【正文】 方面的條件。廠址選擇對工廠的建設(shè)進(jìn)度、投資數(shù)量、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境保護(hù)及社會效益等方面都有重大影響。 產(chǎn)品方案 本項(xiàng)目產(chǎn)品主要為聚合級乙烯單體和聚合級丙烯單體，在工藝裝置中的副產(chǎn)品主要有丙烷等。所選擇的產(chǎn)品方案和技術(shù)方案應(yīng)是優(yōu)化的方案，以最大程度減少投資，提高項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益和抗風(fēng)險(xiǎn)能力。貫徹主體工程與環(huán)境保護(hù)、勞動安全和工業(yè)衛(wèi)生、消防同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)建設(shè)、同時(shí)投產(chǎn)。所選擇的設(shè)備和材料必須可靠，且盡可能國產(chǎn)化。 2011年“三井化學(xué)杯”大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競賽指導(dǎo)書。 設(shè)計(jì)依據(jù) 《化工工廠初步設(shè)計(jì)文件內(nèi)容深度規(guī)定》（2001年06月01日國家石油和化工工業(yè)局發(fā)布）及有關(guān)專業(yè)的國家標(biāo)準(zhǔn)。 本項(xiàng)目的目標(biāo)是為一石油化工綜合企業(yè)設(shè)計(jì)一座C4烴綜合利用的分廠，要求采用來自醚化分廠的混合C4烴裂解生成以乙烯、丙烯為主的產(chǎn)物，并且考慮其余組分的利用的一個(gè)項(xiàng)目。 集團(tuán)年產(chǎn)20萬噸丙烯烴項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)說明書目 錄第一章 總論 1 項(xiàng)目概況 1 設(shè)計(jì)依據(jù) 1 設(shè)計(jì)思想及原則 1 工藝特點(diǎn) 2 產(chǎn)品方案 2 輔助設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用 3第二章 廠址選擇 4 選擇原則 4 5 6 原料和市場 6 8第三章 工藝設(shè)計(jì)方案 10 10 10 10 工藝方案選擇 10 10 生產(chǎn)任務(wù) 11 11 Aspen Plus 13 13 15 17 20 28 32 37 全流程模擬 37第四章 自動控制及儀表 39 設(shè)計(jì)依據(jù) 39 自動控制要求 39 設(shè)備的自動控制 40第五章 供電與通信 40 設(shè)計(jì)說明 40 設(shè)計(jì)范圍 40 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范 41 供電電源 42 變電所和配電間 42 高壓供電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 43 總降壓變電所設(shè)計(jì) 43 照明系統(tǒng) 44 接地防雷系統(tǒng) 44 接地系統(tǒng) 44 防雷保護(hù)系統(tǒng) 45 電信工程 47第六章 供熱 48 概述 48 標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范 49 供熱方案 49 鍋爐給水系統(tǒng) 50 水質(zhì)要求 50 蒸汽冷凝水的處理方法 50 本分廠的鍋爐給水系統(tǒng) 51 供熱系統(tǒng)配套設(shè)施 51 蒸汽管道 51 阻汽排水閥 52 汽水分離器 52第七章 環(huán)境保護(hù) 52 設(shè)計(jì)依據(jù) 52 環(huán)保治理措施 53 廢氣 53 廢水 53 廢渣 54 噪聲 54 場內(nèi)綠化 5456 / 59第一章 總論 項(xiàng)目概況在我國目前的多煤貧油自然資源條件下，減少烴原料化工對石油資源的過度依賴，是我國經(jīng)濟(jì)和社會可持續(xù)發(fā)展所面臨的一項(xiàng)重要任務(wù)。因此發(fā)展以煤、氣資源為源頭的烴原料生產(chǎn)技術(shù)成為我國科技界的一個(gè)熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。同時(shí)需要考慮盡可能減少對自然環(huán)境的污染以及對污染的治理措施。 國家經(jīng)濟(jì)、建筑等相關(guān)政策。 設(shè)計(jì)思想及原則所選擇的工藝技術(shù)應(yīng)先進(jìn)、適用、可靠，保證項(xiàng)目投產(chǎn)后，能安全、穩(wěn)定、長周期、連續(xù)運(yùn)行。充分依托現(xiàn)有社會公共設(shè)施，以降低投資，加快項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度，采取切實(shí)可行的措施節(jié)約用水。消防、衛(wèi)生及安全設(shè)施的設(shè)置必須貫徹國家關(guān)于環(huán)境保護(hù)、勞動安全的法規(guī)和要求，負(fù)荷石油化工行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)?？茖W(xué)論證項(xiàng)目的技術(shù)可靠性、項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性，實(shí)事求是的作出研究結(jié)論. 工藝特點(diǎn)本項(xiàng)目所采用的生產(chǎn)工藝特點(diǎn)是：具有較高的丙烯收率，本工藝采用專有的沸石催化劑和低磨損的固定床反應(yīng)器作為主要生產(chǎn)裝置，利用低結(jié)焦催化劑可以降低再生循環(huán)次數(shù)，在反應(yīng)溫度下可以不連續(xù)再生，更有利于節(jié)省成本。 項(xiàng)目產(chǎn)品產(chǎn)品純度產(chǎn)量(噸/年)主產(chǎn)品乙烯%（w%）丙烯%（w%）副產(chǎn)品丙烷（w%） 輔助設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用在本設(shè)計(jì)中，應(yīng)用了以下輔助設(shè)計(jì)工具軟件：用Aspen Plus ；用Aspen Energy Analizer ；用AutoCAD 2007進(jìn)行制圖；用Autodesk 3dsMax Design2010制作三維廠區(qū)效果圖第二章 廠址選擇廠址選擇是化工裝置建設(shè)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，也是一項(xiàng)政策性﹑技術(shù)性很強(qiáng)的工作。由于只有廠址選擇確定之后，才能估算其建設(shè)投資額和投產(chǎn)后的生產(chǎn)成本，才能對經(jīng)濟(jì)效益﹑環(huán)境影響﹑社會效益進(jìn)行分析評估，判斷項(xiàng)目的可行性，因此廠址選擇工作是可行性研究的一部分。 選擇原則1) 原料和市場廠址應(yīng)靠近各種原料產(chǎn)地和銷售市場。3) 氣候化工廠的建廠地點(diǎn)應(yīng)該溫度適宜，濕度適中。5) 供水化工廠使用大量的水，用于產(chǎn)生蒸汽、冷卻、洗滌，有時(shí)還用做原料。6) 對環(huán)境的影響應(yīng)得到當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門的認(rèn)可，以便于妥善處理廢物。8) 災(zāi)害及其他避免低于洪水水位或在采取措施后仍不能確保不受水淹的地段，以及地震、泥石流、滑坡、有開采價(jià)值的礦藏、文物保護(hù)等地區(qū)。從而開發(fā)西北潛在價(jià)值資源。西固區(qū)是蘭州市下轄的一個(gè)區(qū)，總面積385平方公里，距蘭州市中心區(qū)約20公里，位于黃河南岸，蘭州市的西面，是蘭州市的主要工業(yè)區(qū)，也是蘭州大氣污染的主要污染源?！∥鞴?，位于蘭州市西大門，是甘肅省和蘭州市的核心工業(yè)區(qū)、中國西部最大的石油化工基地，素以“西部石化明珠”、“石化工業(yè)搖籃”聞名遐邇。以西固西路、西固中路、西固東路一線為界，以北為工業(yè)區(qū)，以南為生活區(qū)。位于東經(jīng)103176。41′，北緯35176。13′之間。東北部以黃河為界與安寧區(qū)隔河相望。 原料和市場（1）原料來源本項(xiàng)目所采用的原料為C4原料。蘭州石化公司是集煉油、化工和化肥生產(chǎn)為一體，是中國西部地區(qū)最大的石化企業(yè)。并具備相配套的二次加工能力，能生產(chǎn)汽油、柴油、煤油、潤滑油、催化劑、合成橡膠等400余種石化產(chǎn)品，是我國生產(chǎn)石化產(chǎn)品品種比較齊全的企業(yè)之一。目前，蘭州石化公司是國內(nèi)三大催化裂化催化劑生產(chǎn)基地之一。中國石油股份公司適時(shí)提出了在蘭州建設(shè)大型煉油化工基地的戰(zhàn)略構(gòu)想，并把蘭州石化公司作為西部投資和發(fā)展的重點(diǎn)，在“十五”計(jì)劃以及2015年遠(yuǎn)景目標(biāo)中，作為四大煉油和化工生產(chǎn)基地之一進(jìn)行規(guī)劃建設(shè)。雖然中石油獨(dú)山子、中石化鎮(zhèn)海、中石化天津等大型乙烯裝置將在2009年2010年陸續(xù)投產(chǎn)，但隨著石化行業(yè)的新一輪擴(kuò)能，乙烯產(chǎn)量仍然無法滿足下游市場的需求。乙烯主要用于生產(chǎn)聚乙烯。預(yù)計(jì)2010年，我國聚乙烯的產(chǎn)量約950萬t，需求量約1588萬t，供需缺口638萬t。近年來，由于丙烯下游產(chǎn)品的快速發(fā)展，丙烯需求量增長迅速，從當(dāng)量需求來看，丙烯供需矛盾十分突出。2006年，我國聚丙烯產(chǎn)能約694萬t，產(chǎn)量約584．2萬t，分別比2005年增長了12．6％和11．6％，進(jìn)口294．5萬t，出口2．6萬t，表觀消費(fèi)量876萬t，進(jìn)口量占表觀消費(fèi)量的比例為33．3％。 我國乙烯和丙烯的市場缺口較大，特別是近年來丙烯的需求增長已超過乙烯。由此可見，乙烯和丙烯的市場前景廣闊，特別是國內(nèi)的丙烯生產(chǎn)原料不足，市場需求增長較快，更為市場所看好。南北由高漸低向中部黃河盆地傾斜，形成山、臺、川三個(gè)階段，黃河由西向東橫貫全境。川區(qū)主要分布于黃河兩岸，平均海拔1540米，地勢平坦。℃，℃，最低－℃。無霜期169天。 資源區(qū)內(nèi)土地資源豐富。水能資源富集，黃河縱貫全境，年徑流量3459億立方米。黃河干流 第三章 工藝設(shè)計(jì)方案本項(xiàng)目的目標(biāo)是為化工綜合企業(yè)一座混合C4綜合加工子系統(tǒng)分廠。盡量采取可行的措施減少系統(tǒng)對環(huán)境的不利影響，并對排出的污染物提出合理的治理方案。 工藝方案選擇在對整個(gè)工藝流程提出方案以后，我們要做的就是通過計(jì)算得出每一個(gè)設(shè)備、每一股物流的工藝參數(shù)。我們選擇了當(dāng)前主流的化工模擬計(jì)算軟件—aspen plus來模擬計(jì)算整個(gè)工藝過程。 生產(chǎn)任務(wù)我們的目標(biāo)是年產(chǎn)20萬噸丙烯，并聯(lián)產(chǎn)乙烯和丙烷，在保證產(chǎn)量和質(zhì)量的前提下，我們必須使產(chǎn)品的回收率達(dá)到97%以上。于是，我們決定根據(jù)任麗萍、趙國良、滕加偉、王仰東、謝在庫教授于2007年發(fā)表的《La修飾 ZSM 5 分子篩催化劑用于烯烴催化裂解制丙烯》一文中給出的相關(guān)數(shù)據(jù)，通過收率反應(yīng)器模擬計(jì)算，我們又根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)及報(bào)道，做出如下假設(shè)：○1C5+烴以己烯為模型；異丁烯不參與裂解；○2烷烴的存在不影響裂解；○3不生成丁烷；○4正丁烯、順2丁烯和反2丁烯裂解程度相同。Superflex工藝、OCP工藝、Propylur工藝、Omega工藝的關(guān)鍵技術(shù)我們是無法得知的，綜合考慮，只有選擇ZSM5分子篩催化劑才能使我們的工作進(jìn)行下去。操作壓力根據(jù)朱向?qū)W等于2005年發(fā)表的《丁烯催化裂解制丙烯/ 乙烯反應(yīng)的熱力學(xué)研究》一文， MPa 時(shí),隨著壓力的升高，丙烯的平衡濃度有所增長。但是過多使用水蒸氣又會造成生產(chǎn)成本急劇增加，并且給后續(xù)工段的分離帶來困難，同樣根據(jù)《丁烯催化裂解制丙烯/ 乙烯反應(yīng)的熱力學(xué)研究》一文，%以上。反應(yīng)器我們已經(jīng)決定使用ZSM5分子篩催化劑，參考Propylur工藝，我們決定使用列管式固定床反應(yīng)器，管程填充催化劑，殼程通入加熱介質(zhì)，維持反應(yīng)溫度。合成工段工藝參數(shù)初步確定之后我們又參考諸多文獻(xiàn)及工藝，最終做出如下決定：催化劑溫度壓力水蒸氣用量反應(yīng)器空速HZSM5580℃2500KG/h固定床列管式反應(yīng)器（外熱式）表31 Aspen Plus Aspen plus模擬合成工段示意圖如下 物料衡算列表如下表32Stream ID FeedC1outH1outSteamM1outH2outReout溫度(℃)25300295580550壓力(bar)氣相分率1111111摩爾流率(kmol/hr)質(zhì)量流率(kg/hr)750000750007500075000775007750077500 MASS FLOW (kg/hr)C4H813345033450334503345033450C4H85150150150150150150C4H82C4H831848018480184801848018480C4H101C4H102480048004800480048004800C6H123H2O2500250025002500C3H62C2H4C3H8 MASS FRACTIONC