【正文】 為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。 選擇性吸附方法是采用特定分子篩吸附劑和模擬移動(dòng)床吸附塔對 C8 芳烴中的 PX 進(jìn)行選擇性吸附，再用解吸劑將 PX 從吸附劑上解吸下來，達(dá)到從 C8 芳烴中分離出 PX 的目的。 20 / 84 第 四 章工藝流程模擬 流程模擬 在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，采用 aspen plus 對整個(gè)工藝流程進(jìn)行了較為精準(zhǔn)的計(jì)算 過程模 擬最重要的任務(wù)有三點(diǎn)：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(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，確定最優(yōu)工藝條件。 1 RADFRAC 反應(yīng)精餾塔操作參數(shù) 表 2 最終分離效果 圖 26 / 84 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(dá)到某方面的效益最佳，如經(jīng)濟(jì)效益最佳，節(jié)能效益最佳等。 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塔負(fù)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 68 之間較為合適，取 28 / 84 第 六 章物料衡算和熱量衡算 物料衡算 意義 物料衡算是工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，根據(jù) 本廠設(shè)計(jì) 項(xiàng)目的年產(chǎn)量，通過對全過程單元過程的物料 衡 算，可以計(jì)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(jì)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(jì)算確定所生成產(chǎn)品的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 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。總之，通過下述能量衡算，可以為后續(xù)設(shè)計(jì)工作中提高熱量的利用率，降低能耗提供主要依據(jù)。能量衡算對于生產(chǎn)工藝條件的確定、設(shè)備的設(shè)計(jì)是不可缺少的一種化工基本計(jì)算。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)。 對于連續(xù)系統(tǒng)： Q + W = ∑ out ∑ in 其中 Q — — 設(shè)備的熱荷。 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(gè)單元操作所需的熱量或冷量，以便計(jì)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(jì)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(fèi)用優(yōu)化工藝。 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 。 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。 本 工藝主要塔設(shè)備有 兩 個(gè)，分別是 反應(yīng)器，精餾塔 。 表 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(gè)強(qiáng)放熱反應(yīng) 反應(yīng)條件 390℃、 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 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。故而塔設(shè)備的各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)均可用軟件模擬計(jì)算，其結(jié)果可信度較高。 兼?zhèn)浜Y板塔和泡罩塔優(yōu)點(diǎn)的新塔型，操作彈 性大，分離 34 / 84 浮閥塔 效率高，處理能力大，壓降小使用周期長，結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉。 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(diǎn)對比如下表所示： 表 板式塔和填料塔比較表 項(xiàng)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 33 / 84 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，大塔板效率比小塔有所提高 塔徑 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(jià) 直徑大時(shí)一般比填料塔造價(jià)低 800mm 以下，一般造價(jià)比板式塔便宜，直徑增大，造價(jià)增加 重量 較輕 重 結(jié)論 綜合經(jīng)濟(jì)因素和工藝需求，本項(xiàng)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(jìn)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(diǎn)進(jìn)行比較和選擇。 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 31 / 84 的熱量衡算 。 ∑ ou t— — 離開設(shè)備的各物料焓之和 。 原則 工程依據(jù)化工設(shè)計(jì)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(shí)際工藝相結(jié)合的原則， 進(jìn)行熱量衡算書的編制。衡量化工產(chǎn)品能量消耗水平的指標(biāo)是能耗，即制造單位質(zhì)量（或單位體積）產(chǎn)品的能量消耗費(fèi)用。為了使生產(chǎn)保持在適宜的工藝條件下進(jìn)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。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(jì)的車間，可以由此確定設(shè)備的熱負(fù)荷。 原則和方法 物料衡算依據(jù)的原則是質(zhì)量守恒定律。 脫 C7 塔 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(fèi)用，以及后期建設(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(jìn)行優(yōu)化，如下圖所示： 圖 當(dāng) 塔 板數(shù)超過 57 塊時(shí)，分離效果基本不變，考慮到操作費(fèi)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。 異構(gòu)化反應(yīng) 具體操作參數(shù)： 表 2 最終效果 圖 能量衡算與物料衡算 23 / 84 圖 反應(yīng)條件 24 / 84 反應(yīng)物的精制分離 反應(yīng)物精制分離的 模擬流程圖 圖 RADFRAC 反應(yīng)精餾 塔 25 / 84 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(jì)型，RADFRAC 反應(yīng)精餾塔的 最小 回流比 ， 實(shí)際回流比 為 ，操作壓強(qiáng)為，該塔一共 46 塊理論塔板， 異構(gòu)化產(chǎn)物 從第 20 塊板進(jìn)料。 工藝選擇 本項(xiàng)目 采用 在 SKI100 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。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(diǎn)也接近， 19 / 84 這給 C8 芳烴的分離帶來困難，用通常的精密蒸餾法難以實(shí)現(xiàn)。反應(yīng)使混合 C8 芳烴中的 PX 濃度達(dá)到平衡濃度，從而提高 PX 產(chǎn)量。 1969 年進(jìn)入工業(yè)化的 Tatoray技術(shù)，采用絕熱固定床反應(yīng)器，絲光沸石催化劑，臨氫操作，反應(yīng)原料為甲苯和C9 芳烴。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。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)、儲存和裝卸設(shè)施也在規(guī)定距離（ 60 米）之上。 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。同時(shí)在化驗(yàn)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。其與行政樓之間有綠化帶，既方便了高壓進(jìn)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。由于維修站還有機(jī)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。 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)。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所對其的干擾。主要設(shè)備有 C8 混合物精餾 塔， C8 異構(gòu)化 反應(yīng)器 等。 本廠分布設(shè)計(jì)中，人員集中的場所諸如辦公樓、醫(yī)療站、食堂、分析化驗(yàn)室、 活動(dòng) 中心等等都位于 東側(cè) ，符合本地區(qū)的風(fēng)向標(biāo)準(zhǔn)。主要路寬12m，可供大型貨 車行駛。 工廠主要運(yùn)輸由管道運(yùn)輸與儲罐運(yùn)輸來完成。 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 ,大于生產(chǎn)布置要求的 ，符合 GB50160 相關(guān)規(guī)定。儲存裝置均以 30 天中轉(zhuǎn)量為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。 3 本廠設(shè)置具體情況： 本廠設(shè)計(jì)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(yùn)裝卸的要求。本廠設(shè)計(jì)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)，充分滿足了工藝生產(chǎn)和儲運(yùn)裝卸的要求。 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、倉儲和管線鋪設(shè)等相應(yīng)后期配套建設(shè)。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。 4 進(jìn)行廠區(qū)的綠化及美化設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)中，廠區(qū)道路總體呈網(wǎng)格狀，主體道路設(shè)計(jì)寬度為 12m，次干道寬度為 6m。 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)管道引入來自乙烯廠的 C8 原料；東側(cè) 和南面 為園區(qū)公路。 園區(qū)交通 園區(qū)水陸交通便捷，四通八達(dá)， 329 國道、世紀(jì)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 20xx 年 5 月 1 日杭州灣跨海大橋的建成通車，極大拉近了寧波化工區(qū)與整個(gè)長三角洲的距離，區(qū)域優(yōu)勢明顯。 10 / 84 第二章 總圖運(yùn)輸 設(shè)計(jì)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(yùn)輸 設(shè)計(jì)規(guī)范 》 GB 5048920xx 3) 《建筑 設(shè)計(jì) 防火規(guī)范》 GB5001620xx 4) 《廠礦道理設(shè)計(jì)規(guī)范》 GBJ2287 5) 《工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB5018720xx 6) 《壓縮機(jī)廠房建筑設(shè)計(jì)規(guī)定》 HG/T2067320xx 7) 《化工管道設(shè)計(jì)規(guī)范》 HG/T206951987 8) 《化 工設(shè)備管道外防腐設(shè)計(jì)規(guī)定》 HG/T206701990 9) 《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/T2051920xx 10) 《石油化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：企業(yè)廠區(qū)總平面布置設(shè)計(jì)規(guī)范》 SH/T 305320xx 11) 《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)定》 GB 5016020xx 12) 《化工企業(yè)安全衛(wèi)生設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》 HG 205711995 13) 《工廠企業(yè)廠房噪音標(biāo)準(zhǔn)》 GB 23481990 14) 《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)定》 GB 500581992 15) 《化工企業(yè)總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB 5048920xx 16) 《化工工廠總圖運(yùn)輸工圖設(shè)計(jì)文件編制深度規(guī)定》 HG/T 205611994 17) 《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》 GB 5016020xx 園區(qū)概況 本項(xiàng)目位于浙江省寧波經(jīng)濟(jì)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 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(xì)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。 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(jìn)行分離，以獲取較純凈的對二甲苯產(chǎn)物。項(xiàng)目選址應(yīng)符合占地使用規(guī)劃的要求，同時(shí)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(hù)相一致； 4 執(zhí)行國家有關(guān)“勞動(dòng)安全衛(wèi)生”規(guī)定，確保安全生產(chǎn)。 防塵防毒的對策措施 ................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 職業(yè)衛(wèi)生 ................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 第十 六 章 職業(yè) 安全及衛(wèi)生 .................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 消防用水 ................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 消防控制 .