【正文】 其具體的工藝設備計算詳見附件中的塔設備計算文檔， 附錄中僅以 精餾塔 進行流體計算和強度計算，經演算得出的結論與用 KG TOWER 軟件模擬出來 的結果沒有較大的偏差。 32 / 84 第 七 章設備選型 塔設備選型及設計 塔設備選型依據 1） 《石油化工塔型設備設計規(guī)范》 SH 303020xx 2）《化工設備設計全書塔設備 20xx》 ISBN 7502549064 3）《建筑抗震設計規(guī)范》 GB5001120xx 4）《建筑結構載荷規(guī)范》 GB500920xx 5）鋼制化工容器制造技術要求 HGT 2058420xx 6）鋼制化工容器強度計算規(guī)定 HGT 2058220xx 7） 鋼制化工容器結構設計規(guī)定 2058320xx 塔設備選型原則 1 氣液兩相充分接觸，相際傳熱面積大 ； 2 生產能力大，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，流體通過塔設備的壓降小 ； 5 結構簡單，耗用材料少，制造與安裝容易 ； 6 耐腐蝕和不易堵塞 。 W —— 輸入系統(tǒng)的機械能 ?；どa的能量消耗很大，能量消耗費用是化工產品的主要成本之一。 熱量衡算 概述 本廠在已確定化學生產工藝和流程后，由定性階段轉向定量階段，通過對整個生產系統(tǒng)，生產車間，以及部分重要的生產單元進行能量衡算，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)生質量傳遞的同時 也伴著能量的消耗、釋放和轉化。 在建立全流程的模擬過程 中已經對局部可以尋優(yōu)的參數進行了尋求最優(yōu)求解，這些參數包括各精餾塔的塔板數，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備操作參數優(yōu) 化過程。選擇 吸附法在建設費用、操作費用、原料和公用工程消耗指標以及產品質量等方面均明顯優(yōu)于深冷結晶法。 二甲苯異構化工業(yè)技術 二甲苯異構化工藝技術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 種異構體（ OX、 MX、 PX 和乙苯）之間的轉化技術。 18 / 84 第 三 章 對二甲苯的生產工藝 幾種對二甲苯生產工藝 對二甲苯（ PX）是一種重要的有機化工原料，主要用于生產精對苯二甲酸（ PTA），進而生產聚酯。 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，否則應進一步處理。 3 變電站 變電站設置在廠區(qū)的南部，位于生產裝置的上風向。中心控制室進行整個工廠的總體控制。 反應合成工段分為 C8 混合物精餾分離 工段， C8 異構化 工段 兩 個。罐區(qū)內道路由是水泥混凝土路面板、三扎基層、路槽基底素土夯實。本廠反應區(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。 ③ 液化烴、可燃液體罐組，不宜緊靠排洪溝布置；與罐區(qū)無關的管線、輸電線均不得穿越罐區(qū)。生產管理及生活服務設施，宜按使用功能合理組合，設計為多功能綜合性建筑。 3 正確選擇廠內外各種運輸方式，合理地組織運輸系統(tǒng)和處理人流、貨流，負責設計運輸設施。 廠區(qū)總體布局概述 廠區(qū)概述 我廠所在的經濟技術開發(fā)區(qū)盛行東南風，將貯罐及生產車間置于廠內的西北部，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。 建設意義 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。 設計原則 1 本著節(jié)約建設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“三同時”。 本項目生產過程危險化學品分析 ........................ 錯誤 !未定義書簽。 滅火系統(tǒng) .................................................... 錯誤 !未定義書簽。 第十五章消防設計 ................................................................ 錯誤 !未定義書簽。 廢渣 ............................................................ 錯誤 !未定義書簽。 第十四章 環(huán)境保護 .............................................................. 錯誤 !未定義書簽。 概述 ....................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 管道布置設計 ........................................................ 錯誤 !未定義書簽。 5 / 84 管道及管件的公稱壓力及公稱直徑 ........ 錯誤 !未定義書簽。 設計依據 ................................................................ 錯誤 !未定義書簽。 設計依據 ................................................................ 錯誤 !未定義書簽。 管路計算 ................................................................ 錯誤 !未定義書簽。 管道布置圖的繪制 .................................... 錯誤 !未定義書簽。 同步檢修與協(xié)同檢修 ................................ 錯誤 !未定義書簽。 6 / 84 C8 異構化反應裝置的主要污染源和主要污染物 錯誤 !未定義書簽 。 廢液治理 .................................................... 錯誤 !未定義書簽。 消防控制 ................................................................ 錯誤 !未定義書簽。 第十 六 章 職業(yè) 安全及衛(wèi)生 .................................................. 錯誤 !未定義書簽。 防塵防毒的對策措施 ................................ 錯誤 !未定義書簽。 產物的精制分離 ：由 于異構化的產物中含有多種物質，因此需要對產物進行分離，以獲取較純凈的對二甲苯產物。 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)與整個長三角洲的距離，區(qū)域優(yōu)勢明顯。 本設計中，廠區(qū)道路總體呈網格狀，主體道路設計寬度為 12m，次干道寬度為 6m。根據設計規(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。本廠設計中，原料儲罐、產品儲罐區(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和儲運裝卸的要求。儲存裝置均以 30 天中轉量為標準設計。 工廠主要運輸由管道運輸與儲罐運輸來完成。 本廠分布設計中，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 ，符合本地區(qū)的風向標準。此外，控制室還應該避免噪音、振動以及電磁干擾較大的場所對其的干擾。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。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。同時，變電站設計遠離強振源，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、儲存和裝卸設施也在規(guī)定距離（ 60 米）之上。 1969 年進入工業(yè)化的 Tatoray技術，采用絕熱固定床反應器，絲光沸石催化劑，臨氫操作，反應原料為甲苯和C9 芳烴。由于 C8 芳烴 4 種異構體化學結構相似，其物理性質尤其是沸點也接近， 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現(xiàn)。 異構化反應 具體操作參數： 表 2 最終效果 圖 能量衡算與物料衡算 23 / 84 圖 反應條件 24 / 84 反應物的精制分離 反應物精制分離的 模擬流程圖 圖 RADFRAC 反應精餾 塔 25 / 84 精餾塔主要用來把 C8 混合物精餾分離出對二甲苯， 具有高效的經濟型，RADFRAC 反應精餾塔的 最小 回流比 ， 實際回流比 為 ，操作壓強為，該塔一共 46 塊理論塔板， 異構化產物 從第 20 塊板進料。 原則和方法 物料衡算依據的原則是質量守恒定律。為了使生產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。 原則 工程依據化工設計中關于熱量衡算的基本思想和要求，遵循基本規(guī)范與實際工藝相結合的原則， 進行熱量衡算書的編制。 C8 異構化工藝主要涉及 C8 混合物異構化反應器的熱量衡算，反應物精制分離工藝主要涉及脫庚烷塔 31 / 84 的熱量衡算 。 兼?zhèn)浜Y板塔和泡罩塔優(yōu)點的新塔型，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，結構簡單，造價低廉。 表 C8 異構化反應 化學反應方程式 催化劑 反 應熱 該反應是一個強放熱反應 反應條件 390℃、 對二甲苯 的選擇性 反應相態(tài) 氣固相接觸催化反應 總轉化率 C8 異構化 反應的工藝流程 C8 異構化 反應可使用固定床反應器或流化。 泡罩塔 氣液傳質設備應用最早的塔板形式之一，在 工業(yè)蒸餾塔中占絕大多數，操作彈性較大，塔板效率較高，不易堵塞，適應于多種介質，操作穩(wěn)定可靠。 主要內容 1 確定工藝單元中物料輸送設備的功率，以便選型參考； 2 確定個單元操作所需的熱量或冷量，以便計算換熱設備的尺寸， 3 確定加熱劑和冷卻劑的消耗量，為后續(xù)設計提供條件； 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 根據熱量消耗和所需費用優(yōu)化工藝。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?？傊ㄟ^下述能量衡算，可以為后續(xù)設計工作中提高熱量的利用率，降低能耗提供主要依據。 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 物料衡算是工藝設計的基礎，根據 本廠設計 項目的年產量，通過對全過程單元過程的物料 衡 算，可以計算出 主、副產品的產量， 原 材 料的消耗 定額 、 生產過程中 物料的損耗 以 及 “ 三廢 ” 生成量；并在此基礎上作能量衡算，計算出蒸汽、水、電、煤或其他燃料的消耗定額；最終可以根據這些計算確定所生成產品的技術經濟指標。 20 / 84 第 四 章工藝流程模擬 流程模擬 在整個設計過程中，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)化設計，確定最優(yōu)工藝條件。我國已引進的二甲苯異構化技術均為貴金屬催化劑的臨氫異構化技術，該法采用有限的C8 芳烴資源，能 夠獲得比其他類型異構化工藝更多的 PX 及 OX。 歧化及烷基轉移工藝技術 甲苯與 C9 芳烴在分子篩催化劑作用下選擇性轉化成苯和二甲苯?？傋冸娬緫摬贾迷谝仔孤?、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。 4 消防站 消防站位于廠區(qū)中部，緊鄰廠區(qū)主干道，與生產區(qū)和儲罐區(qū)距離都較近，一旦生產區(qū)和儲罐區(qū)發(fā)生火災，消防車輛可以方便迅速地到達現(xiàn)場。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。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。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。