对二甲苯初步设计说明书

年产10万吨对二甲苯分厂项目——初步设计说明书

设计团队：三峡大学青鸟队 团队成员：杨京 李文轩 成余莉 周敏 李曾艳 作者单位：三峡大学

指导教师：胡滨 胡为民 罗华军 李德莹 田毅红

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年产10万吨对二甲苯分厂项目——初步设计说明书

目录

封面 .................................................................................................................................................. 1 目录 .................................................................................................................................................. 2 第一章 总论 ..................................................................................................................................... 7

1.1 项目总览 ............................................................................................................................ 7 1.2 设计依据 ............................................................................................................................ 7 1.3 工艺特点 ............................................................................................................................ 8 1.4 产品方案 ............................................................................................................................ 8 1.5 主要物料消耗及规格 ........................................................................................................ 9 1.6 厂址概况 ............................................................................................................................ 9 1.7 综合经济技术指标 .......................................................................................................... 10 第二章 原料采购及产品营销 ..................................................................................................... 11

2.1 原料采购 .......................................................................................................................... 11

2.1.1 催化剂 ................................................................................................................... 11 2.1.2 甲苯甲醇来源 ....................................................................................................... 12 2.2 产品标准 .......................................................................................................................... 12 2.3营销策略 ........................................................................................................................... 12

2.3.1产品营销 ................................................................................................................ 13 2.3.2网上营销 ................................................................................................................ 14

第三章 工艺流程设计 ................................................................................................................... 14

3.1 工艺方案选择及论证 ...................................................................................................... 14

3.1.1 国内外PX工业制备方法 .................................................................................... 14 3.1.2 两种工艺效益的分析对比 ................................................................................... 17 3.1.3 大连化物所一种甲苯甲醇烷基化工艺介绍 ....................................................... 19 3.1.4 工艺的选择 ........................................................................................................... 22 3.2 本厂所采用的甲苯甲醇烷基化工艺 .............................................................................. 24

3.2.1 工艺简介 ............................................................................................................... 24 3.2.2 工艺条件 ............................................................................................................... 24 3.2.3 工艺中涉及的化学反应 ....................................................................................... 25 3.2.4 工艺流程图 ........................................................................................................... 27 3.3催化剂的选择 ................................................................................................................... 28

3.3.1 甲苯甲醇烷基化催化剂研究进展 ....................................................................... 28 3.3.2 ZSM-5分子筛催化剂的介绍 ............................................................................ 29 3.3.3 我厂催化剂的使用 ............................................................................................... 33 3.3.4 计算机Aspen Plus 模拟工艺操作条件的选择 .................................................. 36 3.4 工艺流程计算机模拟 ...................................................................................................... 39

3.4.1 反应工段 ............................................................................................................... 39 3.4.2 产品分离工段 ....................................................................................................... 40 3.5 带控制点的工艺流程图说明 .......................................................................................... 41 3.6 物料守衡和能量守衡计算书 .......................................................................................... 41

3.6.1 物料衡算概述 ....................................................................................................... 41

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3.6.2 物料衡算计算依据 ............................................................................................... 42 3.6.3 物料衡算计算书 ................................................................................................... 42 3.6.4 能量衡算概述 ....................................................................................................... 42 3.6.5 能量衡算的任务 ................................................................................................... 43 3.6.6 能量衡算计算书 ................................................................................................... 43

第四章 设备选型及典型设备设备计算 ....................................................................................... 43

4.1 精馏塔工艺设计 ............................................................................................................ 43

4.1.1 精馏塔设计概述 ................................................................................................... 43 4.1.2 精馏塔的设计 ....................................................................................................... 44 4.2 换热器工艺设计 ............................................................................................................ 44

4.2.1 换热器设计概述 ................................................................................................... 44 4.2.2 换热器设计计算 ................................................................................................... 45 4.3 反应器设计 ...................................................................................................................... 45

4.3.1 反应器设计概述 ................................................................................................... 45 4.3.2 反应器设计计算 ................................................................................................... 46 4.4 其它设备的设计及选型说明 ........................................................................................ 46 4.5 设备一览表 ...................................................................................................................... 46 第五章 工厂总体布置设计 ........................................................................................................... 46

5.1 设计原则 .......................................................................................................................... 46 5.2 设计依据 .......................................................................................................................... 46 5.3 平面布置设计 .................................................................................................................. 47

5.3.1 厂址概况 ............................................................................................................... 47 5.3.2 厂区总体布置 ....................................................................................................... 47 5.3.3 布局理念 ............................................................................................................... 49 5.4 厂内运输设计 .................................................................................................................. 50

5.4.1 厂内运输设计要求 ............................................................................................... 50 5.4.2 厂内运输设计 ....................................................................................................... 50 5.4.3补充说明 ................................................................................................................ 51 5.5 工厂绿化 .......................................................................................................................... 52 第六章 车间设备布置设计 ........................................................................................................... 53

6.1 车间布置设计 .................................................................................................................. 53

6.1.1 车间布置依据 ....................................................................................................... 53 6.1.2 车间布置原则 ....................................................................................................... 53 6.1.3 车间布置 ............................................................................................................... 54 6.2 主要管道配管设计 .......................................................................................................... 55

6.2.1 管配设计依据 ....................................................................................................... 55 6.2.2 设计概述 ............................................................................................................... 56 6.2.3 管道设计 ............................................................................................................... 56 6.2.4工艺管道的敷设原则 ............................................................................................ 57 6.3 车间平面布置图 .............................................................................................................. 57 第七章 自动控制系统 ................................................................................................................. 57

7.1泵的自动控制 ................................................................................................................... 57

7.1.1流量的控制 ............................................................................................................ 58 7.1.2压力的控制 ............................................................................................................ 58

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7.1.3其它 ........................................................................................................................ 58 7.2换热器的自动控制 ........................................................................................................... 59

7.2.1温度的控制 ............................................................................................................ 59 7.2.2压力的控制 ............................................................................................................ 60 7.3精馏塔的自动控制 ........................................................................................................... 60 7.4闪蒸罐的自动控制 ........................................................................................................... 62 7.5压缩机的自动控制 ........................................................................................................... 63 7.6流化床反应器的自动控制 ............................................................................................... 64 7.7原料及产品储罐的自动控制 ........................................................................................... 65 第八章 经济分析及评价 ............................................................................................................... 66 第九章 土建 ................................................................................................................................... 66

9.1 设计依据 .......................................................................................................................... 66 9.2 厂区自然条件概况 .......................................................................................................... 67

9.2.1 气候条件 ............................................................................................................... 67 9.2.2 地形地貌 ............................................................................................................... 68 9.3 建筑工程 .......................................................................................................................... 68

9.3.1 建筑范围 ............................................................................................................... 68 9.3.2 厂区布置总结 ....................................................................................................... 69

第十章 给水排水系统 ................................................................................................................. 70

10.1 概述 ................................................................................................................................ 70 10.2 设计依据 ........................................................................................................................ 70 10.3设计原则 ......................................................................................................................... 71 10.4 给水系统 ........................................................................................................................ 71

10.4.1 生活给水系统 ..................................................................................................... 71 10.4.2 生产给水系统 ..................................................................................................... 72 10.4.3 循环给水系统 ..................................................................................................... 72 10.4.4 消防用水系统 ..................................................................................................... 72 10.5 排水系统 ........................................................................................................................ 72

10.5.1 生活排水系统 ..................................................................................................... 73 10.5.2 雨水排水系统 ..................................................................................................... 73

第十一章 供电系统 ....................................................................................................................... 73

11.1 设计依据 ........................................................................................................................ 73 11.2 设计原则 ........................................................................................................................ 74 11.3 负荷等级 ........................................................................................................................ 74 11.4 电力供应 ........................................................................................................................ 75

11.4.1 配电设施布置 ..................................................................................................... 75 11.4.2 应急系统设置 ..................................................................................................... 76 11.4.3 安全供电及供电系统保护 ................................................................................. 76

第十二章 供能系统 ....................................................................................................................... 77

12.1 设计概述 ........................................................................................................................ 77 12.2 能量供需现状 ................................................................................................................ 77 12.3 供热系统设计 ................................................................................................................ 77

12.3.1 蒸汽系统 ............................................................................................................. 77 12.3.2 能量集成系统 ..................................................................................................... 78

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12.4 节能 ................................................................................................................................ 79

12.4.1 节能概述 ............................................................................................................. 79 12.4.2 节能设计原则 ..................................................................................................... 79 12.4.3 节能措施 ............................................................................................................. 79

第十三章 安全生产篇 ................................................................................................................... 80

13.1 安全生产的重要性 ........................................................................................................ 80 13.2 消防 ................................................................................................................................ 81

13.2.1 设计依据及标准规范 ......................................................................................... 81 13.2.2 危险物品 ............................................................................................................. 82 13.2.3 燃烧爆炸事故原因分析 ..................................................................................... 83 13.2.4 消防措施 ............................................................................................................. 84 13.2.5 消防系统 ............................................................................................................. 85 13.2.6 坚持以防为主，以消为辅的方针 ..................................................................... 86 13.3 中毒 ................................................................................................................................ 87

13.3.1 毒性研究 ............................................................................................................. 87 13.3.2 甲醇毒性 ............................................................................................................. 87 13.3.3 甲苯毒性 ............................................................................................................. 88 13.3.4 PX毒性 ................................................................................................................ 89 13.4 机械损伤 ........................................................................................................................ 89 13.5 用电安全 ........................................................................................................................ 90 13.6 安全生产总结 ................................................................................................................ 90 第十四章 环境保护 ..................................................................................................................... 91

14.1 概述 ................................................................................................................................ 91 14.2 环保标准及规范 ............................................................................................................ 91 14.3 主要污染 ........................................................................................................................ 92

14.3.1 废气污染 ............................................................................................................. 92 14.3.2 废水的排放 ......................................................................................................... 92 14.3.3 废渣的排放 ......................................................................................................... 92 14.3.4 噪音的产生 ......................................................................................................... 93 14.4 环保治理措施 ................................................................................................................ 93

14.4.1 废气治理 ............................................................................................................. 93 14.4.2 废水治理 ............................................................................................................. 93 14.4.3 废渣处理 ............................................................................................................. 94 14.4.4 噪音防止 ............................................................................................................. 94 14.5 绿化建设 ........................................................................................................................ 94 第十五章 维修 ............................................................................................................................. 95

15.1 概述 .............................................................................................................................. 95 15.2 设备维护 ........................................................................................................................ 96 15.3 设备的维修 .................................................................................................................... 96

15.3.1 维修分类 ............................................................................................................. 96 15.3.2 基本设备的维修 ................................................................................................. 97 15.4 维修管理 ........................................................................................................................ 98

15.4.1 设备保养与维修途径 ......................................................................................... 98 15.4.2 维修人员的管理 ................................................................................................. 99

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