【正文】 設備或同類型的設備或操作性質相似的有關設備，應盡可能布置在一起，這樣可以統一管理，集中操作，還可以減少備用設備，及互為備用。需要大氣調節(jié)溫濕度的設備，如涼水塔、空氣冷卻器等也都露天布置或半露天布置。如兩個區(qū)域需要互通時，中間應設雙門斗，即設二道彈簧門隔開。在有高溫及有毒害性氣體的廠房中，要適當加高建筑物的層高或設置拔風式氣樓，以利于自然通風、采光散熱。 車間廠房的立面布置圖廠房的立面布置要力求做到設備排列整齊、緊湊、美觀，充分利用廠房空間，既經濟合理、節(jié)約投資，又操作、檢修方便，并能充分滿足采光、通風等要求。長方形便于總平面圖的布置，節(jié)約用地，有助于設備排列，縮短管線，易于安排交通出入口，有較多可供自然采光和通風的墻面；但有時由于廠房總長度較長，在總圖布置有困難時，為了適應地形的要求或者生產的需要，也有采用L形、T形或Ⅱ形的，此時應充分考慮采光、通風、通道和立面等各方面的因素。） 車間布置的依據⑴ 車間布置基本原則① 最大限度滿足工藝生產（包括設備維修）要求② 有效利用車間建筑面積（包括空間）和土地③為車間技術經濟指標、先進合理以及節(jié)能等要求創(chuàng)造條件④考慮其它專業(yè)對本車間布置要求⑤考慮車間發(fā)展和廠房擴建⑥采取的勞動保護、防腐、防火、防毒、防爆及安全衛(wèi)生等措施符合要求⑦本車間與其他車間在總平面圖上位置合理，力求使它們之間輸送管線最短，聯系最方便⑧考慮建廠地區(qū)氣象、地質、水文等條件⑨人流貨流要分流⑵ 車間布置依據常用設計規(guī)范和規(guī)定（詳細內容可參見中國石化集團上海工程有限公司編著的化工工藝設計手冊第一章內容）：GB 50016—2006 建筑設計防火規(guī)范GB 50160—2008 石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范GBZ 1—2002 工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準GBJ 87—1985 工業(yè)企業(yè)噪聲控制設計規(guī)范GB 12348—1990 工業(yè)企業(yè)界噪聲標準GB 50058—1992 爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范SH 3011—2000 石油化工工藝裝置布置設計規(guī)定HG 20546—1992 化工裝置設備布置設計規(guī)定 車間布置的原則⑴ 總要求車間布置設計要適應總圖布置要求，與其他車間、公用工程系統、運輸系統組成成有機體。2. 確定各工藝設備在車間平面和立面位置。具體的連接操作可以參見圖112。⑸ 仿真運行及結果顯示當一切參數輸入完畢，就可以點擊軟件控制面板上的“Next”按鈕（快捷鍵F4）對整個模型裝置進行仿真。物性計算是對仿真運行時所套用的計算方式進行選擇，選擇不同的計算方式對仿真結果產生不同的影響也可能造成模擬結果的偏失。何謂流股，就是在模型間用于連接的線段，這只是其在仿真界面上的具象顯示，在工業(yè)上表現為管線，而在模型過程中另有不同的深意，通過流股的參數設置可以定義模型的進料。在運行類型的選擇方面，選擇流程圖方式，因為本仿真的建立是在工藝流程圖基礎上進行的。計算順序由軟件根據模型搭建方式自動進行，若有特殊的需要用戶也可以通過定義參數來進行調整在工業(yè)生產中往往存在循環(huán)回路，而在軟件模型過程中需對這一部分査看其收斂結果。工況分析模塊的功能可以得到同一個工藝流程在不同的操作工況下運行所得數據，對工藝流程投入至實際生產過程中具有指導性作用，也是研究工藝流程合理性的重要助。或許在常見的領域其優(yōu)勢尚未明顯，但在特殊領域如固體加工等，其數據庫的優(yōu)勢是顯而易見的。這一項目直到1981年末得以全部完成，其后不久Aspen Tech公司正式成立，而Aspen Plus作為商業(yè)化軟件得到發(fā)行。化工過程的模擬通常由兩大塊組成，分別為穩(wěn)態(tài)以及動態(tài)仿真，精餾塔工藝流程的模型搭建屬于穩(wěn)態(tài)模擬，控制方案的實施則屬于動態(tài)模擬。[2326]兩股流體的進出口溫度為：熱64—40℃ 冷35—20℃甲醇的定性溫度為：甲醇在定性溫度下的物性數據：；；；水的定性溫度為：水在定性溫度下的物性數據：；；；熱負荷計算：冷卻水耗量：平均溫差：計算R和P： 由R、P值，查圖得，因，選用單殼程可行。液相mol分率和質量分率氣相mol分率和質量分率：氣相流量：液相流量：注：流量單位為kmol/h，計算后應將流量轉化為kg/h。沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 Error! No text of specified style in document.第三章 物能衡算 操作條件 粗甲醇進料參數⑴ 甲醇進料表10 甲醇進料參數細表物料組分號分子量粗甲醇wt%精甲醇wt%廢水wt%CO1——CO22——H23——CH44——N25——Ar6——CH3OH7H2O8X(CH3)2O9—0C4H9OH10—∑⑵ 粗甲醇消耗在本設計中，粗甲醇消耗定額該規(guī)定為：⑶ 回流比D701 R=回流/入料=（設回流物料中只含甲醇）D702 R=回流/產品= 模型簡化處理⑴ 溶解氣和輕組分在物料系統中的溶解氣和輕組分(CH3)2O全部由預精餾塔D701塔頂排出，塔頂物料M不含水和重組分，塔底物料N不含溶解氣和(CH3)2O。一般情況下，預精餾塔回流比為25～30；；。再沸器的作用是將塔內最下面的一塊塔板下的液體進行加熱，使其中一部分液體發(fā)生汽化變成蒸汽重新匯入塔，以提供塔內上升的氣流，從而保證塔板上氣、液兩相的傳質。[118] 精餾設備確定⑴ 精餾塔介紹甲醇精餾工序的主要設備有精餾塔、冷凝器、冷卻器、再沸器、泵、貯槽等。同時甲醇回收塔進料量小，甲醇產品量少，蒸汽耗量低。在加壓塔塔頂形成高純度甲醇蒸汽，這些蒸汽被利用作為常壓塔塔底再沸器熱源，高壓甲醇蒸汽被冷凝后進入加壓精餾塔回流槽，這些甲醇一部分送往加壓塔塔頂做回流液，一部分送往粗甲醇預熱器冷卻后作為產品送入儲槽；加壓精餾塔塔釜未氣化的粗甲醇則靠壓力直接送往常壓精餾塔。[11]圖1 甲醇雙塔工藝流程圖粗甲醇雙塔精餾流程如圖1，第一塔為預精餾塔，第二塔為主精餾塔，二塔再沸器的熱源均為低壓蒸汽。[8]其中，浙江大學化工學院聯合反應研究所謝揚、沈慶揚應用Aspen Plus化工模擬系統中RADFRAC精餾模塊對聚乙烯醇生產工藝中甲醇一水分離塔進行模擬,模擬結果與實際工藝吻合并找到最靈敏的操作參數，可用于指導生產。用到的塔板型式一般有多種，如浮閥塔板塔、固閥塔、垂直篩板塔等等。但它畢竟是高能耗產品、如何進一步降低其單位產品能耗，始終是技術進步要執(zhí)著探求的首要課題。當前甲醇合成多采用銅系催化劑的中、低壓法，由于反應溫度低減少了副反應，因此降低了粗甲醇的雜質含量，為精餾過程創(chuàng)造了有利條件。⑵ 低壓法低壓法(～ Mpa)是20世紀60年代后期發(fā)展起來的甲醇合成技術，低壓法基于高活性的銅基催化劑，其活性明顯高于鋅鉻催化劑，反應溫度低(240～270℃)。[3] 甲醇的用途甲醇用途廣泛，是基礎的有機化工原料和優(yōu)質燃料。甲醇具有上述多種重要的物理化學性質，使它在許多工業(yè)部門得到廣泛的用途，特別是由于能源結構的改變，和碳一化學工業(yè)的發(fā)展，甲醇的許多重要的工業(yè)用途正在研究開發(fā)中。其一般性質列于表1。甲醇不能與脂肪族烴類相混合。甲醇的致命劑量大約是70毫升。甲醇作為最主要的基本有機化工原料之一和替代能源的一部分，在當前全球化工產品市場上起著舉足輕重的作用。中壓法仍采用高活性的銅基催化劑，反應溫度與低壓法相同，但相應的動力消耗略有增加?！妫妗莞咤i酸鉀，min≤5020—水溶性試驗澄清澄清—水分含量，%≤—游離酸（以HCOOH計）ppm≤153050游離堿（以NH3計）ppm≤2815羰基化合物（以HCH計）ppm≤2050100蒸發(fā)殘渣，ppm≤103050氣味無特殊異臭味無特殊異臭味—乙醇含量，%≤——表6 國外甲醇產品標準指標美國ASTM美國US Federal AA日本三菱特級前蘇聯TOTC高級相對密度D2020～餾程（，760mmHg）沸程—蒸餾量%純度%—酸度%醛酮%高錳酸鉀值min503060100水分%不揮發(fā)物%—乙醇含量%—但隨著甲醇衍生產品的開拓，對甲醇的質量提出了新的要求。精餾工藝是石油、化工工業(yè)中耗能大的單元操作之一，一直是被密切關注的重要節(jié)能課題。[6] 甲醇精制過程的研究現狀 甲醇精制過程的模擬研究早期的甲醇精制過程研究，大都是研究者自己先把甲醇精制流程進行合理的單元操作模擬，然后自己開發(fā)各個單元操作模塊的模擬計算程序，再采用相應的策略對整個甲醇精制流程進行模擬計算。[9]55沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第二章 生產流程設計論證第二章 生產流程設計論證 粗甲醇精餾 精餾技術簡述甲醇精制時受催化劑選擇性的限制，且受精制壓力、溫度、精制氣組成等因素的影響，在生產甲醇時還伴隨著一系列的副反應，其產品系主要由甲醇及水、有機雜質等組成的混合溶液。含水和高沸點組分的粗甲醇從該塔中部進入，高級醇從加料板以下側線引出，含微量甲醇的水從塔底排除，產品甲醇則從塔頂處采出。[15]圖3 甲醇四塔雙效工藝流程圖甲醇精餾四塔工藝流程如圖3所示。具體參見表9。板式塔通常由一個成圓柱形的殼體及沿塔高按一定的間距水平設置的若干層塔板所組成，在操作時，液體靠重力的作用從頂部逐板向塔底排出，并在各層塔板面上形成流動的液層；氣體則在壓力差的推動下，由塔底向上經過均勻分布的塔板上的開孔依次穿過各層塔板由塔頂排出。影響甲醇精餾的因素有：給料量、溫度、回流比、壓力等。對于加壓塔，壓力不足，塔頂甲醇蒸汽量下降，影響常壓塔再沸器溫度下降，廢水甲醇含量超標，故加壓塔塔頂壓力一般控制在550KPa，塔釜壓力控制在820KPa。再者，(表)飽和蒸汽，且物料點的溫度壓力如表11所示，甲醇降壓槽里的各物質在該操作條件下的汽液平衡常數見表12。通常，在計算焓值時會用到狀態(tài)方程法（框圖法）。⑴ 管程對流傳熱系數校正系數：⑵ 殼程對流傳熱系數由于：管子為正三角形排列，則：殼程中甲醇被冷卻，取 ⑶ 污垢熱阻；⑷ 總傳熱系數K管壁熱阻可以忽略時，總傳熱系數K為： 計算傳熱面積該小節(jié)根據核算的K值與溫度校正系數，計算傳熱面積，一般應使所選用或設計的傳熱面積大于計算所得面積約10％～15％為宜。流程模擬可以用于對新工藝技術的研究與開發(fā)、新流程裝置的設計調節(jié)、舊有設備的改造、生產流程優(yōu)化及操作故障診斷等，同時還可以減少大量時間及資金費用地投入。而之后的所有操作都是建立于所搭建的模型之上完成的。同時Aspen Plus軟件本身就為用戶提供了各種物質的特性參數供選擇。⑶ 系統實現策略Aspen Plus作為一個成熟的商業(yè)軟件，它的功能是較為完善的，因此除了基本的配備即完備的數據庫與多種不同的單元模塊外，一些輔助功能也被軟件所收納，其中較為突出的是數據輸入、計算策略及結果輸出。結果輸出有多種方式，可以以圖表查看，也可生成報告文件査看。軟件具備有強大的模型庫，提供有各種裝置模塊供流程模型搭建。⑷ 工藝參數設置模型的建立只是第一步，之后更為重要的是對該模型參數的設置。流股參數的設定主要是用于確定各裝置的進料組分情況，參數可以分為兩部分：一是，狀態(tài)變量以及組分變量，狀態(tài)變量的信息包括流體溫度、壓力、流率等情況，組分變量主要用于輸入流休主要成分。同時，在文件存儲方面，Aspen軟件支持多達4種格式存儲方式。車間布置設計是否合理，事關重大，它將直接影響整個項目的總投資及操作、安裝、檢修是否方便，甚至還會影響整個車間的安全以及車間的各項技術經濟指標的完成情況。5. 在上述各項的基礎上確定車間建筑物、構筑物與場地的尺寸。⑷ 符合布置規(guī)范和國家法規(guī)妥善處理防火、防爆、有毒、腐蝕等問題，保證生產安全，還要符合建筑規(guī)范和要求。但不論框架結構或混合結構，在一幢廠房里不宜采用多種柱距。有時因受建設場地的限制或者為了節(jié)約用地，也有設計成多層的。如整個廠房均有爆炸危險，則在每層樓板上設置一定面積的泄爆孔。有爆炸危險車間的樓梯間宜采用封閉式樓梯間。對于有壓差的設備，應充分利用高低位差布置，以節(jié)省動力設備及費用。③ 布置設備時，除要考慮設備本身所占的位置外，還須有足夠的操作、通行及檢修需要的位置。⑵ 設備安裝對設備布置的要求① 要根據設備大小及結構，考慮設備安裝、檢修及拆卸所需要的空間和面積。④ 必須考慮設備檢修、拆卸以及運送物料所需要的起重運輸設備。③ 布置設備時，要避開建筑物的柱子及主梁，如設備支承在柱子或梁上，其荷重及吊裝方式需事先告知土建人員，并與其商議。同時，也可以從下表27對整個設備放置規(guī)范有個更加直觀的了解。 一般應將貨運最大的倉庫、車間靠近鐵路、道路等貨運出入口，避免與人流交叉。對于這類非正常情況下排放廢氣將引入火炬系統燃燒后排放，以減輕對環(huán)境的污染。② 轉化：轉化催化劑和氧化鋅脫硫劑，均由廠家回收。② 控制流速：產生靜電荷的數量與物料流動速度有關，流動的速度越大，產生的靜電荷越多，所以要控制甲醇的流速，以限制靜電的產生。特別對甲醇儲槽應加強防雷工作。