【正文】 恒算 ................................................................ 99 精餾分離過程物料恒算 .....................................................................100 副產(chǎn)物反應(yīng)精餾提純過程物料恒算 ..........................................................101 各工段所得產(chǎn)品組成 .........................................................................................104 己內(nèi)酯反應(yīng)工段原料組成 ........................................................................104 酯化反應(yīng)工段所得產(chǎn)品苯甲酸甲酯組成 ...................................................104 酯化反應(yīng)工段所得產(chǎn)品己二酸二甲酯組成 ...............................................104 各工段的能量衡算 ............................................................................................105 熱量衡算原則 ..........................................................................................105 熱量衡算的任務(wù) ......................................................................................106 熱量衡算 .................................................................................................107 熱量集成技術(shù) ..........................................................................................115 第 5 章 帶控制點(diǎn)的工藝流程圖 3 第 6 章 物料平衡 第 7 章 能量平衡 第 8 章 能量集成與優(yōu)化 第 9 章 主生產(chǎn)線設(shè)備平面布置圖 第 10 章 設(shè)備裝配及設(shè)計(jì)計(jì)算說明 設(shè)備的設(shè)計(jì)與選擇 ............................................................................................. 33 反應(yīng)器的設(shè)計(jì) ........................................................................................... 33 儲(chǔ)罐選型及設(shè)計(jì) ....................................................................................... 33 換熱器設(shè)計(jì)及選型 .................................................................................... 37 再沸器設(shè)計(jì)說明 ....................................................................................... 47 冷凝器設(shè)計(jì)說明 ....................................................................................... 55 泵設(shè)備選型及說明 .................................................................................... 68 第 11 章 設(shè)備規(guī)范表 4 第一章 總論 項(xiàng)目概況 本項(xiàng)目是 年產(chǎn) 3000 噸無毒可生物降解材料單體 —— ε 己內(nèi)酯的合成工藝，采用從離產(chǎn)址較近的岳陽巴陵石化公司采購(gòu)原料投入生產(chǎn)，原料苯甲醛、環(huán)己酮與二氯乙烷在反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)，隨后經(jīng)過精餾塔的分離，通過兩步反應(yīng)，最終將苯甲酸與副反應(yīng)產(chǎn)物己二酸轉(zhuǎn)化為苯甲酸甲酯和己二酸二甲酯，并得到純度為%的ε 己內(nèi)酯。全過程中，溶劑 — 二氯乙烷進(jìn)行循環(huán)利用，并在常溫、常壓完成該工藝，三廢排放少，綠色環(huán)保。 設(shè)計(jì)依據(jù) （ 1)華南地區(qū)第四屆大學(xué)生化工設(shè)計(jì)創(chuàng)業(yè)大賽參賽指導(dǎo)書。 (2)千里螞團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)化工流程的指導(dǎo)書 (3)國(guó)家地區(qū)建設(shè)、稅收等有關(guān)法律、法規(guī) (4)《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》、《中華人民共和國(guó)勞動(dòng)安全法》等相關(guān)的 國(guó)家法律、法規(guī)； 工藝特點(diǎn) ： 本工藝采用對(duì)環(huán)境友好的新工藝與催化劑體系，以氧氣作為氧化劑，該氧化劑清潔、安全、廉價(jià)；采用 2— 二氯乙烷作為溶劑，在很大程度上提高了產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率和選擇性；本工藝中采用的催化劑體系 — 一金屬卟啉作為反應(yīng)過程中的催 化劑，該催化體系具有高效、高選擇性、用量少的特點(diǎn)，是該工藝創(chuàng)新的地方，除此之外，因催化劑含量極低，不需要復(fù)雜的分離與回收，可殘留在產(chǎn)物己內(nèi)酯中，對(duì)最終產(chǎn)品的質(zhì)量不構(gòu)成任何影響。 從生產(chǎn)工程中來看，本工藝生產(chǎn)條件溫和 —— 在常溫下進(jìn)行，反應(yīng)時(shí)間合適 5 —— 反應(yīng)時(shí)間只需要 4小時(shí)。 本技術(shù)采用溶劑 共還原劑體系，避免了劇毒的腈類或氰類或其他特殊化合物為溶劑的使用； 采用分子氧作為產(chǎn)生過氧化物的氧化劑，避免了使用過氧類化合物類安全隱患嚴(yán)重的原料； 產(chǎn)品方案 本工藝的產(chǎn)品主要是 ε 己內(nèi)酯，除此之外 還有苯甲酸甲酯、己二酸二甲酯。 表 產(chǎn)品方案 根據(jù)目前各產(chǎn)品的價(jià)格，可以看出，本工藝中得到的產(chǎn)品價(jià)格占有很大的優(yōu)勢(shì)，再加交通運(yùn)輸方便，具有相當(dāng)強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。 主要物料價(jià)格及消耗 表 主要原料消耗及價(jià)格 原料 單位：噸 /1 噸CPT 年需要量 /萬噸 年需要資金 /萬 來源地 環(huán)己酮 湖南岳陽云溪工業(yè)園岳陽磊鑫化工有限公司 苯甲醛 湖南岳陽云溪工業(yè)園長(zhǎng)嶺煉油化工有限責(zé)任公司 合計(jì) 產(chǎn)品 規(guī)格 產(chǎn)量 (噸 ) 單價(jià)（元 /噸） ε 己內(nèi)酯 % 3000 29000 苯甲酸甲酯 90% 11345 17000 己二酸二甲酯 90% 176 15000 6 表 輔助材料及動(dòng)力費(fèi)用 項(xiàng)目 單位：t/1tCPT 年需要量 /萬噸 年需要資金 /萬元 來源地 輔助材料 二氯乙烷 （循環(huán)節(jié)約 50%） 湖北省武漢市武昌區(qū)中山路 496號(hào) 甲醇 湖南市長(zhǎng)沙麓景路開發(fā)區(qū) 68號(hào) 經(jīng)銷 動(dòng)力 電 150KW 20xx000KW 水 合計(jì) 產(chǎn)址概況 產(chǎn)址選于湖南岳陽市的云溪園，岳陽市地處湖南省東北部， 是湖南唯一的臨江城市。地處一湖（洞庭湖）兩原（江漢平原、洞庭湖平原）三省（湘、鄂、贛）四線（京廣鐵路、京珠 高速公路、 107 國(guó)道、長(zhǎng)江）的多元交匯點(diǎn)上，是長(zhǎng)江中游僅次于武漢的又一個(gè)“金十字架”，特別是洞庭湖大橋的通車，構(gòu)成了“承東聯(lián)西”“南北貫通”的便捷交通網(wǎng)。 湖南云溪工業(yè)園座落在湖南省 “ 石化城 ” —— 岳陽市云溪區(qū)， 20xx 年 7月經(jīng)省人民政府批準(zhǔn)設(shè)立，規(guī)劃控制面積 61 平方公里。湖南云溪工業(yè)園作為湖南省 “ 一點(diǎn)一線 ” 發(fā)展戰(zhàn)略前沿的省級(jí)經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，地處京廣經(jīng)濟(jì)走廊與長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)走廊的物流中心，長(zhǎng)嶺煉化、巴陵石化和華能岳陽電廠環(huán)園而立，京廣鐵路、 107國(guó)道、京珠高速、長(zhǎng)江黃金水道和已開工建設(shè)的隨岳高速公路、武廣高速鐵路在此交 匯，交通運(yùn)輸十分便捷。 7 湖南云溪工業(yè)園依托腹地從石油催化裂化到石油化工完整的產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)業(yè)集群，以發(fā)展精細(xì)化工和加工工業(yè)為產(chǎn)業(yè)定位，以 “ 對(duì)接石化基地、承接沿海產(chǎn)業(yè)、打造工業(yè)洼地 ” 為辦園宗旨。工業(yè)園作為大廠擴(kuò)張的平臺(tái)、民營(yíng)壯大的平臺(tái)、對(duì)外招商的平臺(tái)，于 20xx 年 8 月被湖南省科技廳授予全省唯一一家 “ 精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)基地 ” 。 由此可見， 不關(guān)是在地理位置上，還是經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況上，岳陽云溪園的條件給我們項(xiàng)目的運(yùn)行提供了很好的前景。 主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 序號(hào) 指標(biāo)名稱 單位 數(shù)值 1 設(shè)計(jì)規(guī)模 噸 /年 3000 2 年操 作日 天 300 3 原料及輔助材料 消耗 萬元 /年 4 工廠用地面積 平方米 24882 5 綠化面積 平方米 6 廠區(qū)綠化率 % 5 總定員 人 58 6 總投資 萬元 7 全產(chǎn)總產(chǎn)值 萬元 /年 8 年產(chǎn)品總成本 萬元 /年 9 財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值 萬元 /年 10 財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率 % 27 11 投資回收期 年 12 投資利潤(rùn)率 % 13 資本金利潤(rùn)率 % 14 貸款償還期 年 5 15 盈虧平衡點(diǎn) % 22 8 第二章 總圖運(yùn)輸 設(shè)計(jì)依據(jù) 《工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB5018793） 《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（ GBJ 161987) 《化工企業(yè)總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)規(guī)范》（ HG/T 206491998） 《廠礦道路設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GBJ2287） 《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》 1999 年版 設(shè)計(jì)范圍 產(chǎn)區(qū)總平面布置、豎向布置、交通運(yùn)輸設(shè)計(jì)。 產(chǎn)址概況 見第一章總論 4 總平面圖布 置 布置原則： 1）貫徹執(zhí)行國(guó)家現(xiàn)行的防火、防爆、安全衛(wèi)生、環(huán)保等規(guī)范要求； 2）工廠總平面布置應(yīng)滿足生產(chǎn)和運(yùn)輸要求，采用矩形街區(qū)布置方式； 3）考慮工廠發(fā)展的可能性和妥善處理工廠分期建設(shè)的問題； 4）工廠總平面貫徹節(jié)約用地的原則。 本地盛行東南季風(fēng)，故將生產(chǎn)車間和污水處理池置于廠內(nèi)的西北部，辦公生 活區(qū)位于南部，這樣能大大減少?gòu)S房排出的煙氣對(duì)人們生活辦公的影響，為職工 9 提供良好的生活辦公環(huán)境。 總體布局 本廠分為兩大塊：辦公生活區(qū)、生產(chǎn)區(qū)。 分區(qū)說明 辦公生活區(qū)布置 辦公生活區(qū)包括：行政中心、停車場(chǎng)、員工食堂、員工宿舍、員工生活輔助設(shè)施。 ? 行政中心 行政樓共四層，高 12 米，長(zhǎng) 40 米、寬 15 米。第一層為接待大廳，第二至四層為各行政辦公室。每層均設(shè)有辦公室、洗手間。行政樓處于工廠正門北側(cè)，交通方便，環(huán)境優(yōu)美。 ? 停車場(chǎng) 停車場(chǎng)位于行政中心的中心軸線兩側(cè)，進(jìn)入工廠正門即可看見，方便 出入。共有車位 20 個(gè)。 ? 飲食中心 飲食中心共兩層，高 8 米，長(zhǎng)寬分別 18 米、 10 米。位于生產(chǎn)區(qū)東南，十分靠近員工宿舍，方便員工下班、生活 就餐。 ? 員工宿舍 員工宿舍共 5 層，高 15 米，長(zhǎng)寬 50 米、寬 15 米。生活區(qū)有花壇，綠化充分，給員工創(chuàng)造了良好的生活環(huán)境。員工宿舍西北為飲食中心，北面為一個(gè)員工活動(dòng)室，南面為醫(yī)療保健室，商店，生活方便，保障充足。 ? 員工活動(dòng)室 員工活動(dòng)室中有各種運(yùn)動(dòng)器材，能滿足各年齡段的職工的需求，同時(shí)考慮本廠員工較少及豐富員工日常生活兩點(diǎn)而設(shè)計(jì)。 ? 醫(yī)療保健室 、商店 10 本廠以人為本、重視員工健康。特設(shè)計(jì)醫(yī)療保健室，二層，長(zhǎng)寬 26 米、 10米。位