初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第二章初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第一章 項(xiàng)目總論1.1 項(xiàng)目概覽煤或天然氣經(jīng)由甲醇制取低碳烯烴技術(shù)是國(guó)際上廣泛關(guān)注的研究熱點(diǎn)，但一直以來(lái)由于其高昂的投資成本、生產(chǎn)成本和技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，使得此項(xiàng)目在工業(yè)化的過(guò)程中步履維艱。2004年國(guó)際市場(chǎng)乙烯、丙烯大幅度上揚(yáng)，為本項(xiàng)技術(shù)的推廣帶來(lái)新的契機(jī)。文章從市場(chǎng)分析和財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)的角 度論述了甲醇制取低碳烯烴項(xiàng)目的必要性和可行性。近年來(lái)我國(guó)一些產(chǎn)煤大省、地區(qū)，為把資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，紛紛作出發(fā)展煤化工的決策。甲醇制乙烯（MTO）和甲醇制丙烯(MTP)是國(guó)際上廣泛受關(guān)注的煤化工的潛在市場(chǎng)。隨著甲醇生產(chǎn)的日益規(guī)模化，成本日趨降低，以及甲醇制烯烴技術(shù)的日

2、益成熟，MTO、MTP已面臨大型商業(yè)化。本實(shí)驗(yàn)裝置擬采用某研究所實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)成熟的甲醇制取低碳烯烴技術(shù)，建設(shè)300 kt/a甲醇制乙烯裝置，裝置包括反應(yīng)和分離兩部分。原料為甲醇，產(chǎn)品為乙烯，同時(shí)副產(chǎn)丙烯、碳三、碳四等產(chǎn)品。根據(jù)靠近原料地選址原則，項(xiàng)目廠址假定為我國(guó)西南某地甲醇廠內(nèi)，公用工程依托該甲醇廠設(shè)施。1.2 設(shè)計(jì)依據(jù) 本組編制的可行性報(bào)告 化工工程設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)定 國(guó)家經(jīng)濟(jì)、建筑、環(huán)保等相關(guān)政策1.3 產(chǎn)品及原料方案 本項(xiàng)目年產(chǎn)乙烯為12萬(wàn)噸，其中大部分用于直接進(jìn)行銷(xiāo)售。 主要原材料需購(gòu)進(jìn)甲醇，重慶利全化工有限公司成立于2008年，位于九龍坡區(qū)水碾化工市場(chǎng)，是一家主營(yíng)各種化工原料及化學(xué)試劑的專

3、業(yè)性公司。自成立以來(lái)，公司一直秉承“誠(chéng)信經(jīng)營(yíng) 合作共贏”的經(jīng)營(yíng)理念，堅(jiān)持“客戶第一 客戶至上”的原則。在短短幾年間，已與多家企業(yè)建立了長(zhǎng)期業(yè)務(wù)合作關(guān)系。該公司主要經(jīng)營(yíng)液堿、甲醇、瀝青、水玻璃、雙氧水、鹽酸、硫酸、次氯酸鈉、桐油、油酸鈉、鉻酸酐、單寧酸、氯化鋅、乙醇、醋酸酯、二甲苯、硼酸、硼砂、純堿、片堿等各種化工原料、實(shí)驗(yàn)室儀器及各種化學(xué)試劑。 該公司甲醇3350元/噸（3噸起售）第二章 總圖運(yùn)輸2.1 設(shè)計(jì)依據(jù)化工企業(yè)總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)規(guī)范GB50489-2009 工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計(jì)規(guī)范GB50187-93 石油化工企業(yè)廠區(qū)總平面布置設(shè)計(jì)規(guī)范SH/T3053-2002建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB50016

4、-2006 廠礦道路設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ2287 壓縮機(jī)廠房建筑設(shè)計(jì)規(guī)定HG/T20673-2005 化工管道設(shè)計(jì)規(guī)范HG/T20695-87 化工設(shè)備管道外防腐設(shè)計(jì)規(guī)定HG/T20679-90 化工工廠總圖運(yùn)輸施工圖設(shè)計(jì)文件編制深度規(guī)定 HG/T20561-94本項(xiàng)目廠區(qū)位于重慶市長(zhǎng)壽化工園區(qū)。廠區(qū)的工程地質(zhì)與水文地質(zhì)資料、地震烈度等，參考初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的“第八章 土建”。有關(guān)氣象資料等參考可行性論證“第四章 廠址選擇”。2.2 設(shè)計(jì)范圍本章主要介紹廠內(nèi)總平面布置、場(chǎng)內(nèi)交通運(yùn)輸設(shè)計(jì)規(guī)范及特點(diǎn)。2.3 廠址概況重慶（長(zhǎng)壽）化工園區(qū)是2001年12月重慶市人民政府批準(zhǔn)成立的省級(jí)工業(yè)園區(qū)。園區(qū)首期規(guī)劃面

5、積為31.3平方公里，如圖6.1所示。分為天然氣化工片區(qū)、石油化工片區(qū)、精細(xì)化工片區(qū)及化工材料片區(qū)，是重慶市集天然氣化工、石油化工、生物質(zhì)化工、精細(xì)化工和新材料產(chǎn)業(yè)于一體的綜合性化工園區(qū)，是重慶市資源加工業(yè)的重要平臺(tái)。園區(qū)具有優(yōu)越的地理位置、便捷的交通網(wǎng)絡(luò)、豐富的自然資源、雄厚的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、完善的配套設(shè)施。詳見(jiàn)可行性論證“第六章 廠址選擇”。2.4 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，根據(jù)企業(yè)的性質(zhì)、規(guī)模、生產(chǎn)流程、交通運(yùn)輸、環(huán)境保護(hù)以及防火、安全、衛(wèi)生、施工及檢修等要求，結(jié)合場(chǎng)地自然條件，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，設(shè)計(jì)多種方案后擇優(yōu)確定而來(lái)的。廠區(qū)平面布置圖2.4.1 總平面布置的要求

6、本項(xiàng)目的廠區(qū)總平面布置是嚴(yán)格2.1節(jié)中所列設(shè)計(jì)規(guī)范的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)的。并且在進(jìn)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(diǎn)和火災(zāi)危險(xiǎn)性，同時(shí)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(jì)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(shí)，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。各類(lèi)倉(cāng)庫(kù)，宜按儲(chǔ)存貨物的性質(zhì)和要求，宜合并設(shè)計(jì)為大體量或多層倉(cāng)庫(kù)，并提高機(jī)械化裝卸作業(yè)程度，有效地利用空間

7、。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(jì)為多功能綜合性建筑。設(shè)計(jì)規(guī)范還規(guī)定總平面布置應(yīng)當(dāng)防止和減少有害氣體、煙、霧、粉塵、振動(dòng)、噪音對(duì)周?chē)h(huán)境的污染，污染大的設(shè)施應(yīng)遠(yuǎn)離對(duì)污染敏感的設(shè)施，并避免環(huán)境重復(fù)污染。產(chǎn)生噪音污染的設(shè)施，宜相對(duì)集中布置，并應(yīng)遠(yuǎn)離生產(chǎn)管理設(shè)施和有安靜要求的場(chǎng)所。在進(jìn)行總平面布置設(shè)計(jì)時(shí)需要預(yù)留發(fā)展用地，一方面可以使前期建設(shè)的項(xiàng)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(cāng)儲(chǔ)和管線鋪設(shè)等相應(yīng)后期配套建設(shè)。2.4.2 廠區(qū)總體布局概述廠區(qū)布置為矩形，東西方向長(zhǎng)為223m，南北方向?qū)挒?28m，總面積為 25994m2 。廠

8、區(qū)南側(cè)為總廠公路。本廠區(qū)按照功能分區(qū)集中布置，即原料輸入?yún)^(qū)、產(chǎn)品輸出去、儲(chǔ)存設(shè)施區(qū)、工藝裝置區(qū)、公用工程設(shè)施區(qū)、輔助設(shè)施區(qū)、行政管理區(qū)、其他設(shè)施區(qū)等。其中，在滿足生產(chǎn)、操作、安全和環(huán)保要求的條件下。本設(shè)計(jì)中，廠區(qū)內(nèi)道路總體呈網(wǎng)格狀布置，并均已其走向進(jìn)行命名（南北向道路稱經(jīng)某路，東西向道路稱緯某路，環(huán)線道路以其位置命名），易于識(shí)記和辨認(rèn)；主干道（經(jīng)某路、緯某路和北環(huán)路）設(shè)計(jì)寬度為10米（雙向四車(chē)道），次干道設(shè)計(jì)寬度為5米（雙向兩車(chē)道）。整個(gè)廠區(qū)的道路及建構(gòu)筑物都進(jìn)過(guò)嚴(yán)格規(guī)劃，布置規(guī)整。同時(shí)，人流與貨流分離，并留有消防安全通道。本廠區(qū)儲(chǔ)存設(shè)施區(qū)分為成品倉(cāng)庫(kù)、儲(chǔ)水池、原料儲(chǔ)罐、球罐區(qū)（儲(chǔ)存多余的已捕

9、集的二氧化碳）和氣柜（煙道氣進(jìn)入捕集系統(tǒng)前的緩沖設(shè)備）。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)將食堂、醫(yī)療站以及行政辦公場(chǎng)所有效合并，節(jié)約了土地。另外，類(lèi)似地分別將儀修車(chē)間、中心化驗(yàn)室和開(kāi)發(fā)部進(jìn)行合并，將控制中心和環(huán)境監(jiān)控站合并，將機(jī)械修理和電器修理車(chē)間進(jìn)行整合，大大提高了土地利用率。本廠區(qū)中容易產(chǎn)生噪音和振動(dòng)的車(chē)間被安排在廠區(qū)南邊，通過(guò)停車(chē)場(chǎng)以及樹(shù)林與生產(chǎn)管理區(qū)和對(duì)安靜、振動(dòng)有要求的場(chǎng)所分隔。同樣的，工藝裝置區(qū)與生產(chǎn)管理區(qū)、生活區(qū)之間留有足夠的安全距離，并通過(guò)樹(shù)木阻隔噪音。本項(xiàng)目中在廠區(qū)內(nèi)留有兩塊發(fā)展用地，一塊位于西北角的配套用地是用于輔助生產(chǎn)設(shè)施及公用工程設(shè)施后期建設(shè)的；另一塊位于東南側(cè)的發(fā)展用地是為了滿足后期儲(chǔ)罐區(qū)

10、擴(kuò)建而保留的。實(shí)際上在工藝裝置區(qū)，同樣預(yù)留了一個(gè)反應(yīng)車(chē)間，可用于后期其他反應(yīng)工藝的擴(kuò)展建設(shè)。2.4.3 廠區(qū)面積計(jì)算 總占地面積:223*128-60*30-25*30=25994（m2） 建構(gòu)筑物(20*30-10*10+3.14*25)+(25*10+0.5*3.14*25)+15*15+20*30+20*30+30*15+15*30+15*30+(15*15+4*15*7.5)+30*30+30*30+25*30+25*30+3.14*100+25*30+25*12+25*13=9,306.75（m2） 道路面積125*5*2+(30*10+30*10)+(30*10*3)*4+(30*

11、7.5*2)+210*5+210*10*3+25*5+30*5+15*5+30*5=13,750（m2） 綠化面積 (220+117+200+127)*1+(7.5*22.5+3.14/4*7.5*7.5)*3+10*15+30*10+7.5*7.5*4=1,977.71875（m2） 圍墻長(zhǎng)度222+118+202+128=670（m）2.4.4 總平面布置各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)：化工廠總平面布置設(shè)計(jì)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目參數(shù)廠區(qū)占地面積25,994平方米建構(gòu)筑物占地面積9,306.75平方米道路用地面積13,750平方米出入口個(gè)數(shù)3個(gè)綠化面積1,977.72平方米綠化系數(shù)7.61%圍墻長(zhǎng)度670米2.4

12、.5 工藝裝置的布置設(shè)計(jì)規(guī)范要求工藝裝置在廠區(qū)內(nèi)布置應(yīng)相對(duì)集中，形成一個(gè)或幾個(gè)裝置街區(qū)。本設(shè)計(jì)中將反應(yīng)車(chē)間和捕集車(chē)間集中布置，設(shè)置在同一街區(qū)內(nèi)，這樣有利于集中鋪設(shè)公用工程管線以及集中控制管理，而且工藝生產(chǎn)流程順暢、銜接短捷，緊湊合理，與相鄰設(shè)施也協(xié)調(diào)得很好。除了有利于生產(chǎn)管理和安全防護(hù)等優(yōu)點(diǎn)外，集中布置工藝裝置還便于施工、安裝和檢修。工藝生產(chǎn)裝置宜布置在人員集中場(chǎng)所全年最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)，并位于散發(fā)可燃?xì)怏w的儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施全年最小頻率風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。本設(shè)計(jì)中，人員集中的場(chǎng)所諸如行政辦公樓、醫(yī)療站、食堂、中心化驗(yàn)室、開(kāi)發(fā)部等等都位于西南角，正處于全年最小頻率（東北風(fēng)）的下風(fēng)側(cè)。同時(shí)可能散發(fā)可燃?xì)怏w的成

13、品罐區(qū)和原料罐區(qū)處于工藝生產(chǎn)裝置的東北側(cè)和東側(cè)，這一方向上全年的風(fēng)頻率都較低?？刂剖业奈恢脩?yīng)該靠近主要工藝裝置或主要控制設(shè)備，本設(shè)計(jì)中的控制中心距離工藝生產(chǎn)區(qū)比較靠近，又在一定的安全距離以外?？刂剖页蚋邏夯蛘哂斜ㄎｋU(xiǎn)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(dòng)以及電磁干擾較大的場(chǎng)所對(duì)其的干擾。本設(shè)計(jì)中，使用較多的樹(shù)木作為隔音屏障，使得控制中心與噪音較大的工藝裝置區(qū)以及機(jī)修/電修車(chē)間隔開(kāi)。裝置區(qū)內(nèi)儲(chǔ)罐僅對(duì)液化烴、可燃液體和可燃?xì)怏w有特殊要求，對(duì)于性質(zhì)較為穩(wěn)定的二氧化碳，可以儲(chǔ)存與工藝生產(chǎn)裝置區(qū)的地段內(nèi)，有利于服務(wù)毗鄰的對(duì)象，儲(chǔ)存未用于反應(yīng)工藝

14、的二氧化碳（可以供應(yīng)給市場(chǎng)）。裝置區(qū)內(nèi)道路的布置應(yīng)該滿足生產(chǎn)操作、物料運(yùn)輸、設(shè)備檢修、消防安全和事故急救等的要求下，應(yīng)力求減少道路的面積；工藝裝置的內(nèi)部道路應(yīng)與街區(qū)外的廠區(qū)道路連接。此外，工藝生產(chǎn)裝置的主生產(chǎn)區(qū)不宜進(jìn)行綠化。2.4.6 輔助生產(chǎn)及公用工程設(shè)施2.4.6.1總變電所的布置設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定總變電所應(yīng)便于電線路的進(jìn)出、不妨礙工廠的擴(kuò)建和發(fā)展的獨(dú)立地段。當(dāng)采用架空輸電線時(shí)，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?xì)怏w、腐蝕性氣體及粉塵的生產(chǎn)、儲(chǔ)存和裝卸設(shè)施全年最小頻率風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)和有水霧場(chǎng)所冬季盛行風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)。本布置方案中，總變電站位于全場(chǎng)西側(cè)邊緣地帶，正位

15、于可燃?xì)怏w散發(fā)區(qū)域、儲(chǔ)存和裝卸設(shè)施的西側(cè)，而全年?yáng)|風(fēng)頻率都較低。同時(shí)，變電站設(shè)計(jì)遠(yuǎn)離強(qiáng)振源，與易泄漏、散發(fā)液化烴及較重的可燃?xì)怏w、腐蝕性氣體及粉塵的生產(chǎn)、儲(chǔ)存和裝卸設(shè)施也在規(guī)定距離（60米）之上。2.4.6.2循環(huán)水場(chǎng)的布置循環(huán)水場(chǎng)應(yīng)靠近主要用戶，避免在工藝裝置的爆炸危險(xiǎn)區(qū)范圍內(nèi)；避免靠近火炬、加熱爐、焦炭塔等熱源體；不宜布置在鄰近的變配電所、露天工藝設(shè)備、主要運(yùn)輸?shù)缆范咀畲箢l率風(fēng)的上風(fēng)側(cè)，并不應(yīng)布置在受水霧影響而產(chǎn)生危害的設(shè)施的全年最大頻率風(fēng)向上風(fēng)側(cè)。本工廠中循環(huán)水場(chǎng)位于全廠的東北角，遠(yuǎn)離總變電所和工藝設(shè)備區(qū)，同時(shí)在全年風(fēng)頻率最小的東北風(fēng)的上風(fēng)側(cè)，減輕了對(duì)易受水霧影響的設(shè)施所產(chǎn)生的危害。2

16、.4.6.3中心化驗(yàn)室、儀修車(chē)間、開(kāi)發(fā)部的布置按照設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，中心化驗(yàn)室、儀修車(chē)間應(yīng)該布置在生產(chǎn)管理區(qū)內(nèi)，不應(yīng)布置在散發(fā)毒性、腐蝕性及其它有害氣體、粉塵以及循環(huán)水冷卻塔等產(chǎn)生大量水霧設(shè)施的全年最大頻率風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。本設(shè)計(jì)方案中，將中心化驗(yàn)室、開(kāi)發(fā)部、儀修車(chē)間整合到一棟綜合多功能建筑中。循環(huán)水場(chǎng)以及可能散發(fā)毒性、腐蝕性、易燃性氣體的儲(chǔ)罐區(qū)均遠(yuǎn)離中心化驗(yàn)室、儀修車(chē)間，并且處于相對(duì)此樓頻率較低風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)，均符合設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。設(shè)計(jì)規(guī)范還要求中心化驗(yàn)室、儀修車(chē)間遠(yuǎn)離振源，要有良好的朝向，避免西曬。本設(shè)計(jì)中，此棟綜合樓整體朝南，保證了這棟樓的采光條件，同時(shí)該樓為東西走向，最大限度地避免了西照。此外

17、，與強(qiáng)振源區(qū)域保持較遠(yuǎn)的距離，并設(shè)有樹(shù)林作為隔音屏障。2.4.6.4機(jī)修、電修車(chē)間的布置機(jī)修、電修車(chē)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(yùn)輸條件；同時(shí)應(yīng)避免機(jī)修、電修車(chē)間的噪音、振動(dòng)對(duì)周?chē)O(shè)施的影響。本設(shè)計(jì)方案中機(jī)修、電修車(chē)間緊鄰1號(hào)門(mén)（人流出入口）和停車(chē)廠，具有非常便利的交通運(yùn)輸條件。同時(shí)，由于停車(chē)廠在空間上的阻隔以及樹(shù)木作為屏障，使得噪音以及振動(dòng)對(duì)周?chē)O(shè)施的影響降至最低。2.4.6.5 污水處理場(chǎng)的布置根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，污水處理廠宜位于廠區(qū)邊緣或廠區(qū)外的單獨(dú)地段，且地勢(shì)及地下水位較低處；并應(yīng)布置在廠區(qū)全年最大頻率的下風(fēng)側(cè)，且應(yīng)注意其對(duì)周?chē)h(huán)境的影響。本設(shè)計(jì)方案

18、充分考慮了以上要求，將污水處理廠設(shè)在全場(chǎng)南側(cè)邊緣地帶，處于全年最大頻率的北風(fēng)的下風(fēng)側(cè)。2.4.7 倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)施的布置原料、燃料、材料、成品及半成品的倉(cāng)庫(kù)、堆場(chǎng)及儲(chǔ)罐，應(yīng)按其儲(chǔ)存物料的性質(zhì)、數(shù)量、包裝及運(yùn)輸方式等條件，按不同類(lèi)別，相對(duì)集中布置，并宜靠近相關(guān)裝置和運(yùn)輸線路，且應(yīng)符合防火、防爆、安全、衛(wèi)生的規(guī)定，為管理創(chuàng)造有利條件。2.4.7.1倉(cāng)庫(kù)的布置倉(cāng)庫(kù)主要用于存放固體原料，應(yīng)該設(shè)置在鄰近主要用戶的場(chǎng)所，并方便運(yùn)輸和適應(yīng)機(jī)械化裝卸作業(yè)；宜布置在廠區(qū)的邊緣地帶，且位于廠區(qū)全年最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)。本廠區(qū)倉(cāng)庫(kù)位于東北角，靠近3號(hào)門(mén)和裝卸區(qū)，方便運(yùn)輸并適應(yīng)機(jī)械化裝卸作業(yè)，同時(shí)處于廠區(qū)全年頻率最小風(fēng)向的上

19、風(fēng)側(cè)。2.4.7.2罐區(qū)的布置設(shè)計(jì)規(guī)范中關(guān)于罐區(qū)布置的要求較多。首先，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)和成品罐區(qū)，其位置應(yīng)滿足工藝生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)裝卸和安全防護(hù)要求，同時(shí)應(yīng)留有必要的發(fā)展用地。本設(shè)計(jì)中，原料儲(chǔ)罐、成品儲(chǔ)罐、CO2球罐區(qū)分開(kāi)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(chǔ)運(yùn)裝卸的要求。此外罐區(qū)正對(duì)3號(hào)門(mén)，方便消防車(chē)的出入，達(dá)到了安全防護(hù)的要求。設(shè)計(jì)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(shí)應(yīng)在人員集中場(chǎng)所和明火或散發(fā)火花地點(diǎn)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。本設(shè)計(jì)也滿足了這些要求，罐區(qū)遠(yuǎn)離了人員集中場(chǎng)所和易產(chǎn)

20、生明火或火花的機(jī)修、電修車(chē)間，并處于他們的全年最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)。此外，液化烴、可燃液體罐組，不宜緊靠排洪溝布置；與罐區(qū)無(wú)關(guān)的管線、輸電線均不得穿越罐區(qū)。2.4.8 運(yùn)輸設(shè)施的布置2.4.8.1罐區(qū)汽車(chē)裝卸區(qū)的布置罐區(qū)汽車(chē)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(yuǎn)離人員集中的場(chǎng)所、明火和散發(fā)火花的地點(diǎn)及廠區(qū)主要人流出入口和人流較多的道路。本設(shè)計(jì)中，裝卸區(qū)設(shè)置在廠區(qū)的東側(cè)，緊鄰3號(hào)門(mén)（主要貨流運(yùn)輸出入口），同時(shí)遠(yuǎn)離人流較多的道路和可能產(chǎn)生明火和散發(fā)火花的地點(diǎn)。2.4.8.2汽車(chē)庫(kù)、停車(chē)場(chǎng)的布置汽車(chē)庫(kù)、停車(chē)場(chǎng)的布置應(yīng)該靠近貨流出入口或者倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)布置，減少空車(chē)程；生產(chǎn)管理及生活用車(chē)單

21、獨(dú)設(shè)置車(chē)庫(kù)時(shí)，應(yīng)布置在生產(chǎn)管理區(qū)。本設(shè)計(jì)中，專用于貨物運(yùn)輸車(chē)輛的停車(chē)場(chǎng)位于裝卸臺(tái)的南側(cè)，卸貨后的車(chē)輛可以直接停在這片停車(chē)場(chǎng)內(nèi)；而專屬于生產(chǎn)管理區(qū)的車(chē)輛擁有獨(dú)立的停車(chē)場(chǎng)，緊靠1號(hào)門(mén)和周?chē)魃a(chǎn)管理部門(mén)，交通極為便利。2.4.9 生產(chǎn)管理及生活服務(wù)設(shè)施2.4.9.1廠前區(qū)的布置生產(chǎn)管理區(qū)及生活服務(wù)設(shè)施應(yīng)根據(jù)工廠規(guī)模，按其性質(zhì)和使用功能，宜布置在廠前區(qū)。設(shè)計(jì)規(guī)范要求廠前區(qū)布置在廠區(qū)的主要人流出入口、與居住區(qū)和城鎮(zhèn)方便的地點(diǎn)；宜位于廠區(qū)全年最小頻率風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)，并且環(huán)境潔凈的地段；建筑群體的組合及空間景觀應(yīng)與周?chē)沫h(huán)境相協(xié)調(diào)；應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的綠化、美化設(shè)施，處理好建筑、道路、綠地和建筑小品之間的關(guān)系。廠前

22、區(qū)的布置體現(xiàn)了一個(gè)工廠整體風(fēng)貌和企業(yè)形象，因此我們?cè)趶S前區(qū)的布置上也下了不少功夫。在滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的諸多要求的同時(shí)，我們更多地考慮了建筑風(fēng)格以及景觀配合的關(guān)系。 首先，將食堂、醫(yī)療衛(wèi)生站和行政辦公樓有效組合成綜合性多功能建筑，有效提高了土地利用率以及生活服務(wù)區(qū)的整體性。該多功能建筑的外形方中有圓，避免了外觀的單調(diào)和死板，并且和中心化驗(yàn)室、儀修車(chē)間、開(kāi)發(fā)部的綜合樓的建筑風(fēng)格相呼應(yīng)。 其次，廠前區(qū)多功能建筑從上空看，其外形為英文字母C，表明該企業(yè)從事的是與二氧化碳（Carbon Dioxide）捕集、利用相關(guān)的生產(chǎn)。同時(shí)這棟建筑從上空看也像一把鉗子，包圍著象征著地球的藍(lán)色噴泉池，意味通過(guò)化學(xué)工程的方

23、法解決溫室氣體大量排放的問(wèn)題。 最后，廠前區(qū)多功能建筑正前方是一片草坪，上面會(huì)有該企業(yè)的標(biāo)語(yǔ)和圖表，可以給初次來(lái)訪的人們留下極其美好的印象。2.4.9.2食堂的布置設(shè)計(jì)規(guī)范要求工廠食堂布置在廠前區(qū)，其服務(wù)半徑不宜大于500米。本工廠食堂的設(shè)置完全滿足了該工廠工人用餐的需求量，同時(shí)又保證了其服務(wù)半徑。2.4.9.3自行車(chē)棚、停車(chē)場(chǎng)的布置設(shè)計(jì)規(guī)范要求自行車(chē)棚應(yīng)布置在職工存取車(chē)方便的地方，自行車(chē)棚面積的大小應(yīng)根據(jù)工廠最大班職工人數(shù)及當(dāng)?shù)亟煌ㄟ\(yùn)輸條件確定。同時(shí)廠前區(qū)宜設(shè)置必要的汽車(chē)停車(chē)場(chǎng)，滿足工人及職工用車(chē)停放的需要。本設(shè)計(jì)中，自行車(chē)庫(kù)緊鄰汽車(chē)停車(chē)場(chǎng)，方便職工切換交通工具，并且這對(duì)1號(hào)門(mén)，出入非常方便

24、。2.4.9.4廠區(qū)出入口的布置設(shè)計(jì)規(guī)范要求廠區(qū)的出入口不少于2個(gè)，人流和貨流出入口應(yīng)該分開(kāi)布置；主要人流出入口應(yīng)設(shè)在工廠主干道通往居住區(qū)和城鎮(zhèn)的一側(cè)，主要貨流入口應(yīng)位于主要貨流方向，靠近運(yùn)輸繁忙的倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)，并與廠外運(yùn)輸線路連接方便；主要出入口應(yīng)設(shè)置門(mén)衛(wèi)室。本設(shè)計(jì)方案中共設(shè)置了三個(gè)出入口，分別位于經(jīng)一路、經(jīng)四路和緯二路，其中1號(hào)門(mén)主要服務(wù)人流，2號(hào)、3號(hào)門(mén)主要服務(wù)物流。3個(gè)出入口均設(shè)有門(mén)衛(wèi)室。2.4.9.5圍墻的設(shè)置設(shè)計(jì)規(guī)范要求建筑為與圍墻的間距應(yīng)大于5米，道路與圍墻的距離應(yīng)大于1米（圍墻自墻軸線算起，建筑物、構(gòu)筑物自最外邊軸線算起，道路為城市型時(shí)自路面邊緣算起）。本設(shè)計(jì)中建構(gòu)筑物與圍墻的最小間

25、距為6.5米，道路與圍墻的最小間距為1.5米，均符合規(guī)范。2.5 廠內(nèi)運(yùn)輸設(shè)計(jì)2.5.1 廠內(nèi)運(yùn)輸設(shè)計(jì)要求運(yùn)輸線路的布置，應(yīng)符合下列要求： 滿足生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝、檢修、消防及環(huán)境衛(wèi)生的要求，線路短捷，人流、貨流組織合理； 劃分功能分區(qū)，并與區(qū)內(nèi)主要建筑物軸線平行或垂直，宜呈環(huán)形布置，使廠區(qū)內(nèi)、外部運(yùn)輸、裝卸、貯存形成一個(gè)完整的、連續(xù)的運(yùn)輸系統(tǒng)； 與豎向設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào)，有利于場(chǎng)地及道路的雨水排除； 與廠外道路連接方便、短捷； 建設(shè)工程施工道路應(yīng)與永久性道路相結(jié)合。2.5.2 本廠運(yùn)輸設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中，廠區(qū)內(nèi)道路總體呈網(wǎng)格狀布置，并均已其走向進(jìn)行命名（南北向道路稱經(jīng)某路，東西向道路稱緯某路，環(huán)線道路以其位

26、置命名），易于識(shí)記和辨認(rèn)；主干道（經(jīng)某路、緯某路和北環(huán)路）設(shè)計(jì)寬度為10米（雙向四車(chē)道），次干道設(shè)計(jì)寬度為5米（雙向兩車(chē)道）。道路寬度均大于3.5米，滿足消防車(chē)道寬度的要求。本設(shè)計(jì)方案中共設(shè)置了三個(gè)出入口，分別位于經(jīng)一路、經(jīng)四路和緯二路，其中1號(hào)門(mén)主要服務(wù)人流，2號(hào)、3號(hào)門(mén)主要服務(wù)物流。本設(shè)計(jì)中，裝卸區(qū)設(shè)置在廠區(qū)的東側(cè)，緊鄰3號(hào)門(mén)（主要貨流運(yùn)輸出入口），同時(shí)遠(yuǎn)離人流較多的道路和可能產(chǎn)生明火和散發(fā)火花的地點(diǎn)。專用于貨物運(yùn)輸車(chē)輛的停車(chē)場(chǎng)位于裝卸臺(tái)的南側(cè)，卸貨后的車(chē)輛可以直接停在這片停車(chē)場(chǎng)內(nèi)。而專屬于生產(chǎn)管理區(qū)的車(chē)輛擁有獨(dú)立的停車(chē)場(chǎng)，緊靠1號(hào)門(mén)和周?chē)魃a(chǎn)管理部門(mén)，交通極為便利。這樣的設(shè)計(jì)有利于人流

27、與貨流的分離。廠內(nèi)所有的道路最窄處不小于 3.5m，可允許檢修車(chē)輛的通行及確保消防車(chē)能夠迅速地抵達(dá)失火地點(diǎn)。本廠地面全部達(dá)到無(wú)土化，地面以水泥和柏油兩種組成，可以承受最大載重汽車(chē)引起的壓力，同時(shí)利于清潔。第三章 原料采購(gòu)及產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)3.1原料采購(gòu)本廠生產(chǎn)甲醇所用到的原料的有二氧化碳和氫氣，其中二氧化碳為本廠捕集電廠煙氣中的二氧化碳所得，氫氣來(lái)源于園區(qū)內(nèi)的MDI裝置，通過(guò)管道運(yùn)輸。3.2原料標(biāo)準(zhǔn)甲醇標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng) 目指標(biāo)優(yōu)等品一等品合格品色度(鉑-鈷)， 510密度(20)，g/cm30.791-0.7920.791-0.793溫度范圍(0，Pa)64.0-65.5沸程(包括64.60.1) ，0.81.

28、01.5高錳酸鉀實(shí)驗(yàn)， min503020水溶性試驗(yàn)澄清-水分含量，0.010.15-酸度(以NH3計(jì))， 0.00020.00080.00015羥基化合物含量(以CH2O計(jì)) ，%0.0020.0050.010蒸發(fā)殘?jiān)浚?.0010.0030.005本廠產(chǎn)品方案產(chǎn)品名稱本廠規(guī)格國(guó)家規(guī)定產(chǎn)量(kt/a)單價(jià)(元/噸)乙烯99.95%優(yōu)等品11.40443163.3產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)3.3.1 品牌營(yíng)銷(xiāo) (1) 產(chǎn)品質(zhì)量的保證 化工產(chǎn)品的產(chǎn)品質(zhì)量主要有以下三個(gè)尺度，即國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求、產(chǎn)品質(zhì)量的持久穩(wěn)定性、產(chǎn)品銷(xiāo)售的服務(wù)性。 不僅要嚴(yán)格執(zhí)行分析化驗(yàn)程序保證出廠產(chǎn)品的質(zhì)量，還要建立完善的客戶意見(jiàn)反饋系統(tǒng)。

29、 (2) 建立銷(xiāo)售網(wǎng)絡(luò)首先建立一個(gè)地區(qū)級(jí)市場(chǎng)，或者一個(gè)省級(jí)市場(chǎng)，或者一個(gè)或幾個(gè)大客戶。通過(guò)這些目標(biāo)市場(chǎng)和客戶，去影響和滲透其它的外圍市場(chǎng)和客戶，逐步建立起完善的銷(xiāo)售網(wǎng)絡(luò)。考慮到本項(xiàng)目甲醇產(chǎn)量較小，競(jìng)爭(zhēng)力欠缺，但作為環(huán)保示范性項(xiàng)目會(huì)得到政府的優(yōu)惠政策，這在一定程度增強(qiáng)了競(jìng)爭(zhēng)力。(2) 品牌效應(yīng)的推廣 化工產(chǎn)品的品牌宣傳不同于傳統(tǒng)消費(fèi)品的品牌宣傳，它只涉及專業(yè)群體，特定行業(yè)，所以需要更具有針對(duì)性的品牌宣傳。 參加業(yè)內(nèi)頗有影響力的行業(yè)展會(huì)； 邀請(qǐng)客戶到企業(yè)參觀先進(jìn)的生產(chǎn)基地和管理方式； 在客戶群中形成良好的口碑； 與行業(yè)協(xié)會(huì)和行業(yè)媒體和記者保持良好的關(guān)系； 利用電視，報(bào)紙和網(wǎng)絡(luò)對(duì)企業(yè)品牌進(jìn)行宣傳。

30、(3) 售后服務(wù)的完善 客戶在使用化工產(chǎn)品過(guò)程中受他們生產(chǎn)工藝、設(shè)備裝置、技術(shù)水平的不同會(huì)出現(xiàn)不同的問(wèn)題，本廠會(huì)派出工程技術(shù)人員幫助客戶查找和解決問(wèn)題，這也是本廠樹(shù)立負(fù)責(zé)任良好形象、拓展客戶關(guān)系的好機(jī)會(huì)。 3.3.2 網(wǎng)上營(yíng)銷(xiāo)互聯(lián)網(wǎng)不受時(shí)空的限制，可以輕松地完成跨地域性的營(yíng)銷(xiāo)，節(jié)省銷(xiāo)售渠道的大量人力、物力投入；通過(guò)自建的公司網(wǎng)站平臺(tái)，企業(yè)可以從容、全面地介紹公司和產(chǎn)品，讓客戶更為直觀地進(jìn)行比對(duì)，有利于企業(yè)優(yōu)勢(shì)突出?；ヂ?lián)網(wǎng)給企業(yè)的整合營(yíng)銷(xiāo)提供了一個(gè)新途徑。 第四章 反應(yīng)器的設(shè)計(jì)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)中的基石，是整個(gè)工藝的核心內(nèi)容。由于反應(yīng)器內(nèi)部流體流動(dòng)十分的復(fù)雜，反應(yīng)器設(shè)計(jì)一直都是設(shè)計(jì)的難題，很多化

31、工廠都因?yàn)榉磻?yīng)器設(shè)計(jì)不合理而無(wú)法正常工作。4.1 反應(yīng)器以及催化劑的選擇4.1.1 反應(yīng)器選擇國(guó)外應(yīng)用開(kāi)發(fā)最早、技術(shù)成熟、應(yīng)用最廣泛的甲醇反應(yīng)器當(dāng)屬I(mǎi)CI和Lurgi的低壓反應(yīng)器。在克服ICI和Lurgi缺陷的基礎(chǔ)上，日本東洋公司等開(kāi)發(fā)的MRF系列反應(yīng)器逐漸在國(guó)內(nèi)外的一些中型甲醇裝置上得到推廣。德國(guó)Lurgi公司開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的管殼式甲醇合成反應(yīng)器是一種軸向流動(dòng)的低壓反應(yīng)器。該反應(yīng)器采用管殼式結(jié)構(gòu)，操作條件是：壓力5.2-7 MPa，溫度230-255。反應(yīng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)類(lèi)似列管式換熱器，列管內(nèi)裝填催化劑，管外為沸騰水，反應(yīng)熱很快被沸水移走，兩種氣體分別呈軸向流動(dòng)。合成塔殼程的鍋爐水是自然循環(huán)的，通過(guò)控

32、制沸騰水的蒸汽壓力，可以保持恒定的反應(yīng)溫度。這種合成塔溫度幾乎是恒定的，從而有效地抑制了副反應(yīng)，延長(zhǎng)了催化劑的使用壽命。該塔使用高含量銅基催化劑時(shí)，可達(dá)到較高的單程轉(zhuǎn)化率，其最大生產(chǎn)能力為1500 噸/天。根據(jù)國(guó)內(nèi)應(yīng)用的情況來(lái)看，大部分催化劑均可使用，對(duì)生產(chǎn)影響不大。ICI冷激型甲醇合成塔是一種絕熱型軸向流動(dòng)的低壓合成反應(yīng)器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由塔體、噴頭、菱形分布器等組成。合成氣預(yù)熱到230250進(jìn)入反應(yīng)器，段間用菱形分布器將冷激氣噴人床層中間降溫。根據(jù)規(guī)模大小，反應(yīng)器一般有36個(gè)床層，典型的是4個(gè)，上面3個(gè)為分開(kāi)的軸向流床，最下方為軸一徑向流床，在5 MPa、230一270條件下合成甲醇。絕熱-

33、管殼式甲醇反應(yīng)器由華東理工大學(xué)開(kāi)發(fā)成功，該反應(yīng)器由絕熱段與管殼段組成。催化劑填充在管殼段，反應(yīng)熱傳給管外的沸水，以蒸汽的形式回收熱量，通過(guò)調(diào)節(jié)蒸汽壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)催化床的等溫分布。該反應(yīng)器是基于Lurgi列管式反應(yīng)器的改進(jìn)型并有一定創(chuàng)新。為了解決Lurgi反應(yīng)器的壁效應(yīng)問(wèn)題，將原反應(yīng)器的列管管徑由38mm增加到44mm，高度不變，改變了床層內(nèi)徑與催化劑顆粒直徑之比，在相同產(chǎn)能時(shí)，反應(yīng)器體積較小，可節(jié)約設(shè)備投資。按照選型立足于國(guó)內(nèi)的原則，決定采用國(guó)內(nèi)華東理工大學(xué)開(kāi)發(fā)的絕熱管殼式反應(yīng)器?？晒?jié)省投資，反應(yīng)器技術(shù)也相對(duì)先進(jìn)。而且考慮二氧化碳和氫氣反應(yīng)熱不如一氧化碳和氫氣的反應(yīng)熱大，絕熱管殼式反應(yīng)器的絕熱層可

34、以讓反應(yīng)原料氣迅速升溫達(dá)到最佳反應(yīng)溫度。4.1.2 催化劑選擇催化劑采用西南院的專利催化劑(公開(kāi)號(hào)CN-A)，該催化劑性能優(yōu)良。西南院的甲醇催化劑催化劑在多套甲醇裝置上取得良好的效果，因此選用其開(kāi)發(fā)的催化劑。催化劑參數(shù)參考XNC-98的物理參數(shù)如表4.1。表 4.1 催化劑參數(shù)直徑(mm)高(mm)堆密度kg/L徑向抗壓碎強(qiáng)度(N/cm)551.31.52004.2 熱力學(xué)計(jì)算二氧化碳加氫合成甲醇反應(yīng)式如下：CO23H2 CH3OH H2O (4.1) CO2 + H2 CO + H2O (4.2)同時(shí)伴有生成二甲醚、乙醇、雜醇油等雜質(zhì)。設(shè)計(jì)反應(yīng)器的體積時(shí)僅考慮反應(yīng)(4.1)利用有關(guān)的熱力學(xué)基

35、礎(chǔ)數(shù)據(jù)和給定的反應(yīng)條件，根據(jù) Van Hoff 方程即可計(jì)算出理想氣體狀態(tài)的平衡常數(shù)。計(jì)算過(guò)程中用到的不同溫度下的恒壓熱容，可由文獻(xiàn)發(fā)表的相關(guān)關(guān)聯(lián)式計(jì)算得到。計(jì)算用到的熱力學(xué)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如表。表 4.2 計(jì)算用到的熱力學(xué)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)組分H2002.71E+019.27E-03-1.4E-057.7E-09CO-1.11E+05-1.37E+053.09E+01-1.29E-022.79E-051.3E-08CO2-3.94E+05-3.95E+051.98E+017.34E-02-5.6E-051.7E-08CH3OH-2.01E+05-1.63E+052.12E+017.09E-022.59E-05

36、-2.8E-08H2O-2.42E+05-2.29E+053.22E+011.92E-031.06E-05-3.6E-09根據(jù)表中標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱和計(jì)算出的恒壓熱容數(shù)據(jù)，給出反應(yīng)溫度和初始組成，即可計(jì)算二氧化碳加氫進(jìn)行甲醇合成的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式，求出平衡轉(zhuǎn)化率。計(jì)算所用到的公式如下： (4.3)反應(yīng)條件：溫度220245，壓力6MPa，反應(yīng)器進(jìn)料組成： 計(jì)算結(jié)果：二氧化碳生成甲醇在510K時(shí)反應(yīng)平衡常數(shù)： 使用Aspen plus的Gibbs反應(yīng)器進(jìn)行模擬得到平衡組成和平衡轉(zhuǎn)化率。僅考慮反應(yīng)(3.1)和(3.2)未考慮雜質(zhì)反應(yīng)，CO2平衡轉(zhuǎn)化率為39.3%。根據(jù)文獻(xiàn)設(shè)定反應(yīng)達(dá)到的轉(zhuǎn)化率為23.1%

37、。表4.3 平衡時(shí)各組分的含量組分CO2H2COCH3OHH2O摩爾分?jǐn)?shù)0.115860.725760.011930.0.4.3 反應(yīng)器體積計(jì)算原料二氧化碳和氫氣混合后進(jìn)入反應(yīng)器，反應(yīng)生成水和甲醇，同時(shí)生成極少量的二甲醚、乙醇、雜醇、有機(jī)酸、高級(jí)烷烴。因?yàn)殡s質(zhì)的量極少，所以在設(shè)計(jì)反應(yīng)器時(shí)可以忽略雜質(zhì)的影響，且假定反應(yīng)器中沒(méi)有徑向溫度差和濃度差，流動(dòng)均勻，無(wú)返混近似平推流處理。4.3.1 絕熱段模型將絕熱段分割為多個(gè)微元段，氣體流量為，氣體摩爾分率為，溫度為，壓力為的原料氣進(jìn)入該絕熱催化床層微元內(nèi)，在該溫度下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后氣體流量變?yōu)?，生成甲醇的物質(zhì)的量為，氣體摩爾分率變?yōu)?，放出的熱量?，放

38、出的熱量使氣體溫度升高至，壓力下降為然后進(jìn)入下一微元。如此循環(huán)，直至計(jì)算完所有微元段。模型如下： 圖4.1 絕熱層微元段模型 圖4.2 列管微元段模型4.3.2 列管段模型列管段模型和絕熱段的模型基本相同，僅是比絕熱段增加了換熱，反應(yīng)熱不是全用于反應(yīng)氣體升溫，一部分被管外的沸騰水移走。4.3.3 物料衡算反應(yīng)前混合氣體的摩爾流率為，各組分的摩爾百分?jǐn)?shù)為，反應(yīng)后的氣體的摩爾流率為，各組分的摩爾百分?jǐn)?shù)為。動(dòng)力學(xué)方程： () (4.4) (4.5) () 平衡時(shí)以逸度表示的平衡常數(shù)。反應(yīng)器中存在的反應(yīng)： (4.6) (4.7) 反應(yīng)器達(dá)到平衡，維持不變。每小時(shí)甲醇的千摩爾生成量(以下式中甲醇以代替)

39、：式中：催化劑的堆積密度 催化劑床層體積 反應(yīng)后各種物質(zhì)的摩爾量： (4.8) (4.9) (4.10) (4.11) (4.12)反應(yīng)出口總的氣體摩爾流量： (4.13)根據(jù)以上計(jì)算得到物料衡算表表4.4 物料衡算表組分反應(yīng)前反應(yīng)后摩爾量摩爾分?jǐn)?shù)摩爾量摩爾分?jǐn)?shù)CO2H2COCH3OHH2O合計(jì)114.3.4 熱量衡算摩爾流率為，溫度為的混合氣體進(jìn)入反應(yīng)器，先在絕熱層反應(yīng)，通過(guò)絕熱層后進(jìn)入列管催化層反應(yīng)。管外為沸騰水，在反應(yīng)管環(huán)隙進(jìn)行換熱。對(duì)絕熱層有下面熱量衡算式： (4.14)式中：混合氣體的熱容 ；反應(yīng)熱 ；反應(yīng)熱用下面公式近似計(jì)算 (4.15)對(duì)列管催化層有下式熱量衡算 (4.16) (

40、4.17)式中：列管外換熱量 ；總傳熱系數(shù) ；傳熱面積 ； (4.18)式中： 催化床層與列管間傳熱系數(shù) ； 沸騰水與列管間的傳熱系數(shù) ； 列管內(nèi)污垢熱阻； 管外污垢熱阻。 (4.19)式中：列管直徑，；催化劑導(dǎo)熱系數(shù)，；催化劑顆粒等比為表面積球體直徑 (4.20)式中，氣體質(zhì)量流速，； 氣體粘度。 (4.21) (4.22) 式中，混合物的物種數(shù) 物質(zhì)的摩爾百分?jǐn)?shù) 在系統(tǒng)溫度和壓力下的粘度 在系統(tǒng)溫度和壓力下的導(dǎo)熱系數(shù) 物質(zhì)的分子量 ，取經(jīng)驗(yàn)數(shù)值4.3.5 床層壓力降 (4.23)式中：流體的密度，； 流體的表觀流速，； 催化劑顆粒的當(dāng)量直徑 ，； 管長(zhǎng)， 。 (4.24) (4.25)式中

41、：床層空隙率； 流體黏度，。4.4 計(jì)算流程根據(jù)上述信息使用C語(yǔ)言編程計(jì)算反應(yīng)器，計(jì)算流程如圖4.3。輸入進(jìn)料參數(shù)；沸騰水壓力預(yù)選反應(yīng)器直徑預(yù)設(shè)絕熱層高度預(yù)設(shè)列管數(shù)目和規(guī)格將絕熱層和列管催化劑分別等分為個(gè)微元段計(jì)算絕熱層微元段，列管微元段體積按微元段進(jìn)料參數(shù)計(jì)算停留時(shí)間和反應(yīng)速率作絕熱段微元段物料衡算作微元段熱量衡算，和壓降計(jì)算以上一微元段出口參數(shù)作為下一微元段進(jìn)料參數(shù)以絕熱段出口參數(shù)作為列管微元段進(jìn)口參數(shù)計(jì)算停留時(shí)間和反應(yīng)速率作列管段微元段物料衡算計(jì)算傳熱系數(shù)和傳熱量作微元段熱量衡算，和壓降計(jì)算以上一微元段出口參數(shù)作為下一微元段進(jìn)料參數(shù)甲醇含量是否達(dá)到要求是否完成微元段計(jì)算長(zhǎng)徑比是否合適輸出

42、結(jié)果是是否否是否圖4.3 計(jì)算流程圖4.5 反應(yīng)器計(jì)算結(jié)果此處列出計(jì)算結(jié)果，具體計(jì)算參見(jiàn)源文件反應(yīng)器設(shè)計(jì)。反應(yīng)器內(nèi)徑2200mm，列管數(shù)目1302，絕熱層高度500mm，列管規(guī)格442mm，管長(zhǎng)4760mm，圓整至5000mm，催化劑裝填量VR=1.89+8.18=10.07 m3，絕熱層催化劑裝填量為1.89m3，列管裝填量為8.18m3。4.5.1反應(yīng)器中溫度和甲醇濃度分布表4.5 反應(yīng)器的溫度和甲醇濃度的分布情況絕熱床層深度/m溫度/K甲醇摩爾分率0.1497.4930.0.2502.4950.0.3508.0460.0.4514.1480.0.5520.7190.列管深度/m溫度/K甲

43、醇摩爾分率0.4522.7590.0.8524.2390.1.2525.0910.1.6525.3640.2525.1820.2.4524.6910.2.8524.0130.3.2523.2360.3.6522.4180.4521.5910.4.4520.7760.4.76520.0620.4.5.2 溫度和甲醇濃度的分布曲線圖4.3 絕熱段溫度變化圖4.4 絕熱段甲醇濃度變化圖4.5 列管段溫度變化圖4.6 列管段甲醇濃度變化4.6 反應(yīng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)反應(yīng)器的封頭于筒體采用堆焊連接，上封頭設(shè)一人孔和原料氣進(jìn)口接管采用法蘭連接。氣體入口有一擋板，絕熱催化床層上方有氣體分布器。下封頭設(shè)一催化劑卸料口

44、和反應(yīng)氣出口接管采用法蘭連接。筒體下端設(shè)四個(gè)沸騰水入口，上端設(shè)兩個(gè)蒸汽出口。反應(yīng)器壁厚計(jì)算： (4.24)封頭厚度計(jì)算：反應(yīng)器選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭，封頭高度1150 (4.25)兩式中：計(jì)算壓力取工作壓力 反應(yīng)器內(nèi)徑 材料許用應(yīng)力 焊接系數(shù) 腐蝕裕量 封頭系數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭取1封頭工作壓力大于筒體工作壓力，因此計(jì)算封頭厚度，筒體厚度和封頭取相同厚度。選用07MnCrMoVR作為反應(yīng)器材質(zhì)，工作溫度取270，該溫度下許用應(yīng)力t=203MPa。計(jì)算封頭厚度為33mm，圓整至35mm；筒體厚度也取35。第五章 全廠定員5.1概述本項(xiàng)目實(shí)行總經(jīng)理負(fù)責(zé)制，按現(xiàn)代化企業(yè)制度設(shè)置管理體制。公司實(shí)行全員聘用制和勞

45、動(dòng)合同制度，設(shè)置精干、簡(jiǎn)單、適用、高效的管理機(jī)構(gòu)。公司的管理層次設(shè)置公司、職能部門(mén)二級(jí)，以使工廠的生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)指揮通暢，管理成本低、效益高，從而成為一個(gè)按現(xiàn)代化企業(yè)管理模式運(yùn)作的工廠。工廠分設(shè)生產(chǎn)部、質(zhì)量保安部、計(jì)財(cái)部三個(gè)部門(mén)，其中公司的質(zhì)量保安部負(fù)責(zé)管理中央化驗(yàn)室、氣體防護(hù)站、環(huán)保監(jiān)測(cè)站、消防站；生產(chǎn)部統(tǒng)一負(fù)責(zé)進(jìn)行生產(chǎn)裝置、輔助設(shè)施和公用工程的生產(chǎn)調(diào)度和技術(shù)管理。5.2全廠各職能部門(mén)職責(zé)(1) 合成車(chē)間：主要設(shè)備有反應(yīng)器、閃蒸塔；主要任務(wù)是負(fù)責(zé)合成碳酸二甲酯，以及反應(yīng)器出料的氣液相分離。(2) 分離車(chē)間：主要設(shè)備是精餾塔，負(fù)責(zé)產(chǎn)物的分離提純。(3) 成品車(chē)間：產(chǎn)品儲(chǔ)罐、倉(cāng)庫(kù)區(qū)，主要負(fù)責(zé)產(chǎn)品的儲(chǔ)

46、存以及裝車(chē)發(fā)貨等。(4) 維修間：負(fù)責(zé)機(jī)修、電修、儀修和備品備件倉(cāng)庫(kù)。(5) 動(dòng)力車(chē)間：包括熱電站、供排水、供配電、電信、火炬系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)、渣場(chǎng)等，負(fù)責(zé)全廠供熱、發(fā)電系統(tǒng)、供排水、消防水、供配電、電信、火炬系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)、渣場(chǎng)等。5.3全廠定員本項(xiàng)目生產(chǎn)裝置為連續(xù)操作，年運(yùn)行時(shí)間為330天。根據(jù)國(guó)務(wù)院規(guī)定，每周實(shí)行40小時(shí)工作制，因此生產(chǎn)車(chē)間按四班制操作運(yùn)行按五班配備人員即四班三輪制。對(duì)財(cái)務(wù)部門(mén)和個(gè)別崗位可以按一班配置人員。全廠定員139人，其中管理人員16人。5.3.1全廠定員表部門(mén)和裝置定員合計(jì)管理人員技術(shù)人員操作工人生產(chǎn)部門(mén)5324380質(zhì)量保安部27918計(jì)財(cái)部9102241

47、總計(jì)164974139全廠定員表5.3.2工人來(lái)源本項(xiàng)目裝置多，流程復(fù)雜，設(shè)備先進(jìn)，科技含量高，自動(dòng)化水平高，對(duì)管理人員、技術(shù)人員及操作人員的文化素質(zhì)要求嚴(yán)格。因此必須高度重視對(duì)各類(lèi)人員的培訓(xùn)工作，工廠技術(shù)人員、管理人員和主生產(chǎn)裝置操作工必須為大學(xué)本科以上學(xué)歷人員。凡引進(jìn)技術(shù)的裝置，必須派遣技術(shù)、管理人員以及操作工在國(guó)內(nèi)外類(lèi)似裝置進(jìn)行一定時(shí)間的技術(shù)、管理和操作培訓(xùn)，對(duì)國(guó)外進(jìn)口的DCS控制系統(tǒng)、大型機(jī)泵設(shè)備、關(guān)鍵容器設(shè)備，也必須在制造廠進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，掌握這些設(shè)備的開(kāi)車(chē)、維修方法。屬國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)的裝置，要選擇國(guó)內(nèi)同類(lèi)型的生產(chǎn)廠對(duì)操作人員進(jìn)行培訓(xùn)，以保證順利開(kāi)車(chē)，正常安全生產(chǎn)。本項(xiàng)目技術(shù)、管理和操作人員

48、擬通過(guò)國(guó)內(nèi)招聘的方式解決，高級(jí)管理人員由總廠委派。第六章 自動(dòng)控制6.1自動(dòng)控制概述6.1.1自動(dòng)控制系統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)（automatic control systems），在無(wú)人直接參與下可使生產(chǎn)過(guò)程或其他過(guò)程按期望規(guī)律或預(yù)定程序進(jìn)行的控制系統(tǒng)。自動(dòng)控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的主要手段。1）DCS系統(tǒng)(Distirbuted Control System，集散控制系統(tǒng))DCS系統(tǒng)是隨著現(xiàn)代大型工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的不斷興起和過(guò)程控制要求的日益復(fù)雜應(yīng)運(yùn)而生的綜合控制系統(tǒng)，它是計(jì)算機(jī)技術(shù)、系統(tǒng)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和多媒體技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，可提供窗口友好的人機(jī)界面和強(qiáng)大的通訊功能。是完成過(guò)程控制、過(guò)程管理的

49、現(xiàn)代化設(shè)備。系統(tǒng)主要有現(xiàn)場(chǎng)控制站（I/O站）、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)、人機(jī)接口單元（操作員站OPS、工程師站ENS）、機(jī)柜、電源等組成。系統(tǒng)具備開(kāi)放的體系結(jié)構(gòu)，可以提供多層開(kāi)放數(shù)據(jù)接口。系統(tǒng)的參數(shù)、報(bào)警、自診斷及其他管理功能高度集中在CRT上顯示和在打印機(jī)上打印，控制系統(tǒng)在功能和物理上真正分散。整個(gè)系統(tǒng)的可利用率至少為99.9%；系統(tǒng)平均無(wú)故障時(shí)間為10萬(wàn)小時(shí)，實(shí)現(xiàn)了核電、火電、熱電、石化、化工、冶金、建材諸多領(lǐng)域的完整監(jiān)控。標(biāo)準(zhǔn)的控制組態(tài)軟件可以實(shí)現(xiàn)任何監(jiān)測(cè)、控制要求。其可擴(kuò)展性和可裁剪性，保證其經(jīng)濟(jì)性。2）集散控制系統(tǒng)(DCS)DCS系統(tǒng)是以多個(gè)微處理機(jī)為基礎(chǔ)利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、圖形顯示

50、技術(shù)和冗余技術(shù)等實(shí)現(xiàn)對(duì)分散控制對(duì)象的調(diào)節(jié)、監(jiān)視管理的控制技術(shù)。其特點(diǎn)是以分散的控制適應(yīng)分散的控制對(duì)象，以集中的監(jiān)視和操作達(dá)到掌握全局的目的。系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定性、可靠性和可擴(kuò)展性。集散控制系統(tǒng)一般有四部分組成：過(guò)程輸入輸出裝置，過(guò)程控制裝置，操作接口，數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)。集散控制系統(tǒng)也叫分布式控制系統(tǒng)，是相對(duì)于集中式控制系統(tǒng)而言的一種新型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，它是在集中式控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展、演變而來(lái)的。自動(dòng)控制系統(tǒng)已被廣泛應(yīng)用于人類(lèi)社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。在工業(yè)方面，對(duì)于冶金、化工、機(jī)械制造等生產(chǎn)過(guò)程中遇到的各種物理量，包括溫度、流量、壓力、厚度、張力、速度、位置、頻率、相位等，都有相應(yīng)的控制系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上通

51、過(guò)采用數(shù)字計(jì)算機(jī)還建立起了控制性能更好和自動(dòng)化程度更高的數(shù)字控制系統(tǒng)，以及具有控制與管理雙重功能的過(guò)程控制系統(tǒng)。隨著控制理論和控制技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域還在不斷擴(kuò)大，幾乎涉及農(nóng)業(yè)、軍事技術(shù)、航天、航空、航海、生物、醫(yī)學(xué)、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等所有領(lǐng)域。本設(shè)計(jì)中采用DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)合成和分離車(chē)間實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。6.1.2自動(dòng)控制的設(shè)計(jì)范圍自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)包含的內(nèi)容非常豐富，設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮的是控制方案的選擇，而控制具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程不屬于化工設(shè)計(jì)的核心，故在此不予討論。本項(xiàng)目中自動(dòng)控制采用DCS集散系統(tǒng)對(duì)反應(yīng)階段和精餾階段的設(shè)備包括泵、換熱器、反應(yīng)器、閃蒸塔、精餾塔、儲(chǔ)罐、壓縮機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制。

52、6.1.3自動(dòng)控制的設(shè)計(jì)思路根據(jù)工藝要求的不同，即便是相同的控制對(duì)象，自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案也可能會(huì)不一樣。本說(shuō)明書(shū)主要根據(jù)工藝自身的特點(diǎn)及控制要求選擇控制方案，對(duì)工藝不同工段中的各種被控對(duì)象進(jìn)行分析以找到合理經(jīng)濟(jì)的控制方案。6.2工藝自動(dòng)控制方案設(shè)計(jì)根據(jù)工藝方案，分別對(duì)反應(yīng)、精餾分離兩個(gè)工段中的相關(guān)設(shè)備和物流進(jìn)行控制方案的設(shè)計(jì)。6.2.1反應(yīng)工段1）進(jìn)料量的控制(1) 進(jìn)料特點(diǎn)及控制要求常壓氣體進(jìn)料，流量較大，要求壓力降小，流量測(cè)量準(zhǔn)確度高，調(diào)節(jié)閥靈敏度高，泄漏量小，以此保證進(jìn)料量的穩(wěn)定。(2) 控制方案在調(diào)節(jié)閥上游安裝流量測(cè)量?jī)x表，采用定值控制系統(tǒng)，保證進(jìn)料量的穩(wěn)定以保證年生產(chǎn)量。進(jìn)料量的自動(dòng)控制圖如圖6.1所示。進(jìn)料量的自動(dòng)控制(3) 進(jìn)料流量測(cè)量?jī)x表的選擇工藝進(jìn)料為高壓氣體，要求流量計(jì)的準(zhǔn)確度高，根據(jù)各