【高纯度异戊烷的生产工艺设计13000字（论文）】

安全环境分析4.1安全分析主要列举本项目中存在的重大危险源及一些防治措施，同时设计了全项目的系统安全故障，确保一定化工厂实施的安全性。4.1.1重大危险源物质辨识和分析根据《国家安全监管总局关于公布首批重点监管危险化学品名录的通知》和《国家安全监管总局关于公布第二批重点监管危险化学品名录的通知》进行辨识，本项目使用的正戊烷属首批重点监管的危险化学品。（1）生产过程中使用和产生的主要危险有害物质有：正戊烷、氢气和异戊烷易燃易爆物质。（2）火灾、爆炸危险从以上物质的危险特性可看出，生产过程中使用的物料大多属易燃易爆物质。其中火灾危险性属甲、乙类物质的有：正戊烷等。生产过程中设计以上物料的装置，生产危险性较大，生产类别为大多属甲、乙类，属爆炸危险区域2区，为严重危险级建构筑物。（3）毒物危害本项目生产过程中的主要有毒物质是异戊烷等，在贮存及生产过程中若操作不当或发生意外事故，都可能发生泄漏或喷溅，造成局部地区有毒物料浓度急剧上升，引起中毒事故的发生。吸入、误食、经皮肤吸收将会对人体造成不同程度的危害。（4）粉尘危害在仓储区域存在粉尘危害。粉尘通过呼吸道侵害呼吸体统，引起咳嗽、胸痛、气短等。长期吸入粉尘，肺部组织发生纤维化病变、硬化、失去正常的呼吸功能，能引起尘肺病。（5）静电、雷电的危害生产过程中，在有易燃、易爆物质存在的场所，静电放电、雷电放点均可成为引起爆炸的点火源，导致火灾、爆炸事故发生。雷电也容易对带电设备产生危害。综上分析，本项目生产过程中使用和产生的主要危险有害物质有：正戊烷、异戊烷等。4.1.2危险化学品重大危险源辨识根据《危险化学品目录》（2015版），本项目的危险化学品主要有正戊烷、异戊烷等。采用单元内各种危险化学品实际存在（在线）量与其在《危险化学品重大危险源辨识》（GB18218-2018）中规定的临界量比值，经校正系数校正后的比值和R作为分级指标。式中：q1,q2,…qn—每种危险化学品实际存在（在线）量（单位：吨）；Q1,Q2,…Qn—与各危险化学品相对应的临界量（单位：吨）；β1,β2,…βn—与各危险化学品相对应的校正系数；α—该危险化学品重大危险源厂区外暴露人员的校正系数。根据《危险化学品重大危险源辨识》规定，可知危险化学品的临界量并根据《危险化学品重大危险源分级方法》中的相关规定确定α、β值，得到下表：表4.1各物质危险性数据及存量危险化学品名称临界量Q（T）实际存在量qβα正戊烷2024021.5异戊烷100.22氢气58.62表4.2重大危险源物质辨识表序号危险物质是否构成重大危险源1正戊烷构成重大危险源2异戊烷不构成重大危险源3氢气构成重大危险源当单元内存在的危险化学品为多种时，若，则定义为重大危险源。以车间为单元，重新进行计算，辨识结果如表4.3所示。表4.3本工程重大危险源单元辨识表序号单元是否构成重大危险源1正戊烷异构构成重大危险源2储罐区构成重大危险源4.1.3安全设计安全是工业生产最重要的考虑因素。设计贯彻“安全第一，预防为主，综合治理”的指导思想。本质安全本质安全的工厂依靠化学和物理学来预防事故。本项目的具体措施如下：（1）在原有流程基础上，精简分离流程，直接分离出高纯产品异戊烷，减少了设备和发生危险的可能性；（2）将控制室远离操作区，隔离嘈杂的管线和设备，为控制室和储罐设置防护屏障，从整体厂区布置上减少事故发生的概率；（3）选取设备在满足要求的条件下，简化控制面板操作使易于理解，给管道涂上标记以便能“巡线”，为容器和控制器贴上标记以增强理解。且每年两次定期进行所有人员安全培训，规范员工的操作，减少设备故障的人为操作发生率。设计规范（1）厂区布置各装置厂房间按规范留有足够的安全距离，各罐区根据物质类别分类设置防火堤和隔堤，设置事故水池、消防池等消防设施，从厂区设计上做到规范标准，符合国家相关规定。（2）操作规范每年两次定期对所有人员进行安全培训，操作人员在设备日常维护工作中做到管好、用好、维护好；会使用、会保养、会检查、会排除故障；懂构造、懂原理、懂性能。事故应急在生产、贮存、运输过程中，存在火灾、爆炸、中毒、窒息等危险危害因素。可能造成人员伤害或财产损失。因此，项目建成后各有关部门应经常分析、研究安全生产情况和存在的问题，对应急预案经常演练。4.1.4HAZOP分析为确保装置建成后能顺利投产，且达到国际一流的操作水平与良好的经济效益。因此对该装置项目在设计阶段，对部分典型设备进行HAZOP分析。分析结果如下：表4.4精馏塔的HAZOP分析序号偏差可能原因可能导致的后果措施1液面低或液面波动蒸馏釜液位计指示不准，再沸器液面随着操作条件的改变而发生波动，误操作精馏塔内形成“干塔”确保精馏塔的液位2温度高停车后仍处于加热状态，精馏塔加热方式不当，再沸器列管温度过高引起塔内压力继续上升控制精馏塔再沸器加热温度，停车保证降温时间、控制再沸器加热器蒸汽流量3压力高冷凝器冷凝效果不好塔顶气相未能及时冷凝引起泄漏或爆炸确保冷凝器换热效果满足工艺要求表4.5反应器HAZOP分析序号偏差可能原因可能导致的后果措施1压力过高原料性质变化催化剂结焦3.催化剂床层局部坍塌孔隙率下降，堵塞流体，床层压降上升严格控制原料性质做好过滤器运行工作提高催化剂床层的容垢能力2温度过高散热不足温度显示器故障反应搅拌器故障导致急冷液不能形成良好喷射，或飞温引起停工1.尽快连接和启用备用泵2.生产过程中仔细检查，及时发现，及时解决3.降低反应器料位，重启搅拌器4.2环境分析本项目设计高度重视工厂周边环境保护，为确保生产环境有序、清洁，且满足特殊工序对环境参数的要求，使工厂资源得到合理配置与使用，对生产过程中的环保措施和布置作出论述。4.2.1三废总量一览表表4.6三废总量三废名称废液废气废固总量31.6t/a0.21m3/h9.6t/a表4.7废液排放表序号废水名称组成及特性数据排放量（kg/h）排放点排放方式排放去向处理方法名称wt%1C5/C6混合烷烃废液己烷正戊烷88.712.34.75正戊烷分离塔塔底连续送齐鲁石化总厂集成回收使用2生活废水等COD、氨氮、SS500全厂生活设施间歇送园区污水处理厂分解处理生活废水等表4.8废气排放表序号排放气名称组成及特性数据排放量m3/h排放点排放方式排放去向处理方法名称vol%1循环氢气弛放气氢气正戊烷异戊烷0.000136氢气分离器顶部连续送往燃气管网燃烧供热表4.9废固排放表序号来源名称排放量吨/年物质组成固废类别处理方式1绝热固定床催化剂4ZrO2、Pt危废HW06供应商回收2生产使用生产包装物0.6低毒或腐蚀性一般固废送资质单位处理3生活区生活垃圾5生活垃圾一般固废送至垃圾处理站处理4.2.2三废及噪声处理废气本项目的废气为循环氢气弛放气。由气液分离器产生，废气量较少，主要是H2、短链烷烃等。采用直接燃烧法，通过燃气管网进入加热炉燃烧供热，加热炉的尾气主要是CO2、H2O和微量硫化物，选择高空排放。废液（1）塔底废液本项目塔底废液主要为己烷含少量戊烷，送入齐鲁石化总厂C5烷烃烯烃分离提纯装置回收利用。（2）生活污水主要由生活区产生，污水中有机物、氮磷化合物等较多。不可直接排放，需要统一排入总厂污水处理中心集中处理或者化粪处理后直接排入工业园区的污水处理中心。废固本项目产生的废渣主要为失效催化剂，生产包装物和生活垃圾。除了生活垃圾属于一般固废外，其余固废属于危废HW06。催化剂由于积碳、烧结等原因会造成暂时性失活，可通过再生法——干燥、高温炭化和活化三个阶段进行再生后利用。本项目失活催化剂统一由供应商进行回收。生活垃圾属于一般固废，定点封闭储存，及时清运，生活垃圾按人均0.2kg/d计算送入垃圾处理中心。噪声本项目噪声源主要是泵、压缩机等设备。设计从噪声源、传播途径和受声体三方面进行分析，采取相应的技术措施有：（1）尽可能选用低噪声设备。要求设备噪声达到行业标准，同时附带必要的消声、隔声设施；（2）压缩机安装消音器并设置隔音操作室；（3）对超过一定压力的气体放空管线设置消音器；（4）备有耳机或耳塞，在检查较高噪声设备时使用；（5）采取多种隔声、消声、吸声措施；（6）具有较好的调温、调湿、吸灰、净化等功能。厂址选择与布局5.1厂址选择项目厂址选择对工厂生产基地有着重要影响，要考虑到原料供应、下游市场、生态环境、社会影响等多方面因素，并做出本项目实施的最佳选择。5.1.1选择要求（一）原料供应氢气和正戊烷是生产异戊烷的主要原料，需要大量供应。为减少运输与储存成本，项目须建设在能稳定提供两大原料的工厂附近，保证项目原料供大于求。（二）产品市场正戊烷和氢气是重要的有机化工原料和化工产品，正戊烷在三氯化铝的存在下，经异构化可制备异戊烷，也用作萃取剂，发泡剂等。氢气可用于许多化工生产的原料。异戊烷在常温下为无色液体，化学性质稳定，易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。可用于生产线性低密度聚乙烯和全密度聚乙烯的溶剂，及可发性聚苯乙烯发泡剂等。运输过程中要防火高温并且严格密封，远距离运输风险成本太高。因此应尽量靠近产品市场，保证运输安全同时也降低运输成本。（三）运输需求产品的运输主要以铁路、公路和水路为主，因此厂址周边以铁路、河道和公路通畅为选择依据。本项目产品正戊烷属于易燃性化学品，长距离运输风险大且运输成本高，运输槽车应接地链以减少静电，远离火种、热源高温区。5.1.2优势总结在满足厂址选择基础要求的前提下，项目组认为山东齐鲁石化工程有限公司是最理想的总厂地址。优势概括如下：（1）环境优越项目所在的临淄区以石油化工等朝阳产业为重点，交通便利，气候宜人，符合本项目的投资条；（2）设施完善具有良好供电供水系统，预留空地较多，满足进一步发展的空间需求；（3）交通便利铁路水路交通便利，拥有专线铁路，形成发达的陆路交通网络；（4）市场充盈下游及国内外合作企业颇多，有良好的经济效益；（5）政策支持拥有专项的政策支持。5.2总平面布局本项目位于山东省淄博市临淄区，作为齐鲁石化的一座新建分厂，厂址选择在齐鲁石化东侧的预留空地上。此处地势平坦，临近公路，且靠近总厂，原料运输方便。5.2.1考虑各种自然条件和周围环境的影响（1）重视风向和风向频率对总平面布置的影响。山区建厂还应考虑山谷风影响和山前山后气流的影响，要避免将厂房建在窝风地段。（2）应注意工程地质条件的影响。厂房应布置在土层均匀，地耐力强的地段。一般挖方地段宜布置厂房，填方地段宜布置道路、地坑、地下构筑物等。5.2.2总体布局设计思想人流线和物流线分离厂区总设四个门：东侧（人流门），北侧（物流门），西侧、南侧各一个（消防通道）。通道两侧分列着生产区、装卸区、储罐区等，此通道将物流线集中于厂区物流集中区。南侧门是人流通道，可通往行政楼、中控室等人员较为集中且环境较为安静的区域，此通道将人流线集中于厂区的南侧。西北侧、东北侧的消防通道用于紧急疏散和消防运输。规范布局厂区布置为矩形，四面环绕公路。厂区常年风向为东北风。根据厂区气候以及各区域的设置要求规定，总体布局图见附图。5.2.3分区介绍厂区按照功能分为四部分：行政生活区（厂前区），辅助生产区，工艺生产装置区和储运区。（1）行政生活区（厂前区）：包括行政楼、停车场和倒班休息室。（2）辅助生产区：包括配电室、维修室、应急处理中心、消防水池、消防站、消防车库、中心控制室、分析化验中心、公用工程中转站。（3）生产装置区：正戊烷异构车间。（4）储运区：正戊烷储罐区、产品装卸区、仓库。

结论本文主要通过Aspenplus软件对1万吨每年异戊烷