25万吨年DCCU混合碳四深度加工MTBE及MEK项目初步设计说明书.doc
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1、“中国石化-三井化学杯” 第六届全国大学生化工设计竞赛初步设计说明书word文档 可自由复制编辑 “中国石化-三井化学杯” 第六届大学生化工设计大赛25万吨/年DCCU混合碳四深度加工MTBE及MEK项目初步设计说明书团队名称:常州大学E&P团队团队成员:齐敏、李星、石宇杰、吴宝胜、朱晨洋完成时间:2012年07月目录第一章总论11.1项目概览11.2 设计依据11.3 编制原则21.3.1 严格贯彻执行国家的环境保护条例21.3.2 其它原则21.4 产品及原料方案21.4.1 原料方案21.4.2 产品方案31.5工艺特点41.6主要危险品防护5第二章总图运输72.1 相关标准、规范及法规
2、72.2 设计基础资料72.2.1 设计范围82.3 设计基本任务82.4 厂址概况82.5 总平面布置82.5.1厂区总体布局概述92.5.2 工艺装置的布置102.5.3 辅助生产及公用工程设施的布置112.5.4 污水处理站的布置112.5.5 罐区的布置122.5.6 运输设施的布置122.5.7 生产管理及生活服务设施122.5.8 厂区出入口的布置132.5.9 围墙的设置132.6 原料、辅助材料采购及产品营销142.6.1甲醇的规格142.6.2混合碳四的规格152.6.3强酸性阳离子交换树脂的规格152.6.4脱氢催化剂的物性指标152.4.5 FBD-4工艺催化剂物性指标1
3、62.7 产品营销162.7.1 产品定位162.7.2 甲乙酮的往年走势和预测172.7.3甲基叔丁基醚的往年走势和预测192.8 品牌营销202.8.1 产品质量202.8.2 产品成本202.8.3 销售网络212.8.4 售后服务212.8.5营销策略222.8.6网络营销232.8.7 价格策略232.8.8广告策略24第三章 工艺设计方案263.1 设计目标263.2 工艺路线分析263.2.1 MTBE工艺路线263.2.2 MTBE反应单元工艺优选273.2.3后续工艺优选273.2.4 甲乙酮工艺路线优选293.2.5后续工艺优选293.3正丁烷制顺酐工艺优选32第四章 控制
4、系统设计334.1 总述334.2 流化床反应器的控制设计344.2.1 流化床反应器流程简介344.2.2流化床反应器控制方案354.3精馏塔的控制设计364.3.1 精馏塔流程简介364.3.2精馏塔的进料及回流控制384.4 泵的控制设计394.4.1 简介394.4.2 泵的控制方案394.5 换热控制设计404.5.1 简介404.5.2 换热控制设计方案40第五章 空压站、泵站、锅炉房425.1 设计依据425.2 空压站425.3 泵站425.4 锅炉房43第六章 公用工程及辅助设施建设446.1 公用工程初步方案和原则确定446.2通风设计与空气调节446.2.1 设计概述44
5、6.2.2 设计依据446.2.3 设计参数456.2.4 设计范围456.2.5 建厂地区气候466.2.6自然条件466.3 设计方案476.3.1 采暖476.3.2 通风486.3.2.1 通风要求486.3.2.2通风设计486.3.2.2.1 自然通风496.3.2.2.2 机械通风496.3.2.2.3 厂区各处通风设计50第七章 给排水工程527.1 概述及设计原则527.2 设计规格与依据527.3 给水537.4 给水系统设计547.4.1生产供水系统设计547.4.2生活供水系统设计547.4.3消防供水系统设计557.4.3.1设计依据557.4.3.2设计范围557.
6、4.3.3设计原则557.4.3.4消防供水系统设计567.4.4循环冷却水系统577.5 排水587.6 供水和排水系统设计58第八章 管路布置608.1 总述608.2 设计依据608.3 管道选型618.3.1 管径的计算依据618.3.2 最经济管径的选定618.3.3 管壁厚度618.4 管道编号628.4.1 管道号组成628.4.2 管道号各部分含义说明628.5 工艺管道编号及选型结果648.6 管道布置648.6.1 管道敷设原则648.6.2 泵的管道布置658.6.3 换热器的管道布置658.6.4 塔器的管道布置668.6.5 管廊上的管道布置668.6.6 其他管道布
7、置66第九章 供电工程689.1 供电工程设计概述689.2 设计范围699.3 设计原则699.4 供电的负荷等级709.4.1 按国家标准电力负荷的分级709.4.2 按化工设计标准电力负荷的分级719.5 供配电系统729.5.1 供电电源及电压的选择729.5.2 电压等级和接地方式729.5.3变配电所739.5.3.1 所选地址739.5.3.2 应急柴油发电机组的选择原则749.5.3.3 电压互感器749.5.3.4 配电装置的布置749.5.3.5 继电保护与计量、操作电源及操作方式759.5.3.6 主要建构筑物及辅助设施759.5.4 照明系统759.5.4.1 室内照明
8、系统759.5.4.2 路灯照明779.5.4.3 应急照明77第十章 电信工程7910.1 设计范围7910.2 设计依据7910.3 电信方案7910.3.1 集团电话方案设计7910.3.2广播站8010.3.3 互联网8110.3.4 火灾自动报警系统8210.3.5 电信电路敷设82第十一章 土建工程8311.1 土建工程概述8311.2 建筑设计范围8311.3 建筑与结构设计方案8411.3.1 建筑布局设计8411.3.2 结构设计8511.3.3厂区建筑物的防火、抗爆设计8711.3.4 厂区建筑物的防腐、抗震(振)设计8911.3.5 厂区建筑物的缩短建设工期的设计89第十
9、二章 储运系统9112.1 储罐设计和施工依据9112.2 罐区概况9112.3 罐区安全措施9312.4 罐区管理制度9412.5 产品包装9512.6 产品运输9512.6.1原油的运输9512.6.2产品的运输95第十三章 消防安全9613.1 设计依据9613.2 设计范围9713.3 危险性物质概述9713.3.1甲基叔丁基醚9713.3.2甲乙酮9813.3.3叔丁醇9913.4 危险性物质物化性质9913.5 建筑防火设计10013.5.1 工程概述10013.5.2 消防设计总体要求10113.5.3 结构防火设计10113.5.4 给排水防火设计10213.5.4.1 设计依
10、据10213.5.4.2 设计范围10213.5.4.3 设计参数10213.5.4.4 消防水源10313.5.5 消防灭火系统10313.5.5.1消火栓系统10313.5.5.2 自动喷淋灭火系统10413.5.5.3 泡沫灭火系统10413.5.5.4其他灭火系统10513.6 防雷设计10513.6.1 设计依据10513.6.2 防雷区域划分10513.6.3 防雷设计10713.6.3.1 第一类防雷建筑物防雷措施10713.6.3.2 第三类建筑物的防雷措施10813.7 安全意识110第十四章 维护与维修11114.1 设备维护11114.1.1 设备维护概述11114.1.
11、2 设备维护的三级保养制11214.1.2.1 设备的日常维护保养11214.1.2.2 一级保养11314.1.2.3 二级保养11314.2 设备维修11414.2.1 设备维修体制概述11414.2.2 设备维修目的11514.2.3 设备人员必备素质11514.2.4 设备维修人员职责11714.3 维修车间设计11714.4 维护检修11814.5 高危设备的安全检修要求118第十五章 劳动安全与职业卫生11915.1 设计依据11915.1.1 国家、地方政府和主管部门的有关规定11915.1.2 采用的主要规范、规程、标准和其他规定11915.2 QHSE一体化管理体系12015
12、.2.1 编写安全生产书12115.2.2 创建安全卫生管理部门12215.2.3 预备重大安全事故应急预案12215.2.3.1 指导思想12215.2.3.2 适用范围12215.2.3.3 工作原则12315.2.3.4 事故的级别12315.2.3.5 组织指挥体系12415.2.3.6 运行机制12415.2.3.7 具体措施12415.2.3.8 公司突发事故处理中的其他有关注意事项12515.2.3.9 后期处置12515.3创立卫生管理制度12615.3.1 总 则12615.3.2 公共区域的清扫与保洁12615.3.3 室内卫生的管理12715.3.4 废弃物收运与管理12
13、815.3.5 环境卫生设施的设置与管理12815.3.6 食堂的卫生管理128第十六章 环境保护13116.1 总述13116.2 设计依据13216.3 该项目“三废”的种类成分及对环境的影响13316.4 拟采取的污染防治和生态保护措施及效果分析13416.4.1 水污染防治措施13416.4.2 生活垃圾处理措施13416.4.3 生态保护措施134第十七章 工厂组织与劳动定员13517.1 管理和组织机构13517.2 部门职能13517.3 工厂人员编制13617.4公司的管理模式13917.4.1企业的五种管理模式13917.4.2公司的管理模式14117.5生产班制14217.
14、6公司的放假制度14217.6.1 国家法定节假日14217.6.2 换休假14317.6.3 事假14317.6.4 病假14317.6.5 年假14417.6.6 婚假14417.6.7 工伤假14417.6.8 丧假14417.6.9 产检假14517.6.10 产假、流产假、哺乳假14517.6.11 公假14517.6.12 公司假145 第一章总论1.1项目概览本项目为沈阳化工综合企业设计一座混合C4综合加工子系统,配备了一套集C4下游联产于一身的化工厂子项目。建厂于沈阳经济开发区工业园区。项目使用25万吨/年DCC装置的C4为原料,制得甲基叔丁基醚(MTBE)和甲乙酮 (MEK)
15、为主体产品,异丁烯醚化制甲基叔丁基醚(MTBE),混合碳四中异丁烷脱氢制异丁烯,增产异丁烯,下游使用正丁烷制顺酐,建成后,可生成甲基叔丁基醚16.1万吨,甲乙酮8.7万吨,顺酐2万吨,生产商可根据市场需求生产适销对路产品,以获取最大的利益,经济效益突出。正丁烯水合法制甲乙酮的工艺,装置的生产能力达标,生产安全稳定,产品质量达到国内先进水平。丁烯水合制仲丁醇反应条件:温度145-165,丁烯空速1.62h-1 ,压力6-8 MPa,n(水)n(烯烃)=1.37。丁烯总转化率83.3,选择性95。仲丁醇脱水制甲乙酮反应条件:温度240-270,压力0.28 MPa。仲丁醇转化率70-85,选择性9
16、5。近年来,随着我国原油加工能力的不断提高,炼厂原油加工深度的提升和乙烯生产能力的大幅度增长,副产碳四烃量迅速增长;另外随着我国西气东输工程的成功运行,更加促进廉价的C4烃类寻求更高附加值产品的化工利用,社会效益突出;同时联产高附加值的精细化学品可以为总厂提供丰厚的利润收益,经济效益明显。1.2 设计依据 2012年第六届“三井化学杯”大学生化工设计竞赛指导书本组编制的可行性报告化工工程设计相关规定 国家经济、建筑、环保等相关政策 1.3 编制原则1.3.1 严格贯彻执行国家的环境保护条例(1)地面水环境质量标准GB3838-88 (2)大气环境质量标准GB3095-82 (3)城市区域环境噪
17、声标准GB3096-82 (4)污水综合排放标准GB8978-88 (5)工业“三废”排放试行标准GBJ4-73 (6)锅炉烟尘排放标准GB3841-83 1.3.2 其它原则(1)设计要做到切合实际,技术先进,经济合理,安全适用;(2)特别重视生产的安全性和可靠性,经济的合理性; (3)充分考虑当地生态环境的保护和职业安全卫生要求; (4)充分依托现有社会公共设施,以降低投资,加快项目建设进度,采取切实可行的措施节约用水; (5)厂区布置合理,在满足有关安全、防火的标准和规范条件下,尽可能节省用地,并考虑今后项目的发展建设要求;(6)所选择的设备和材料必须可靠,且尽可能国产化,并注意解决好超
18、限设备的制造和运输问题;(7)贯彻主体工程与环境保护、劳动安全和工业卫生、消防同时设计、同时建设、同时投产。(8)方案以最大程度减少投资,提高项目经济效益和抗风险能力。科学论证项目的技术可靠性、项目的经济性,实事求是。1.4 产品及原料方案 1.4.1 原料方案本项目C4来源于沈阳化工DCC装置150万吨/年的催化裂化气,年C4处理量为25万吨,其中10.25万吨正丁烯用于合成甲乙酮(MEK),2.5万吨正丁烷制顺酐,8.5万吨异丁烷脱氢制异丁烯,C4中3.75万吨异丁烯通过醚化产甲基叔丁基醚 (MTBE)直接进行销售。 主要原材料需购进溶剂剂MEK/NFM、甲醇、以及相应的催化剂(氧化铬/氧
19、化铝、强酸性阳离子树脂) 主要原料及消耗就是来源于沈阳化工C4抽余部分,其中含量如表1.1表1.1 C4中各组分含量及用量组成所占百分比年用量(万吨)正丁烷10%2.5异丁烷34%8.51-丁烯13%3.252-丁烯28%7.00异丁烯15%3.75表1.2主要原料用量序号原料名称规格年用量(万吨)1甲醇5.9872混合碳四催化裂化气253强酸性阳离子交换树脂D0081.384E-034氧化铬/氧化铝9.815E-035Cu-Zn系FDH型催化剂7.062E-046阳离子交换树脂D00B1.382E-031.4.2产品方案本工艺利用烃化工厂下游的副产物C4为原料,生产工艺安全绿色,C4中每个组
20、分有相应的综合利用方案,能最大限度的合理综合利用原料。所出产品能在一定程度上增加总厂经济效益,提高我国精细化工产品总量。表1.3主要产品序号主要产品年产量1甲乙酮8.7万吨2甲基叔丁基醚18.1万吨C4馏分是催化裂化装置和蒸汽裂解装置的副产物。2005年我国的C4馏分总产量超过620万t,其中乙烯裂解C4烃产量为227万t,抽提丁二烯后的C4烃产量为120万t催化裂化C4烃产量为500万t。到2011年,我国乙烯生产能力已达1527.5万t,副产裂解C4烃约470万t,抽余C4烃约260万t,再加上催化裂化C4烃约800万t,届时C4烃总产量将超过1000万t。目前,我国对C4馏分的利用率(约
21、为16)远比国外低,并且很大-部分作为燃料被烧掉,而美国、日本、西欧等对C4烃的综利用率分别为80-90,64,60。美国、西欧及日本的丁烯资源中,l-丁烯用作线型低密度聚乙烯(LLDPE)单体的量占其总量的40、用作仲丁醇和甲乙酮原料的量则占39;异丁烯用作聚异丁烯原料的量占其总量的38、用丁基橡胶原料的量占24、用作甲基丙烯酸甲酯(MMA)原料的量则占lO。自2004年我国西气东输管线正式开通以来,全国有十多个省市开始使用天然气。这样就使得原来用作燃料的C4馏分中有-部分被天然气替代,为C4资源的有效利用创造了条件。因此,研究和开发C4馏分的化工利用技术,进一步将其加工成为高附加值的产品,
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