方法、正确的化学品处理和储存方法等。5、定期维护和检修设备：定期检查和维护化工设备，确保设备正常运行且无安全隐患。及时修复设备故障，以防止可能导致事故的设备失效。6、合规与法规遵循：遵守国家和地方的化工安全法规和标准，确保化工生产过程符合相关法律法规的要求。7.3主要安全隐患与防护措施7.3.1化学品泄漏和喷溅化学品的泄漏和喷溅可能导致火灾、爆炸和化学品暴露等危险。防护措施包括：使用适当的个人防护装备，如防护服、防护眼镜、呼吸防护器等。遵守正确的化学品储存和处理方法，确保容器密封良好。配备泄漏应急处理设备和材料，并进行相应的泄漏处置培训。定期检查设备和管道的泄漏风险，及时修复损坏或老化的部件。7.3.2火灾和爆炸化工过程中存在火源和易燃材料，可能导致火灾和爆炸事故。防护措施包括：使用防火材料和耐火设备，如阻火涂料和火焰熄灭器。建立火灾报警系统和自动灭火系统，并定期进行测试和维护。储存和处理易燃物品时遵守正确的操作规程。培训员工火灾逃生和灭火技能，并设置紧急出口和疏散标志。7.3.3高温和压力在化工过程中，高温和高压可能导致设备损坏、泄漏和爆炸。防护措施包括：定期检查和维护设备，确保其耐高温和高压。定期测试和校准安全阀和压力表。设计和使用安全控制系统，监测和控制温度和压力。提供员工相关的热防护装备和培训。第八章经济分析第八章经济分析8.1直接费用预算8.1.1直接材料费表8-1直接材料费用一览表名称年消耗量/吨单价/元/吨总价/万元苯34084.442001431.528氢气2621.946801227.0492催化剂1000542005420环丁砜55004030022165总计30243.57728.1.2公用工程费表8-2直接材料费用一览表名称年消耗量/万吨单价/元总价/万元冷却水2000.5100电1.13E+070.7791总计8918.2人员编制及费用预算人员编制及费用估算一览表如表5-3所示。表8-3人员编制及费用估算一览表职位计划人数年基本工资/万元总经理130总工程师124操作员工60288生产主管17.2生产经理19.6生产总监112电气工程师115机械工程师115设备主管112计量员19.6表8-3人员编制及费用估算一览表（续表）职位计划人数年基本工资/万元质量工程师115技术工程师115安全卫生环保经理19.6财务经理19.6生产经理19.6生产总监112合计75493.28.3设备购置费工艺主要设备购置费如表8-4。表8-4换热器设备购置费用表类型名称数量管程壳程价格/万元管板式H1125Q235B2.38管板式H2125Q235B7.76管板式H3125Q235B3.21管板式H4125Q235B4.52管板式H5125Q235B1.33管板式H6125Q235B4.21管板式H7125Q235B1.16总计724.57类型名称数量价格/万元反应器R-1011357反应器R-1021101.1精馏塔T-3011231.5精馏塔T-3021116.6总计449.2表8-5反应器与塔设备购置费用表8.4设备折旧成本在实际生产操作中，逐年对所有设备折旧进行补偿，采用直线折旧法，根据如下公式计算：P−资产原值S—预计资产残值n—折旧年限粗略估算设备折旧取总设备费用的10％。所以D=(24.57+449.2)8.5销售收入年销售收入估算如表8-6所示。表8-6年销售收入估算产品年产量（万吨）单价（元/吨）总收入（万元）环己烷3.57100248500结论结论本项目是年产3.5万吨苯加氢合成环己烷的设计，采用气相苯加氢法合成环己烷，运用ASPEN对流程进行设计以及模拟计算。本次设计共有反应合成工段、粗分离工段、精馏提纯工段三个工段。汽化后的苯和氢两股物流分别进入第一二反应器进行加成反应得到环己烷以及其他副产物的过程为反应合成工段。带有杂质的环己烷物流经过两个上闪蒸罐去除含有的氢和高沸点杂质的过程为粗分离工段。粗分离后的环己烷经过精馏塔在环丁砜的萃取下得到符合标准纯度的环己烷，再对萃取剂进行回收利于的过程为精馏提纯工段。在设计过程中运用ASPEN对闪蒸罐的温度及压力进行灵敏度分析得到最适宜的数值，V-201温度为30℃压力为15bar，V-202温度为150℃压力位1bar，对塔进行回流比、进料位置、萃取剂的流量进行灵敏度分析得到适宜数据。 附录参考文献张良,胡飞付,杨伍,等.苯-环己烷共沸体系物性方法与萃取剂的筛选[J].科技广场,2017(3):115-117.刘良红,傅送保.苯加氢制备环己烷工艺进展[J].化工进展,2004,23(6):673-676.冯怡然,侯红串.苯催化加氢生产环己烷的研究现状[J].科技创新与生产力,2013.齐瑞超,张乐.苯加氢精制工艺探讨[J].化工管理,2013(20):250+232.韩娟.环己烷液相氧化反应的实验技术探讨[J].合成纤维工业,2017,40(05):71-74.王玉清.苯加氢制环己烷工艺及改进[J].化学工业与工程技术,2007(03):44-46.孔祥鹏.苯催化加氢制备环已烷工艺及催化剂改性研究[D].太原理工大学,2011.CyclohexaneMarketAnalysisScope2018|KeyPlayers,GrowthFactors,RegionsandApplications,IndustryForecastby2023[J].M2Presswire,2018.冯怡然,侯红串.苯催化加氢生产环己烷的研究现状[J].科技创新与生产力,2013(08):76-79.王云飞,杨晨霞,段毅文.苯加氢生产环己烷的研究进展[J].内蒙古石油化工,2012.NagaharaH,OnoM,KonishiM,etal.Partialhydrogenationofbenzenetocyclohexene[J].Appliedsurfacescience,1997,121:448-451姚玉英主编.化工原理(下册)[M].天津:天津大学出版社,1997,12.杨平辉,曾令平.苯加氢合成环己烷系统有效能分析[J].化工设计,1999(03):12+14-16+3.StruijkJ,MoeneR,KampT,etal.Partialliquid-phasehydrogenationofbenzenetocyclohexeneoverrutheniumcatalystsinthepresenceofanaqueoussaltsolution[J].AppliedCatalysisA:General,1992,89(1):77-102.梁志武,陈声宗.化工设计-4版.北京:化学工业出版社,2015.9