【導(dǎo)讀】程以及氧化工段全流程的嚴(yán)格機(jī)理模型。PTA是合成聚酯纖維。和塑料的重要原料，主要采用對二甲苯空氣氧化法和加氫精制生產(chǎn)。工業(yè)過程的建設(shè)，模擬和優(yōu)化一直是過程系統(tǒng)工程領(lǐng)域的核心研究內(nèi)容。本文詳細(xì)論述了工藝路線論證，工藝流程設(shè)計(jì)，全流程的物料衡算，熱量衡算，題提出的建議等內(nèi)容。

　　

【正文】 。過程接口，如控制器，過程接口單元及輔助儀表系統(tǒng)安裝在鄰近中央控制室的機(jī)柜室。 涉及范圍 本設(shè)計(jì)包括 PTA 主裝置界區(qū)內(nèi)的空壓機(jī)和 HPCCU 尾氣催化焚燒單元、氧化、 CTA 結(jié)晶、分離和干燥工段、溶劑回收和母液處理系統(tǒng)、溶劑脫水、催化劑儲存、安全排放系統(tǒng)、 CTA 輸送和尾氣干 燥、精制、 PTA 結(jié)晶、分離和干燥工段、PTA 母液及排放氣處理系統(tǒng)、產(chǎn)品輸送及料倉、蒸汽及凝液系統(tǒng)、堿液系統(tǒng)等自控和儀表的設(shè)計(jì)。 生產(chǎn)裝置對自動控制的要求 PTA 裝置是石油化工裝置中工藝過程復(fù)雜、介質(zhì)特殊、工藝流程長、設(shè)備臺件數(shù)多、控制和聯(lián)鎖系統(tǒng)復(fù)雜、儀表種類多、選型難度大、對自動化水平要求高的裝置之一。 PTA 裝置中的物料具有易燃、易爆、易堵、腐蝕性強(qiáng)等特點(diǎn)，因此操作難度大，控制要求高。為了使 PTA 裝置能安全可靠地生產(chǎn)，要求裝置的自動控制系統(tǒng)和安全儀表聯(lián)鎖系統(tǒng)具有高可靠性、高安全性及相當(dāng)?shù)南冗M(jìn) 性。 為了確保 PTA 裝置能平穩(wěn)、高效、優(yōu)化的長期運(yùn)行，工藝過程的控制采用分散型控制系統(tǒng)（ DCS）。為了保證裝置的安全生產(chǎn)，安全儀表系統(tǒng) (SIS)采用故障安全型三重化冗余容錯(cuò)（ TMR）結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)置，與 DCS 之間可進(jìn)行串行數(shù)據(jù)通訊（冗余）。 SIS 系統(tǒng)的報(bào)警、聯(lián)鎖信號可以同時(shí)在 DCS 及輔助操作臺上重復(fù)報(bào)警顯示，并在輔助操作臺（盤）上設(shè)置操作聯(lián)鎖旁路、復(fù)位按鈕。 旋轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)、壓力 /常壓離心機(jī)、 TA/PTA 干燥機(jī)等成套設(shè)備，隨機(jī)帶有一次檢測儀表，重要參數(shù)進(jìn) DCS 指示報(bào)警或參與聯(lián)鎖。工藝 空氣壓縮機(jī)組 (PAC)的控制采用 PLC 系統(tǒng)（隨機(jī)組成套），其全部操作參數(shù)通過遠(yuǎn)程通訊（ MODBUS485RTU）傳送到設(shè)在控制室內(nèi)的 PAC VDU 上顯示。 關(guān)鍵的聯(lián)鎖控制回路其檢測儀表與常規(guī)指示控制回路檢測儀表分開設(shè)置，重要的聯(lián)鎖控制回路設(shè)置雙檢測儀表，氧化反應(yīng)及結(jié)晶冷凝后的氣相介質(zhì)設(shè)置氧分析儀 /二氧化碳分析儀 /一氧化碳分析儀三重檢測儀表，以確保安全可靠。 年產(chǎn) 44萬噸精對苯二甲酸（ PTA）工段設(shè)計(jì) 24 8 公用工程 勞動保護(hù) 勞動保護(hù)的目的 勞動保護(hù)的目的是為 勞動者 創(chuàng)造安全、衛(wèi)生、舒適的勞動 工作條件 ，消除和預(yù)防勞動生產(chǎn)過程中可能發(fā)生的傷亡、 職業(yè)病 和急性職業(yè)中毒，保障勞動者以健康的 勞動力 參加社會生產(chǎn)，促進(jìn) 勞動生產(chǎn)率 的提高，保證社會主義現(xiàn)代化建設(shè)順利進(jìn)行。 勞動保護(hù)的基本內(nèi)容 ①勞動保護(hù)的立法和監(jiān)察 ②勞動保護(hù)的管理與宣傳 ③安全技術(shù) ④工業(yè)衛(wèi)生 ⑤ 工作時(shí)間 與休假制度 ⑥女職工與未成年工的特殊保護(hù)。 勞動保護(hù)管理制度 1）貫徹執(zhí)行各項(xiàng)勞動保護(hù)法律、法規(guī)、條例和規(guī)定。及時(shí)解決生產(chǎn)中出現(xiàn)的 有關(guān)安全生產(chǎn)衛(wèi)生等方面的問題，不斷改善勞動條件。 2) 及時(shí)向職工群眾宣傳黨和國家勞動保護(hù)政策及企業(yè)安全衛(wèi)生規(guī)章制度，對職工群眾進(jìn)行遵章守紀(jì)和勞動保護(hù)科學(xué)技術(shù)知識的教育。 3) 做好新進(jìn)職工、調(diào)換崗位職工、特殊工種職工的培訓(xùn)、考核、發(fā)證工作。 4) 配合衛(wèi)生管理部門做好新職工從業(yè)前的衛(wèi)生健康檢查。對從事或接觸有毒、有害作業(yè)人員實(shí)行定期健康檢查，建立健康檔案。 5）做好職工因工傷殘和職業(yè)病的鑒定工作，對確認(rèn)不宜繼續(xù)從事原工種工作的，應(yīng)及時(shí)調(diào)離，妥善安置。 6）以科學(xué)方法 不斷改進(jìn)技術(shù)措施，改善職工的生產(chǎn)環(huán)境和生產(chǎn)設(shè)施，保障職工的安全健康。 7）嚴(yán)格執(zhí)行國家勞動保護(hù)的有關(guān)規(guī)定，改善女職工的勞動保護(hù)設(shè)施。做好女職工經(jīng)期、孕期、產(chǎn)期、哺乳期、更年期的特殊保護(hù)工作。 8）根據(jù)工作性質(zhì)和勞動條件，按有關(guān)規(guī)定為職工配備必需的勞動保護(hù)用品。對特殊防護(hù)用品應(yīng)定期進(jìn)行檢查，嚴(yán)格按規(guī)定使用、保養(yǎng)、報(bào)廢。在搞好勞動保護(hù)用品發(fā)放的同時(shí)，要對使用情況進(jìn)行調(diào)研工作，及時(shí)改進(jìn)、改善。 9）控制加班加點(diǎn)，確需加班加點(diǎn)的，應(yīng)控制時(shí)間和人數(shù)。 年產(chǎn) 44萬噸精對苯二甲酸（ PTA）工段設(shè)計(jì) 25 10）對上級有關(guān)部門提出的意見及時(shí)改 進(jìn)，保證勞動保護(hù)工作的實(shí)施。 安全生產(chǎn) 安全生產(chǎn)基本簡介 安全生產(chǎn)是安全與生產(chǎn)的統(tǒng)一，其宗旨是安全促進(jìn)生產(chǎn)，生產(chǎn)必須安全。搞好安全工作，改善勞動條件，可以調(diào)動職工的生產(chǎn)積極性；減少職工傷亡，可以減少 勞動力 的損失；減少財(cái)產(chǎn)損失，可以增加 企業(yè)效益 ，無疑會促進(jìn)生產(chǎn)的發(fā)展；而生產(chǎn)必須安全， 則是因?yàn)榘踩巧a(chǎn)的前提條件，沒有安全就無法生產(chǎn)。 安全生產(chǎn)的本質(zhì) 1） 保護(hù)勞動者的生命安全和職業(yè)健康是安全生產(chǎn)最根本、最深刻的內(nèi)涵，是安全生產(chǎn)本質(zhì)的核心。 2） 突出強(qiáng)調(diào)了最大限度的保護(hù)。所謂最大限度的保護(hù)，是指在現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)社會所能提供的客觀條件的基礎(chǔ)上，盡最大的努力，采取加強(qiáng)安全生產(chǎn)的一切措施，保護(hù)勞動者的生命安全和職業(yè)健康。 3） 突出了在生產(chǎn)過程中的保護(hù)。 4） 突出了一定歷史條件下的保護(hù)。 安全生產(chǎn)的基本原則 1） “管生產(chǎn)必須管安全”的原則指工程項(xiàng)目各級領(lǐng)導(dǎo)和全體員工在生產(chǎn)過程中必須堅(jiān)持在抓生產(chǎn)的同時(shí)抓好 安全工作。他實(shí)現(xiàn)了安全與生產(chǎn)的統(tǒng)一，生產(chǎn)和安全是一個(gè)有機(jī)的整體，兩者不能分割更不能對立起來應(yīng)將安全寓于生產(chǎn)之中。 2） “安全具有否決權(quán)”的原則指安全生產(chǎn)工作是衡量 工程項(xiàng)目管理 的一項(xiàng)基本內(nèi)容，它要求對各項(xiàng)指標(biāo)考核，評優(yōu)創(chuàng)先時(shí)首先必須考慮安全指標(biāo)的完成情況。安全指標(biāo)沒有實(shí)現(xiàn)，即使其他指標(biāo)順利完成，仍無法實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的最優(yōu)化，安全具有一票否決的作用。 3） “三同時(shí)”原則基本建設(shè)項(xiàng)目中的職業(yè)安全、衛(wèi)生技術(shù)和環(huán)境保護(hù)等措施和 設(shè)施，必須與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投產(chǎn)使用的法律制度的簡稱。 4） “五同時(shí)”原則企業(yè)的生產(chǎn)組織及領(lǐng)導(dǎo)者在計(jì)劃、布置、檢查、總結(jié)、評比生產(chǎn)工作的同時(shí)，同時(shí)計(jì)劃、布置、檢查、總結(jié)、評比安全工作。 5） “四不放過”原則事故原因未查清不放過，當(dāng)事人和群眾沒有受到教育不放過，事故責(zé)任人未受到處理不放過，沒有制訂切實(shí)可行的預(yù)防措施不放過。 年產(chǎn) 44萬噸精對苯二甲酸（ PTA）工段設(shè)計(jì) 26 三廢排放及處理 廢氣：安全閥排放氣體匯集后進(jìn)入洗滌塔，保護(hù)環(huán)境；采用高壓焚燒（ HPCCU）、低壓焚燒（ LPCCU）或再生熱氧化（ RTO）裝置處理尾氣，改善環(huán)境。 廢水：廢水 經(jīng)過處理達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)要求。 廢渣： PTA 生產(chǎn)廢渣有兩部分，一部分是事故、開停車及設(shè)備清掃產(chǎn)生的對苯二甲酸 (TA)固體廢料，其數(shù)量取決于生產(chǎn)操作管理、設(shè)備狀況及事故頻率等，這部分廢渣可直接外售，無需處理：另一部分是粗對苯二甲酸 fCTA)母液處理產(chǎn)生的固體廢物，主要成份為對苯二甲酸 (TA)、副產(chǎn)物、高沸物及催化劑，一般送往危廢處理或催化劑回收單位處理。 年產(chǎn) 44萬噸精對苯二甲酸（ PTA）工段設(shè)計(jì) 27 9 工程設(shè)計(jì)概算 物料的費(fèi)用 已知： PX(對二甲苯 )的價(jià)格為 8250 元 /噸， PTA(精對苯二甲酸 )價(jià)格為 11000元 /噸， 經(jīng)濟(jì)潛力： Ep=11000**1058250**105=*109元 /年 投資總額 經(jīng)測算，項(xiàng)目總投資約 160000萬元人民幣，其中：建設(shè)投資占 90%約為 144000萬元，流動資金占 10%約為 16000 萬元，各項(xiàng)資金費(fèi)用詳見下表 91. 表 91 投資金額分配表 以上數(shù)據(jù)是經(jīng)過查閱資料，估算出來的，假設(shè)設(shè)備的使用年限為 20年，初步估算本項(xiàng)目 20年后就能盈利多少： 盈利 =*109**109=*1010元 序號 工程和費(fèi)用名稱 投資額（萬元） 比例（ %） 1 建設(shè)投資靜態(tài)部分 128000 80 建筑工程費(fèi) 12800 8 設(shè)備購置費(fèi) 48000 30 安裝工程費(fèi) 24000 15 工程建設(shè) 其他費(fèi) 32021 20 預(yù)備費(fèi) 11200 7 2 建設(shè)投資動態(tài)部分 16000 10 3 流動資金 16000 10 4 項(xiàng)目投入總資金 160000 100 年產(chǎn) 44萬噸精對苯二甲酸（ PTA）工段設(shè)計(jì) 28 10 結(jié)束語 本次設(shè)計(jì)任務(wù)是年產(chǎn) 44 萬噸 精對苯二甲酸（ PTA）工段設(shè)計(jì) PTA 生產(chǎn)工藝過程可分氧化單元和加氫精制單元兩部分。原料 對二甲苯以醋酸為溶劑，在催化劑作用下經(jīng)空氣氧化成粗對苯二甲酸，再依次經(jīng)結(jié)晶、過濾、干燥為粗品；粗對苯二甲酸經(jīng)加氫脫除雜質(zhì)，再經(jīng)結(jié)晶、離心分離、干燥為 PTA 成品。 精對苯二甲酸是生產(chǎn)聚酯纖維、樹脂、膠片及容器樹脂的主要原料，被廣泛應(yīng)用于化纖、容器、包裝、薄膜生產(chǎn)等領(lǐng)域。 PTA的原料為二甲苯，二甲苯的原料為石油。而 PTA 是聚酯的原料，聚酯又是滌綸的原料，而化纖中 80%為滌綸，化纖占紡織業(yè)原料 36%的份額 。 結(jié)束整個(gè)課程設(shè)計(jì) 后，發(fā)現(xiàn)要完成好一個(gè)課程設(shè)計(jì)是需要做十分充足的準(zhǔn)備。因?yàn)橐粋€(gè)課程設(shè)計(jì)是涉及到許多方面知識的綜合。本次課程設(shè)計(jì)準(zhǔn)備的比較倉促，因此還有許多不足之處，吸取了本次的教訓(xùn)后，下次的設(shè)計(jì)一定可以做得更好。 在這特別感謝老師和幫助我的同學(xué)。 年產(chǎn) 44萬噸精對苯二甲酸（ PTA）工段設(shè)計(jì) 29 參考文獻(xiàn) [1]陳聲宗 .《化工設(shè)計(jì)第二版》 [M],化學(xué)工業(yè)出版社 2021 年。 [2]安全管理網(wǎng) .精對苯二甲酸裝置簡介和重點(diǎn)部位及設(shè)備 [EB/OL],安全管理網(wǎng)2021 年。 [3]佚名 .PTA 裝置工藝介紹 [EB/OL]，百度文庫 2021 年 。 [4]天津市臨港工業(yè)區(qū)管理委員會 .年產(chǎn) 80 萬噸精對苯二甲酸（ PTA）項(xiàng)目投資說明書 [EB/OL]，百度文庫 2021 年。 [5]佚名 .淺談 PTA 生產(chǎn)技術(shù)及工藝流程 —— 002[EB/OL]，百度文庫 2021 年。 [6]汪英枝，姚瑞奎 .精對苯二甲酸裝置物耗、能耗分析及節(jié)能減排措施 [J],《化學(xué)工業(yè)》 2021 年第 28 卷第 1期，第 2830 頁。 [7]劉光啟，馬連湘，劉杰 .《化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊有機(jī)卷》 [M]，化學(xué)工業(yè)出版社 2021 年。 [8]吳志泉，涂晉林，徐汛 .《化工工藝計(jì)算物料，能量衡算》 [M]，華東化工學(xué)院出版社 1992 年。 [9]中國石化集團(tuán)上海工程有限公司 .《化工工藝設(shè)計(jì)手冊第三版》 [M]，化學(xué)工業(yè)出版社 2021 年。 年產(chǎn) 44萬噸精對苯二甲酸（ PTA）工段設(shè)計(jì) 30 附錄一 本文以 44萬噸 PTA 生產(chǎn)裝置氧化工段流程為對象，建立了氧化工段核心流程以及氧化工段全流程的嚴(yán)格機(jī)理模型。 PTA（ 精對苯二甲酸）是合成聚酯纖維和塑料的重要原料，主要采用對二甲苯（ PX）空氣氧化法和加氫精制生產(chǎn)。復(fù)雜工業(yè)過程的建設(shè)，模擬和優(yōu)化一直是過程系統(tǒng)工程（ PSE)領(lǐng)域的核心研究內(nèi)容。 本文詳細(xì)論述了工藝路線論證，工藝流程設(shè)計(jì)，全流程的物料衡算，熱量衡算，主要設(shè)備的選型，車 間布置設(shè)計(jì)，自動控制與優(yōu)化，公用工程（勞動保護(hù)、安全生產(chǎn)、三廢處理） ,工程設(shè)計(jì)概算，以及在本設(shè)計(jì)過程中所遇到的問題和針對問題提出的建議等內(nèi)容。 年產(chǎn) 44萬噸精對苯二甲酸（ PTA）工段設(shè)計(jì) 31 附錄二 本文以 44萬噸 PTA 生產(chǎn)裝置氧化工段流程為對象，建立了氧化工段核心流程以及氧化工段全流程的嚴(yán)格機(jī)理模型。 PTA（ 精對苯二甲酸）是合成聚酯纖維和塑料的重要原料，主要采用對二甲苯（ PX）空氣氧化法和加氫精制生產(chǎn)。復(fù)雜工業(yè)過程的建設(shè)，模擬和優(yōu)化一直是過程系統(tǒng)工程（ PSE)領(lǐng)域的核心研究內(nèi)容。 本文詳細(xì)論述了工藝路線論證，工藝流程設(shè)計(jì)，全流程的物料衡算，熱量衡算， 主要設(shè)備的選型，車間布置設(shè)計(jì)，自動控制與優(yōu)化，公用工程（勞動保護(hù)、安全生產(chǎn)、三廢處理） ,工程設(shè)計(jì)概算，以及在本設(shè)計(jì)過程中所遇到的問題和針對問題提出的建議等內(nèi)容。 年產(chǎn) 44萬噸精對苯二甲酸（ PTA）工段設(shè)計(jì) 32 附錄三 本文以 44萬噸 PTA 生產(chǎn)裝置氧化工段流程為對象，建立了氧化工段核心流程以及氧化工段全流程的嚴(yán)格機(jī)理模型。 PTA（ 精對苯二甲酸）是合成聚酯纖維和塑料的重要原料，主要采用對二甲苯（ PX）空氣氧化法和加氫精制生產(chǎn)。復(fù)雜工業(yè)過程的建設(shè)，模擬和優(yōu)化一直是過程系統(tǒng)工程（ PSE)領(lǐng)域的核心研究內(nèi)容。 本文詳細(xì)論述了工藝路線論證，工藝流程設(shè)計(jì)，全流程的物 料衡算，熱量衡算，主要設(shè)備的選型，車間布置設(shè)計(jì)，自動控制與優(yōu)化，公用工程（勞動保護(hù)、安全生產(chǎn)、三廢處理） ,工程設(shè)計(jì)概算，以及在本設(shè)計(jì)過程中所遇到的問題和針對問題提出的建議等內(nèi)容。