化工设计大赛醋酐初步设计说明书

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目录

第一章 总论 ......................................................................................................................................... 6 1.1. 项目概况 ................................................................................................................................. 6 1.2 设计依据 ................................................................................................................................. 6 1.3 设计指导思想 ......................................................................................................................... 6 1.4 产品方案 ................................................................................................................................. 6 1.5 主要原材料、燃料规格及其消耗量 ....................................................................................... 6 1.6 全厂综合经济技术指标........................................................................................................... 7 第二章 产品营销 ................................................................................................................................. 7 2.1 营销战略目标 .......................................................................................................................... 7 2.2 营销策略 .................................................................................................................................. 8 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4

产品定位与策略 ............................................................................................................. 8 定价策略 ......................................................................................................................... 8 营销方式 ......................................................................................................................... 8 促销策略 ......................................................................................................................... 9

第三章 化工工艺 ................................................................................................................................. 9 3.1 工艺方案的选择 ...................................................................................................................... 9 3.1.2 醋酐的主要合成方法 ...................................................................................................... 9 3.1.4 . 本厂使用工艺 ................................................................................................................ 11 3.2 工艺流程 ................................................................................................................................ 11 3.2.1 反应原理 ........................................................................................................................ 11 3.2.2 工艺流程简图 .................................................................................................................. 11 3.3 本厂工艺条件的选择 ............................................................................................................ 12 3.3.4 3.3.5 3.3.6

反应压力 ....................................................................................................................... 12 苯溶液的浓度 ............................................................................................................... 12 催化剂 ........................................................................................................................... 12

3.4 全厂物料能量衡算 ............................................................................................................... 12 3.5 中央化验室 ............................................................................................................................ 12 3.5.1 原料和产品的分析测试方法 ........................................................................................ 12 第四章 总图运输 ............................................................................................................................... 12 4.1 设计依据 ................................................................................................................................ 12 4.1.1 4.1.2

采用的法规和标准、规范 ........................................................................................... 12 设计基础资料 ............................................................................................................... 13

4.2 设计范围 ................................................................................................................................ 13 4.3 厂址概况 ................................................................................................................................ 13 4.4 总平面布置 ............................................................................................................................ 14 4.4.1 4.4.2 4.4.3

总体布局 ....................................................................................................................... 14 布置理念 ....................................................................................................................... 14 绿化布置 ....................................................................................................................... 15

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4.5 技术经济指标 ........................................................................................................................ 15 4.6 全场运输定员 ........................................................................................................................ 15 4.7 工厂运输 ................................................................................................................................ 16 4.7.1 4.7.2

厂内运输 ....................................................................................................................... 16 厂外运输 ....................................................................................................................... 17

第五章 布置与配管 ........................................................................................................................... 17 5.1 设计范围 ................................................................................................................................ 17 5.2 车间装置设备布置 ................................................................................................................ 18 5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.3.1 5.3.2

精馏车间 ....................................................................................................................... 18 合成车间 ....................................................................................................................... 18 吸收车间 ....................................................................................................................... 19 管路布置的工作内容 ................................................................................................... 19 管道布置的原则和要求 ............................................................................................... 20

5.3 管路布置 ................................................................................................................................ 19

5.4 管子直径的选择 .................................................................................................................... 21 5.5 管壁厚度 ................................................................................................................................ 22 5.6 管道材质 ................................................................................................................................ 22 5.7 单元设备的管道布置 ............................................................................................................ 22 5.7.1 5.7.2 5.7.3 5.7.4 5.7.5

塔的配管 ....................................................................................................................... 22 储罐的配管 ................................................................................................................... 23 泵的配管 ....................................................................................................................... 23 换热设备的配管 ........................................................................................................... 23 管廊布置 ....................................................................................................................... 24

第六章 空压站、氮站、冷冻站 ....................................................................................................... 25 6.1 设计依据 ................................................................................................................................ 25 6.2 空压站 .................................................................................................................................... 25 6.3 氮站 ........................................................................................................................................ 26 6.4 冷冻站 .................................................................................................................................... 27 6.4.1 6.4.2

冷公用工程系统 ........................................................................................................... 27 冷冻站主要设备 ........................................................................................................... 27

第七章 设备设计 ................................................................................................................................ 28 7.1 反应精馏塔设计 .................................................................................................................... 28 7.2 其他设备设计 ........................................................................................................................ 29 第八章 自动控制 .................................................................................................................................. 30 8.1 涉及范围及概述 .................................................................................................................... 30 8.2 控制方案说明 ........................................................................................................................ 30 8.2.1 8.2.2 8.2.3

反应器的控制 ............................................................................................................... 30 分离器的控制 ............................................................................................................... 30 吸收塔的控制 ............................................................................................................... 31

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8.2.4 8.2.5 8.2.6 8.2.7 8.2.8 8.2.9 8.2.10

反应塔的控制 ............................................................................................................... 31 提浓精馏塔的控制 ....................................................................................................... 32 加压精馏塔的控制 ....................................................................................................... 32 加压精馏塔的控制 ....................................................................................................... 32 离心泵的控制 ............................................................................................................... 32 换热器的控制 ............................................................................................................... 33 进料流量的控制 ........................................................................................................... 33

8.3 详见附录自动控制 ................................................................................................................ 33 第九章 储运系统 ................................................................................................................................ 34 9.1 储罐设计依据和选择原则..................................................................................................... 34 9.1.1 9.1.2

设计依据 ....................................................................................................................... 34 选择原则 ....................................................................................................................... 34

9.2 储罐选型 ................................................................................................................................ 34 9.3 储罐区管理 ............................................................................................................................ 34 9.4 物料运输系统 ........................................................................................................................ 35 9.4.1 9.4.2

产品运输情况 ............................................................................................................... 35 锅炉用煤 ....................................................................................................................... 35

第十章 维修 ....................................................................................................................................... 36 10.1 维修任务 ............................................................................................................................. 36 10.2 维修人员职责 ..................................................................................................................... 36 10.3 化工设备维护检修 .............................................................................................................. 36 10.3.1 巡回检查 .................................................................................................................... 36 10.3.2 同步检修与协同检修 .................................................................................................. 37 10.3.3 压力容器、管道的定期检修 ...................................................................................... 37 10.3.4 更高的安全检修要求 .................................................................................................... 38 第十一章 供电和电信 ........................................................................................................................ 39 11.1 电力消耗及供应 .................................................................................................................. 39 11.1.1 设计依据 ...................................................................................................................... 39

11.1.2 电力供应规格 .............................................................................................................. 39 11.1.3 全厂电力消耗 .............................................................................................................. 39 11.1.4 电力供应 ...................................................................................................................... 40

11.2 电信 ...................................................................................................................................... 41 11.2.1 行政通信和调度通信 .................................................................................................. 41 11.2.2 广播站 ............................................................................................................................ 42 11.3 防雷接地设计 ........................................................................................................................ 42 11.3.1 变电所的防雷措施 ........................................................................................................ 42 11.3.2 建筑物的防雷措施 ........................................................................................................ 43 第十二章土建 ........................................................................................................................................ 44 12.1 设计依据 .............................................................................................................................. 44

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12.2 厂区地理情况 ...................................................................................................................... 45 12.2.1 气象 ................................................................................................................................ 45 12.2.2 设计范围 ........................................................................................................................ 45 12.2.3 建筑标准 ........................................................................................................................ 45 12.2.4 设计主要内容 ................................................................................................................ 45 12.2.5 装修标准 ........................................................................................................................ 46 第十三章 供热 .................................................................................................................................... 47 13.1 蒸汽系统 ............................................................................................................................. 47 13.2 热公用工程 ......................................................................................................................... 47 13.3 锅炉给水系统 ..................................................................................................................... 47 第十四章 给水和排水 ........................................................................................................................ 49 14.1 设计依据 ............................................................................................................................. 49 14.2 室外给水排水工程 ............................................................................................................. 49 14.2.1 给水系统 .................................................................................................................... 49 14.2.2 排水系统 .................................................................................................................... 50 14.2.3 冷冻站循环水系统 .................................................................................................... 51 14.2.3.1 冷公用工程系统 ......................................................................................................... 51 14.2.4 消防用水 ...................................................................................................................... 51 14.3 建筑物内给水排水设计 ..................................................................................................... 52 14.3.1 生活给水系统 .............................................................................................................. 52 14.3.2 生活污水系统 .............................................................................................................. 53 14.3.3 生产 废水系统 ............................................................................................................ 53 14.3.4 室内消防系统 .............................................................................................................. 53 第十五章 消防 .................................................................................................................................... 54 15.1 设计依据 ............................................................................................................................. 54 15.2 设计范围 ............................................................................................................................. 54 15.3 主要有毒有害、易燃易爆物质的燃爆性及毒性 ............................................................. 54 15.4 事故发生可能性及危险性分析 ......................................................................................... 55 15.4.1 危险性 .......................................................................................................................... 55 15.4.2

燃烧爆炸的原因 ........................................................................................................... 55

15.5 消防安全措施 ..................................................................................................................... 55 15.5.1 基础消防措施 ................................................................................................................ 55 15.5.2 厂区消防布置 ................................................................................................................ 56 15.5.3 生产过程的防火防爆 .................................................................................................... 58 15.6 消防系统 ............................................................................................................................. 58 15.6.1 火灾自动报警系统 ...................................................................................................... 58 15.6.2 消防联动系统 ................................................................................................................ 59 15.6.3 自动喷水系统 ................................................................................................................ 60 15.6.4 消火栓 ............................................................................................................................ 60 15.6.5 消防给水系统 .................................................................................................................. 60

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第十六章 采暖通风及空气调节 ........................................................................................................ 61 第十七章 环境保护 ............................................................................................................................ 75 17.1 设计依据和标准 ................................................................................................................. 75 17.2 执行的环境质量标准及排放标准 ..................................................................................... 75 17.3 环保治理措施 ...................................................................................................................... 76 17.3.1 废气 .............................................................................................................................. 76 17.3.2

废水 ............................................................................................................................... 76

17.3.3 废渣 ................................................................................................................................ 77 17.3.4 噪声 ................................................................................................................................ 77 第十八章 劳动安全卫生专篇 ............................................................................................................ 78 18.1 安全技术规则 ..................................................................................................................... 78 18.2 安全生产责任 ..................................................................................................................... 78 18.3 劳动保护用品及卫生安全管理 ......................................................................................... 79 第十九章 节能 .................................................................................................................................... 81 19.1 设计思路 .............................................................................................................................. 81 19.2 主要换热线路 ...................................................................................................................... 82 19.2.1 19.2.2

常压提浓塔再沸器（Reboiler@D1） ......................................................................... 82 常压精馏塔再沸器（Reboiler@D3） ......................................................................... 82

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第一章

1.1 项目概况

醋酐，又名乙酸酐，无水乙酸，是一种重要的有机化工原料，化学性质非常

活泼，主要用于制造醋酸纤维素、醋酸纤维漆、醋酸塑料、不燃性电影胶片，香烟过滤嘴和塑料制品等；在医药上用于制备合霉素、地巴、阿司匹林等；在染料工业中用于生产分散深蓝HGL、分散大红S-SWEL、分散黄棕S-2REC等；在香料工业中用于生产香豆素、乙酸龙脑酯、葵子麝香、乙酸柏木酯、乙酸松香酯、乙酸苯乙酯、乙酸香叶酯等。此外，醋酐还可用于制备漂白剂、乙酰化剂、脱水机和聚合反应的引发剂等，用途十分广泛。

本项目为山西阳高醋酐合成股份有限公司年产8万吨。 建址于 山西

1.2 设计依据

1、化工工程设计相关规定。 2、国家经济、建筑等相关政策。

1.3 设计指导思想

坚持设计工作的科学性和公正性。严格执行国家、部门和项目所在省、区、市颁布的标准、规范、规定，认真贯彻“工厂布置一体化，生产装置露天化，公用工程社会化，引进技术国产化”的基本设计原则。

1.4 产品方案

本厂产品主要有：醋酐 氢气

表 二-4-1产品方案 产品名称 醋酐 氢气 本厂规格 摩尔分率=0.999 国家规定 工业级 工业级 产量（万吨/年） 单价（元/吨） 8 6500 0.4 40000 1.5 主要原材料、燃料规格及其消耗量

表 二-5-1主要物料规格及消耗 序号 1 1.1 1.2 项目 原料 甲醇 炭

规格 工业级 工业级 数量(万吨/年) 5.5 5.5 6

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1.3 1.4 2 2.1 2.2 水 碘化钾 公用工程 蒸汽 冷冻水 工业级 190℃ 65-85℃ -25℃ 5.5 0.0006 31.68 0.67 32.87 1.6 全厂综合经济技术指标

表 二-6-1综合经济技术指标 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 指标名称 设计规模 年操作日 原料及辅助材料消耗 工厂用地面积 建筑面积 总定员 总投资 全厂总产值 产品年总成本 投资回收期 全投资净现值 贷款偿还期 盈亏平衡点 单位 醋酐 氢气 乙醛 日/年 万元/年 平方米 平方米 人 万元 万元/年 万元/年 年 万元 年 % 万吨/年 数量 8 0．4 0.85 300 9531.55 50000 10053.6 134 10936.47 18450 1404.38 4 9268.21 4年2 个月 12.93

第二章 产品营销

2.1 营销战略目标

根据深入的市场调查和缜密的目标市场分析，根据SMART(明确、可测量、

可行动、现实的和具有挑战性)原则制定公司的营销目标。

总目标：良好的经济效益、社会效益和知名度的提升。 分目标：经济效益：每年销售。

社会效益：树立绿色、环保形象，引领消费新潮流。

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2.2 营销策略

2.2.1 产品定位与策略

我厂生产的醋酐产品定位于采用有利于环境保护的新原料，而且原料价廉易得、成本低、可大规模生产，生产流程短、产品质量好、能耗低、三废排放少。因此在产品的优质方面我厂是有绝对优势的。

对于消费者来说，最重要的是性价比要高，由于我厂采用的醋酸甲酯羰基合成法，是目前醋酐生产的先进技术水平，不仅成本低而且又稳定的产品质量，优越的性能特征、专利产权优势。

2.2.2 定价策略

我厂采用的是醋酸甲酯羰基合成法，相对于其他工艺来说成本低廉，而且我们生产的醋酐质量好，作为一个中小型企业且处于初创期，我厂的首要目的就是迅速进入市场，获得一份份额，以实现逐渐稳定的现金流，因此为了更好的打入国内国际市场我们的定价稳定在6500元/吨左右。

2.2.3 营销方式

2.2.3.1

直接销售渠道

直销方式是我公司采用的主要销售方式。以“直销”为主是基于公司行业的特殊性，而且公司处于成立初期，很多方面还不够成熟，处于建立客户网络的阶段。分销网络还不健全，因此主要采用直销，这样既可以保证良好的客户关系，又可以有时间逐步建立完善的分销网络。等到公司逐步步入正轨，有了一定的知名度之后再适当的发展其他营销渠道。

2.2.3.2

分销渠道

选择好的分销商不仅可以提高公司产品的销售额，更可以拓展产品的销售范围，在很大程度上提升公司品牌。

在以直销为主要渠道的同时，我们将根据不同地域的经济发展程度、对产品的需求量、交通运输的便利性以及分销商之前销售同行业产品的经验，来选择那些从前就已经有成熟的销售渠道的分销商，这些分销商相对来说专业性更强、队伍稳定、热情高。

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2.2.4 促销策略

一个新成立的公司要为大家了解，必要的宣传手段是必不可少的，除了广告宣传，一个更重要的手段就是要进行网络宣传。

网络是21世纪的一个象征，它的到来很大程度上改变了我们的生活方式。因此，网络营销非常重要，首先要做的就是建立公司自己的网站，并安排相关人员进行维护，并将自己公司在搜索引擎上注册，并在有影响力的网站上做电子广告来提高知名度，从而让大家熟悉你的公司，你的产品。

第三章 化工工艺

3.1 工艺方案的选择

3.1.1 醋酐的性质

性状 无色透明液体，有刺激气味，其蒸气为催泪毒气。有强烈的乙酸气味。味酸。有吸湿性。折光率极高。溶于氯仿和乙醚,缓慢地溶于水形成乙酸。与乙醇作用形成乙酸乙酯。低毒，半数致死量（大鼠，经口）1780mG/kG。易燃。有腐蚀性。勿接触皮肤或眼睛，以防引起损伤。有催泪性。 醋酐的主要物理性质见表1

相对 分子量 102.09

熔点/℃ -73 表3-1-1醋酐的主要物理性质 沸点/℃ 闪点/℃ 折光率ND 139 54 1.3904 相对密度 自燃点℃ 1.080 400 3.1.2醋酐的主要合成方法

醋酐的合成方法有很多，主要有：乙烯酮法、乙醛氧化联产法、醋酸甲酯羰基合成法。

3.1.2.1 乙烯酮法

乙烯酮法工艺流程复杂，副反应多，能耗大，但由于技术相当成熟，我国普遍采用，反应方程式为：

CH3COOH→CH2=C=O+H2O

CH3COOH+CH2=C=O→(CH3CO)2O

乙烯酮法工艺中醋酸转换为醋酐分二阶段进行：首先醋酸脱水转化为乙烯酮，为吸热反应，反应热约35.1kcol/mol。乙烯酮产率最高的最佳反应温度为730℃

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~750℃，醋酸的转化率为85％~90％。然后是分离气体乙烯酮与醋酸反应转化为醋酐。在第二阶段反应中，乙烯酮的选择性为100％。 3.1.2.2 乙醛氧化联产法

乙醛氧化联产法一般都在液相中进行，联产品是醋酸，反应发程式为： CH3CHO+O2→CH3COOH(过氧乙酸) CH3COOH+CH3CHO→(CH3CO)2O+H2O (CH3CO)2O+H2O→2CH3COOH

此法流程简单，工艺成熟，但装置腐蚀严重，消耗指标较高。 3.1.2.3 醋酸甲酯羰基合成法

醋酸甲酯羰基合成法具有流程短、产品质量好、消耗指标低、“三废”排放少等优点，代表了当前醋酐成产的先进技术潮流，国外普遍采用此生产技术，反应方程式为：

CH3OH→CH3COOH→CH3COOCH3 CH3COOCH3+CO→(CH3CO)2O

醋酸甲酯羰基合成法有液相羰基合成法和气相羰基合成法两种，由于气相羰基合成法不必从羰化反应中回收催化剂，故生产装置的投资比液相羰基合成法低。

3.1.3 工艺优缺点的比较

乙烯酮法、液相羰基合成法、气相羰基合成法是目前生产醋酐常用的方法，此三种生产工艺的技术经济分析见表1。

表1 醋酐技术经济分析 工艺路线 乙烯酮法 液相羰基合成法 气相羰基合成法 227 227 227 产品规模，kt/a 162.8 96.4 93.5 投资，百万美元 19.2 17.2 16.5 产品原料 成本公用工程 7.3 1.5 2.4 美分可变费用 26.5 18.7 18.9 /kg 11.2 6.8 6.6 折旧费用 44.7 30.4 29.96 净生产成本 由表1可知，乙烯酮法生产醋酐投资较大，成本较高，原料费用和公用工程消耗较高，折旧费用也较高。同样规模的醋酐生产装置，乙烯酮法为投资1.63亿美元，而液相羰基合成法为0.96亿美元，仅为乙烯酮法的60％；同时液相羰基合成法的净生产成本也仅为乙烯酮法的68％。目前虽然生产醋酐的方法仍是乙烯酮法为主，但由于乙烯酮法750℃左右的裂解温度常常会引起反应管结炭而阻塞，而且该法的能耗也较高，故未来必将被醋酸甲酯羰基合成法取代。随着羰基合成催化剂的不断开发利用，羰基合成技术必将大大向前推进一步。无论是装置的投资还是生产成本都会有所下降，是羰基合成法醋酐生产工艺更具有吸引力。

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3.1.4 本厂使用工艺

由上表各种工艺优缺点的比较总结出，醋酸甲酯羰基合成法中的气相羰基合成法的更有利于生产醋酐，减少能耗，降低投资等等

本分厂决定采用气相羰基合成法合成醋酐。

3.2 工艺流程

3.2.1 反应原理 3.2.2 工艺流程简图

3.2.2.1反应工艺

固体催化剂加入列管式反应器中，固体催化剂采用铹和碘催化剂两种。将甲醇和一氧化碳按摩尔比为1 : 1 进入反应器，在中温中压下经催化剂反应 ，反应的副产物回收利用或净化排放。

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3.2.2.2分离工艺

3.3 本厂工艺条件的选择

3.3.4 反应压力

3.3.5 苯溶液的浓度

3.3.6 催化剂

碘化钾

3.4 全厂物料能量衡算

见附录相关章节

3.5 中央化验室

3.5.1原料和产品的分析测试方法

第四章 总图运输4.1 设计依据

4.1.1 采用的法规和标准、规范

（1）原化工部文件《化工企业总图管理规定》； （2）《化工企业总图运输技术规定》HG/T20649-98；（3）《建筑设计防火规范》GBJ16-87(2001 版)； （4）《工业企业总平面设计规范》GB50187-93。

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4.1.2 设计基础资料

4.2 设计范围

厂内总平面布置、竖向布置、交通运输设计。

4.3 厂址概况

龙泉工业园区位于阳高县城南部8公里处，紧傍京包铁路、大张公路和正在建设的天大高速公路，西距大同市区36公里。2008年6月，园区被确定为山西省循环经济试点园区;2010年，与大同的装备制造业园区、医药园区、塔山循环经济园区、左云的煤化工园区成为大同市重点扶持建设的五大园区，正在成为大同资源型城市转型发展、承接产业转移的重要平台。

2008年9月，市政府专门出资聘请中国城市规划设计研究院对工业园区进行规划设计，规划总面积26平方公里，涉及王官屯、下深井、大白登3个乡镇的7个行政村。规划目标：资源节约、高效产出的省级循环经济示范园区。职能定位：煤化工产业发展基地、新型能源开发基地、材料加工生产基地、废气物再生利用基地。空间结构布局：“一核二轴七区”，“一核”即以中心生态绿化景观公园为核心，“二轴”即建设以白登河生态绿化景观、东西向隔离绿化带生态景观为十字相交的生态主次轴线，“七区”即化工产业区、能源产业区、材料产业区、静脉产业区、物流区、生活区、服务区。

近年来，通过开放招商，已经引进一批科技含量较高、市场前景看好、产业关联度紧密、高效节能环保、符合循环经济发展要求的项目，总投资32.38亿元，现已完成投资15.26亿元。山纳合成橡胶有限责任公司年产3万吨氯丁橡胶、大同天岳化工有限公司为氯丁橡胶异地技改配套回收甲苯这2个项目已经建成;恒源化工有限公司年产2万吨片碱项目、瑞鑫塑业有限公司年产5000万条编织袋等3个项目正在建设;山纳公司年产3万吨氯丁橡胶二期扩建项目、大同市晨昀特种合金有限公司建设年产10万吨锰合金项目、银湖供水公司工业污水处理及中水回用这3个项目已经开展前期工作;2500t/d熟料新型干法水泥生产线项目正在进行招商。这些项目全部建成投产后，年可实现销售收入30.90亿元，实现利润4.72亿元，上交税金4.02亿元。

另外，中国蓝星集团投资30亿元年产10万吨TDI项目、同煤钢铁公司投资135亿元300万吨钢铁项目、大同化纤有限责任公司投资6亿元年产8万吨化纤整体搬迁等一批有投资意向的项目也将陆续落户园区。争取用5年左右的时间，园区实现年销售收入100亿元，逐步打造成资源节约、高效环保的一流循环经济示范园区和环境优美、生态园林式新型工业发展基地。

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4.4 总平面布置

4.4.1 总体布局

厂区为布置矩形，东西方向长为250m，南北方向长为200m，总面积为50000m2。厂的四周是一条宽大的主通道，通向厂内的各个地方，四通八达。

4.4.2 布置理念

以人为本，达到环境与生产的和谐——厂区四周种植有各种植物：洋槐、国槐、柳树、榆树和葡萄树还有一些适合在当地生长的其他植物，保持厂区的空气清新，环境优美。在行政楼前还有一个大型的圆形喷泉，可供员工休息与欣赏。致力把工厂打造成一个现代化的公园式的工厂。

运输线路“一”字形布置——厂内车辆不允许掉头逆向行驶，在厂的西面开有两扇门专供货车通过。使得厂区的运输井然有序。

消防站位置佳——消防站与车间和储罐区都相近，并且位于主道边上，交通极是方便，在危险发生时能近水救近火。

一、 生产区与辅助生产区

生产区在厂区的西北面，生产辅助区在厂区的西南面。生产区主要分成两部分：合成车间和精馏车间。生产辅助区主要包括化验楼，机修楼，工厂总变电所，仓库，公用工程站，消防站，锅炉房。

在仓库的北面是储罐区，它的西面是一条围绕厂区的主干道，西墙开有两扇门，便于仓库的原料等与储罐区的产品快速畅通的运输。储罐区由两个储量300 m3立式圆筒形固定顶储罐，四个储量500 m3立式圆筒形固定顶储罐，二个储量500 m3立式圆筒形固定顶储罐，一个储量300 m3立式圆筒形固定顶储罐。储罐区设有防火、防静电、防雷等措施；同时在精馏车间设有高压防水系统。罐区的其他空间种植草坪。

仓库的两边是装卸台，便于货物的装卸。仓库的南面是机修楼与工厂总变电所。变电所设在厂区的边缘，便于高压进线与低压出线。

消防站位于厂区的东边，配有消防停车场。位于贯穿厂区东西的主干道旁，并且离生产车间和储罐区都很近。

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锅炉房位于厂区的东北角，处于厂区的下风向，旁边设有堆煤场和蓄水池。还有一块草坪，也可作为预留地。

工厂的中心有中心控制室和冷冻站公用工程站和空压站，与生产车间和精馏车间并列。

二、 行政生活区

行政区位于厂区的南面，厂区大门的西部，处在上风向。行政楼周围是大量的绿化带，前面是一个大型的广场，广场中央是一个圆形的喷泉池，周围是草坪于鲜花。是整个厂区看起来就像是一个美丽的公园。为工人提供良好的工作环境。 在行政区的东面分别是食堂、医疗室、职工宿舍。保证员工的日常生活，尽量使他们工作的舒适，舒心。 三、 厂区道路

厂区设有四个出口，南北各一个，在西面还开有两扇供物流进出的门。其中南面的门主要供人员进出。厂区的周围围绕着一圈主干道，与东西向和南北向的主干道联通，厂区内也有公路相连，没有死角。

4.4.3 绿化布置

厂区进行了充分的绿化，首先在所有的建筑物的四周植有草坪，其次在行政大楼的前有一绿化地。

4.5 技术经济指标

表 四-5-1技术经济指标 序号 1 2 3 4 5 6 名称 厂区占地面积 建筑占地面积 道路面积 建筑系数 利用系数 绿化系数 单位 50000 10053.6 19432 20.1 58.97 12.33 数量 平方米 平方米 平方米 % % % 全厂货物运输量及运输方式的确定见下表。

表 四-5-2全厂货物运输量及运输方式

4.6 全场运输定员

表 四-6-1全场运输定员表

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部门 总经理 总工程师 副总经理 办公室 总经理助理 干事 人事部 经理 干事 财务部 经理 出纳、会计 市场部 经理 副经理 业务员 生产部 经理 车间主任 合成车间 精馏车间 监测中心 维修中心 研发部 经理 员工 审计部 经理 员工 供应部 主管 员工 保卫部 主管 保安 后勤部 经理 后勤人员 运输部 经理 驾驶员 总计 定员 1 1 2 2 5 1 5 1 5 1 1 10 1 2 15 15 10 5 1 4 1 2 1 5 1 15 1 10 1 9 134 基本工资（万元/年） 20 15 14 10 5 10 5 10 5 10 8 5 10 8 3 3 3 3 10 5 10 5 8 3 10 1.5 8 1.5 3 2 214 4.7 工厂运输

4.7.1 厂内运输

厂区内每条道路都与主干道连通，设有四个大门，南北各一个，西面有两个供货流通过的门。

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厂内内部所有的道路最窄处超过5m，可允许检修车辆的通行，同时，消防车能够迅速的抵达失火地点。

4.7.2 厂外运输 运输地图

三废处理

本厂产生的污染少，几乎是零排放。

对废气可采用高烟囱排放，扩散稀释。对于水污染要厂区集中，便于统一集收到污水处理厂。

通过改进操作、加强管理、提高操作工人的素质来减少污染的排放。

第五章 布置与配管

5.1 设计范围

合成，精馏车间装置设备布置，工厂管网铺设，管网公称直径计算。

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5.2 车间装置设备布置

5.2.1 精馏车间

5.2.1.1整体布置

车间半露天布置，分2层，以减少投资和维修费用。根据流程方向，车间采用一字形布置，按照顺序依次是常压提浓塔、加压精馏塔、常压精馏塔。北面设置楼梯。物料走向如图绿线所示。

5.2.1.2精馏车间各类设备布置 1、塔设备

所有的塔设备为半露天，用裙座支承安装于基础环上。与塔设备相关的设备如冷凝器、回流泵等按轴线就近布置，减少管线占地。

三个塔成组布置，位于同一轴线上冷凝器布置在二层。 2、换热器

产品物料的冷凝器置于一层吸收塔的附近，便于出管。 3、泵

精馏车间的泵出口轴线对齐，减少管道铺设的难度，泵之间的距离在1200mm，方便检修。 5.2.1.3精馏车间布置图

1、车间平面图包括：各个平台俯视图共2张，装置区的范围、方位，尺寸和坐标。

2、车间立面图包括：精馏车间立面图1张，塔设备立面图1张，各层的相对标高，设备编号。

5.2.2 合成车间

5.2.2.1整体布置

合成车间采用半封闭式二层结构。

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5.2.2.2合成车间布置图

1、 车间平面图包括：两层俯视图共2张，装置的方位，尺寸。 2、 车间立面图包括设备立面图1张，各层的相对标高，设备编号。 3、 详见工艺设计施工图内合成车间平面立面图。

5.2.3 吸收车间

5.2.3.1整体布置

5.2.3.2合成车间布置图

4、 车间平面图包括：平面图共1张，装置的方位，尺寸。 5、 车间立面图1张，相对标高，设备编号。 6、 详见工艺设计施工图内合成车间平面立面图。

5.3 管路布置

在化工企业中，除各种公用系统管网外，许多物料原料、半成品和成品也利用管道输送，因而厂区内有庞大复杂的工程技术管网。

工程技术管网的布置、铺设方式等总是对工厂的中平面布置、竖向布置和工厂建筑群体以及运输设计产生影响。因此，合理的进行管道布置是至关重要的。工厂管道布置的目的是避免各专业管网之间的拥挤和冲突，确定合理的间距和相对位置，使它们与工厂总体布置相协调，并减少生产过程中的动力消耗，节约投资、节约用地，保证安全，方便施工和检修，便于扩建。

5.3.1 管路布置的工作内容

1、确定各类管网的铺设方式。在确定铺设方式时，除按规定必须埋设地下的管道外，厂区管道应尽可能布置在地上，并按照条件采用集中管架或管墩铺设，以节约投资，减少占地和便于施工、检修。

2、确定管道走向和具体位置，即确定管道坐标或相对尺寸。 3、协调各专业管网，避免它们之间的拥挤和相互冲突。

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5.3.2 管道布置的原则和要求

工厂管道布置要尽可能达到技术上和经济上的合理。具体要注意以下各点： 1、一般宜平直铺设，与道路、建筑、管线之间互相平行或成直角交叉。 2、应满足管道最短，直线铺设，减少弯转，减少与道路、铁路的交叉和管线间的交叉。

3、为了压缩管道占地，应利用各种管道的不同埋设深度，由建筑物基础外缘至道路中心，由浅入深地一次布置，一般情况下，其顺序是，弱电电缆、电力电缆、管架、给水管、循环水管、雨水管、污水管、照明电杆（缆）。

4、管道不允许布置于铁路线路下面，并尽可能布置于管道外面，只在施工顺序许可的条件下或者布置有困难的情况下，可将检修次数较少的雨水管，污水管埋在道路下面。

5、管道不应重叠布置。

6、干管应靠近主要使用单位，并应尽量布置在连接支管最多的一边。 7、地下管道可布置在绿化带下，但不允许布置于乔木下面。 8、应考虑企业的发展可能，预留必要的管线位置。

9、各种管道间的相互关系及它们与建、构筑物、公路、铁路的关系应保证满足下列要求；管道敷设，修建检查井，膨胀伸缩节等所要求的间距；翻修时不至损坏相邻管道或建、构筑物基础，不妨碍公路、铁路的正常通行；不至发生管内液体冻结，管道受机械损伤，电流损害地下构筑物，管道损坏时液体冲刷或侵蚀建构筑物基础，污水污染生活饮用水，易爆炸或有毒气体深入下水道、管沟、地下室，易挥发的液体及电缆收到热力管道的作用易变热，损害地面绿化等现象；尽可能满足机械化施工，而又不使邻近的管道，建构筑物、铁路、公路遭受损坏。

10、管道交叉时的避让原则是：小管让大管；易弯曲的让难弯曲的；压力管让重力管；软管让硬管；临时管让永久管；施工量小让施工量大的管；新管让旧有管。

除此之外，管道敷设应该满足各有关规范、规程、规定的要求。地下管道之间，地下管道与建筑物之间的水平（垂直）净距应符合下表要求。

表 五-3-1管架与建筑物、构筑物之间的最小水平间距

建筑物、构筑物名称

最小水平间距/M 20

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建筑物有门窗的墙壁外缘或突出部分外缘 建筑物无门窗的墙壁外缘或突出部分外缘 铁路（中心） 道路 人行道外缘 厂区围墙（中心线） 照明及通信杆柱（中心） 注：

3.0 1.5 3.75 1.0 0.5 1.0 1.0 1、表中间距注明外，管架从最外边线算起；道路为城市型时，自路面边缘算起，为公路型时，自路肩边算起。

2、本表不适用低架式、地面式、及建筑物支撑式。

3、火灾危险性属于甲、乙、丙类的液体、可燃气体与液体石油气介质管道与建筑物、构筑物之间最小水平间距应符合有关规范的规定。

表 五-3-2架空管道、管架跨越铁路道路的最小垂直间距○1

名称 可燃气体与液化石油气管道 其他一般管线 道路（从路拱算起） 人行道（从路面算起） 最小垂直间距/M 6.0 5.5 ② 5.0 ③ 2.2/2.5 ④ ①表中间距除注明者外，管线自防护设施的外缘算起，管架自最低部分算起。 ②架空管道、管架跨越电气化铁路的最小垂直间距，应符合有关规范规定。 ③有大件运输要求或在检修期间有大型起吊设备通过的管道，应根据需要确定，困难时，在保证安全的前提下可减至4.5m。

④街区内人行道为2.2m，街区外人行道为2.5m。

5.4 管子直径的选择

可由常用流体速度计算管径。根据流体在管内的常用速度，可用下式求取管径：

式中

d――管子直径（m）

Vs――通过管道的流体流量（m3/s）

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ω――通过管道的流体常用速度（m/s）

5.5 管壁厚度

在各种公称压力下，常用的管壁厚度可查取得到。

5.6 管道材质

常用的管道有铸铁管，硅铁管，水煤气管，无缝钢管，有色金属管，有衬里的钢管，非金属管等。

铸铁管常用于埋在地下的给水总管及污水管等，也可用来输送碱液及浓硫酸。不可用铸铁管输送蒸汽及在压力下输送爆炸性与有毒性的气体。

无缝钢管在化工中得到广泛应用，它的特点是品质均匀和强度高，可用于输送有压力的物料、蒸汽、高压水、过热水以及输送燃烧性、爆炸性和有毒性的物料，极限工作温度为435℃。

5.7 单元设备的管道布置

5.7.1 塔的配管

1、进料、出料、回流等管口方位应遵循管路最短原则，主要由塔结构及冷凝器、回流罐、再沸器等设备的位置决定。

2、塔顶气体管道应从塔顶引出在塔的侧面垂直向下布置。

3、沿塔铺设管道时，管道支架应设在管道热应力最小处附近位置上，当塔径较小而塔较高时，塔体一般置于钢架结构中，这时塔的管道就不傍塔设置，而置于钢架的外侧为宜。

4、为避免操作人员在泄漏物料时躲不及而造成事故，塔底管道的法兰和阀门不应装置在狭小的裙座内。回流罐往往要在开工前先装入物料，因此要考虑安装相应的装料管道。

5、为使阀门关闭后无积液，上述这些管道上的阀门应直接与塔体开口相接，塔体侧面管道一般有回流、进料、侧线抽出、汽提蒸汽、再沸器入口和返回管道等，进（出）料管道在同一角度有两个以上的进（出）料开口时，不应采用刚性连接，而应采用柔性连接。

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5.7.2 储罐的配管

1、容器底部排出管道沿墙铺设离墙距离应小些，可节省占地面积，设备间距要求大些，以便操作人员切换阀门与检修。

2、排出管在设备前引出。设备间距离及设备离墙距离均可以小些，排出管通过阀门后一般应立即引至地下，使管道走地沟或楼面下。

3、排出管在设备底中心引入，适用于设备底离地面较高，有足够距离可以安装和操作阀门，这样铺设高度短，占地面积小，布置紧凑。

4、卧式槽的进出料口位置应分别在两端，一般进料在顶部、出料在底部。。 5、进入容器的管道铺设在设备前部

5.7.3 泵的配管

1、泵体不宜承受进出口管道和阀门的重量，故进泵前和出泵后的管道必须设置支持装置，尽可能做到泵移走时不设临时支架。

2、吸入管道应尽可能短，少拐弯，并避免突然缩小管径。

3、吸入管道的直径不应小于能的吸入口。采用的泵的吸入口为垂直方向，可配置同心异径管。

4、为防止泵停时物料倒冲，泵的排出管上应设止回阀。止回阀应设在切断阀之前，停车后将切断阀关闭，以免止回阀阀板长期受压损坏。

5.7.4 换热设备的配管

1、管壳式换热器工艺管道布置应注意冷热物流的流向，一般被加热介质（冷流）应由下而上，被冷凝或被冷却介质（热流）应由上而下。

2、不妨碍设备的检修。

3、不影响设备的抽芯（管束或内管）。

4、不妨碍设备的法兰和阀门自身法兰的拆卸或安装。

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5.7.5 管廊布置

1、装置内管廊应处于易与各类主要设备联系的布置上，要考虑能使多数管线布置合理、少绕行，以减少管线长度。典型的位置是在两排设备的中间或一排设备的旁侧。

2、布置管廊时要综合考虑道路、消防的需要，以及电线杆、地下管道和电缆布置以及临近建、构筑物等情况，并避开大、中型设备的检修场地。

3、管廊上部可以布置空冷器、仪表和电气电缆槽等，下部可以布置泵等设备。

4、管廊上设有阀门，需要操作或检修时，应设置人行走道或局部的操作平台和梯子。

5、管廊的布置形式

A、对于小型装置，通常采用盲肠式或直通式管廊。

B、对于大型装置，可采用“L”形、“T”形和“п”形等形式的管廊。 C、对于大型联合装置，一般采用主管廊、支管廊组合的形式。

6、装置内管廊的管架形式一般分为单柱独立式、双柱联系梁式和纵梁式。 7、管廊的结构材料 一般采用混凝土柱与钢梁的混合结构，也可全部采用钢结构。

8、管廊的宽度 管廊的宽度应根据管道直径、数量及管道间距来决定，同时要考虑仪表和电气电缆槽（架）所需的位置。提供土建条件时，要考虑预留20%～30%的增添管道所需宽度余量，以备后期配管需要时可利用此余量。管廊下维修通道的宽度参见HG-20546.2-1992。

9、管廊的高度

A、管廊底层净高主要考虑下列因素。 （1）管廊下面的布置的设备所需要的净高。

（2）管廊下面有检修通道时，要考虑有汽车或吊车通过的要求，一般通道最小净高及底层梁至地面最小净空建HG-20546.2-1992。

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B、管廊两层之间的距离 应根据管道直径的的大小及管架结构尺寸、检修要求等具体情况而定，但最小净距为1.5m。管道较多时，常用的两层之间的距离为2m。

C、两管廊“T”形相交时应取不同的标高，其高差可根据管道直径确定；一般以750～1000m为宜。

10、管架柱间距。一般为4～6m，最常见为6m，因有些管道必须采用柱子支承。

A、管廊第一个柱子和最后一个柱子应设在距离装置边界线1m处，一般情况为固定管架，以便于装置内、外热力管道的热补偿计算。

B、直爬应仅靠管廊柱子设置。

C、多层管廊上如需要人行过道，宜设在顶层。

第六章 空压站、氮站、冷冻站

6.1 设计依据

《压缩空气站设计规范》 GB50029-2003 《工业企业设计卫生标准》 GBZ 1-2002 《洁净厂房设计规范》 GB50073-2001 《工业企业噪声控制设计规范》 GB50072-2001 《仪表供气设计规定》 HG T 20510-2000

6.2 空压站

化工生产中，压缩空气广泛应用于自控仪表操作、工艺物料的输送、设备和组件的吹扫及气动操作等。不同的用途对压缩空气有不同的要求。工艺用压缩空气由一般空压机产生即可，仪表用压缩空气由无油润滑空压机产生并经脱湿处理。

本厂共有两台离心式压缩机，根据两台离心压缩机的排气量和压力要求，其电耗为450kW。

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压缩空气站需设置机器间、辅助间。根据国家现行的《工业企业噪声控制设计规范》和《城市区域环境噪声标准》等要求，还需设置隔声值班室、吸声消声器等。

空气压缩机的吸气系统，设置相应有效的过滤器或过滤装置。

活塞空气压缩机与储气罐之间，宜装止回阀。在压缩机与止回阀之间，应设置放散管。放散管上宜设消声器。活塞空气压缩机与储气罐之间，不宜装切断阀门。如装设时，在压缩空气与切断阀门之间，必须装设安全阀。储气罐上必须装设安全阀。安全阀的选择，应符合国家现行的《压力容器安全监察规程》的有关规定。

储气罐与供气总管之间，应装设切断阀门。

空气干燥装置设在储气罐之后。进入吸附式空气干燥装置的压缩空气温度，不能超过40℃。

空气干燥装置和过滤器的出口，应设分析取样阀。

活塞空气压缩机的排气口与储气罐之间，应设后冷却器。各空气压缩机，不宜共用后冷却器和储气罐。

6.3 氮站

氮气一般用于设备、管道内物料或空气的置换，也可用来隔离密封贮罐。 氮封装置主要用于保持物料容器顶部保护气（通常为氮气）的压力恒定，避免容器内物料与空气直接接触，阻止物料的挥发、被氧化，同时保护容器的安全。它主要由快速泄放阀及微压调节阀两大部分组成。

本厂采用NC-100 系列高精度微压氮封装置。

全气控操作,满足重负荷防爆应用要求，现场方便设定氮封压力，高精度膜盒表直接指示，设定及系统控制压力精度高，重复性好，气信号设定压力灵敏度可达 0.25 厘米水柱 (约 0.25 mbar)，添加排放阀的最高灵敏度可达0.64 厘米水柱 (约 0.64 mbar)。创新的反馈气控制回路设计，更高的设定精度和控制精度，双重安全回路设计，确保万无一失。超强消除供应气源压力波动影响能力，精巧膜片结构，高调节量程比和高速响应能力，NPT 制式螺纹及不锈钢卡套接头配合，高气密性后处理，还有可选的排气回收及处理装置。

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6.4 冷冻站

6.4.1 冷公用工程系统

碳酸二甲酯生产系统中有很多物流需要冷却到25℃左右，常温水已经无法达到要求。就必须由冷冻站提供适用温度更低的低温冷却介质（载冷剂）。为了防止载冷剂冻结，它的冰冻点要低于制冷剂的蒸发温度，使用温度通常比冻结点要高2~10℃。常用的载冷剂有以下三种：

1、水：使用温度≥5℃。

2、冷冻水：常用的是氯化钙水溶液。适用于0 ~ -45℃场合。使用时应把握氯化钙水溶液的浓度，浓度过低时有发生冻结的可能，浓度过高则粘度大，流动阻力大，热容量也下降。

3、有机物：如乙二醇、丙醇等，适用于温度更低的场所。

使用载冷剂的优点是：能集中供应，可远距离输送，使用方便，易于管理，比较经济。在满足工艺要求的前提下应尽量选用温度高的一级。

根据本厂工艺条件及换热要求，我们使用了-25℃的氯化钙水溶液。

6.4.1.1冷冻水系统

冷冻水主要用于进入氨气分离器前的冷却、产品甲醇及碳酸二甲酯出料的冷却。冷冻水总需要量415164.5479kg/hr。使用后循环至冷冻站。

6.4.2 冷冻站主要设备

冷冻站一般采用水冷螺杆式冷水机组、溴化锂吸收式冷热水机组或风冷螺杆式冷热水机组。

选择国产水冷螺杆式冷水机组，价格便宜，体积小，技术成熟，运行可靠，使用寿命长。但噪声大、振动大、耗电量大。虽然制冷量调节方便，但耗电量减少不大，大、中型机房需不同冷量机组搭配使用。若采用半封闭压缩机或进口压缩机，噪声、振动可减小，但价格却高得多。

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溴化锂吸收式冷（热）水机组，耗电量很少，转动部件少，故障率低，运行可靠，噪声小，振动小，制冷量调节方便，中小型机房可单台使用。对大气环境污染较少。寿命比螺杆式机组短。冷却水耗量比螺杆式机组大。

国内风冷热泵螺杆式冷（热）水机组压缩机多为进口，且为多台压缩机组合。运行可靠，操作管理方便，制冷量调节方便，噪声振动较小，无需冷却水系统。可放置在屋顶或室外地坪上，减少机房面积，甚至可以不要机房，这一点对于商业性建筑非常有利。但机组价格高，耗电量大。冬季供热受室外气温影响较大。室外气温降低，机组制热量减少，效率降低。当空气换热器表面温度低于0℃时，表面将结霜，机组需定期进行除霜，既耗能，又影响供热。供热水温度较低，不超过50℃。

根据以上比较，选定溴化锂吸收式冷（热）水机组。

第七章 设备设计

7.1 反应精馏塔设计

本分厂采用多塔流程制备醋酐。

参考中国专利CN 23 1 484OY 公开的新型催化精馏塔，本工艺的反应精馏塔塔身为圆柱状，包括精馏段、与精馏段下部相连的催化反应段和与催化反应段下部相连的提馏段。

催化反应段：绝热固定床内可以装催化剂。绝热固定床的下部有一层液体分布器，液体分布器有排液孔和升气管。液体分布器上部有循环物料进料口。循环物料进料口上部为气相甲醇进料口，气相甲醇进料口上部为绝热固定床。绝热固定床层顶部有绝热固定床层的液体分布器，绝热固定床层的液体分布器上有排液孔外和升气管。在绝热固定床层的液体分布器上有MC进料口，MC进料口以上为精馏段。

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7.2 其他设备设计

见附录设备选型章节

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第八章 自动控制

8.1 涉及范围及概述

PID即是管道仪表流程图。在工程施工中，为了达到设计的各项要求，必须对生产装置进行连续的监视和控制。由操作人员和控制设备（如测量仪表、传感器、控制器、执行器记录仪表）组成控制系统，共同的完成该项任务。

对于本流程的自动控制，我们主要分分离吸收段、合成段和精馏段3个工段进行。

8.2 控制方案说明

8.2.1 反应器的控制

本工艺中采用了夹套釜式搅拌反应器，在特定的操作条件下，使流体的停留时间分布趋于接近于最优停留时间分布。反应器还配有包括清洗水、2bar氮气或空气的辅助系统，便于检修。

对于本反应器的控制主要有2方面：一是停留时间，二是反应温度。 （1）停留时间的控制

在反应器一定的条件下，停留时间主要取决于进料速度。因此对于停留时间的控制，我们采取了控制反应器进口甲醇流量和尿素流量大小和比例的方法，进而控制反应转化率。 （2）反应温度的控制

反应器采用夹套式，很大的缺点就是反应温度的控制存在一定的滞后现象，而反应需要的温度要求比较高，所以采取串级控制，即加热蒸汽流量-釜温度串级控制。对反应器采取一定保温措施。采用连续生产方式。

8.2.2 分离器的控制

对于本分离器的控制，为了达到连续的目的，必须保证在环隙内的停留时间大于两相的分离时间。因此，分离器结构一定时，主要是控制进料流率和出料流率。

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8.2.3 吸收塔的控制

水为吸收剂，吸收氨气同时制取氨水。对于萃取塔的控制，主要取决去进料氨气的流量从而调节水的流量。本塔采用工艺软水为吸收剂，操作温度基本确定，因而主要控制水流量。水的用量我们根据进料量控制确定两者数学关系，通过PLC编程自动控制。

对于塔内两相液面的控制，我们主要采取控制塔底出液量的方法控制。 塔顶设置有放空阀，方便检修和安全措施。

8.2.4 反应塔的控制

精馏过程的主要要求就是：一是保证质量指标；二是保证平稳操作。根据出料位置不同（塔顶和塔底）分为按精馏方案控制和按提馏段方案控制。精馏段控制见图，提馏段与其不同之处在于塔顶和塔釜再沸器的控制即TIC和FIC相反。后面3个精馏塔的控制与之基本类似。其他塔设备中特殊的地方详述，其余与加压塔相同的地方不赘述。 （1）塔釜液位的控制

塔釜液位的控制主要是通过控制釜液出口流量，本工艺也采用该控制方法。同时为防止塔釜上升蒸汽波动太大，影响塔釜液位，同时对加热蒸汽进行了流量自动控制。

（2）塔顶压力的控制

根据塔顶出料量和回流气液相得量的不同，选择控制压力的方法。对于冷凝回流塔顶压力的主要因素是蒸汽被冷凝的量。为此我们通过回流罐充氮气调节回流量，进而控制塔顶压力。 （3）回流罐液位的控制

该液位控制主要是控制液相馏出液的流量。为保证回流量，液位不能过低。防止罐内压力太大，液位不能过高。 （4）灵敏板温度的控制

我们通过控制侧线出料量控制温度，对各个灵敏板进行温度检测控制，保证我们的产品质量。

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（5）回流量的控制

对塔釜通过也为控制调节回流量，对塔顶通过温度及冷却水开度和塔顶压关联控制。 （6）其他的控制

整个塔设有压差显示装置和温度等安全装置。

8.2.5 提浓精馏塔的控制

根据出料的所需物料是塔顶采用精馏段控制方案

8.2.6 加压精馏塔的控制

根据出料的所需物料是塔釜采用提留段控制方案，反应需要中压的条件，反应属于全冷凝，通过控制回流罐氮气量以及其他因素控制塔内的的压力。

8.2.7 加压精馏塔的控制

根据出料的所需物料是塔釜采用提留段控制方案，由于塔顶的气体量很小，所以塔顶没有冷凝器。

8.2.8 离心泵的控制

由于泵在输送液体的过程一般温度不会变化很大，所以一般泵不需要冷却水冷却。但是该系统中有的泵输送的液体温度比较高，一般情况下，为了防止热量的扩散，都需要对离心泵进行保温，并且对相应的管路也进行保温。同时在泵输送较热流体时，为防止工作人员不慎接触而烫伤，用隔热保护层加以覆盖。特殊的泵控制如加压泵。

离心泵的控制主要有三种：一是控制出口阀门开度，二是控制离心泵转速，三是控制旁路阀门的开度。

本流程主要是控制离心泵出口压力，因此采用控制离心泵转速较为方便。

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8.2.9 换热器的控制

一般换热器的控制主要是温度-流量串级控制，本流程也采用这种简单的温控措施。而对于内部换热的换热器采用旁路控制。

8.2.10 进料流量的控制

根据各进料量在各工段对反应影响较大，因此需要控制其大小。因此各进料均采用了比值控制系统，根据不同情况采用不同的比值控制方法，开环比值控制系统、单闭环比值控制系统和双闭环比值控制系统。

8.3 详见附录自动控制

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第九章 储运系统

9.1储罐设计依据和选择原则

9.1.1 设计依据

《石油化工立式圆筒钢制焊接储罐设计规范》 SH 3046-1992 《立式圆筒钢制焊接油罐施工安全及验收规范》 GBJ 128-1990 《钢制焊接常压容器》 JB/T 4735-1997

《石油化工钢制设备抗震设计规范》 SH 3048-1993

9.1.2 选择原则

产品储罐区：为保证产品的连续供应，碳酸二甲酯产品储罐的容积为一周的产量，甲醇产品储罐的容积为三天的产量。液体储罐的装载系数通常可达85％。 原料储罐区：为保证原料的连续供应，甲醇产品储罐的容积为三天的产量，液体储罐的装载系数通常可达85％。

回流罐及缓冲罐一般考虑5-10min 的储量。

9.2 储罐选型

详见附录中的设备一览表

9.3 储罐区管理

1、无绝热措施时，应设冷却水喷淋设施，达到降温的目的。罐体外部宜涂刷防止热辐射材料。设施的电器开关设置在远离防火堤外，不准将电器开关设在防火堤内。

2、与储罐有关的管道穿过防火堤时，洞口应用不燃材料填实，电缆宜采用跨越防火（护）堤方式铺设，应设置可燃气体检测报警装置。

3、罐区防火堤的排水管应相应设置隔油池或水封井，并在出口管上设置切断阀。

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4、对于二甲醚空储罐，应制订先充满液体蒸气至饱和蒸气压后，再充该液体的操作工艺规定，避免空罐进液体闪蒸而使钢材产生低温脆变破坏。

5、储罐的防雷、防静电接地装置，应按照《石油库设计规范》设置。

9.4 物料运输系统

本厂的物料运输主要是原料的输入和产品的输出。原料尿素和甲醇由总厂提供，可用卡车直接运到厂内仓库和原料储罐。本厂主要的物料运输就是产品碳酸二甲酯、甲醇和锅炉用煤。

9.4.1 产品运输情况

本项目产品主要市场为山西省及附近省份，一般由化工液体罐车运输，如果有远途运输需要，则由火车或油轮运输，客户负责运输费用。

9.4.2 锅炉用煤

由于山西公路运输方便快捷，耗资不多。可用卡车将煤直接运到场内煤渣厂。 本厂配有4煤炭运输车、4台甲醇运输车、3台普货运输车以及3台叉车。型号及价格如表13-2所示。

表13-2 运输车型号及价格 项目 煤炭运输车 甲醇运输车 普货 叉车 数量 4 2 3 3 单价（万） 28 28.7 28 5 备注 东风1310型运输车 （18t, 发动机型号EQB210-20） 东风天龙后双桥化工液体运输车(12t,发动机型号C260 20) 东风EQ4146GH牵引车＋10.1m半挂 CPDB2防爆叉车

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第十章 维修

10.1 维修任务

（1）保障各工段生产的顺利进行，为各工段提供维修工具及相关资料； （2）保障生产的安全性，需定期进行维修检查； （3）应对突发事件，紧急维修。

10.2 维修人员职责

1.在设备经理的领导下，负责生产车间设备的维修、保养和改造工作，确

保生产正常进行；

2.负责检查与落实设备操作规程，监督指导操作者正确操作生产设备； 3.参加新设备的安装、调试、试运行和设备验收工作；

4.对工厂操作人员提供技术支持，排除设备故障，及时帮助解决生产中的技术和设备难题；

5.接到紧急电话召修，应立即奔赴现场，并组织力量进行抢修，事后应做好记录并存档保管；

6.根据工厂的安排，每年按规定时间进行一次大修，同时平时定期对各管理处的设备进行巡检、保养，将检查情况、建议记录并报各管理处相关部门。 7.进到维修现场，必须佩戴工作证，爱护设备和维修工具，节约材料，对维修、保养的材料消耗要认真登记，严禁浪费

8.文明施工, 做到完工场清,保证厂区清洁

9.服从分配，听从指挥，努力完成领导交办的相关任务。

10.3 化工设备维护检修

10.3.1 巡回检查

化工生产具备连续性大生产的特点，除开停车中需要操作人员到设备现场对设备进行操作外，正常生产中，操作人员的大部分工作时间是通过岗位控制台对设备运行情况进行监测与调节。这一点与普通机床设备操作人员始终在设备身边进行操作很不相同。控制室的监控参数不能完全反映设备状况（如设备局部的泄漏、振动等），这就要求通过巡回检查来弥补监控上的不足。

化工介质的高危害性、生产的连续性对设备的可靠性提出了更高要求。要保证设备运行可靠，必须随时了解设备状态，对设备异常及时发现并做出调节或修理，防止设备状况的进一步恶化，要实现这一点也必须进行巡回检查。

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巡回检查分为操作人员的巡回检查、片区维护检修人员的巡回检查和现场技术管理人员的巡回检查。巡回检查和由此决定的调节与修理是化工设备日常维护的主要内容。

10.3.2 同步检修与协同检修

化工生产的一台设备出现问题，往往造成一个操作单元、或者一个子系统或者总系统停车，这时就需实施该单元、或者子系统或总系统设备的同步、协同检修。

同步指检修时间、周期、类别上的同步。协同指在处理某一设备问题时，充分利用该停车机会，协同处理同一单元、同一子系统或总系统中其它设备问题。 化工设备检修按检修时机分：临时的停车检修和停产大修；按检修工作量分：大修、中修和小修。 10.3.2.1 停产大修

当总系统运行一定时间（如一年）后，系统全面停车，主要目的是为了系统内设备集中大修，称为停产大修。某次停产大修中不进行大修，而中小修周期到了的设备可协同进行中小修。大修和协同的中小修就形成了停产大修计划。 停产大修并不能安排所有设备的大修，一方面受停车时间、维修力量限制，另一方面设备种类、设备质量状况、运行环境条件的不同，设备的大修周期不可能统一。同一系统内种类相同、检修周期相近的设备可以分批实施大修，错开每批设备之间的大修时间。

停产大修往往时间紧、任务重，施工组织难度大。因此必须有效利用临时的停车机会，尽可能多地实施中小修和可能实施的大修。 10.3.2.2 中小修

中小修工作量相对较少、检修时间短，除在停产大修期中协同实施外，主要安排在临时停车时进行。化工生产要求实现连续不间断生产，但实际运行中短时的局部子系统或操作单元停车或者总系统的临时停车不可避免。如某关键设备的异常故障、巡检中发现某种危及安全的隐患急需处理、某岗位人员的操作失误、水电气原料供应不足等都可能产生临时停车。此时是安排该系统或操作单元设备中小修同步检修和协同检修的最佳机会。

10.3.3 压力容器、管道的定期检修

化工生产的管道完成各设备之间介质的传递输送，中间产品和最终产品由不同的储罐完成储存。压力容器和压力管道是化工生产中的主要设备，属于特种设备，对其设计、制造、安装、使用、检验、检修与改造实施安全监察，其维护检修除重视日常维护中的巡回检查外，重点是开展定期检验。

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定期检验是国家安全管理法规规定的强制性检验，主要分为每年至少一次的在线检验和相隔一定运行周期必须进行的、停止运行的全面检验。压力容器和压力管道的修理必须按安全技术规范的要求进行。一般将检验与修理结合进行，与压力容器和压力管道相关的安全附件的定期校验、定期检修也与定期检验同步进行。

10.3.4 更高的安全检修要求

化工设备的管道相互连接，介质具有流动性、带温带压、易燃易爆、有毒有害。一些设备较大、较高，检修时需进入设备内部或登高作业。这些特点决定了进行化工设备检修必须有更高的安全检修要求。

1、设备检修一般应在停车的情况下进行，应将介质排尽。对易燃易爆、有毒有害介质需进行吹除置换、清洗消毒。

2、进入设备内部检修需从设备内部有代表性的部位取样分析，办理相关进塔入罐作业证方可进行检修。登高作业需带安全带，办理登高作业证。 3、在一些有易燃易爆介质的生产现场或设备内部检修时，需对环境空气取样分析，办理动火作业证。

4、生产中对系统的某台设备检修时，必须将其与系统断开，防止相连设备管道中的介质喷出伤人或造成燃爆、中毒事件。

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第十一章 供电和电信

11.1电力消耗及供应

11.1.1 设计依据

《供配电系统设计规范》 GB50052-95 《10kV 及以下变电所设计规范》 GB50053-94 《建筑物防雷设计规范》 GB50057-1994 《变电所防雷设计》

11.1.2电力供应规格

根据本工艺采用的设计方案和设备参数，工厂需要的供电规格主要有以下 几种：

380/220V：电动机、照明系统、电梯、插座以及便携工具等设备的电压等级； 220V：生产装置的DCS、PLC、重要仪表、自动装置和微机综合自动化系统。

11.1.3全厂电力消耗

11.1.3.1 泵

本厂正常生产使用的泵所消耗的功率分别为：

表11-1-1泵所消耗的功率

图号 P101 P301 P302 P303 P304 P401 P402 P403 数量 2 2 2 2 2 10 10 10 电机功率（kw） 5.5 7.5 15 5.5 2.2 320 315 320 此外，还有用于消防用的水泵，此泵只有在紧急事故时才使用，因此在计算

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正常电耗时不将这一部分的消耗。

根据上述统计，工厂泵设备的电耗为：990.7 kW 11.1.3.2 搅拌反应釜

电动机功率7.5kw 11.1.3.3 工厂照明

照明消耗的电量可参考相同规模其他厂的情况，预计为 141.5kW，照明系统日工作以12 小时计，估算工厂照明日用电量为1698kW? h。 11.1.3.4 仪表微机系统用电

由于工厂相对较小，预计厂区安装有 100 台微机设备，每台设备功率以 300W 计，由此估算全厂的仪表微机系统用电为300W/台×100 台=30kW。 11.1.3.5压缩机

本厂共有两台离心式压缩机，根据两台离心压缩机的排气量和压力要求，其电耗为450kW。

表 11-1-2 用电项目的用电量 用电项目 泵 照明 微机系统 压缩机 搅拌反应釜 总计 每小时用电量/KW 990.7 141.5 30 450 7.5 日用电量/度 23776.8 1698 720 10800 180 37174.8 11.1.4 电力供应

11.1.4.1 变电站

生 产 区 泵需 要 的 电 力 规 格 为 690/660V ， 而照明系统采用380/220V，微机系统采用220V 规格。

根据上述要求，可在电网连接处设置一个总变电站，将高压电变压690/660V，此规格电可直接输送至泵和压缩机。在生活区可设置第二个变电站，将690/660V 变压至380/220V 规格，此处负责全厂的照明总接口。在办公区设置第三个变电站，将690/660V 变压为220V 单相电压，供给办公区的仪表微机系统用电。至此，全厂需要电力的主要设备和项目均已满足，其他如插座、电梯等小功率的耗电只需接入相应规格的总线即可，不再一一赘述。 11.1.4.2 应急电源

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