【導(dǎo)讀】萬(wàn)噸/年苯胺項(xiàng)目設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。溫州大學(xué)化學(xué)與材料工程學(xué)院。化工設(shè)計(jì)課程考試。學(xué)院班級(jí)：化學(xué)與材料工程學(xué)院10化工

　　

【正文】 ） 含：苯胺 (kg/h) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 %92%?w 焦油 (kg/h) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 %8? 3）苯胺精餾塔進(jìn)料（ 13） =（ 14） +（ 15） 含：苯胺 += (kg/h) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 %% ?w 水 (kg/h) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 % ?w 焦油 (kg/h) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 %6742. 苯胺精餾塔物料衡算見(jiàn)表。 表 23 苯胺精餾塔物料表 序 號(hào) （ 13）粗苯胺 （ 14）產(chǎn)品苯胺 （ 15）排焦 流量 kg/h 重量 % 流量 kg/h 重量 % 流量 kg/h 重量 % 苯胺 27086,5 水 焦油 硝 基苯合成苯胺采用液相加氫法。氫氣是有壓縮機(jī)壓縮后進(jìn)入固定床反應(yīng)器，固定床反應(yīng)器裝填 Cu/SiO2催化劑，而換熱器與從反應(yīng)器底部流出的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行換熱，從而使得硝基苯得到預(yù)熱，氫氣與硝基苯在反應(yīng)器中通過(guò)催化劑進(jìn)行催化反應(yīng)，控制溫度在 160℃左右（ 150℃ 180℃）。反應(yīng)器壓力為 ，由于該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，在反應(yīng)器內(nèi)埋填換熱列管，通過(guò)控制冷卻水的流量來(lái)控制反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)溫度。含苯胺的水蒸氣和過(guò)量氫氣的氣相反應(yīng)物從反應(yīng)器的頂部析出，進(jìn)入閃蒸罐進(jìn)行冷卻分離，分理出來(lái)的氣體部分由循環(huán)壓縮機(jī)返回反應(yīng)器，液 相部分則進(jìn)入粗苯胺儲(chǔ)罐。由反應(yīng)器底部流出的液體先通過(guò)換熱器與進(jìn)料硝基苯進(jìn)行換熱，降溫后再進(jìn)入粗苯胺儲(chǔ)罐，與從閃蒸罐排出的液相部分進(jìn)行混合，然后用泵送往蒸餾塔減壓蒸餾，塔頂真空度為 30KPa左右，進(jìn)行苯胺與水的分離。從蒸餾塔頂排出的含微量苯胺的水蒸氣經(jīng)冷卻后送往苯胺廢水儲(chǔ)槽，進(jìn)行廢水處理。從蒸餾塔底排出的液相部分即為產(chǎn)品苯胺，進(jìn)入成品儲(chǔ)槽，再根據(jù)產(chǎn)品所需純度，決定是否由精餾塔進(jìn)行進(jìn)一步精制。 反應(yīng)物硝基苯的流量為 ，相當(dāng)于 ， H2流量為 ，相當(dāng)于 20kmol/hr。且假設(shè)反應(yīng)物均為純組分，回收苯胺的純度為 %，收率為 %。合成產(chǎn)生的廢水經(jīng)處理后，最終滿足生化處理的要求。 本過(guò)程中的原來(lái)哦均為純的原料，合成過(guò)程中只發(fā)生硝基苯與氫氣反應(yīng)生成苯胺的化學(xué)反 應(yīng)，無(wú)副反應(yīng)發(fā)生，且轉(zhuǎn)化率高，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)一級(jí)蒸餾即可分離完全，分離所得水中含苯胺極少，可滿足生化處理的要求，苯胺產(chǎn)品中含微量水，苯胺純度為 %，可作為產(chǎn)品使用。 通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬后，結(jié)果如下： B1：反應(yīng)器 Outlet temp 160℃ Outlet pres 2020kPa Heat duty Net duty B2:閃蒸塔 Outlet temp 25℃ Outlet pres 100kPa Heat duty Net duty B3:熱交換器 Inlet outlet Hot stream 4 5 Temp(℃ ) 160 120 Pres(kPa) 2020 1000 Cold stream 2 3 Temp(℃ ) Pres(kPa) 120 120 Heat duty B4：泵 Fluid power Brake power electricity Pressure change 20200N/sqm NPSH available Pump efficiency Net work B5:壓縮機(jī) Compressor model Isentropic pressor Indicated horsepower Brake horsepower Net work efficiency Outlet pres Outlet temp ℃ Isentropic outlet temp ℃ B6:混合器 Outlet temp ℃ Outlet pres B7:蒸餾塔 Condenser duty Reboiler duty Feed stage temp ℃ Top temp ℃ Bottom temp ℃ Feed quality 五． 主要設(shè)備的工藝計(jì)算和設(shè)備選型 表 24 設(shè)備分類匯總表 序 號(hào) 分 類 國(guó)內(nèi)訂貨 國(guó)外訂貨 合計(jì) 備 注 臺(tái)數(shù) 金屬重（噸） 臺(tái)數(shù) 金屬重（噸） 臺(tái)數(shù) 金屬重（噸） 1 非定型 58 58 2 定型 9 9 3 機(jī)泵 63 63 4 工業(yè)爐 5 其他 合計(jì) 130 130 表 25 機(jī)泵分類匯總表 序號(hào) 分類 國(guó)內(nèi)訂貨 國(guó)外訂貨 合計(jì) 備注 臺(tái)數(shù) 金屬重（噸） 臺(tái)數(shù) 金屬（噸） 臺(tái)數(shù) 金屬重（噸） 1 真空泵 4 456 4 456 2 離心泵 4 4 4 4 3 循環(huán)泵 2 2 2 2 4 噴射泵 1 5 1 5 5 屏蔽泵 13 13 6 磁力泵 14 14 7 氫氣壓縮機(jī) 2 74 2 74 8 空氣壓縮機(jī) 1 12 1 12 9 汽車鶴管 2 2 10 火車鶴管 9 9 11 卷?yè)P(yáng)機(jī) 1 1 合計(jì) 73 73 表 26 非定型設(shè)備分類匯總表 序 號(hào) 類 型 國(guó)內(nèi)訂貨 國(guó)外訂貨 備注 臺(tái) 數(shù) 金屬重量（噸） 臺(tái) 金屬重量（噸） 總重量 合金鋼或不銹鋼 總重量 合金鋼或不銹鋼 材料 質(zhì)量 數(shù) 材料 質(zhì)量 1 容器 43 16MnR 0Cr18Ni9 2 反應(yīng)器 1 16MnR 140 4 塔器 3 0Cr18Ni9 5 換熱器 12 6 其他 合計(jì) 63 表 27 定型設(shè)備分類匯總表 序號(hào) 類 型 國(guó)內(nèi)訂貨 國(guó)外訂貨 備注 臺(tái)數(shù) 金屬重量（噸） 臺(tái)數(shù) 金屬重量（噸） 總重量 合金鋼或不銹鋼 總重量 合金鋼或不 銹鋼 材料 質(zhì)量 材料 質(zhì)量 1 換熱器 8 0Cr18Ni9 2 旋 風(fēng) 分 離器 1 合計(jì) 9 六、 原材料、動(dòng)力消耗定額及消耗量 本項(xiàng)目在生產(chǎn)原料方面，公司以山西焦化產(chǎn)焦油苯為主導(dǎo)原料，利用自身 81 萬(wàn)噸硝酸及公司本部 45 萬(wàn)噸合成氨生產(chǎn)能力，苯胺生產(chǎn)所需氫氣和硝酸完全能夠自用。本項(xiàng)目苯胺生產(chǎn)過(guò)程中原材料、動(dòng)力（水、電、汽、力）催化劑、輔助劑等消耗定額以及消耗量如表 61 所示。 表 28 苯胺裝置消耗定額表（ 以每噸苯胺計(jì)） 序號(hào) 名稱 規(guī)格 單位 消耗定額 消耗量 備注 每小時(shí) 每年 1 原料及催化劑 苯 % t 59630 硝酸 60% t 硫酸 % t 液堿 32% t 氫氣 % t 810Nm3 7875 56700000 觸媒 t 28 2 公用工程 循環(huán)水 t 18375000 低溫水 t 1421000 過(guò)濾水 t 35000 生活水 t 35000 脫鹽水 t 2807 儀表空氣 Nm3 686000 氮?dú)? Nm3 319900 電 kWh 154 10780000 低壓蒸汽 () t 45500 中壓蒸汽 () t 52500 低壓蒸汽 () t 133000 七． 車間成本估算 表 29 主要評(píng)價(jià)指標(biāo)一覽表 序號(hào) 項(xiàng) 目 單位 指標(biāo) 備注 1 建設(shè)規(guī)模 苯胺 t/a 84000 項(xiàng)目投入總資金 萬(wàn)元 建設(shè)投 資 萬(wàn)元 建設(shè)期利息 萬(wàn)元 流動(dòng)資金 萬(wàn)元 3 主要效益指標(biāo) 年均銷售收入 萬(wàn)元 年均總成本費(fèi)用 萬(wàn)元 年均增值稅 萬(wàn)元 年均利潤(rùn)總額 萬(wàn)元 項(xiàng)目財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率 稅前 ％ 稅后 ％ 項(xiàng)目財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值 I=12％ 稅前 萬(wàn)元 稅后 萬(wàn)元 投資回收期 稅前 年 自建設(shè)之日起 稅后 年 自建設(shè)之日起 投資利潤(rùn)率 % 投資利稅率 % 借款償還期 年 自建設(shè)之日起 盈虧平衡點(diǎn) 正常年 表 30 苯胺投資表 內(nèi)容 1 萬(wàn)噸 2 萬(wàn)噸 7 萬(wàn)噸 24 萬(wàn)噸 建設(shè)投資 6000 萬(wàn) 11160 萬(wàn) 億 項(xiàng)目投資 總投資： 115,500 萬(wàn)元人民幣（詳見(jiàn)下表） 其中：固定資產(chǎn)： 75,000 萬(wàn)元 無(wú)形資產(chǎn)： 3,500 萬(wàn)元 遞延資產(chǎn)： 7,000 萬(wàn)元 流動(dòng)資金： 30,000 萬(wàn)元 （不含氫氣制造、辦公、生活設(shè)施） 萬(wàn) t/a 苯胺投 資 總 額 構(gòu) 成 表 單位：萬(wàn)元 序號(hào) 項(xiàng) 目 金 額 備 注 一 固定資產(chǎn) 100, 1 設(shè)備 40, 2 工藝管材及安裝 10, 3 倉(cāng)儲(chǔ)及公用設(shè)施 9, 4 電 氣、儀表、分析設(shè)備 5, 5 通信辦公設(shè)備 1, 6 土建 10, 二 無(wú)形資產(chǎn) 3, 1 軟件包 1, 2 設(shè)計(jì)費(fèi) 2, 三 遞延資產(chǎn) 7, 開(kāi)辦費(fèi)及不可預(yù)見(jiàn)費(fèi) 2, 催化劑費(fèi)用 5, 四 流動(dòng)資金 30, 五 投資總額 360, 裝置區(qū)占地 萬(wàn) t/a 苯胺裝置為 一棟四層 100 120m2 框架主廠房，其它輔助裝置為平房，裝置區(qū)總占地約 2020 120m2。 八、 環(huán)境保護(hù)與安全措施 設(shè)計(jì)采用的環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn) 環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn) 《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》 (GB30951996)中二級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》 (GB38382020)中Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)。 《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》 (GB309693)中 II類標(biāo)準(zhǔn)。 污染物排放標(biāo)準(zhǔn) 《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB162971996）中二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。 《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》 (GB89781996)中二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。 《工廠企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》 (GB1234890) 中二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。 《一般固體廢棄物貯存、處置場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（ GB185992020）《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB132232020）中Ⅲ時(shí)段。 生產(chǎn)分析 截至 2020 年底，我國(guó)苯胺產(chǎn)能高達(dá) 萬(wàn)噸，隨著苯胺生產(chǎn)能力的逐漸提高，預(yù)計(jì)我國(guó) 2020 年苯胺產(chǎn)能將達(dá) 230 萬(wàn)噸。而在苯胺生產(chǎn)過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量“三廢”污染物，對(duì)環(huán)境造成影響。以下就以多鍋串聯(lián)連續(xù)硝化工藝來(lái)簡(jiǎn)要分析苯胺生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的“三廢”來(lái)源、相關(guān)設(shè)計(jì)指標(biāo)以及 控制方法。 苯胺生產(chǎn)過(guò)程中： （ 1）廢氣廢氣主要來(lái)自于苯硝化過(guò)程產(chǎn)生的苯與混酸硝化尾氣、氫氣壓縮系統(tǒng)產(chǎn)生的污氫、廢酸回收處理設(shè)施產(chǎn)生尾氣的以及無(wú)組織排放廢氣。 （ 2）廢水主要來(lái)自于酸性粗硝基苯的堿洗、水洗廢水及硝基苯還原生產(chǎn)苯胺過(guò)程產(chǎn)生的反應(yīng)生成水。 （ 3）固體廢棄物（液）主要來(lái)自于苯與混酸硝化過(guò)程產(chǎn)生廢酸、硝基苯還原過(guò)程產(chǎn)生的廢催化劑及硝基苯和苯胺精餾產(chǎn)生的釜?dú)堃骸? 上述“三廢”的排放源途徑如圖 8 8 83所示。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未 指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)