鎮(zhèn)海煉化廠加工煉化乙烯的副產(chǎn)物C8餾分年產(chǎn)對二甲苯36萬噸初步設(shè)計說明

1、目錄目錄1第一章總論71.1項目概述71.2設(shè)計依據(jù)71.3設(shè)計原則81.4 產(chǎn)品及原料方案81.5工藝特點91.6 建設(shè)意義9第二章 總圖運輸92.1設(shè)計依據(jù)92.2園區(qū)概況102.2.1地理優(yōu)勢102.2.2園區(qū)概況102.2.3園區(qū)交通112.3廠區(qū)總體布局概述112.3.1廠區(qū)概述112.3.2廠區(qū)布置的設(shè)計內(nèi)容112.3.3工廠總平面布置122.4工廠主要區(qū)域132.4.1儲罐區(qū)132.4.2生產(chǎn)區(qū)152.4.3輔助生產(chǎn)區(qū)15第三章 對二甲苯的生產(chǎn)工藝173.1幾種對二甲苯生產(chǎn)工藝173.1.1 歧化及烷基轉(zhuǎn)移工藝技術(shù)183.1.2 二甲苯異構(gòu)化工業(yè)技術(shù)183.1.3 吸附分離工藝技

2、術(shù)183.2 工藝選擇193.3 工藝流程簡述19第四章工藝流程模擬194.1流程模擬194.1.1全流程模擬工藝圖194.2 c8異構(gòu)化反應(yīng)204.2.1 c8異構(gòu)化反應(yīng)模擬流程圖204.2.2 c8異構(gòu)化反應(yīng)器214.3 反應(yīng)物的精制分離234.3.1反應(yīng)物精制分離的模擬流程圖244.3.2 radfrac反應(yīng)精餾塔24第五章 流程優(yōu)化255.1脫c7塔265.1.1塔板數(shù)優(yōu)化265.1.2回流比優(yōu)化26第六章物料衡算和熱量衡算276.1物料衡算276.1.1意義276.1.2原則和方法276.1.3主要內(nèi)容286.1.4主要工藝過程物料衡算286.2熱量衡算286.2.1概述286.2.

3、2意義296.2.3原則296.2.4主要內(nèi)容30第七章設(shè)備選型307.1塔設(shè)備選型及設(shè)計317.1.1塔設(shè)備選型依據(jù)317.1.2塔設(shè)備選型原則317.1.3塔設(shè)備選型的塔形和塔板類型317.2反應(yīng)器選型及設(shè)計337.2.1 c8異構(gòu)化反應(yīng)的參數(shù)337.2.2 c8異構(gòu)化反應(yīng)的工藝流程337.3換熱器選型及設(shè)計357.3.1換熱器選型的依據(jù)和原則357.4泵選型377.4.1選型原則：387.5儲罐選型與設(shè)計387.5.1設(shè)計參數(shù)387.5.2儲罐設(shè)計的強度數(shù)據(jù)39第八章熱量集成技術(shù)398.1能量集成概述398.2能量集成步驟398.3主要物流分析408.4換熱網(wǎng)絡(luò)分析設(shè)計408.4.1概述

4、408.4.2換熱網(wǎng)絡(luò)集成418.4.3換熱網(wǎng)絡(luò)可行性分析41第九章 供電及電信工程429.1供電工程439.1.1供電系統(tǒng)設(shè)置概述439.1.2設(shè)計依據(jù)439.1.3供電說明及供電電源439.1.4變電所設(shè)計449.2電信系統(tǒng)設(shè)置概述469.2.1項目電訊系統(tǒng)469.3防雷工程479.3.1概述479.3.2設(shè)計依據(jù)479.3.3雷電的侵害方式489.3.4防雷需求分析48第十章 土建4910.1設(shè)計原則5010.2設(shè)計依據(jù)5010.3廠區(qū)自然條件5110.3.1氣候特點5210.4設(shè)計范圍5210.5建筑設(shè)計5210.5.1建筑物層高設(shè)計5210.5.2建筑材料5210.5.3防火防爆52

5、10.5.4噪聲控制5310.6 結(jié)構(gòu)選型5310.7 基礎(chǔ)選型5310.8 地震作用53第十一章 給水排水5411.1概述5411.2設(shè)計依據(jù)5411.3給排水系統(tǒng)5511.3.1給水系統(tǒng)設(shè)計5511.3.2排水系統(tǒng)設(shè)計56第十二章 管路布置5712.1設(shè)計依據(jù)5712.2管道設(shè)計基本知識5712.2.1管道分類5712.2.2管道及管件的公稱壓力及公稱直徑5812.2.3管道等級5912.3管材選擇5912.3.1管材的分類5912.3.2金屬管材的選用6012.4管路計算6112.4.1流速限制6112.4.2流動型態(tài)雷諾數(shù)判據(jù)6112.5管道布置設(shè)計6212.5.1化工車間管道布置設(shè)計

6、的任務(wù)6212.5.2管道敷設(shè)種類6312.5.3車間管道布置設(shè)計基本要求6412.6管道布置圖6512.6.1管道布置圖的繪制6512.6.2管道及附件的常用畫法66第十三章 維修6713.1 概述6813.2設(shè)計原則6813.3設(shè)備維護6813.4設(shè)備檢查6813.5設(shè)備的檢修6913.5.1同步檢修與協(xié)同檢修6913.5.2安全檢修要求6913.6維修管理69第十四章 環(huán)境保護7014.1設(shè)計依據(jù)和標準7014.1.1法律法規(guī)7014.1.2參考標準7114.2工程概況7114.3 c8異構(gòu)化反應(yīng)裝置的主要污染源和主要污染物7114.3.1廢氣7114.3.2廢液7214.3.3廢渣72

7、14.3.4噪聲7214.4三廢處理措施7214.4.1廢氣治理7214.4.2廢水治理裝置生產(chǎn)、生活排水情況7214.4.3廢液治理7214.4.4廢渣處理7314.4.5噪聲控制73第十五章消防設(shè)計7315.1概述7315.2設(shè)計依據(jù)7315.3項目消防設(shè)計必要性7415.4消防設(shè)計一般規(guī)定7415.5消防控制7515.6消防安全裝置7515.6.1消防站7515.6.2滅火系統(tǒng)7615.7消防用水7615.7.1可燃液體罐區(qū)的消防用水量計算應(yīng)符合下列規(guī)定：7615.7.2消防冷卻水的供水范圍和供水強度7715.8日常消防管理77第十六章 職業(yè)安全及衛(wèi)生7816.1總述7816.2編制依據(jù)

8、7816.3本項目生產(chǎn)過程危險化學(xué)品分析7916.4職業(yè)衛(wèi)生8016.4.1概述8016.4.2職業(yè)中毒8016.4.3生產(chǎn)性粉塵8116.4.4防塵防毒的對策措施81第一章 總論1.1項目概述為鎮(zhèn)海煉化廠加工煉化乙烯的副產(chǎn)物c8餾分，年產(chǎn)對二甲苯36萬噸，提高副產(chǎn)物的利用，基本實現(xiàn)清潔生產(chǎn)。1.2設(shè)計依據(jù)1) 2014年“三井化學(xué)杯”第八屆大學(xué)生化工設(shè)計競賽參賽指導(dǎo)書； 2) 化工建設(shè)項目可行性研究報告內(nèi)容和深度的規(guī)定(2005)3) 中華人民共和國環(huán)境保護法、中華人民共和國勞動安全法等相關(guān)的國家法律、法規(guī)；4) 中國石油化工集團公司2005咨資154號石油化工項目可行性研究報告編制規(guī)定 ；

9、5) 對二甲苯十一五建設(shè)項目布局規(guī)劃；6) 根據(jù)項目需要進行調(diào)查和收集的設(shè)計基礎(chǔ)資料。1.3設(shè)計原則1 本著節(jié)約建設(shè)資金和實事求是的精神，編制項目投資估算；2 注意節(jié)能及節(jié)能技術(shù)的采用；3 嚴格執(zhí)行國家的環(huán)保法規(guī)，做到“三廢”治理與工程建設(shè)“三同時”。項目選址應(yīng)符合占地使用規(guī)劃的要求，同時具備便捷的陸路交通和方便的施工場址，并且與大氣污染防治、水資源和自然生態(tài)資源保護相一致；4 執(zhí)行國家有關(guān)“勞動安全衛(wèi)生”規(guī)定，確保安全生產(chǎn)。1.4 產(chǎn)品及原料方案將混合碳八餾分處理以后最終可以得到主要產(chǎn)品對二甲苯，為項目帶來巨大的附加經(jīng)濟效益。表1.1 主要產(chǎn)品出量及價格表名稱年產(chǎn)量/（萬噸/年）單價/（元/

10、噸）總價/萬元對二甲苯379500351500鄰二甲苯168800140800表1.2 原料用量及費用表名稱單價/（元/噸）年用量/t總價/萬元c8餾分600024000001440000工藝水 81260010.81.5工藝特點本項目包括兩大工藝，即c8異構(gòu)化反應(yīng)；產(chǎn)物的精制與分離。c8異構(gòu)化反應(yīng)：工藝經(jīng)過一系列的比較和結(jié)合本廠的實際情況綜合考慮之后采用c8異構(gòu)化反應(yīng)生產(chǎn)對二甲苯，其設(shè)備選用浮閥塔，由于浮閥塔的生產(chǎn)能力大，操作彈性大，塔板效率高，氣體壓強降及液面落差小，塔的造價低。產(chǎn)物的精制分離：由于異構(gòu)化的產(chǎn)物中含有多種物質(zhì)，因此需要對產(chǎn)物進行分離，以獲取較純凈的對二甲苯產(chǎn)物。項目還引入了

11、多種工藝以實現(xiàn)節(jié)能降耗的工業(yè)原則，在工藝生產(chǎn)中不斷研究多種方式來提高物質(zhì)的產(chǎn)量，純度還有質(zhì)量。同時秉持著環(huán)境友好的可持續(xù)發(fā)展原則，對于生產(chǎn)過程中的三廢進行合理的處理和排放。1.6 建設(shè)意義充分利用母公司蒸汽裂解制乙烯后的c8餾分，進行對二甲苯的制備。第二章 總圖運輸2.1設(shè)計依據(jù)1) 化工企業(yè)總圖管理規(guī)定原化工部文件2) 化工企業(yè)總圖運輸設(shè)計規(guī)范gb 50489-20093) 建筑設(shè)計防火規(guī)范gb50016-20064) 廠礦道理設(shè)計規(guī)范gbj22-875) 工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計規(guī)范gb50187-20126) 壓縮機廠房建筑設(shè)計規(guī)定hg/t20673-20057) 化工管道設(shè)計規(guī)范hg/t20

12、695-19878) 化工設(shè)備管道外防腐設(shè)計規(guī)定hg/t20670-19909) 化工工廠總圖運輸施工圖設(shè)計文件編制深度規(guī)定hg/t20519-2009 10) 石油化工行業(yè)標準：企業(yè)廠區(qū)總平面布置設(shè)計規(guī)范sh/t 3053-200211) 石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)定gb 50160-2008 12) 化工企業(yè)安全衛(wèi)生設(shè)計標準hg 20571-199513) 工廠企業(yè)廠房噪音標準gb 2348-199014) 爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)定gb 50058-199215) 化工企業(yè)總圖運輸設(shè)計規(guī)范gb 50489-200916) 化工工廠總圖運輸工圖設(shè)計文件編制深度規(guī)定hg/t 20561-

13、199417) 石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范gb 50160-20082.2園區(qū)概況本項目位于浙江省寧波經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)內(nèi)，區(qū)內(nèi)地勢平坦，依江臨海，園區(qū)依附全國最大的煉化企業(yè)-鎮(zhèn)海煉化集成化工材料產(chǎn)業(yè)鏈，規(guī)劃面積56.22平方公里，分成基礎(chǔ)化工原料區(qū)、合成材料區(qū)、高分子加工區(qū)和精細化工區(qū)，并且園區(qū)內(nèi)有全國最大的鎮(zhèn)海液體化工碼頭，其年吞吐能力超過500萬噸。2.2.1地理優(yōu)勢 寧波位于中國大陸海岸線中部，長江三角洲南翼，緊鄰上海、杭州，是中國最早對外開放的沿海港口城市之一、享有省級經(jīng)濟管理權(quán)限，是長三角南翼貿(mào)易、物流中心，東南沿海重要工業(yè)基地。寧波化學(xué)工業(yè)區(qū)是浙江省人民政府批準建立的專業(yè)化工園區(qū)，地處

14、長江三角洲南翼、寧波東北部，距東方深水良港北侖港24公里，擁有中國最大的液體化工碼頭。2.2.2園區(qū)概況 園區(qū)總規(guī)劃面積56.22平方公里，按照“外向型、高起點、跨世紀”和“持續(xù)、快速、安全、健康”的發(fā)展要求，營造生產(chǎn)與生態(tài)平衡可持續(xù)發(fā)展的石化工業(yè)區(qū)，建成高科技產(chǎn)業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè)相對集中的，以煉油、乙烯產(chǎn)業(yè)為龍頭，液體化工碼頭為依托，以烯烴、芳烴為主要原料，發(fā)展三大合成材料，同時發(fā)展基本化工原料及深加工為特色的石油化工產(chǎn)業(yè)。2.2.3園區(qū)交通 園區(qū)水陸交通便捷，四通八達，329國道、世紀大道、舟山聯(lián)島大橋等貫通全區(qū)，隨著鐵路專用線的建設(shè)和2008年5月1日杭州灣跨海大橋的建成通車，極大拉近了寧波化

15、工區(qū)與整個長三角洲的距離，區(qū)域優(yōu)勢明顯。寧波化工區(qū)對于投資企業(yè)實行“一站式”服務(wù)，園區(qū)所屬的鎮(zhèn)海區(qū)設(shè)有經(jīng)濟發(fā)展服務(wù)中心，海關(guān)，商檢，銀行等職能服務(wù)部門和機構(gòu)，為企業(yè)提供便捷、高效的服務(wù)。寧波化工區(qū)按照國家規(guī)定給與入?yún)^(qū)企業(yè)各項優(yōu)惠政策，并結(jié)合投資企業(yè)的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)性和先進技術(shù)特性給予特殊的優(yōu)惠。2.3廠區(qū)總體布局概述2.3.1廠區(qū)概述我廠所在的經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)盛行東南風(fēng)，將貯罐及生產(chǎn)車間置于廠內(nèi)的西北部，行政生活區(qū)位于東邊，這樣能大大減少廠房排出的尾氣對人們生活辦公的影響，為職工提供良好的生活辦公環(huán)境。廠區(qū)整體布置為長方形，長320m寬為190m總面積60800，廠區(qū)西側(cè)為總廠公路，鋪設(shè)管道引入來自乙

16、烯廠的c8原料；東側(cè)和南面為園區(qū)公路。本廠按照生產(chǎn)功能分區(qū)集中布置，分為儲罐區(qū)、反應(yīng)區(qū)、輔助反應(yīng)區(qū)、行政管理區(qū)及其他設(shè)施等。在操作、安全和環(huán)保要求條件下，依據(jù)相關(guān)規(guī)定，反應(yīng)車間與c8分離車間布置于同一區(qū)域內(nèi)以便于集中控制和管理。行政管理區(qū)與其他區(qū)域以綠化帶及公路進行隔開，以保證安全，為職工提供貨良好、適宜的生產(chǎn)生活條件。本設(shè)計中，廠區(qū)道路總體呈網(wǎng)格狀，主體道路設(shè)計寬度為12m，次干道寬度為6m。2.3.2廠區(qū)布置的設(shè)計內(nèi)容1 根據(jù)工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)特性，工藝要求、運輸及安全衛(wèi)生要求，結(jié)合各種自然條件和當?shù)貤l件，合理布置全廠建、構(gòu)筑物，各種設(shè)施，交通運輸路線，確定它們之間的相互位置和具體的地點。 2

17、 根據(jù)建廠場地的自然地形地物狀況和總平面布置要求，合理利用和改造廠區(qū)的自然地形，協(xié)調(diào)廠區(qū)內(nèi)的建、構(gòu)筑物、設(shè)施、交通路線的高程關(guān)系。 3 正確選擇廠內(nèi)外各種運輸方式，合理地組織運輸系統(tǒng)和處理人流、貨流，負責(zé)設(shè)計運輸設(shè)施。 4 進行廠區(qū)的綠化及美化設(shè)計。2.3.3工廠總平面布置本廠的總平面布置，是在總體規(guī)劃的基礎(chǔ)上，從工程角度來看，工廠總平面布置應(yīng)該注意滿足以下要求：1 工廠總平面布置應(yīng)該滿足生產(chǎn)和運輸要求； 2 工廠總平面布置應(yīng)該滿足安全和衛(wèi)生要求；3 工廠總平面布置應(yīng)考慮工廠發(fā)展的可能性和妥善處理工廠分期建設(shè)問題；4 工廠總平面布置必須貫徹節(jié)約用地的原則；5 工廠總平面布置應(yīng)考慮各種自然條件和

18、周圍環(huán)境的影響； 6 工廠總平面布置應(yīng)為施工安裝創(chuàng)造有利條件；7 工藝流程順直，物料管線短捷，盡量縮短各裝置和設(shè)施之間的物料輸送距離； 裝置管理及控制采取相對集中的布置原則。本項目的廠區(qū)總平面布置是嚴格遵照所列設(shè)計規(guī)范的要求進行設(shè)計的。并且在進行化工廠總平面布置之前，分析了全廠生產(chǎn)流程順序、各部分的生產(chǎn)特點和火災(zāi)危險性，同時考慮了廠區(qū)地形和風(fēng)向，選擇了合理的朝向，使人員集中的建筑物有良好的采光及自然通風(fēng)條件。根據(jù)設(shè)計規(guī)范的要求，為了節(jié)約土地，提高土地利用率，需要按照功能分區(qū)集中布置。其中工藝裝置，在滿足生產(chǎn)、操作、安全和環(huán)保的要求許可時，應(yīng)聯(lián)合集中布置，集中控制，建筑物宜合并布置。街區(qū)需要合理

19、劃分，廠區(qū)通道寬度需要確定，街區(qū)及建筑物、構(gòu)筑物的布置宜規(guī)整。生產(chǎn)管理及生活服務(wù)設(shè)施，宜按使用功能合理組合，設(shè)計為多功能綜合性建筑。在進行總平面布置設(shè)計時需要預(yù)留發(fā)展用地，一方面可以使前期建設(shè)的項目集中、緊湊、布置合理，并與后期工程合理銜接；另一方面可以滿足輔助生產(chǎn)設(shè)施、公用工程設(shè)施、倉儲和管線鋪設(shè)等相應(yīng)后期配套建設(shè)。綜合廠區(qū)布置的內(nèi)容和總平面布置的原則以及本企業(yè)的實際生產(chǎn)情況以后有如下的廠區(qū)平面布置圖。圖2.1 全廠俯視圖2.4工廠主要區(qū)域2.4.1儲罐區(qū)本項目儲罐區(qū)包括原料儲罐，對二甲苯儲罐、間二甲苯儲罐等等。1 儲罐區(qū)設(shè)計依據(jù)：1 石油化工立式圓筒鋼制焊接儲罐設(shè)計規(guī)范sh 3046-19

20、922 立式圓筒鋼制焊接油罐施工安全及驗收規(guī)范gbj 128-19903 立式圓筒形鋼制焊接油罐設(shè)計規(guī)范gb 50341-20034 鋼制焊接常壓容器nbt 47003.1-20095 石油化工鋼制設(shè)備抗震設(shè)計規(guī)范gb 50761-20122 儲罐區(qū)布置要求： 罐區(qū)應(yīng)按照物料性質(zhì)、隸屬關(guān)系、操作和物料輸送條件，分別布置為原料罐區(qū)和產(chǎn)品罐區(qū)（對二甲苯、鄰二甲苯儲罐區(qū)），其位置應(yīng)滿足工藝生產(chǎn)、儲運裝卸和安全防護要求，同時應(yīng)留有必要的發(fā)展用地（罐區(qū)附近環(huán)保綠林可以改造為發(fā)展用地）。本廠設(shè)計中，原料儲罐、產(chǎn)品儲罐區(qū)（對二甲苯罐區(qū)，鄰二甲苯儲罐區(qū)）分開布置，既鄰近工藝裝備區(qū)，又鄰近裝卸區(qū)，充分滿足了工藝

21、生產(chǎn)和儲運裝卸的要求。此外罐區(qū)正對東門，方便消防車的出入，達到了安全防護的要求。 設(shè)計規(guī)范要求液化烴和可燃液體的罐組宜布置在廠區(qū)邊緣地帶，同時應(yīng)在人員集中場所和明火或散發(fā)火花地點全年最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)，并應(yīng)避免布置在窩風(fēng)地帶。 液化烴、可燃液體罐組，不宜緊靠排洪溝布置；與罐區(qū)無關(guān)的管線、輸電線均不得穿越罐區(qū)。3 本廠設(shè)置具體情況：本廠設(shè)計中，原料儲罐、產(chǎn)品儲罐區(qū)（對二甲苯、鄰二甲苯儲罐區(qū)）分開布置，既鄰近工藝裝備區(qū)，又鄰近裝卸區(qū)，充分滿足了工藝生產(chǎn)和儲運裝卸的要求。此外罐區(qū)正對東門，方便消防車的出入，達到了安全防護的要求。儲罐區(qū)根據(jù)設(shè)計規(guī)范要求，對液化烴、可燃液體和可燃氣體要分布在廠的邊緣區(qū)

22、域。同時應(yīng)在明火或散發(fā)火花地點的全年最小風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)，并避免布置在窩風(fēng)地帶。儲存裝置均以30天中轉(zhuǎn)量為標準設(shè)計。在具有良好通風(fēng)的前提下，靠近工藝生產(chǎn)裝置區(qū)的地段內(nèi)，有利于服務(wù)毗鄰的對象；把裝卸區(qū)也設(shè)計在罐區(qū)附近，有利于交通運輸，便利快捷?？扇家后w灌組宜布置在廠區(qū)邊緣地帶，倉庫主要用于存放固體原料，應(yīng)放置在臨近主要用戶的場所。本廠反應(yīng)區(qū)西面?zhèn)}庫為儲存酸性樹脂固體催化劑倉庫，其余均為儲存液體及氣體的球罐及立式容器。由于所有存儲液體均為可燃性甲b類液體，各儲罐間距設(shè)置為0.7d,大于生產(chǎn)布置要求的0.6d，符合gb50160相關(guān)規(guī)定。罐區(qū)均設(shè)有一定高度的防火堤進行隔離，耐火時間大于3h，減少儲罐發(fā)生

23、少量泄露事故時的污染范圍，防止起火時的連鎖反應(yīng)。防火堤與罐組的間距0.5h。罐區(qū)地面為防爆地面，防止金屬或硬物撞擊產(chǎn)生火花。工廠主要運輸由管道運輸與儲罐運輸來完成。一方面，罐區(qū)內(nèi)的產(chǎn)品向外隔壁廠運輸主要依靠管道來承擔。另一方面，大批量的運輸則靠鐵路儲罐來完成。罐區(qū)內(nèi)道路由是水泥混凝土路面板、三扎基層、路槽基底素土夯實。主要路寬12m，可供大型貨車行駛。此外，罐區(qū)汽車裝卸設(shè)施應(yīng)該位于廠區(qū)邊緣、空氣流通的地段或布置在廠區(qū)外。遠離人員集中的場所、明火和散發(fā)火花的地點及廠區(qū)主要人流出入口和人流較多的道路。2.4.2生產(chǎn)區(qū)工藝生產(chǎn)區(qū)宜布置在人員集中場所全年最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)，并位于散發(fā)可燃氣體的儲運設(shè)

24、施全年最小頻率風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。本廠分布設(shè)計中，人員集中的場所諸如辦公樓、醫(yī)療站、食堂、分析化驗室、活動中心等等都位于東側(cè)，符合本地區(qū)的風(fēng)向標準。根據(jù)設(shè)計規(guī)范工藝裝置要集中布置，形成裝置區(qū)。本設(shè)計將分離車間與反應(yīng)車間集中布置，形成一集中工藝裝置功能區(qū)，并建造相關(guān)操作平臺。反應(yīng)合成工段分為c8混合物精餾分離工段，c8異構(gòu)化工段兩個。主要設(shè)備有c8混合物精餾塔，c8異構(gòu)化反應(yīng)器等。兩個反應(yīng)區(qū)間合理安排位置，反應(yīng)過程復(fù)雜，設(shè)備繁多，加上產(chǎn)物與反應(yīng)物多為易燃物質(zhì)，所以要合理安排設(shè)置防火間距，避免生產(chǎn)過程中出現(xiàn)較大的火災(zāi)事故和隱患。同時還要便于儲運車間的工作，減少運輸動力的浪費，達到資源的最大利用。2.4.

25、3輔助生產(chǎn)區(qū)輔助生產(chǎn)區(qū)主要包括控制室，維修中心，配電中心等設(shè)計規(guī)范規(guī)定控制室朝向高壓或者有爆炸危險的生產(chǎn)設(shè)備區(qū)一側(cè)的外墻，應(yīng)為密閉式或控制室整體采用抗暴型結(jié)構(gòu)。此外，控制室還應(yīng)該避免噪音、振動以及電磁干擾較大的場所對其的干擾。本設(shè)計中，使用樹木作為隔音屏障，使得控制中心與噪音較大的精餾車間隔開。輔助生產(chǎn)區(qū)中的公用工程站、冷凍站、變電站是正常生產(chǎn)的基本保證，而維修站、消防站為安全生產(chǎn)提供保障，用于處理機械故障和各類事故等突發(fā)情況。中心控制室進行整個工廠的總體控制。1 中心控制室中心控制室位于廠區(qū)中部，與生產(chǎn)區(qū)相鄰，便于儀表管線的鋪設(shè)。同時，中心控制室周圍有綠化帶，符合安全標準，且形成良好的工作環(huán)

26、境。綠化帶鋪置草坪等矮小植物，保證視線不受阻礙，方便控制室實時監(jiān)控。2 維修站維修站位于廠區(qū)南部，安置在上風(fēng)向。由于維修站還有機修、電修、儀修等小車間，為避免相互干擾，維修站分小區(qū)布置。維修站與其西邊的原料罐區(qū)之間要保證嚴格防火間距，以排除維修時電火花引燃原料罐區(qū)的事故隱患。維修站與生產(chǎn)區(qū)之間有化驗室、中心控制室等隔開，比較安全。3 變電站變電站設(shè)置在廠區(qū)的南部，位于生產(chǎn)裝置的上風(fēng)向。其與行政樓之間有綠化帶，既方便了高壓進線和低壓出線，也保證了和行政樓之間的間距，以維持行政樓的安全。變電站與其附近的維修站和消防站之間保持一定的距離，并在變電站周圍設(shè)置圍欄，構(gòu)成獨立區(qū)域。4 消防站消防站位于廠區(qū)

27、中部，緊鄰廠區(qū)主干道，與生產(chǎn)區(qū)和儲罐區(qū)距離都較近，一旦生產(chǎn)區(qū)和儲罐區(qū)發(fā)生火災(zāi)，消防車輛可以方便迅速地到達現(xiàn)場。5 化驗室化驗室置于中心控制室旁，與儲罐區(qū)和生產(chǎn)區(qū)相鄰，方便取樣管線的鋪設(shè)。同時在化驗室周圍有綠化帶，其中種植草坪或灌木，以保證安全，美化環(huán)境。化驗室的主要任務(wù)是利用各種分析化驗手段，對總廠的c8原料進行取樣分析化驗，以保證其能用于反應(yīng)。對本廠生產(chǎn)的對二甲苯進行取樣分析化驗，以保證產(chǎn)品質(zhì)量，達到要求的產(chǎn)品才可出售，否則，應(yīng)檢查流程中各設(shè)備的異常情況。對本廠排放的三廢進行取樣分析化驗，達到國家排放標準的才可排放，否則應(yīng)進一步處理。設(shè)計規(guī)范規(guī)定總變電所應(yīng)便于電線路的進出、不妨礙工廠的擴建和

28、發(fā)展的獨立地段。當采用架空輸電線時，應(yīng)布置在廠區(qū)邊緣地帶?？傋冸娬緫?yīng)該布置在易泄漏、散發(fā)液化烴及較重的可燃氣體、腐蝕性氣體及粉塵的生產(chǎn)。本布置方案中，變電站位于全廠北側(cè)邊緣地帶 位于可燃氣體發(fā)散區(qū)、儲存和裝卸設(shè)施的西南側(cè)。同時，變電站設(shè)計遠離強振源，與易泄漏、散發(fā)液化烴及較重的可燃氣體、腐蝕性氣體及粉塵的生產(chǎn)、儲存和裝卸設(shè)施也在規(guī)定距離（60 米）之上。設(shè)計規(guī)定機修、電修車間宜集中布置在廠區(qū)的一側(cè)、靠近人流出入口的地段，并有較方便的交通運輸條件；同時應(yīng)避免機修、修車間的噪音、振動對周圍設(shè)施的影響。本設(shè)計中，維修中心靠近廠區(qū)東側(cè)，為人流物流密集區(qū)域，在維修中心備有零備件倉庫以提供備用零件。第三章

29、 對二甲苯的生產(chǎn)工藝3.1幾種對二甲苯生產(chǎn)工藝對二甲苯（px）是一種重要的有機化工原料，主要用于生產(chǎn)精對苯二甲酸（pta），進而生產(chǎn)聚酯。由于我國聚酯、pta產(chǎn)業(yè)鏈的大規(guī)模發(fā)展，形成了對原料px的巨大需求。如今，px的工業(yè)生產(chǎn)方法主要有歧化及烷基轉(zhuǎn)移、二甲苯異構(gòu)化、二甲苯吸附分離和二甲苯分離等方法。3.1.1 歧化及烷基轉(zhuǎn)移工藝技術(shù)甲苯與c9芳烴在分子篩催化劑作用下選擇性轉(zhuǎn)化成苯和二甲苯。arco公司20世紀60年代開發(fā)出xylene-plus技術(shù)，該技術(shù)為非臨氫轉(zhuǎn)化技術(shù)，但其操作費用較高、催化劑性能不好、轉(zhuǎn)化率低、選擇性較差。1969年進入工業(yè)化的tatoray技術(shù)，采用絕熱固定床反應(yīng)器，絲

30、光沸石催化劑，臨氫操作，反應(yīng)原料為甲苯和c9芳烴。該工藝具有反應(yīng)器結(jié)構(gòu)及反應(yīng)流程簡單、轉(zhuǎn)化率高、選擇性高等特點，而且該工藝不僅可以處理甲苯，還可以充分利用c9芳烴，最大限度地滿足生產(chǎn)px的要求。此外還有于1988年實現(xiàn)工業(yè)化的甲苯選擇性技術(shù)（mstdp）。3.1.2 二甲苯異構(gòu)化工業(yè)技術(shù)二甲苯異構(gòu)化工藝技術(shù)是以基本不含或含少量px的混合c8芳烴為原料，在催化劑作用下c8芳烴4種異構(gòu)體（ox、mx、px和乙苯）之間的轉(zhuǎn)化技術(shù)。反應(yīng)使混合c8芳烴中的px濃度達到平衡濃度，從而提高px產(chǎn)量。目前國內(nèi)已引進幾套二甲苯異構(gòu)化裝置，都以生產(chǎn)px（或同時副產(chǎn)ox）為主要目的。我國已引進的二甲苯異構(gòu)化技術(shù)均為

31、貴金屬催化劑的臨氫異構(gòu)化技術(shù)，該法采用有限的c8芳烴資源，能夠獲得比其他類型異構(gòu)化工藝更多的px及ox。3.1.3 吸附分離工藝技術(shù)吸附分離工藝技術(shù)是從混合c8芳烴4種異構(gòu)體（ox、mx、px 及乙苯）中分離出px。由于c8芳烴4種異構(gòu)體化學(xué)結(jié)構(gòu)相似，其物理性質(zhì)尤其是沸點也接近，這給c8芳烴的分離帶來困難，用通常的精密蒸餾法難以實現(xiàn)。專門用于二甲苯分離的工業(yè)化方法有傳統(tǒng)的深冷結(jié)晶和選擇性吸附法兩種。選擇性吸附方法是采用特定分子篩吸附劑和模擬移動床吸附塔對c8芳烴中的px進行選擇性吸附，再用解吸劑將px從吸附劑上解吸下來，達到從c8芳烴中分離出px的目的。選擇吸附法在建設(shè)費用、操作費用、原料和公

32、用工程消耗指標以及產(chǎn)品質(zhì)量等方面均明顯優(yōu)于深冷結(jié)晶法。3.2 工藝選擇本項目采用在ski-100催化劑作用下c8芳烴4種異構(gòu)體（ox、mx、px和乙苯）之間的轉(zhuǎn)化技術(shù)合成px。3.3 工藝流程簡述異構(gòu)化裝置反應(yīng)系包括同時運行的兩個系列，每一個系列包括：進出料換熱器、進料加熱爐、異構(gòu)化反應(yīng)器、反應(yīng)產(chǎn)品空冷器、反應(yīng)產(chǎn)品冷卻器、循環(huán)氫壓縮機。第四章工藝流程模擬4.1流程模擬在整個設(shè)計過程中，采用aspen plus對整個工藝流程進行了較為精準的計算過程模擬最重要的任務(wù)有三點：對各候選工藝判斷是否可行；選擇最為合適的工藝方案；對所選的工藝方案進行優(yōu)化設(shè)計，確定最優(yōu)工藝條件。4.1.1全流程模擬工藝圖圖

33、4.14.2 c8異構(gòu)化反應(yīng)4.2.1 c8異構(gòu)化反應(yīng)模擬流程圖圖4.24.2.2 c8異構(gòu)化反應(yīng)器該流程的進料，為了防止c4餾分的自聚，故設(shè)定反應(yīng)溫度390，操作壓強為1.63mpa，蒸汽分率1.000，參照文獻進行模擬，模擬結(jié)果與之基本吻合。1.c8異構(gòu)化反應(yīng)具體操作參數(shù)：表4.12最終效果圖4.2能量衡算與物料衡算圖4.3反應(yīng)條件4.3 反應(yīng)物的精制分離4.3.1反應(yīng)物精制分離的模擬流程圖圖4.34.3.2 radfrac反應(yīng)精餾塔精餾塔主要用來把c8混合物精餾分離出對二甲苯，具有高效的經(jīng)濟型，radfrac反應(yīng)精餾塔的最小回流比1.5，實際回流比為6.843，操作壓強為0.74mpa，

34、該塔一共46塊理論塔板，異構(gòu)化產(chǎn)物從第20塊板進料。該反應(yīng)塔乙苯轉(zhuǎn)化為二甲苯的轉(zhuǎn)化率為75%，達到平衡時二甲苯混合物中px占23.5%。1 radfrac反應(yīng)精餾塔操作參數(shù)表4.42 最終分離效果圖4.5第五章 流程優(yōu)化模擬的最終目的是為了優(yōu)化流程，以達到某方面的效益最佳，如經(jīng)濟效益最佳，節(jié)能效益最佳等。在建立全流程的模擬過程中已經(jīng)對局部可以尋優(yōu)的參數(shù)進行了尋求最優(yōu)求解，這些參數(shù)包括各精餾塔的塔板數(shù)，回流比，采出率，進料板位置以及吸收塔吸收劑用量等等，下面將舉例說明在建立流程時一些典型設(shè)備操作參數(shù)優(yōu)化過程。5.1脫c7塔5.1.1塔板數(shù)優(yōu)化脫c7塔的塔板數(shù)確定關(guān)系到分離效果，設(shè)備投資費用，以及

35、后期建設(shè)的難易程度，因此脫c7塔的塔板數(shù)尤為重要，采用aspen plus中的sensitivity對脫c7塔的塔板數(shù)進行優(yōu)化，如下圖所示：圖5.1當塔板數(shù)超過57塊時，分離效果基本不變，考慮到操作費用以及裝置的穩(wěn)定性以及操作彈性，選擇塔板數(shù)為60塊。5.1.2回流比優(yōu)化回流比確定關(guān)系到分離效果，設(shè)備投資費用，以及后期建設(shè)的難易程度，因此丁二烯一萃取塔的塔板數(shù)尤為重要，采用aspen plus中的sensitivity對丁二烯萃取塔的進料板進行優(yōu)化。如下圖所示：px的摩爾流率隨回流比的增大而增大，因此提高回流比對生產(chǎn)有利，但回流比增大到一定程度，px的摩爾流率變化變緩，且過高的回流比會造成精餾

36、塔負荷顯著增加，極易引起液泛等不正?，F(xiàn)象發(fā)生，綜上所述，回流比在6-8之間較為合適，取6.8第六章物料衡算和熱量衡算6.1物料衡算6.1.1意義物料衡算是工藝設(shè)計的基礎(chǔ)，根據(jù)本廠設(shè)計項目的年產(chǎn)量，通過對全過程單元過程的物料衡算，可以計算出主、副產(chǎn)品的產(chǎn)量，原材料的消耗定額、生產(chǎn)過程中物料的損耗以及“三廢”生成量；并在此基礎(chǔ)上作能量衡算，計算出蒸汽、水、電、煤或其他燃料的消耗定額；最終可以根據(jù)這些計算確定所生成產(chǎn)品的技術(shù)經(jīng)濟指標。同時根據(jù)衡算所得的各單元設(shè)備的物流量及其組成、能量負荷及其等級，對生產(chǎn)指標和輔助設(shè)備進行選型和設(shè)計，從而對過程所需設(shè)備的投資及其項目可行性進行估價。6.1.2原則和方法

37、物料衡算依據(jù)的原則是質(zhì)量守恒定律。對一般的體系而言，物料分布均可表示為：(物料的累積率)=(物料進入率)-(物料流出率)+(反應(yīng)生成率)-(反應(yīng)消耗率) 當系統(tǒng)沒有化學(xué)反應(yīng)時，則為：(物料的累積率)=(物料進入率)-(物料流出率) 在穩(wěn)定狀態(tài)下：(物料進入率）=(物料流出率)6.1.3主要內(nèi)容表6.1 物料衡算主內(nèi)容表類別物料衡算形式無化學(xué)反應(yīng) 有化學(xué)反應(yīng) 總衡算式總質(zhì)量衡算式適用適用總物質(zhì)的量衡算式適用不適用組分衡算式組分質(zhì)量衡算式適用不適用組分物質(zhì)的量衡算式適用不適用元素原子衡算式元素原子質(zhì)量衡算式適用適用元素原子物質(zhì)的量衡算式適用適用6.1.4主要工藝過程物料衡算本工藝的物料衡算是經(jīng)由a

38、spen7.2仿真模擬得到的，項目共分為兩個大的工藝部分，分別是c8異構(gòu)化工藝，反應(yīng)物精制分離工藝。c8異構(gòu)化工藝主要涉及c8混合物異構(gòu)化反應(yīng)器的物料衡算，反應(yīng)物精制分離工藝主要涉及脫庚烷塔、白土塔的物料衡算其具體的模擬流程圖和物料衡算表詳見附錄第一章。6.2熱量衡算6.2.1概述本廠在已確定化學(xué)生產(chǎn)工藝和流程后，由定性階段轉(zhuǎn)向定量階段，通過對整個生產(chǎn)系統(tǒng)，生產(chǎn)車間，以及部分重要的生產(chǎn)單元進行能量衡算，在全工藝段中伴隨著物料從一個體系或單元進入另一個體系或單元，在發(fā)生質(zhì)量傳遞的同時也伴著能量的消耗、釋放和轉(zhuǎn)化。其中的能量變換數(shù)量關(guān)系可以從能量衡算求得，對于新設(shè)計的車間，可以由此確定設(shè)備的熱負荷

39、。再根據(jù)設(shè)備的熱負荷大小、所處理物料的性質(zhì)及工藝要求選擇恰當?shù)脑O(shè)備。總之，通過下述能量衡算，可以為后續(xù)設(shè)計工作中提高熱量的利用率，降低能耗提供主要依據(jù)。6.2.2意義在化工生產(chǎn)中，有些過程需消耗巨大的能量，如蒸發(fā)、干燥、蒸餾等；而另一些過程則可釋放大量能量，如燃燒、放熱化學(xué)反應(yīng)過程等。為了使生產(chǎn)保持在適宜的工藝條件下進行，必須掌握物料帶入或帶出體系的能量，控制能量的供給速率和放熱速率。為此，需要對各生產(chǎn)體系進行能量衡算。能量衡算對于生產(chǎn)工藝條件的確定、設(shè)備的設(shè)計是不可缺少的一種化工基本計算?；どa(chǎn)的能量消耗很大，能量消耗費用是化工產(chǎn)品的主要成本之一。衡量化工產(chǎn)品能量消耗水平的指標是能耗，即制

40、造單位質(zhì)量（或單位體積）產(chǎn)品的能量消耗費用。能耗也是衡量化工生產(chǎn)技術(shù)水平的主要指標之一。而能量衡算可為提高能量的利用率，降低能耗提供主要依據(jù)。通過能量衡算，可確定整個工藝系統(tǒng)的能耗是否符合設(shè)計合同的要求。6.2.3原則工程依據(jù)化工設(shè)計中關(guān)于熱量衡算的基本思想和要求，遵循基本規(guī)范與實際工藝相結(jié)合的原則，進行熱量衡算書的編制。其中一個主要依據(jù)是能量平衡方程： qit =qout +ql其中 qit 表示輸入設(shè)備熱量的總和 ；qot表示輸出設(shè)備熱量的總和 ；ql表示損失熱量的總和。對于連續(xù)系統(tǒng)：q + w = out - in其中 q 設(shè)備的熱荷。 w 輸入系統(tǒng)的機械能 。 ou t 離開設(shè)備的各物

41、料焓之和 。 in 進入設(shè)備的各物料焓之和 。6.2.4主要內(nèi)容1 確定工藝單元中物料輸送設(shè)備的功率，以便選型參考； 2 確定個單元操作所需的熱量或冷量，以便計算換熱設(shè)備的尺寸，3 確定加熱劑和冷卻劑的消耗量，為后續(xù)設(shè)計提供條件； 4 通過熱量衡算，提高熱量集成度，充分利用余熱，提高能量利用率； 5 根據(jù)熱量消耗和所需費用優(yōu)化工藝。本工藝的熱量衡算是經(jīng)由aspen7.2仿真模擬得到的，項目共分為兩個大的工藝部分，分別是c8異構(gòu)化工藝，反應(yīng)物精制分離工藝。c8異構(gòu)化工藝主要涉及c8混合物異構(gòu)化反應(yīng)器的熱量衡算，反應(yīng)物精制分離工藝主要涉及脫庚烷塔的熱量衡算。同時反應(yīng)中運用了大量的換熱器，對其具體的

42、熱量衡算有極大的生產(chǎn)意義，對于整個項目的提高總體效益的目標有極大的指導(dǎo)意義和理論依據(jù)。以上工段的具體的模擬流程圖和熱量衡算表詳見附錄第二章。 第七章設(shè)備選型7.1塔設(shè)備選型及設(shè)計7.1.1塔設(shè)備選型依據(jù)1） 石油化工塔型設(shè)備設(shè)計規(guī)范sh 3030-2009 2）化工設(shè)備設(shè)計全書塔設(shè)備2004isbn 7-5025-4906-43）建筑抗震設(shè)計規(guī)范gb50011-20104）建筑結(jié)構(gòu)載荷規(guī)范gb5009-20125）鋼制化工容器制造技術(shù)要求hgt 20584-20116）鋼制化工容器強度計算規(guī)定hgt 20582-20117）鋼制化工容器結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)定20583-20117.1.2塔設(shè)備選型原則1

43、 氣液兩相充分接觸，相際傳熱面積大 ； 2 生產(chǎn)能力大，即氣液相處理能力大 ； 3 操作穩(wěn)定，操作彈性大 ； 4 流體流動阻力小，流體通過塔設(shè)備的壓降小 ； 5 結(jié)構(gòu)簡單，耗用材料少，制造與安裝容易 ； 6 耐腐蝕和不易堵塞 。7.1.3塔設(shè)備選型的塔形和塔板類型目前工藝上所用的塔設(shè)備主要分為板式塔和填料塔，其具體的優(yōu)缺點對比如下表所示：表7.1 板式塔和填料塔比較表項目塔型板式塔填料塔塔徑一般推薦使用于塔徑大于800mm 的大塔適宜于大小塔徑的塔，對大塔要解決液體再分布問題壓力降壓力降一般比填料塔大壓力降小，較適用于要求壓力降小的場合空塔氣速（生產(chǎn)能力）空塔氣速大空塔氣速小塔效率效率較穩(wěn)定，

44、大塔板效率比小塔有所提高塔徑 1.5m 以下的效率高塔徑增大，效率通常會下降液氣比適應(yīng)范圍大對液體噴淋量有一定要求持液量較大較小材質(zhì)要求一般用金屬材料可用非金屬耐腐蝕材料安裝維修較容易較困難造價直徑大時一般比填料塔造價低800mm 以下，一般造價比板式塔便宜，直徑增大，造價增加重量較輕重結(jié)論綜合經(jīng)濟因素和工藝需求，本項目擬定用填料塔塔型選好之后就要考慮選用什么樣的塔板來進行填充了，目前市場上大量供應(yīng)的塔板有浮閥塔，泡罩塔，舌型塔，篩板塔等，下表將列出各類塔板的優(yōu)缺點進行比較和選擇。表7.2各種塔板比較表塔板型式優(yōu)缺點篩板塔結(jié)構(gòu)簡單、性能良好、造價低的板型，但它的操作彈性較小，操作不穩(wěn)定，不能適

45、用于 負荷較大的工況；且氣速較高時垂直，向上的氣流以噴濺或拽帶的方式把液沫帶至上 一 層塔板，霧沫夾帶激增，返混增大，影響 板效率。泡罩塔氣液傳質(zhì)設(shè)備應(yīng)用最早的塔板形式之一，在 工業(yè)蒸餾塔中占絕大多數(shù)，操作彈性較大，塔板效率較高，不易堵塞，適應(yīng)于多種介質(zhì)，操作穩(wěn)定可靠。但是它通量不大，結(jié)構(gòu)復(fù) 雜 ，造價高，安裝維修較困難 。浮閥塔兼?zhèn)浜Y板塔和泡罩塔優(yōu)點的新塔型，操作彈 性大，分離效率高，處理能力大，壓降小使用周期長，結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉。結(jié)論綜上所述，結(jié)合實際生產(chǎn)情況和費用維修等多方因素，本工藝暫擬定用浮閥塔來進行生產(chǎn)。本工藝主要塔設(shè)備有兩個，分別是反應(yīng)器，精餾塔。其具體的工藝設(shè)備計算詳見附件中

46、的塔設(shè)備計算文檔，附錄中僅以精餾塔進行流體計算和強度計算，經(jīng)演算得出的結(jié)論與用kg tower 軟件模擬出來的結(jié)果沒有較大的偏差。故而塔設(shè)備的各項設(shè)計參數(shù)均可用軟件模擬計算，其結(jié)果可信度較高。7.2反應(yīng)器選型及設(shè)計7.2.1 c8異構(gòu)化反應(yīng)的參數(shù)c8異構(gòu)化反應(yīng)中設(shè)定反應(yīng)溫度390，操作壓強為1.63mpa，蒸汽分率1.000，參照文獻進行模擬，模擬結(jié)果與之基本吻合。表7.3 c8異構(gòu)化反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)方程式催化劑反應(yīng)熱 該反應(yīng)是一個強放熱反應(yīng)反應(yīng)條件390、1.63mpa對二甲苯的選擇性反應(yīng)相態(tài)氣固相接觸催化反應(yīng)總轉(zhuǎn)化率7.2.2 c8異構(gòu)化反應(yīng)的工藝流程c8異構(gòu)化反應(yīng)可使用固定床反應(yīng)器或流化床反

47、應(yīng)器，根據(jù)本項目的生產(chǎn)特點和工藝需求以及經(jīng)濟效益綜合來看，本工藝選用流化床反應(yīng)器，下表是固定床反應(yīng)器和流化床反應(yīng)器的各種優(yōu)缺點的比較。表7.4 固定床反應(yīng)器和流化床反應(yīng)器的比較表反應(yīng)器類型優(yōu)點缺點備注流化床采用的催化劑顆粒直徑小，有很大的比表面積，傳質(zhì)容易，內(nèi)擴散可以忽略。流體通過床層是接近全混流。容易產(chǎn)生溝流和節(jié)涌，顆粒在床內(nèi)運動激烈，返混嚴重且對顆粒的強度要求較高，顆粒在床內(nèi)被氣流帶出的損失較大，催化劑易磨損，穩(wěn)定性不高，短時間就需要再生一次。所用催化劑是ski-100。對產(chǎn)物的選擇性主要是px。固定床催化劑不易磨損且可以長期使用，床層內(nèi)流體的流動接近于平推流，可用較少的催化劑和較小容積的

48、反應(yīng)器獲得較大的生產(chǎn)能力，反應(yīng)速率較快，轉(zhuǎn)化率，選擇性高。傳熱較差和控制溫度難度大。所用催化劑是ski-100?？偨Y(jié)固定床和流化床相比較各有優(yōu)劣，固定床催化劑放大較之容易，不易磨損且使用壽命長，同時結(jié)合工藝的選擇性主要是px，所以選擇固定床作為本工藝反應(yīng)器。對異構(gòu)化反應(yīng)運用aspen 7.2進行仿真模擬得到流程圖如下 其具體的物料衡算和物流數(shù)據(jù)詳見附錄第四章第二節(jié)的反應(yīng)器設(shè)計。7.3換熱器選型及設(shè)計7.3.1換熱器選型的依據(jù)和原則利用aspen plus對所設(shè)計的工段進行模擬，得到各工段物料組分，流量，溫度壓力等特性，并利用aspen energy analyzer軟件進行換熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計并對全廠

49、換熱網(wǎng)絡(luò)進行技術(shù)經(jīng)濟指標分析，投資及操作費用對比及優(yōu)化，確定物料衡算與能量衡算，得出有關(guān)設(shè)備的負荷，流程中的位置，與流程中其他設(shè)備的關(guān)系等，最后利用aspen exchanger design對全廠換熱器進行設(shè)計，依據(jù)設(shè)計結(jié)果，進行換熱器選型 heatx選用固定板管式換熱器，型號besx(y)700-2.5-75-3/19-4rea(b) 內(nèi)徑700mm，設(shè)計壓力2.5mpa,換熱面積75平方米，殼程走反應(yīng)器出料氣體，溫度為390，管程走物流mix，溫度為60.8剩余換熱器選型詳情見附錄7.4泵選型7.4.1選型原則：依據(jù)國家工業(yè)部等對流體輸送機械的相關(guān)規(guī)定，并根據(jù)工業(yè)泵選用手冊和化工機械手冊

50、：流體輸送機械的指導(dǎo)，對二氧化碳捕集的各個工藝單元中所用到的流體輸送機械進行設(shè)備選型。其中主要考慮下述因素： 1. 滿足流量、揚程、壓力、溫度、汽蝕余量的工藝參數(shù)要求；2. 滿足輸送介質(zhì)特性：3. 對輸送易燃、易爆、有毒或貴重介質(zhì)的泵，要求軸封可靠或采用無泄露泵，如屏蔽泵、磁力驅(qū)動泵、隔膜泵等；4. 對輸送腐蝕介質(zhì)的泵，要求過流部件采用耐腐蝕材料；5. 對安裝在有腐蝕性氣體存在的場合的泵，要求采取防大氣腐蝕的措施；6. 對安裝在爆炸區(qū)域的泵，應(yīng)根據(jù)爆炸區(qū)域等級，采用防爆電動機；7. 確定泵的型號和制造廠時，應(yīng)綜合考慮泵的性能、能耗、可靠性、價格和制造規(guī)范等因素 表4.18 泵選型結(jié)果一覽表泵型

51、號軸功率(kw)流量（m3/h）轉(zhuǎn)速揚程效率原料泵dy155-67*310012029501800.68pump2dy155-67*310012029501800.68pump4isg80-160i151002900280.75pump3d280-43 200d43 df280-4389.43461480740.78余詳見附錄7.5儲罐選型與設(shè)計7.5.1設(shè)計參數(shù)設(shè)計壓力：100kpa設(shè)計溫度：25 80公稱容積：10030000m3公稱直徑：450044000mm腐蝕裕度：0.5mm設(shè)計載荷：2基本風(fēng)壓100kpa，罐頂附加載荷 50kpa，抗震設(shè)防烈度 7度。材料選擇：根據(jù)建罐區(qū)的最低日平

52、均溫度，加13決定罐壁材料。7.5.2儲罐設(shè)計的強度數(shù)據(jù)詳見附錄第四章設(shè)備選型計算第八章熱量集成技術(shù)8.1能量集成概述對于新建的年產(chǎn)37萬噸對二甲苯分廠，運行成本是一個很重要的考核參數(shù)，其中很重要的一部分是公用工程的消耗。通過換熱流程的設(shè)計和換熱網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化盡可能地進行內(nèi)部熱量的集成和最大化利用，減少公用工程的消耗，在一次設(shè)備投資和運行費用之間尋找到平衡點。在工廠的初步設(shè)計階段，利用aspen energy analyzer v7.2 進行計算機輔助換熱網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計和優(yōu)化，同時結(jié)合合成工藝要求，并考慮到工業(yè)園區(qū)和廠區(qū)的氣候水文條件，最終以實現(xiàn)最大程度的經(jīng)濟效益為目標，來指導(dǎo)熱量集成網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計和優(yōu)化

53、。同時，節(jié)能工藝分隔壁精餾塔、中間冷凝器和熱泵精餾的使用，也大大節(jié)省了能耗。8.2能量集成步驟1） 從流程中獲取數(shù)據(jù)；2） 建立公用工程消耗，能量消耗和投資費用的操作目標；3） 作出一個換熱網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計。8.3主要物流分析考慮到理論與實際的差異，在導(dǎo)入aspen energy analyzer v7.2過程中我們將刪減質(zhì)量流率偏小的流股。其主要物流匯總?cè)绫硭?，冷物?股，熱物流3股。8.1 表全廠主要物流一覽表8.2 表公用工程物流一覽表8.4換熱網(wǎng)絡(luò)分析設(shè)計8.4.1概述目前換熱網(wǎng)絡(luò)集成主要有三種方法：試探法，夾點技術(shù)，數(shù)學(xué)規(guī)劃法。其中， 夾點技術(shù)以其使用簡單，直觀和靈活的優(yōu)點被廣泛的使用。但夾點技術(shù)也有其缺 點，夾點在應(yīng)用中的主要缺陷有兩點：過于注重能量的節(jié)省，而在設(shè)備和經(jīng)上的 考慮略顯不足；有些夾點匹配技術(shù)（如利用分流技術(shù)來匹配物流）在工藝的難以 實現(xiàn)。本項目換熱網(wǎng)絡(luò)集成以夾點為基礎(chǔ)，綜合慮多方面因素，尋找合適于本工 藝的換熱網(wǎng)絡(luò)。為了減少公用工程的消耗，實現(xiàn)節(jié)能降耗和降低運行成本，在初 步設(shè)計階段，利用aspenhx - net模塊進行計算機輔助