【導(dǎo)讀】料、粘合劑、石油開采等各個領(lǐng)域[1]。20世紀(jì)20年代末，化學(xué)家OttoRohm從2-氯乙醇制羥基丙腈轉(zhuǎn)而生產(chǎn)丙烯酸，完成了對丙烯酸工業(yè)化生產(chǎn)工藝的研究[2]。1939年，德國化學(xué)家Reppe發(fā)明了以乙。炔、一氧化碳和水為原料，用羰基鎳為催化劑合成出丙烯酸。經(jīng)過多年不斷改進(jìn)，尤其是對丙烯氧化催化劑的改進(jìn)，該法已成為制造丙。法、烯酮法、丙烯腈水解法和丙烯氧化法[4,5]。氰乙醇法是最早工業(yè)化生產(chǎn)丙烯酸及其酯的方法。以直接從乙炔生產(chǎn)丙烯酸和丙烯酸酯類。求的加強(qiáng)，到1976年改良Reppe法的裝置已全部停產(chǎn)。后與無水甲醛在AlCl3或BF3催化劑存在下，在25℃進(jìn)行氣相反應(yīng)生成β-丙內(nèi)酯，反應(yīng)條件溫和，設(shè)備投資不大，可同時生產(chǎn)丙烯酸胺。擇性，同時降低了熱點，減少了床層阻力，使催化劑的壽命得以延長。其工藝特點是以高濃度丙烯為原料，丙烯酸單程收率高于87%，未反應(yīng)。烯酸裝置已于2020年投產(chǎn)。Celanese是世界上第三大丙烯酸的生產(chǎn)者，在美國德克薩斯州的ClearLake有

　　

【正文】 ，以利通風(fēng)散熱。機(jī)械通風(fēng)效果要好，應(yīng)根據(jù)逸出氣體或粉塵量的允許濃度確定通風(fēng)量和通風(fēng)次數(shù)。 （ 3） 有毒物質(zhì)的設(shè)備放置下風(fēng)，操作單位應(yīng)在上風(fēng)。劇毒物質(zhì)的設(shè)備要隔離操作、單獨排風(fēng)。 （ 4） 防爆車間盡可能使用單層廠房，避免車間有死角。建筑物泄壓面積一般為 。多層的樓板要有泄壓孔，設(shè)計放火、防爆墻，設(shè)置雙斗門，門 窗朝第 28 頁 共 35 頁 外。門凈寬不小于 ，凈高不低于 2m，走道凈寬不小于 ，樓梯最小寬度不小于 。二樓以上要考慮緊急疏散等設(shè)施。要考慮消防設(shè)施、設(shè)備。 （ 5） 對腐蝕性的介質(zhì)，除考慮設(shè)備外還要考慮墻、柱、地屏等防護(hù)要求。 車間輔助用室及生活用室的配置： 如自控室、動力間、變配電室、通風(fēng)除塵室、機(jī)修間、辦公室、化驗室、休息室、更衣間、廁所等，對防爆及毒性大的車間，上述各項盡量避免設(shè)在車間內(nèi)。 設(shè)備之間及設(shè)備與建筑物之間的一般安全距離見表 。 表 一般安全距離 場 合 安全距離 /m 往復(fù)運動部分離墻 回旋運動部分離墻 ~ 回旋機(jī)械之間 ~ 泵間 泵列間 吊動物與設(shè)備最高點 貯槽之間 ~ 設(shè)備蓋上轉(zhuǎn)動裝置離天花板 通廊、操作通行部分凈高 設(shè)備與墻之間一人操作 設(shè)備與墻之間無人操作 二設(shè)備間二人操作小車通過 二設(shè)備間一人操作小車通過 二設(shè)備間二人操作偶有人過 二設(shè)備間二人操作常有人過 二設(shè)備間一人操作偶有人過 第 29 頁 共 35 頁 7 經(jīng)濟(jì)性分析 投資估算 生產(chǎn)規(guī)模：年產(chǎn) 100000 噸丙烯 酸 ； 生產(chǎn)安排：年生產(chǎn)小時數(shù)為 8000 小時； 生產(chǎn)工人（采用 4 班制）： 第一氧化 工段 4 人， 第二氧化 工段 6 人，技術(shù)工人 3 人，維修工人 3 人，水電人員 3 人，庫管工人 2 人，管理人員 1 人，合計 22 人；總?cè)藬?shù) 88 人。 設(shè)備投資：各設(shè)備的投資估算情況見表 表 設(shè)備投資 設(shè)備名稱 數(shù)量 /個 單價 /元 金額 /萬元 第一氧化反應(yīng)器 2 202000 40 第二氧化反應(yīng)器 2 202000 40 冷凝器 4 15000 6 預(yù)熱 器 4 15000 6 汽化器 4 20200 8 原料貯槽 6 15000 9 泵 6 5000 3 合計 28 470000 112 運輸費 50 萬元，裝備費 30 萬元，其他設(shè)備 20 萬元； 則設(shè)備總投資為 212 萬元。 固定資產(chǎn)投資： 若建設(shè) 2020m2 廠房，按造價 5000 元 /m2，其資金為 1000 萬元； 上下水工程，電氣工程，其資金為 200 萬元； 則固定資產(chǎn)總投資為 1200 萬元。 成本估算 原料估算見表 第 30 頁 共 35 頁 表 原料價格 物料 名稱 年 消耗量 /噸 單價 /元 噸 1 年需金額 /萬元 丙烯 104 11000 89210 催化劑 1000 合計 90210 水、電等費用的成本估算見表 表 水電費成本表 名稱 消耗量 單價 /元 年需金額 /萬元 熔鹽 鍋爐用 水 電 水蒸氣 35 t 9 t （泵）； （照明） 30 t 500 20 2 30 17500 180 70 900 合計 552 18650 人員工資估算 按人均每個月 2020 元計算，人均福利為每 年 3000 元 /人，保險等其它費用為每年 4000 元 /人，則每年用于工人工資和福利金額為： 88(202012+3000+4000)= 萬元 設(shè)備折舊費按使用期為 20 年，年折舊費按設(shè)備總投資的 4%計算， 則所需費用： 2124%= 萬元 年維修費用按設(shè)備總投資的 5%計算，所需費用： 2125%= 萬元 年管理費用按設(shè)備總投資的 4%計算，所需費用： 2124%= 萬元 年其它費用按設(shè)備總投資的 7%計算，所需費用： 2127%= 萬元 成本估算 成本 =原料成 本 +工資 +水電費 +設(shè)備折舊費 +維修費 +管理費 +其它費用 =90210＋ ＋ 18650＋ ＋ ＋ ＋ = 萬元 經(jīng)濟(jì)效益分析 每噸丙烯 酸 為 11000 元，則每年所得收入為： 1100010=110000 萬元 收入－支出 =110000－ = 萬元 第 31 頁 共 35 頁 納稅按收入的 20%計算，則每年納稅的金額為 ： 20%= 萬元 年純利潤估算： － = 萬元 社會效益分析 由經(jīng)濟(jì)衡算可以知道，車間 總投資為： 212＋ 1000＋ 200=1412 萬元，車間年純利潤為 萬元，所以 年能收回成本，即 個工作日。 第 32 頁 共 35 頁 8 安全環(huán)保評價 裝置安全設(shè)計 丙烯 酸 生產(chǎn)過程將易燃易爆的丙烯和 氧 氣等原料在催化劑作用下合成丙烯 酸 ，這些烴類原料一旦發(fā)生泄漏而造成爆炸或火災(zāi)將是災(zāi)難性的事故，因而裝置的設(shè)計和生產(chǎn)的安全性就顯得極為重要。目前丙烯 酸氧化車間 裝置安全設(shè)計遵循以下安全設(shè)計思想 [36]。 （ 1）工藝的安全性：具體措施包括評價由無物料特性引起的危險性和操作條件產(chǎn)生的危險性、抑制反應(yīng)的失控、設(shè) 定數(shù)據(jù)測定點、選擇安全泄壓裝置通風(fēng)裝置和材質(zhì)盡量選擇耐應(yīng)力性、耐腐蝕性、耐疲勞性、耐火耐熱性等。 （ 2）防止運轉(zhuǎn)中的事故：盡力防止由運轉(zhuǎn)中所發(fā)生的事故而引起的災(zāi)害，如三廢處理、公用過程消耗等。 （ 3）防止擴(kuò)大受害范圍：總圖布置合理、耐火結(jié)構(gòu)、緊急斷流裝置、安全急救措施、防爆結(jié)構(gòu)等。 三廢及環(huán)保評價 本設(shè)計采用高效催化劑生產(chǎn)工藝，且未反應(yīng)的丙烯循環(huán)回反應(yīng)裝置，使烴類泄露點大大減少；由于閥門和法蘭制造標(biāo)準(zhǔn)的提高，使得向空氣中泄漏的揮發(fā)性有機(jī)物也大大減少 ， 極大減少了三廢的排放。 第 33 頁 共 35 頁 9 總結(jié) 在世 界范圍內(nèi)，丙烯酸的需求還在繼續(xù)增加，它的應(yīng)用領(lǐng)域廣，市場缺口大。所以我國丙烯酸行業(yè)必須加快丙烯酸生產(chǎn)工藝以及催化劑的國產(chǎn)化，并著力探索工藝簡單、成本低、環(huán)境友好的丙烯氧化工藝。本課題基于以上現(xiàn)狀，采用丙烯兩段氣相催化氧化法制備丙烯酸，比起其他制備路線，具有原料價廉易得，消耗低，產(chǎn)品質(zhì)量好，三廢少等優(yōu)點。 高效催化劑的應(yīng)用在縮短生產(chǎn)周期的前提下，增加了單位時間的產(chǎn)率，降低了動力消耗和管理費用，也就增進(jìn)了經(jīng)濟(jì)效益，提高了產(chǎn)品的競爭能力，為企業(yè)創(chuàng)造更大的收益； 兩段氧化 反應(yīng)器的應(yīng)用也使環(huán)保問題得到了改善，注意回 收與再利用的價值，使該裝置成為比較環(huán)保的石油化工裝置，使生產(chǎn)與環(huán)境的改善相結(jié)合。 此工業(yè)設(shè)計遵循安全設(shè)計的思想，采用較為成熟的 生產(chǎn)工藝 技術(shù)與設(shè)備，通過選擇成熟的工藝路線，使生產(chǎn)和操作更科學(xué)、更合理、更具有人性化，適合我國的國情，實現(xiàn)了產(chǎn)品價值的提升，使 丙烯酸 工業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。 第 34 頁 共 35 頁 參 考 文 獻(xiàn) [1] 李汝新 .丙烯酸及酯的市場分析 [J].甘肅科技 ,2020,22(5):18. 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