全國大學生化工設計競賽金獎作品答辯(國賽)課件

中國-云南-玉溪170kt/a黃磷尾氣制乙二醇項目全國大學生化工設計競賽ACEmazinghemicalngineers中國-云南-玉溪170kt/a黃磷尾氣制乙二醇項目ACEmContents

目錄04

過程設備ProcessEquipment01

項目簡介ProjectIntroduction

02

工藝設計ProcessDesign03

控制方案ControlPrograms05廠區(qū)及車間布置PlantandWorkshopLayout06經(jīng)濟評價

EconomyAnalysis08

項目總結(jié)ProjectSummary07環(huán)境保護

EnvironmentalProtectionContents目錄04過程設備Proce1項目簡介ProjectIntroduction1項目簡介ProjectIntroduction萬噸/年年份我國近年乙二醇供需情況SupplyandDemandSituationofEthyleneGlycolinChina項目簡介ProjectIntroduction市場分析MarketAnalysis設計理念DesignIdea工藝路線ProcessRoute萬噸/年年份我國近年乙二醇供需情況Supplyand年產(chǎn)17萬噸黃磷尾氣制乙二醇項目170kt/aEGProjectFromYellowPhosphorusTailGas

項目簡介ProjectIntroduction市場分析MarketAnalysis工藝路線ProcessRoute設計理念DesignIdea清潔Clear環(huán)保EnvirProtection安全safety年產(chǎn)17萬噸黃磷尾氣制乙二醇項目項目簡介ProjectI乙二醇合成

生物質(zhì)路線合成氣路線石化路線市場分析MarketAnalysis設計理念DesignIdea項目簡介ProjectIntroduction工藝路線ProcessRoute合成氣路線市場競爭力強環(huán)境污染較小國家政策大力支持4.能耗較低乙二醇合成生物質(zhì)路線合成氣路線石化市場分析設計理念項目簡介工業(yè)排放氣減輕環(huán)境污染資源回收利用煤煤儲量豐富環(huán)境污染嚴重天然氣清潔環(huán)保資源匱乏生產(chǎn)成本較高

合成氣來源市場分析MarketAnalysis設計理念DesignIdea項目簡介ProjectIntroduction工藝路線ProcessRoute工業(yè)排放氣減輕環(huán)境污染煤煤儲量豐富天然氣清潔環(huán)保合成氣來工業(yè)排放氣CO(v%)熱值(kcal/Nm3)廢氣量(Nm3/t)CO量(t/t產(chǎn)品)黃磷尾氣85-95280030003.34電石爐氣70-8529004000.34煉鋼轉(zhuǎn)爐氣50-702000800.06氨廠銅洗再生氣55-7021001750.14乙炔尾氣25-303000100003.42煉鋼高爐氣24-2685023000.78焦爐氣5-940004300.04工業(yè)排放氣CO含量情況表凈化后直接排空處理作為燃料利用其熱值黃磷尾氣應用現(xiàn)狀COContentofIndustrialExhaustGas市場分析MarketAnalysis項目簡介ProjectIntroduction工藝路線ProcessRoute設計理念DesignIdea工業(yè)排放氣CO熱值(kcal/Nm3)廢氣量CO量黃磷尾氣8黃磷尾氣成分COCO2O2H2H2SH3P其他含量（v%）85-951-40.5-11-82-31-11黃磷尾氣成分COCO2O2H2H2SH3PH20質(zhì)量分數(shù)98.6%32ppm51ppm1%10ppm17ppm0.4%《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導目錄（2011年本）》(修正)《石化和化學工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》項目簡介ProjectIntroduction市場分析MarketAnalysis工藝路線ProcessRoute設計理念DesignIdea凈化前尾氣成分TailGasCompositionbeforePurification凈化后尾氣成分TailGasCompositionafterPurification黃磷尾氣成分COCO2O2H2H2SH3P其他含量（v%）8回收利用節(jié)能減排清潔生產(chǎn)循環(huán)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展市場分析MarketAnalysis項目簡介ProjectIntroduction工藝路線ProcessRoute設計理念DesignIdea回收利用節(jié)能減排清潔生產(chǎn)循環(huán)可持續(xù)發(fā)展市場分析項目簡介Pr2工藝設計ProcessDesign工藝設計ProcessDesign2工藝設計ProcessDesign工藝設計Proce流程簡述ProcessDescription流程優(yōu)化ProcessOptimization節(jié)能工藝EnergySavingTechnology創(chuàng)新小結(jié)InnovationSummary工藝設計ProcessDesign流程簡述Process流程優(yōu)化ProcessOptimiz流程簡述ProcessDescription產(chǎn)品名稱規(guī)格（wt％）級別年產(chǎn)量（萬噸）乙二醇≥99.80優(yōu)等品17液態(tài)CO2

≥99.80優(yōu)等品40碳酸二甲酯≥99.60一等品2.81,2-丁二醇≥99.70優(yōu)等品0.3產(chǎn)品一覽表Product

List工藝設計ProcessDesign物料來源年用量黃磷尾氣總廠提供7×108Nm3氧氣外購1.14×106Nm3甲醇外購96kt原料一覽表ListofRawMaterials流程優(yōu)化ProcessOptimization節(jié)能工藝EnergySavingTechnology創(chuàng)新小結(jié)InnovationSummary流程簡述Process產(chǎn)品名稱規(guī)格（wt％）級別年產(chǎn)量（萬噸AspenPlus全流程模擬AspenPlusProcessSimulation工藝設計ProcessDesign流程簡述ProcessDescription流程優(yōu)化ProcessOptimization節(jié)能工藝EnergySavingTechnology創(chuàng)新小結(jié)InnovationSummaryAspenPlus全流程模擬工藝設計ProcessDe回流比對產(chǎn)品純度影響EffectofRefluxRatioonProductPurity進料位置對產(chǎn)品純度影響EffectofFeedPositiononProductPurityRfluxratio=6.0Feedstage=7工藝設計ProcessDesign流程簡述ProcessDescription流程優(yōu)化ProcessOptimization節(jié)能工藝EnergySavingTechnology創(chuàng)新小結(jié)InnovationSummary脫輕組分塔回流比對產(chǎn)品純度影響進料位置對產(chǎn)品純度影響Rfluxrat床層壓力變化圖Bedpressurevariation床層溫度變化圖Bedtemperaturevariation組分含量隨時間變化曲線ComponentcontentchangecurvewithtimeH2+CO、CO2工藝設計ProcessDesign變壓吸附制氫PSAHydrogenProductiont=700s99.9%H2流程簡述ProcessDescription流程優(yōu)化ProcessOptimization節(jié)能工藝EnergySavingTechnology創(chuàng)新小結(jié)InnovationSummary床層壓力變化圖床層溫度變化圖組分含量隨時間變化曲線H2+CO能耗/kW單塔精餾雙效精餾雙效精餾技術DoubleEffectDistillation47.99％0.7MPa0.1MPa工藝設計ProcessDesign流程簡述ProcessDescription流程優(yōu)化ProcessOptimization節(jié)能工藝EnergySavingTechnology創(chuàng)新小結(jié)InnovationSummary能耗/kW單塔精餾雙效精餾雙效精餾技術47.99％0.7MP熱泵精餾普通精餾能耗/kW58.7℃67.5℃△T=9.8℃60.26％熱泵精餾技術HeatPumpDistillation工藝設計ProcessDesign流程簡述ProcessDescription流程優(yōu)化ProcessOptimization節(jié)能工藝EnergySavingTechnology創(chuàng)新小結(jié)InnovationSummary熱泵精餾普通精餾能耗/kW58.7℃67.5℃△T=9.8℃項目一塔二塔理論板數(shù)1858回流比0.596.3D：F（塔頂采出）0.330.54進料板數(shù)823塔的操作壓力MPa0.10.1冷凝器類型全凝器全凝器冷凝器負荷（kW）12854783在沸器負荷（kW）14935443項目副塔主塔理論板數(shù)1635回流比022D：F（塔頂采出）00.35進料板數(shù)80塔的操作壓力MPa0.10.1冷凝器類型無全凝器冷凝器負荷（kW）04105在沸器負荷（kW）05156常規(guī)雙塔精餾分隔壁塔精餾能耗/kW27.91％設備投資節(jié)省約10%

-30%分隔壁塔精餾技術DividingWallColumnDistillation工藝設計ProcessDesign流程簡述ProcessDescription流程優(yōu)化ProcessOptimization節(jié)能工藝EnergySavingTechnology創(chuàng)新小結(jié)InnovationSummary項目一塔二塔理論板數(shù)1858回流比0.596.3D：F（塔頂△Tmin=15℃工藝設計ProcessDesign流程簡述ProcessDescription流程優(yōu)化ProcessOptimization節(jié)能工藝EnergySavingTechnology創(chuàng)新小結(jié)InnovationSummary△Tmin=15℃工藝設計ProcessDesign流程冷熱負荷溫焓圖HeatandCoolingLoadTemperatureChart夾點熱端：144.8℃冷端：129.8℃工藝設計ProcessDesign流程簡述ProcessDescription流程優(yōu)化ProcessOptimization節(jié)能工藝EnergySavingTechnology創(chuàng)新小結(jié)InnovationSummary冷熱負荷溫焓圖夾點熱端：144.8℃冷端：129.8℃工集成換熱網(wǎng)絡HeatIntegratedNetwork

工藝設計ProcessDesign流程簡述ProcessDescription流程優(yōu)化ProcessOptimization節(jié)能工藝EnergySavingTechnology創(chuàng)新小結(jié)InnovationSummary集成換熱網(wǎng)絡

工藝設計ProcessDesign流程簡原料創(chuàng)新分隔壁塔技術熱泵精餾雙效精餾變壓吸附工藝設計ProcessDesign流程簡述ProcessDescription流程優(yōu)化ProcessOptimization節(jié)能工藝EnergySavingTechnology創(chuàng)新小結(jié)InnovationSummary原料分隔壁塔技術熱泵雙效變壓工藝設計ProcessDes3控制方案ControlPrograms3控制方案ControlPrograms控制方案ControlPrograms溫度壓力流量液位集散控制系統(tǒng)(DCS)集中管理分布控制控制系統(tǒng)ControlSystem主要設備控制方案EquipmentControl安全控制SafetyControl控制方案ControlPrograms溫度壓力流量液位集控制方案ControlPrograms控制系統(tǒng)ControlSystem主要設備控制方案EquipmentControl安全控制SafetyControl換熱器·載熱體旁路流量控制HeatExchanger?HeatCarrierBypassFlowControl控制方案ControlPrograms控制系統(tǒng)主要設備控控制方案ControlPrograms控制系統(tǒng)ControlSystem主要設備控制方案EquipmentControl安全控制SafetyControl壓縮機·防喘振回流控制Compressor?TheAntiSurgeControlofReflux防喘振回流流量控制控制方案ControlPrograms控制系統(tǒng)主要設備控控制方案ControlPrograms控制系統(tǒng)ControlSystem主要設備控制方案EquipmentControl安全控制SafetyControlNaClO原料儲罐·液位分程控制NaClOStorageTank?LiquidLevelControl控制方案ControlPrograms控制系統(tǒng)主要設備控控制方案ControlPrograms控制系統(tǒng)ControlSystem主要設備控制方案EquipmentControl安全控制SafetyControl`進料流量控制塔釜溫度控制塔頂壓力控制塔釜液位控制回流罐液位控制控制方案ControlPrograms控制系統(tǒng)主要設備控安全儀表系統(tǒng)SIS傳感器邏輯控制器最終執(zhí)行元件控制方案ControlPrograms控制系統(tǒng)ControlSystem主要設備控制方案EquipmentControl安全控制SafetyControl安全儀表系統(tǒng)SIS傳感器邏輯控制器最終執(zhí)行元件控制方案Co執(zhí)行器邏輯控制器TSH溫度傳感器原料氣冷激500℃480℃410℃SIS安全儀表系統(tǒng)控制方案ControlPrograms控制系統(tǒng)ControlSystem主要設備控制方案EquipmentControl安全控制SafetyControl執(zhí)行器邏輯控制器TSH溫度原料氣冷激500℃480℃410HAZOP分析選定節(jié)點（化工裝置）選定工藝參數(shù)+引導詞研究偏差原因以及偏差后果提出新的安全措施控制方案ControlPrograms控制系統(tǒng)ControlSystem主要設備控制方案EquipmentControl安全控制SafetyControlHAZOP分析選定節(jié)點選定工藝參數(shù)+引導詞研究偏差原因提出新控制方案ControlPrograms控制系統(tǒng)ControlSystem主要設備控制方案EquipmentControl安全控制SafetyControl偏差：溫度過高后果：甲醇揮發(fā)為氣體、罐內(nèi)壓力升高、嚴重時發(fā)生爆炸節(jié)點4：甲醇儲罐工藝參數(shù)：溫度引導詞：moreHAZOP分析措施：管道設置隔熱保溫層、罐頂設置安全泄壓閥、定期檢查、更換設備原因：設備、管線因日照升溫、噴淋水系統(tǒng)發(fā)生故障、溫度指示計損壞控制方案ControlPrograms控制系統(tǒng)主要設備控4過程設備ProcessEquipment4過程設備ProcessEquipment過程設備ProcessEquipment設備設計EquipmentDesign設備選型EquipmentSelection設備創(chuàng)新EquipmentSelection設備分類EquipmentClassification泵、標準罐等Pump,StorageTank,etc反應器Reactor塔器Tower換熱器HeatExchanger標準設備StandardEquipment非標準設備Non-StandardEquipment設備Equipment過程設備ProcessEquipment設備設計設備選型查閱文獻選定催化劑查閱反應的動力學方程反應特點確定反應器類型體積模擬COMSOL計算反應器體積尺寸優(yōu)化COMSOL軟件優(yōu)化反應器尺寸過程設備ProcessEquipment設備分類EquipmentClassification設備設計EquipmentDesign設備選型EquipmentSelection設備創(chuàng)新EquipmentSelection反應器設計ReactorDesign催化劑床層體積（m3)VolumnofCatalystbedMN轉(zhuǎn)化率與催化劑床層體積模擬圖RelationshipbetweenMNConversionRateandVolumeofCatalystBedMN轉(zhuǎn)化率（%）

MNConversionRate

20（1-0.2）25m320m3查閱文獻選定催化劑查閱反應的動力學方程反應特點確定反應器類型D=60mmH=2.5mD=40mmH=4mD=50mmH=3m反應管尺寸ReactionTubeSize10.0mol/m311.5mol/m310.8mol/m3過程設備ProcessEquipment設備分類EquipmentClassification設備設計EquipmentDesign設備選型EquipmentSelection設備創(chuàng)新EquipmentSelectionD=60mmD=40mmD=50mm反應管尺寸1過程設備ProcessEquipment設備分類EquipmentClassification設備設計EquipmentDesign設備選型EquipmentSelection設備創(chuàng)新EquipmentSelection塔設備設計TowerDesignAspenPlus模擬數(shù)據(jù)尺寸計算Cup-Tower

水力校核以T0302脫輕組分塔為例TakeT0302RemovalofLightComponentTowerforexample塔板數(shù)Stage液相

溫度Liquid

Temperature

℃氣相溫度VaporTemperature℃液相體積

LiquidFlowVolume

m3/h

氣相體積VaporFlowVolumem3/h

液相密度LiquidDensitykg/m3氣相密度VaporDensitykg/m3液相表面張力LiquidSurfaceTensionmN/m10195.5195.955.6417718949.131.6732.38理論塔板工藝學參數(shù)表TheoreticalPlateProcessParamenterList機械參數(shù)設計SW6-2011強度校核水力學計算結(jié)果

HydraulicsResults項目

Porject數(shù)值及說明

Details塔徑

D/m2.4塔間距

HT/m0.50塔板類型TrayType雙溢流降液管適宜氣速u’/m·s-11.716溢流堰長lw/m1.68溢流堰出口高hw/m0.037板上液層高度HL/m0.05降液管底隙高度h0/m0.030浮閥數(shù)/個453閥孔動能因數(shù)F011.7627臨界閥孔氣速u0c/m·s-17.925單板壓降ΔPp/Pa555.84液體在降液管內(nèi)停留時間τ/s11.855泛點率%48.8液相負荷上限(VS)max/m3·s-10.137液相負荷下限(VS)min/m3·s-10.00135水力學數(shù)據(jù)校核合格強度校核合格過程設備ProcessEquipment設備分類設備設計設計思路DesignMethodAspenPlus模擬數(shù)據(jù)確定類型、換熱管規(guī)格、排列方式由AspenEDR模擬設計根據(jù)GB/T28712-2012進行圓整機械參數(shù)設計SW6-2011強度校核設備分類EquipmentClassification設備設計EquipmentDesign設備選型EquipmentSelection設備創(chuàng)新EquipmentSelection過程設備ProcessEquipment換熱器設計HeatExchangerDesign設計思路AspenPlus模擬數(shù)據(jù)確定類型、AspenPlus模擬數(shù)據(jù)得到物料的體積流量確定儲存周期計算儲存容積結(jié)合儲存條件、選取標準儲罐的材料、類型、個數(shù)設備分類EquipmentClassification設備選型EquipmentSelection設備創(chuàng)新EquipmentSelection過程設備ProcessEquipment儲罐選型StorageTankSelection選型思路SelectionMethod設備設計EquipmentDesignAspenPlus模擬數(shù)據(jù)得到物料的體積流量確定儲存周期亞硝酸甲酯反應精餾塔MethylNitriteReactiveDistillationColumn發(fā)明專利：CN203999449U再生反應與精餾同時進行精餾段采用雙向曲波填料提餾段采用噴射式導向梯形閥1.反應熱得到有效利用，節(jié)能2.反應器與精餾塔耦合，降低

設備投資3.提高反應轉(zhuǎn)化率4.增加反應速率，提高生產(chǎn)能力設備分類EquipmentClassification設備設計EquipmentDesign設備選型EquipmentSelection設備創(chuàng)新EquipmentSelection過程設備ProcessEquipmentD=4.2mD=2.2m亞硝酸甲酯反應精餾塔發(fā)明專利：CN203999449U再5廠區(qū)及車間布置PlantandWorkshopLayout5廠區(qū)及車間布置PlantandWorkshopLay云南省玉溪市華寧縣磷化工循環(huán)經(jīng)濟特色工業(yè)園區(qū)資源黃磷產(chǎn)業(yè)發(fā)達，大量尾氣急需處理地質(zhì)條件良好，交通設施完善西南地區(qū)乙二醇市場缺口大云南省政府相關政策的支持市場政策地理/交通廠區(qū)及車間布置PlantandWorkshopLayout廠址選擇PlantSiting廠區(qū)布置PlantLayout車間布置WorkshopLayout云南省玉溪市華寧縣磷化工循環(huán)經(jīng)濟特色工業(yè)園區(qū)資源黃磷產(chǎn)業(yè)發(fā)達251米359米廠區(qū)占地總面積：90109平方米廠址選擇PlantSiting廠區(qū)布置PlantLayout車間布置WorkshopLayout綠化率：16%廠區(qū)及車間布置PlantandWorkshopLayout251米359米廠區(qū)占地總面積：90109平方米廠址選擇P廠前區(qū)輔助生產(chǎn)區(qū)工藝區(qū)罐區(qū)裝卸區(qū)廠址選擇PlantSiting廠區(qū)布置PlantLayout車間布置WorkshopLayout廠區(qū)及車間布置PlantandWorkshopLayout廠輔工藝區(qū)罐區(qū)裝卸區(qū)廠址選擇PlantSiting廠區(qū)布置平行布置人車分離緊湊集中廠址選擇PlantSiting廠區(qū)布置PlantLayout車間布置WorkshopLayout廠區(qū)及車間布置PlantandWorkshopLayout平行布置人車分離緊湊集中廠址選擇PlantSiting廠區(qū)黃磷尾氣預處理車間PretreatmentofYellowPhosphorusTailGas廠址選擇PlantSiting廠區(qū)布置PlantLayout車間布置WorkshopLayout廠區(qū)及車間布置PlantandWorkshopLayout黃磷尾氣預處理車間廠址選擇PlantSiting廠區(qū)布置車草酸二甲酯制備車間ManufacturingWorkshopofDMO廠址選擇PlantSiting廠區(qū)布置PlantLayout車間布置WorkshopLayout廠區(qū)及車間布置PlantandWorkshopLayout草酸二甲酯制備車間廠址選擇PlantSiting廠區(qū)布置車乙二醇合成及精制車間SynthesisandPurificationofEG廠址選擇PlantSiting廠區(qū)布置PlantLayout車間布置WorkshopLayout廠區(qū)及車間布置PlantandWorkshopLayout乙二醇合成及精制車間廠址選擇PlantSiting廠區(qū)布置6經(jīng)濟分析EconomicAnalysis6經(jīng)濟分析EconomicAnalysis總投資10.7億Totalinvestment1.07billion8.28億元建設投資

ConstructionInvestment1.37億元建設期利息Interestinconstructionperiod21.07億元流動資金投資Floatingcapitalinvestment31經(jīng)濟分析EconomicAnalysis經(jīng)濟評價EconomicEvaluation可行性分析FeasibilityAnalysis靈敏度分析SensitivityAnalysis盈虧平衡分析Break-evenAnalysis總投資10.7億8.28億元建設投資Constructio累計凈現(xiàn)金流量表accumulativetotalofnetcashflow累計凈現(xiàn)金流量/萬元年份4.7年54.42億元經(jīng)濟評價EconomicEvaluation可行性分析FeasibilityAnalysis靈敏度分析SensitivityAnalysis經(jīng)濟分析EconomicAnalysis盈虧平衡分析Break-evenAnalysis累計凈現(xiàn)金流量表累計凈現(xiàn)金流量/萬元年份4.7年54.42億靜態(tài)分析StaticAnalysis經(jīng)濟分析EconomicAnalysis經(jīng)濟評價EconomicEvaluation可行性分析FeasibilityAnalysis靈敏度分析SensitivityAnalysis盈虧平衡分析Break-evenAnalysis靜態(tài)分析StaticAnalysis經(jīng)濟分析Econo投資收益凈現(xiàn)值NPV動態(tài)分析DynamicAnalysis=0.36>0.11(標準內(nèi)部投資收益率)(Standard)=15.06億元>0內(nèi)部投資收益率IRR經(jīng)濟分析EconomicAnalysis經(jīng)濟評價EconomicEvaluation可行性分析FeasibilityAnalysis靈敏度分析SensitivityAnalysis盈虧平衡分析Break-evenAnalysis投資收益凈現(xiàn)值NPV動態(tài)分析=0.36>0.11=15.06盈虧平衡分析Break-evenAnalysis產(chǎn)量/噸成本/萬元（47370，30790）BEP經(jīng)濟分析EconomicAnalysis經(jīng)濟評價EconomicEvaluation可行性分析FeasibilityAnalysis靈敏度分析SensitivityAnalysis盈虧平衡分析Break-evenAnalysis盈虧平衡分析產(chǎn)量/噸成本/萬元（47370，30790）BE銷售價格產(chǎn)品產(chǎn)量經(jīng)營成本敏感性分析SensibilityAnalysis靈敏度分析SensitivityAnalysis經(jīng)濟分析EconomicAnalysis經(jīng)濟評價EconomicEvaluation可行性分析FeasibilityAnalysis盈虧平衡分析Break-evenAnalysis銷售產(chǎn)品經(jīng)營敏感性分析靈敏度分析SensitivityAn7環(huán)境保護EnvironmentalProtection7環(huán)境保護EnvironmentalProtection環(huán)境保護EnvironmentalProtection廢水WasteWater排放水名稱排放量（m3/h）主要污染物治理措施水洗除塵塔廢水35黃磷、粉塵送廢水處理脫磷、脫硫塔廢水36.61磷、硫MN反應精餾塔13甲醇DMO、EG回收塔1.04DMC、乙醇SBR生化處理和三級處理工藝保證污水排放達標廢氣ExhaustGas裝置名稱廢氣成分排放方式排放去向催化加氫反應氣液分離器尾氣甲醇蒸汽氫氣連續(xù)送往加熱爐和火炬變壓吸附尾氣氫氣、CO等間歇送往加熱爐和火炬，對大氣影響小廢渣Discard排放位置類別排放量（t/a）污染物成分治理措施變換制氫反應器催化劑16Fe2O3有處理資質(zhì)的廠家回收偶聯(lián)反應器催化劑40Pd/α-Al2O3催化加氫反應器催化劑18Cu/SiO2鍋爐煤灰煤渣3000煤送往總廠處理回收利用，減少二次污染

三廢處理廢水廢渣廢氣三廢達標排放！三廢處理WasteTreatment環(huán)境風險評價EnvironmentalRiskAssessment噪聲影響評價NoiseImpactAssessment環(huán)境保護EnvironmentalProtection廢甲醇泄漏10min后在大氣中的擴散預測DiffusionPredictionAfter10minintheAtmosphereofMethanol甲醇池火事故爆炸模型PoolFireAccidentExplosionModelofMethanol甲醇沸騰液體擴展蒸汽云爆炸模型BLEVEModelofMethanol應急計劃區(qū)預案分級響應條件搶險救援控制措施人員緊急撤離疏散計劃環(huán)境風險應預案三廢處理WasteTreatment環(huán)境風險評價EnvironmentalRiskAssessment噪聲影響評價NoiseImpactAssessment環(huán)境保護EnvironmentalProtection甲醇泄漏10min后在大氣中的擴散預測甲醇池火事故爆炸模型甲三廢處理WasteTreatment環(huán)境風險評價EnvironmentalRiskAssessment噪聲影響評價NoiseImpactAssessment廠區(qū)噪聲評價結(jié)果NoiseEvaluationResultsoftheWholePlant廠前區(qū)45-50dB對生活無影響！環(huán)境保護EnvironmentalProtection三廢處理環(huán)境風險評價噪聲影響評價廠區(qū)噪聲評價結(jié)果廠45-508項目總結(jié)ProjectSummary8項目總結(jié)ProjectSummary基本總結(jié)BasicSummary項目總結(jié)ProjectSummary創(chuàng)新性總結(jié)InnovativeSummary黃磷尾氣為原料草酸二甲酯合成工藝乙二醇等多產(chǎn)品聯(lián)產(chǎn)工藝流程設備設計標準設備選型非標準設備設計校核后安全可靠安全控制HAZOP分析道化學評估法DCS為主SIS控制清潔生產(chǎn)熱泵精餾、雙效精餾、分隔壁塔等節(jié)能技術三廢達標排放基本項目總結(jié)ProjectSummary創(chuàng)新性黃磷尾氣為基本總結(jié)BasicSummary創(chuàng)新性總結(jié)InnovativeSummary項目總結(jié)ProjectSummary黃磷尾氣為原料，變廢為寶三級處理廢水，達標排放清潔生產(chǎn)采用變壓吸附工藝對乙二醇分離序列進行優(yōu)化反應精餾技術反應分離節(jié)能技術熱泵精餾、雙效精餾分隔壁塔技術過程設備新型反應精餾塔創(chuàng)新性強！基本創(chuàng)新性項目總結(jié)ProjectSummary黃磷尾氣為ThankYou!AmazingChemicalEngineers師批評指正！ThankYou!AmazingChemicalEng中國-云南-玉溪170kt/a黃磷尾氣制乙二醇項目全國大學生化工設計競賽ACEmazinghemicalngineers中國-云南-玉溪170kt/a黃磷尾氣制乙二醇項目ACEmContents

目錄04

過程設備ProcessEquipment01

項目簡介ProjectIntroduction

02

工藝設計ProcessDesign03

控制方案ControlPrograms05廠區(qū)及車間布置PlantandWorkshopLayout06經(jīng)濟評價

EconomyAnalysis08

項目總結(jié)ProjectSummary07環(huán)境保護

EnvironmentalProtectionContents目錄04過程設備Proce1項目簡介ProjectIntroduction1項目簡介ProjectIntroduction萬噸/年年份我國近年乙二醇供需情況SupplyandDemandSituationofEthyleneGlycolinChina項目簡介ProjectIntroduction市場分析MarketAnalysis設計理念DesignIdea工藝路線ProcessRoute萬噸/年年份我國近年乙二醇供需情況Supplyand年產(chǎn)17萬噸黃磷尾氣制乙二醇項目170kt/aEGProjectFromYellowPhosphorusTailGas

項目簡介ProjectIntroduction市場分析MarketAnalysis工藝路線ProcessRoute設計理念DesignIdea清潔Clear環(huán)保EnvirProtection安全safety年產(chǎn)17萬噸黃磷尾氣制乙二醇項目項目簡介ProjectI乙二醇合成

生物質(zhì)路線合成氣路線石化路線市場分析MarketAnalysis設計理念DesignIdea項目簡介ProjectIntroduction工藝路線ProcessRoute合成氣路線市場競爭力強環(huán)境污染較小國家政策大力支持4.能耗較低乙二醇合成生物質(zhì)路線合成氣路線石化市場分析設計理念項目簡介工業(yè)排放氣減輕環(huán)境污染資源回收利用煤煤儲量豐富環(huán)境污染嚴重天然氣清潔環(huán)保資源匱乏生產(chǎn)成本較高

合成氣來源市場分析MarketAnalysis設計理念DesignIdea項目簡介ProjectIntroduction工藝路線ProcessRoute工業(yè)排放氣減輕環(huán)境污染煤煤儲量豐富天然氣清潔環(huán)保合成氣來工業(yè)排放氣CO(v%)熱值(kcal/Nm3)廢氣量(Nm3/t)CO量(t/t產(chǎn)品)黃磷尾氣85-95280030003.34電石爐氣70-8529004000.34煉鋼轉(zhuǎn)爐氣50-702000800.06氨廠銅洗再生氣55-7021001750.14乙炔尾氣25-303000100003.42煉鋼高爐氣24-2685023000.78焦爐氣5-940004300.04工業(yè)排放氣CO含量情況表凈化后直接排空處理作為燃料利用其熱值黃磷尾氣應用現(xiàn)狀COContentofIndustrialExhaustGas市場分析MarketAnalysis項目簡介ProjectIntroduction工藝路線ProcessRoute設計理念DesignIdea工業(yè)排放氣CO熱值(kcal/Nm3)廢氣量CO量黃磷尾氣8黃磷尾氣成分COCO2O2H2H2SH3P其他含量（v%）85-951-40.5-11-82-31-11黃磷尾氣成分COCO2O2H2H2SH3PH20質(zhì)量分數(shù)98.6%32ppm51ppm1%10ppm17ppm0.4%《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導目錄（2011年本）》(修正)《石化和化學工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》項目簡介ProjectIntroduction市場分析MarketAnalysis工藝路線ProcessRoute設計理念DesignIdea凈化前尾氣成分TailGasCompositionbeforePurification凈化后尾氣成分TailGasCompositionafterPurification黃磷尾氣成分COCO2O2H2H2SH3P其他含量（v%）8回收利用節(jié)能減排清潔生產(chǎn)循環(huán)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展市場分析MarketAnalysis項目簡介ProjectIntroduction工藝路線ProcessRoute設計理念DesignIdea回收利用節(jié)能減排清潔生產(chǎn)循環(huán)可持續(xù)發(fā)展市場分析項目簡介Pr2工藝設計ProcessDesign工藝設計ProcessDesign2工藝設計ProcessDesign工藝設計Proce流程簡述ProcessDescription流程優(yōu)化ProcessOptimization節(jié)能工藝EnergySavingTechnology創(chuàng)新小結(jié)InnovationSummary工藝設計ProcessDesign流程簡述Process流程優(yōu)化ProcessOptimiz流程簡述ProcessDescription產(chǎn)品名稱規(guī)格（wt％）級別年產(chǎn)量（萬噸）乙二醇≥99.80優(yōu)等品17液態(tài)CO2

≥99.80優(yōu)等品40碳酸二甲酯≥99.60一等品2.81,2-丁二醇≥99.70優(yōu)等品0.3產(chǎn)品一覽表Product

List工藝設計ProcessDesign物料來源年用量黃磷尾氣總廠提供7×108Nm3氧氣外購1.14×106Nm3甲醇外購96kt原料一覽表ListofRawMaterials流程優(yōu)化ProcessOptimization節(jié)能工藝EnergySavingTechnology創(chuàng)新小結(jié)InnovationSummary流程簡述Process產(chǎn)品名稱規(guī)格（wt％）級別年產(chǎn)量（萬噸AspenPlus全流程模擬AspenPlusProcessSimulation工藝設計ProcessDesign流程簡述ProcessDescription流程優(yōu)化ProcessOptimization節(jié)能工藝EnergySavingTechnology創(chuàng)新小結(jié)InnovationSummaryAspenPlus全流程模擬工藝設計ProcessDe回流比對產(chǎn)品純度影響EffectofRefluxRatioonProductPurity進料位置對產(chǎn)品純度影響EffectofFeedPositiononProductPurityRfluxratio=6.0Feedstage=7工藝設計ProcessDesign流程簡述ProcessDescription流程優(yōu)化ProcessOptimization節(jié)能工藝EnergySavingTechnology創(chuàng)新小結(jié)InnovationSummary脫輕組分塔回流比對產(chǎn)品純度影響進料位置對產(chǎn)品純度影響Rfluxrat床層壓力變化圖Bedpressurevariation床層溫度變化圖Bedtemperaturevariation組分含量隨時間變化曲線ComponentcontentchangecurvewithtimeH2+CO、CO2工藝設計ProcessDesign變壓吸附制氫PSAHydrogenProductiont=700s99.9%H2流程簡述ProcessDescription流程優(yōu)化ProcessOptimization節(jié)能工藝EnergySavingTechnology創(chuàng)新小結(jié)InnovationSummary床層壓力變化圖床層溫度變化圖組分含量隨時間變化曲線H2+CO能耗/kW單塔精餾雙效精餾雙效精餾技術DoubleEffectDistillation47.99％0.7MPa0.1MPa工藝設計ProcessDesign流程簡述ProcessDescription流程優(yōu)化ProcessOptimization節(jié)能工藝EnergySavingTechnology創(chuàng)新小結(jié)InnovationSummary能耗/kW單塔精餾雙效精餾雙效精餾技術47.99％0.7MP熱泵精餾普通精餾能耗/kW58.7℃67.5℃△T=9.8℃60.26％熱泵精餾技術HeatPumpDistillation工藝設計ProcessDesign流程簡述ProcessDescription流程優(yōu)化ProcessOptimization節(jié)能工藝EnergySavingTechnology創(chuàng)新小結(jié)InnovationSummary熱泵精餾普通精餾能耗/kW58.7℃67.5℃△T=9.8℃項目一塔二塔理論板數(shù)1858回流比0.596.3D：F（塔頂采出）0.330.54進料板數(shù)823塔的操作壓力MPa0.10.1冷凝器類型全凝器全凝器冷凝器負荷（kW）12854783在沸器負荷（kW）14935443項目副塔主塔理論板數(shù)1635回流比022D：F（塔頂采出）00.35進料板數(shù)80塔的操作壓力MPa0.10.1冷凝器類型無全凝器冷凝器負荷（kW）04105在沸器負荷（kW）05156常規(guī)雙塔精餾分隔壁塔精餾能耗/kW27.91％設備投資節(jié)省約10%

-30%分隔壁塔精餾技術DividingWallColumnDistillation工藝設計ProcessDesign流程簡述ProcessDescription流程優(yōu)化ProcessOptimization節(jié)能工藝EnergySavingTechnology創(chuàng)新小結(jié)InnovationSummary項目一塔二塔理論板數(shù)1858回流比0.596.3D：F（塔頂△Tmin=15℃工藝設計ProcessDesign流程簡述ProcessDescription流程優(yōu)化ProcessOptimization節(jié)能工藝EnergySavingTechnology創(chuàng)新小結(jié)InnovationSummary△Tmin=15℃工藝設計ProcessDesign流程冷熱負荷溫焓圖HeatandCoolingLoadTemperatureChart夾點熱端：144.8℃冷端：129.8℃工藝設計ProcessDesign流程簡述ProcessDescription流程優(yōu)化ProcessOptimization節(jié)能工藝EnergySavingTechnology創(chuàng)新小結(jié)InnovationSummary冷熱負荷溫焓圖夾點熱端：144.8℃冷端：129.8℃工集成換熱網(wǎng)絡HeatIntegratedNetwork

工藝設計ProcessDesign流程簡述ProcessDescription流程優(yōu)化ProcessOptimization節(jié)能工藝EnergySavingTechnology創(chuàng)新小結(jié)InnovationSummary集成換熱網(wǎng)絡

工藝設計ProcessDesign流程簡原料創(chuàng)新分隔壁塔技術熱泵精餾雙效精餾變壓吸附工藝設計ProcessDesign流程簡述ProcessDescription流程優(yōu)化ProcessOptimization節(jié)能工藝EnergySavingTechnology創(chuàng)新小結(jié)InnovationSummary原料分隔壁塔技術熱泵雙效變壓工藝設計ProcessDes3控制方案ControlPrograms3控制方案ControlPrograms控制方案ControlPrograms溫度壓力流量液位集散控制系統(tǒng)(DCS)集中管理分布控制控制系統(tǒng)ControlSystem主要設備控制方案EquipmentControl安全控制SafetyControl控制方案ControlPrograms溫度壓力流量液位集控制方案ControlPrograms控制系統(tǒng)ControlSystem主要設備控制方案EquipmentControl安全控制SafetyControl換熱器·載熱體旁路流量控制HeatExchanger?HeatCarrierBypassFlowControl控制方案ControlPrograms控制系統(tǒng)主要設備控控制方案ControlPrograms控制系統(tǒng)ControlSystem主要設備控制方案EquipmentControl安全控制SafetyControl壓縮機·防喘振回流控制Compressor?TheAntiSurgeControlofReflux防喘振回流流量控制控制方案ControlPrograms控制系統(tǒng)主要設備控控制方案ControlPrograms控制系統(tǒng)ControlSystem主要設備控制方案EquipmentControl安全控制SafetyControlNaClO原料儲罐·液位分程控制NaClOStorageTank?LiquidLevelControl控制方案ControlPrograms控制系統(tǒng)主要設備控控制方案ControlPrograms控制系統(tǒng)ControlSystem主要設備控制方案EquipmentControl安全控制SafetyControl`進料流量控制塔釜溫度控制塔頂壓力控制塔釜液位控制回流罐液位控制控制方案ControlPrograms控制系統(tǒng)主要設備控安全儀表系統(tǒng)SIS傳感器邏輯控制器最終執(zhí)行元件控制方案ControlPrograms控制系統(tǒng)ControlSystem主要設備控制方案EquipmentControl安全控制SafetyControl安全儀表系統(tǒng)SIS傳感器邏輯控制器最終執(zhí)行元件控制方案Co執(zhí)行器邏輯控制器TSH溫度傳感器原料氣冷激500℃480℃410℃SIS安全儀表系統(tǒng)控制方案ControlPrograms控制系統(tǒng)ControlSystem主要設備控制方案EquipmentControl安全控制SafetyControl執(zhí)行器邏輯控制器TSH溫度原料氣冷激500℃480℃410HAZOP分析選定節(jié)點（化工裝置）選定工藝參數(shù)+引導詞研究偏差原因以及偏差后果提出新的安全措施控制方案ControlPrograms控制系統(tǒng)ControlSystem主要設備控制方案EquipmentControl安全控制SafetyControlHAZOP分析選定節(jié)點選定工藝參數(shù)+引導詞研究偏差原因提出新控制方案ControlPrograms控制系統(tǒng)ControlSystem主要設備控制方案EquipmentControl安全控制SafetyControl偏差：溫度過高后果：甲醇揮發(fā)為氣體、罐內(nèi)壓力升高、嚴重時發(fā)生爆炸節(jié)點4：甲醇儲罐工藝參數(shù)：溫度引導詞：moreHAZOP分析措施：管道設置隔熱保溫層、罐頂設置安全泄壓閥、定期檢查、更換設備原因：設備、管線因日照升溫、噴淋水系統(tǒng)發(fā)生故障、溫度指示計損壞控制方案ControlPrograms控制系統(tǒng)主要設備控4過程設備ProcessEquipment4過程設備ProcessEquipment過程設備ProcessEquipment設備設計EquipmentDesign設備選型EquipmentSelection設備創(chuàng)新EquipmentSelection設備分類EquipmentClassification泵、標準罐等Pump,StorageTank,etc反應器Reactor塔器Tower換熱器HeatExchanger標準設備StandardEquipment非標準設備Non-StandardEquipment設備Equipment過程設備ProcessEquipment設備設計設備選型查閱文獻選定催化劑查閱反應的動力學方程反應特點確定反應器類型體積模擬COMSOL計算反應器體積尺寸優(yōu)化COMSOL軟件優(yōu)化反應器尺寸過程設備ProcessEquipment設備分類EquipmentClassification設備設計EquipmentDesign設備選型EquipmentSelection設備創(chuàng)新EquipmentSelection反應器設計ReactorDesign催化劑床層體積（m3)VolumnofCatalystbedMN轉(zhuǎn)化率與催化劑床層體積模擬圖RelationshipbetweenMNConversionRateandVolumeofCatalystBedMN轉(zhuǎn)化率（%）

MNConversionRate

20（1-0.2）25m320m3查閱文獻選定催化劑查閱反應的動力學方程反應特點確定反應器類型D=60mmH=2.5mD=40mmH=4mD=50mmH=3m反應管尺寸ReactionTubeSize10.0mol/m311.5mol/m310.8mol/m3過程設備ProcessEquipment設備分類EquipmentClassification設備設計EquipmentDesign設備選型EquipmentSelection設備創(chuàng)新EquipmentSelectionD=60mmD=40mmD=50mm反應管尺寸1過程設備ProcessEquipment設備分類EquipmentClassification設備設計EquipmentDesign設備選型EquipmentSelection設備創(chuàng)新EquipmentSelection塔設備設計TowerDesignAspenPlus模擬數(shù)據(jù)尺寸計算Cup-Tower

水力校核以T0302脫輕組分塔為例TakeT0302RemovalofLightComponentTowerforexample塔板數(shù)Stage液相

溫度Liquid

Temperature

℃氣相溫度VaporTemperature℃液相體積

LiquidFlowVolume

m3/h

氣相體積VaporFlowVolumem3/h

液相密度LiquidDensitykg/m3氣相密度VaporDensitykg/m3液相表面張力LiquidSurfaceTensionmN/m10195.5195.955.6417718949.131.6732.38理論塔板工藝學參數(shù)表TheoreticalPlateProcessParamenterList機械參數(shù)設計SW6-2011強度校核水力學計算結(jié)果

HydraulicsResults項目

Porject數(shù)值及說明

Details塔徑

D/m2.4塔間距

HT/m0.50塔板類型TrayType雙溢流降液管適宜氣速u’/m·s-11.716溢流堰長lw/m1.68溢流堰出口高hw/m0.037板上液層高度HL/m0.05降液管底隙高度h0/m0.030浮閥數(shù)/個453閥孔動能因數(shù)F011.7627臨界閥孔氣速u0c/m·s-17.925單板壓降ΔPp/Pa555.84液體在降液管內(nèi)停留時間τ/s11.855泛點率%48.8液相負荷上限(VS)max/m3·s-10.137液相負荷下限(VS)min/m3·s-10.00135水力學數(shù)據(jù)校核合格強度校核合格過程設備ProcessEquipment設備分類設備設計設計思路DesignMethodAspenPlus模擬數(shù)據(jù)確定類型、換熱管規(guī)格、排列方式由AspenEDR模擬設計根據(jù)GB/T28712-2012進行圓整機械參數(shù)設計SW6-2011強度校核設備分類EquipmentClassification設備設計EquipmentDesign設備選型EquipmentSelection設備創(chuàng)新EquipmentSelection過程設備ProcessEquipment換熱器設計HeatExchangerDesign設計思路AspenPlus模擬數(shù)據(jù)確定類型、AspenPlus模擬數(shù)據(jù)得到物料的體積流量確定儲存周期計算儲存容積結(jié)合儲存條件、選取標準儲罐的材料、類型、個數(shù)設備分類EquipmentClassification設備選型EquipmentSelection設備創(chuàng)新EquipmentSelection過程設備ProcessEquipment儲罐選型StorageTankSelection選型思路SelectionMethod設備設計EquipmentDesignAspenPlus模擬數(shù)據(jù)得到物料的體積流量確定儲存周期亞硝酸甲酯反應精餾塔MethylNitriteReactiveDistillationColumn發(fā)明專利：CN203999449U再生反應與精餾同時進行精餾段采用雙向曲波填料提餾段采用噴射式導向梯形閥1.反應熱得到有效利用，節(jié)能2.反應器與精餾塔耦合，降低

設備投資3.提高反應轉(zhuǎn)化率4.增加反應速率，提高生產(chǎn)能力設備分類EquipmentClassification設備設計EquipmentDesign設備選型EquipmentSelection設備創(chuàng)新EquipmentSelection過程設備ProcessEquipmentD=4.2mD=2.2m亞硝酸甲酯反應精餾塔發(fā)明專利：CN203999449U再5廠區(qū)及車間布置PlantandWorkshopLayout5廠區(qū)及車間布置PlantandWorkshopLay云南省玉溪市華寧縣磷化工循環(huán)經(jīng)濟特色工業(yè)園區(qū)資源黃磷產(chǎn)業(yè)發(fā)達，大量尾氣急需處理地質(zhì)條件良好，交通設施完善西南地區(qū)乙二醇市場缺口大云南省政府相關政策的支持市場政策地理/交通廠區(qū)及車間布置PlantandWorkshopLayout廠址選擇PlantSiting廠區(qū)布置PlantLayout車間布置WorkshopLayout云南省玉溪市華寧縣磷化工循環(huán)經(jīng)濟特色工業(yè)園區(qū)資源黃磷產(chǎn)業(yè)發(fā)達251米359米廠區(qū)占地總面積：90109平方米廠址選擇PlantSiting廠區(qū)布置PlantLayout車間布置WorkshopLayout綠化率：16%廠區(qū)及車間布置PlantandWorkshopLayout251米359米廠區(qū)占地總面積：90109平方米廠址選擇P廠前區(qū)輔助生產(chǎn)區(qū)工藝區(qū)罐區(qū)裝卸區(qū)廠址選擇PlantSiting廠區(qū)布置PlantLayout車間布置WorkshopLayout廠區(qū)及車間布置PlantandWorkshopLayout廠輔工藝區(qū)罐區(qū)裝卸區(qū)廠址選擇PlantSiting廠區(qū)布置平行布置人車分離緊湊集中廠址選擇PlantSiting廠區(qū)布置PlantLayout車間布置WorkshopLayout廠區(qū)及車間布置PlantandWorkshopLayout平行布置人車分離緊湊集中廠址選擇PlantSiting廠區(qū)黃磷尾氣預處理車間PretreatmentofYellowPhosphorusTailGas廠址選擇PlantSiting廠區(qū)布置PlantLayout車間布置WorkshopLayout廠區(qū)及車間布置PlantandWorkshopLayout黃磷尾氣預處理車間廠址選擇PlantSiting廠區(qū)布置車草酸二甲酯制備車間ManufacturingWorkshopofDMO廠址選擇PlantSiting廠區(qū)布置PlantLayout車間布置WorkshopLayout廠區(qū)及車間布置PlantandWorkshopLayout草酸二甲酯制備車間廠址選擇PlantSiting廠區(qū)布置車乙二醇合成及精制車間SynthesisandPurificationofEG廠址選擇PlantSiting廠區(qū)布置PlantLayout車間布置WorkshopLayout廠區(qū)及車間布置PlantandWorkshopLayout乙二醇合成及精制車間廠址選擇PlantSiting廠區(qū)布置6經(jīng)濟分析EconomicAnalysis6經(jīng)濟分析EconomicAnalysis總投資10.7億Totalinvestment1.07billion8.28億元建設投資

ConstructionInvestment1.37億元建設期利息Interestinconstructionperiod21.07億元流動資金投資Floatingcapitalinvestment31經(jīng)濟分析EconomicAnalysis經(jīng)濟評價EconomicEvaluation可行性分析FeasibilityAnalys