【正文】 5) 本工藝設(shè)計車間裝置設(shè)備內(nèi)的填充物購置費設(shè)備內(nèi)的填。備件購置費為本工藝設(shè)計車間設(shè)備費用的6‰基準計算。車間生產(chǎn)工具以及器具的購置費為本工藝設(shè)計車間設(shè)備費用的2‰基準計算，本設(shè)計車間的生產(chǎn)工具、器具的購置費為。對于非標設(shè)備，本工藝設(shè)計按照生產(chǎn)的廠家的報價或著按國家相關(guān)部門規(guī)定的非標設(shè)備的指標計價。 投資估算 編制依據(jù)本工藝設(shè)計DMO催化加氫車間，建設(shè)投資主要根據(jù)國家石化局(1999)第195號文《化工建設(shè)項目可行性研究投資估算編制辦法》進行估算，對DMO加氫車間的建設(shè)工程費用、車間的無形資產(chǎn)、車間的遞延資產(chǎn)以及車間預備費用進行編制。本工藝設(shè)計車間投資估算的范圍：一是DMO加氫車間土建的投資、DMO加氫車間生產(chǎn)設(shè)備的投資和裝置設(shè)備的安裝工程、建設(shè)車間固定資產(chǎn)以及其他費用等。本串級工藝設(shè)計布置合理，防止了噪聲加大及轉(zhuǎn)播。生活垃圾廢渣全部送往工業(yè)園區(qū)城市垃圾處理站集中處理。本工藝設(shè)計車間產(chǎn)生的廢渣主要為失效HEG1催化劑和生活廢渣，每年產(chǎn)生10噸失效催化劑及20噸生活垃圾。
b)地面洗水排水網(wǎng)系統(tǒng)本工藝設(shè)計車間裝置設(shè)備區(qū)和產(chǎn)品儲罐區(qū)的圍堰內(nèi)地面沖洗廢水和下雨時積累雨水，由地面廢水排水溝收集，最后由全廠地下排水總管網(wǎng)送至工業(yè)園區(qū)的污水處理集中池處理。職工食堂的廢水由廢油池初步處理達標后才可以安全排入全廠的生活污水總管網(wǎng)。二是DMO催化加氫車間發(fā)生事故時產(chǎn)生的廢水排水網(wǎng)系統(tǒng)。本工藝設(shè)計DMO加氫車間主要廢水來自于每年80噸生產(chǎn)區(qū)的含氮廢水，每年100噸生活廢水和每年300噸的地面洗水及雨水。這樣能最小的減少物料的蒸發(fā)，可以有效地控制無組織氣體的排放；車間設(shè)備中含有乙二醇類的物料要取樣時應采用密閉的采樣裝置；車間內(nèi)回流罐和中間產(chǎn)品儲罐設(shè)計中采用氮氣了氣封系統(tǒng)，將管道中跑冒滴漏的含有少量乙二醇類氣體排入火炬系統(tǒng)燃燒；
（2）DMO加氫車間正常生產(chǎn)過程中，EG初步精餾塔和各類儲罐容器連續(xù)排放出不凝性氣體，車間設(shè)計中將這些氣體排入總廠的燃料氣管網(wǎng)，作為廢燃料燃燒利用；在DMO加氫車間開停車和工人操作不當時排放出的氣體一起送入火炬系統(tǒng)燃燒，不能就地排入大氣中。在DMO加氫車間工藝管道等滴漏無法避免，所以要在最有可能發(fā)生跑冒滴漏的地放(如反應器、塔器)設(shè)置現(xiàn)場就地廢氣檢測站。圖2 EG合成車間平面布置圖7 環(huán)境保護措施 設(shè)計原則本工藝設(shè)計所依據(jù)的環(huán)境質(zhì)量標準如下表71所示。對于DMO和氫氣原料儲罐(V1001)時，車間設(shè)置有專門的儲罐區(qū)。圖5 壓縮機平面布置圖 儲罐布置本設(shè)計容器包括立式和臥式。壓縮機進出口為短直物流管線。對于泵的布置采用主備雙排布置，()，(大于2m)，設(shè)計泵組的基礎(chǔ)平臺為150mm，,泵組布置在同一基礎(chǔ)平臺上，在物料泵組的周圍設(shè)置有廢液排水通道，本車間泵組布置設(shè)計方案合理。這樣設(shè)置有空間可以從反應器下部排放失效的HEG1型催化劑。圖1 EG合成車間立面布置圖 圖2 EG合成車間平面布置圖 車間的單元設(shè)備布置 固定床反應器布置本設(shè)計車間只涉及到一個DMO催化加氫反應器，HEG1型催化劑可以由加氫反應器的頂部直接加入。距離儲罐、。 車間布置圖本設(shè)計對DMO加氫車間進行了詳細的設(shè)備布置，包括車間的立面布置總圖、平面布置總圖。車間中設(shè)備之間或設(shè)備與墻體之間的凈間距離得大小設(shè)計要求，具體如下表62所示表62 設(shè)備之間的安全距離序號項目凈安全距離/m12345～6～78不超過45176。DMO加氫車間的輔助設(shè)備換熱器，離心泵，氫氣壓縮機，閃蒸罐按照工藝流程順序依次布置在各工段相鄰設(shè)備的平臺結(jié)構(gòu)上，離心泵、氫氣壓縮機都屬于振動類的設(shè)備應該布置在一層平臺，其中設(shè)備的基礎(chǔ)與框架的基礎(chǔ)分開，同時要在氫氣壓縮機管道進口處安裝消聲器，防止噪聲的發(fā)生。DMO加氫車間采用的是半露天布置，墻體都不采用鋼筋混凝土搭建而成，車間設(shè)置有兩層操作平臺，在合成車間兩側(cè)設(shè)置上下樓梯，供維修人員和操作人員通行。其具體控制系統(tǒng)見下圖9儲罐 V1001控制系統(tǒng)。在儲罐上部安裝了自動泄壓閥，如果出現(xiàn)儲罐內(nèi)壓力有異常波動時，泄壓閥可以自動打開調(diào)節(jié)壓力，這樣可以防止儲罐內(nèi)部出現(xiàn)過高的壓力發(fā)生危險。儲罐的自動控制系統(tǒng)通常采用物料流股的液位和采出物料的流量所組成的串級控制系統(tǒng)。其具體控制系統(tǒng)見下圖8閃蒸罐 V1002 壓力物料液位串級控制系統(tǒng)。閃蒸罐的液位控制系統(tǒng)是通過罐中物料液位和采出的混合物料流量的串級控制系統(tǒng)。 閃蒸罐的控制方案 本工車間設(shè)計車間有一個閃蒸罐V1002，設(shè)計時為了保證閃蒸罐能正常的操作，閃蒸罐的壓力是必須控制的主要工藝變量，并且閃蒸罐底部的液位也需要檢測控制系統(tǒng)。由此同時，在非常壓下也保證有效的安全操作。使進入加氫反應器的物料溫度控制在210℃，這樣可以達到DMO高轉(zhuǎn)化率，EG高選擇性的效果。因此加氫反應器最主要的控制點就是在加氫反應的溫度控制，并且溫度應該控制在210℃。對DMO催化加氫化反應而言，當DMO催化加氫反應溫度上升，原料液DMO的轉(zhuǎn)化率升高，而E產(chǎn)物乙二醇的選擇性增大。具體的控制方案如下圖7所示DMO加氫反應器的控制系統(tǒng)。DMO催化加氫反應過程穩(wěn)定后，固定床反應器內(nèi)的溫度和壓力應該控制在一定調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，進出加氫反應器的溫差度不能太大，一般相差5℃。本車間設(shè)計在DMO加氫反應器的進出口處都設(shè)置有溫度與壓力檢測儀表，使加氫反應器溫度控制在210℃，使得DMO加氫反應達到最佳的反應條件。對于固定床反應器來說，返混小，傳熱控溫不易，所以溫度的檢測與控制是反應器控制系統(tǒng)核心所在。具體控制方案如下圖6所示?？刂萍訜嵴羝臏囟冗_到粗乙二醇進入精餾塔的溫度,進入溫度為210℃。本工藝設(shè)計中物料進入精餾塔底的進口管上設(shè)計了溫度檢測點，當溫度高于210℃時，再沸器的蒸汽物料的流量減小。E1005再沸器側(cè)部設(shè)計了塔底流股的液位檢測點以及液位控制儀表。本車間設(shè)計有一組再沸器，EG初精餾塔T1001所示如圖6換熱器E1005A/B。具體的控制方案如下圖5所示。以氫氣換熱器(E1002)為例，氫氣流股與公用工程蒸汽流股換熱的控制中，本工藝設(shè)計以公用工程所采用過熱蒸汽給氫氣換熱，以蒸汽物料的流量與氫氣物料的溫度組成一個溫度流量的串級控制系統(tǒng)。本車間設(shè)計的換熱器，采用物料溫度物料流量的串級控制系統(tǒng)，如換熱器E1002。圖3 壓縮機的控制方案圖4 多級壓縮MC1001控制方案 換熱器的控制方案本車間乙二醇生產(chǎn)設(shè)計過程中，物料流量與溫度都會受到外界環(huán)境的的干擾，所以要采用物料溫度物料流量的串級控制系統(tǒng)。溫度為25℃，經(jīng)過壓縮后氫氣出口溫度為60℃，符合本工藝設(shè)計的要求。本工藝設(shè)計中氫氣壓縮機C1001采用了旁路調(diào)節(jié)的控制方案。在設(shè)計時要保證進入離心式壓縮機管道的物料流量不能過低，如果氫氣物料流量太低時，離心式壓縮機將會產(chǎn)生喘振現(xiàn)象，為了防止壓縮機發(fā)生這種現(xiàn)象，在車間設(shè)計氫氣壓縮機控制時采用了抗喘振的控制系統(tǒng)。但在一般情況時，氫氣壓縮機可以承受這種變化高溫度。對于本工藝車間設(shè)計采取的是，在離心泵泵出口側(cè)采用測定物料流量，將流量控制閥設(shè)置在管道的不同處來控制調(diào)節(jié)物料流量，其具體的控制方案如下圖2所示流量控制系統(tǒng)。本工藝設(shè)計只要求測定管道物料流量，所以只設(shè)計了流量檢測系統(tǒng)。具體控制方案如下圖所示控制系統(tǒng)。 設(shè)備控制方案 泵的控制方案本設(shè)計中所有泵的出口都必須設(shè)有就地指示壓力表，對于離心泵控制，壓力表的指示量程要大于泵出口的最大壓力。 動力供應 儀表用壓縮空氣本工藝設(shè)計車間所有儀表所用壓縮空氣來都自于總廠。 分類 加氫粗產(chǎn)品儲罐儲罐操作條件如下表413表413 V1004進料罐操作的條件60 選型結(jié)果表414 儲罐一覽表序號設(shè)備位號設(shè)備名稱數(shù)量型號規(guī)格流量（m3/h）設(shè)計壓力(MPa)設(shè)計溫度(℃)支座標記1V1001DMO儲罐1D=2800,L=800090JB/T472592，耳座A82V1002加氫產(chǎn)物閃蒸罐1D=2300,L=60002125JB/T472592，耳座A83V1004加氫粗產(chǎn)品儲罐1D=2000,L=620060JB/T471292，鞍座BV1100F；間距14124V1005塔頂回流罐1D=1300,L=380080JB/T471292，鞍座BV1100F；間距14125 自動控制及儀表 設(shè)計依據(jù)DMO催化加氫車間設(shè)計中主要標準見下表51。儲罐是化工廠生產(chǎn)過程中最為常見的裝置設(shè)備。 A4mm2 本車間設(shè)計的DMO催化加氫反應器裝備圖如下圖10所示。 [s]TK = = dh = =deh =dnh C1 C2= dmin = dnh = [Pw]= = ℃1δn C1 [σ]t 鍛件 C1t C1r [σ]t [σ]t δ δt frr fr d B h1 接 h2 A A1 A2 A3 mm2 ，小于A，需另加補強。 C [s]t [s]焊接接頭系數(shù) fPT = = [s]t[s]T163。 ss = sT = = sT163。 [s]T[Pw]= = st = = [s]tf[s]tf ≥st176。 C [s] [s]t ss C1 fd = =de =dn C1 C2= dn = PT = = [s]T[s]T163。表412 SW62011DMO加氫反應器校核計算176。根據(jù)DMO加氫反應器工藝參數(shù)以及相關(guān)的設(shè)計標準，分別對反應器的殼體、上下封頭等主要部件進行工藝設(shè)計及利用SW62011校核軟件進行強度校核。HEG1催化劑失活主要是長期使用后中毒，所以催化劑的再生需要脫硫脫碳處理，使催化劑再生。由于DMO催化加氫反應器為列管式反應器，HEG1型催化劑失效后不能完全還原，所以設(shè)計加氫車間時設(shè)計有一臺備用加氫反應器。 DMO催化加氫反應器內(nèi)裝填HEG1型催化劑，加氫反應器底部設(shè)計有支撐板，可以支撐HEG1型催化劑的重量。焊接法連接，則反應器管心距為圖10 反應管排列方式橫過管束中心線的管數(shù)為反應器殼體的內(nèi)徑為 本反應器設(shè)計取則反應器殼體內(nèi)徑為所以DMO加氫反應器殼體內(nèi)徑為D=。因此故DMO加氫反應器管數(shù)為5017根，呈正三角形排列。該體積為HEG1型催化劑體積，由此來求得反應器體積為 V床=()= (1)、HEG1型催化劑床層直徑u為空床操作氣速，；床層直徑 圓整后，(2)、HEG1型催化劑床層高度催化劑平均粒徑取4mm，；床層高度 V床——反應器催化劑床層體積 m3L——催化劑床層高度，管長取 (3)、反應器裝填HEG1型催化劑的量反應器床層裝有Φ3~6mm 中空類球形HEG1型催化劑，堆密度ρ為500 kg/m3，催化劑導熱系數(shù)λ為，催化劑的適宜使用溫度為 193~250 ℃。在DMO催化加氫反應器溫度為210℃，氫酯比為80時，依據(jù)文獻[16]查的，當DMO加氫反應時間為1s的時候，原料草酸二甲酯的轉(zhuǎn)化率將達到100%，%。采用列管式固定床反應器，DMO催化加氫反應的操作條件是：催化反應溫度210℃，氫烴比80~100。所以本工藝設(shè)計氫酯比選擇為80。圖8 壓力對DMO催化加氫反應的影響（3）氫酯比影響氫酯比是指原料中新鮮氫氣與原料中DMO的摩爾比，氫酯比對DMO催化加氫反應的影響如下圖9所示。催化反應壓力對DMO催化加氫反應的影響如下圖8所示。圖7 溫度對DMO催化加氫反應的影響（2） 反應壓力 本設(shè)計乙二醇合成車間實際生產(chǎn)操作中，DMO催化加氫溫度與壓力是同時考慮的，但為了保持設(shè)備運轉(zhuǎn)的恒定，在升高加氫反應溫度時，必須同時增加加氫反應壓。由圖7中能看出，氫酯比為80，原料DMO的液空速一定時，在催化反應溫度190～210℃內(nèi)，原料中DMO的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物乙二醇的選擇性隨著反應溫度的增加有明顯升高，當DMO轉(zhuǎn)化率在210℃%；由圖可知，升高催化反應溫度對DMO催化加氫反應有利，但是當催化溫度達到210℃以上時，生成物中開始出現(xiàn)少量的乙醇，說明催化副反應開始發(fā)生。同時HEG1型催化劑由國內(nèi)自主研發(fā)，超過了時國內(nèi)外文獻報道的CuSi系、CuCr系的草酸二甲酯加氫催化劑活性數(shù)據(jù)水平。 反應機理DMO催化加氫制乙