产4万吨异丁烯和25万吨1丁烯项目初步设计说明.doc
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1、目 录第一章 总论11.1项目概况11.2设计依据11.3编制原则11.4产品方案21.5主要原料规格及消耗51.6 辅助设计软件的应用5第二章 总图运输62.1 设计依据62.1.1 相关标准、规范及法规62.1.2 设计基础资料62.2 设计范围62.3 厂址概况62.4 总平面布置62.4.1 总平面布置的原则62.4.2 总平面布置的确定72.4.3 布置理念72.5 竖向设计102.5.1 设计原则102.5.2 布置方式102.6 厂区运输102.6.1 交通运输条件102.6.2 运输量及运输方式112.6.3 道路运输设计112.7 总图主要技术经济指标112.8 其他设置12
2、第三章 原料采购及产品营销133.1 原料采购133.1.1 C4抽余油133.1.2 甲醇133.1.3 催化剂133.2 产品营销133.2.1 产品定位133.2.2营销策略14第四章 生产工艺与方法164.1 概述164.1.1 生产规模164.1.2 生产原料174.2 生产工艺选择184.2.1 异丁烯工艺方案184.2.2 1-丁烯工艺方案204.3 工艺路线234.3.1 MTBE合成工段234.3.2 MTBE裂解工段254.3.3 C4/甲醇共沸物分离方案274.3.4 工艺流程介绍294.4 催化剂选择314.4.1 MTBE合成催化剂314.4.2 MTBE裂解催化剂3
3、34.5 Aspen流程模拟334.5.1总流程模拟图334.5.2隔壁精馏塔的设计344.5.3 用户模型模拟膜分离设计404.5.4热泵精馏的设计444.5.5 模拟计算的优化484.6工艺创新点56第五章 设备选型及设计585.1 设计标准585.2 标准设备选型585.2.1 换热器585.2.2 泵625.2.3 压缩机645.3 非标设备设计655.3.1 塔设备655.3.2 反应器705.3.3 储罐73第六章 仪表及自动控制756.1 自动控制概述756.2 自动控制系统756.2.1 自动控制总方案756.2.2 自动控制系统(DCS)756.2.3安全联锁系统 (ESD)
4、756.3 各类设备控制方案766.3.1 离心泵的控制766.3.2 换热设备的控制776.3.3 反应器的控制786.3.4 塔设备的控制786.3.5 压缩机的控制806.4 仪表选择806.4.1 选型原则806.4.2 温度仪表816.4.3 压力仪表816.4.4 流量仪表816.4.5 物位仪表81第七章 车间布置与配管827.1 设计依据827.2 设计范围827.3 车间布置827.3.1 车间布置原则827.3.2 车间布置方案确定827.3.3 反应车间布置837.3.4 精馏车间布置847.4 设备配管867.4.1 塔设备867.4.2 容器877.4.3 泵877.
5、4.4 换热器887.4.5 压缩机88第八章 供电与通信908.1 设计依据908.2 供电电源908.3 变电所和配电间908.3.1 高压供电系统设计918.3.2 总降压变电所设计918.3.3 继电保护的选择与整定918.3.4 车间变电所设计928.3.5 厂区高压配电系统设计928.4 动力和照明928.5 防爆和防火928.6 防雷和接地938.6.1 厂区建筑物防雷措施938.6.2 露天储罐、气罐及户外架空管道防雷措施938.6.3 防静电与接地保护94第九章 土建969.1 设计依据969.2 厂区自然条件969.2.1 气象条件969.2.2 地形条件979.3 建筑、
6、结构设计979.3.1 建筑设计范围979.3.2 厂区布置小结97第十章 给水排水9810.1 概述9810.2 编制依据9810.3 给排水系统设计9810.3.1 给水系统设计9810.3.2 排水系统100第十一章 采暖通风和空气调节10211.1 概述10211.1.1 设计目标10211.1.2 设计标准10211.2 采暖方案10211.3 通风方案103第十二章 维修10412.1 概述10412.2 设备维修方式的分类10412.3 设计原则及维修途径10512.3.1 设计原则10512.3.2 维修途径10512.4 维修手段10612.5 工种和定员10612.6 对维
7、修人员的基本要求107第十三章 消防10813.1 设计依据10813.2 设计范围10813.3 工艺及物料危险性分析10813.3.1主要危险品防护10813.3.2 危险性物质及存在的装置工序10913.3.3 有毒有害、易燃易爆物质的燃爆性及毒性10913.4 事故发生可能及火灾危险性分析11013.4.1 危险性11013.4.2 燃烧爆炸的原因11013.5 消防安全措施11013.5.1基础消防措施11013.5.2厂区消防布置11013.5.3生产过程的防火防爆11113.6 消防系统11113.6.1 稳高压消防给水系统11113.6.2 泡沫灭火系统11213.6.3 其它
8、灭火系统112第十四章 环境保护11314.1编制依据和标准11314.1.1 编制依据11314.1.2 设计采用的环保标准11314.2 建设地点环境现状11314.3 环境保护11314.3.1 废气来源及治理11314.3.2 废水及治理措施11414.3.3噪声及治理措施11414.4绿化11514.5 预期达到的效果11514.6 环保保护费用115第十五章 劳动安全与职业卫生11615.1 劳动保护与安全卫生11615.1.1 设计中采用的标准11615.1.2 生产过程中职业危害因素分析11615.1.3 职业安全卫生防护措施11615.2消防117第十六章 储存与运输1181
9、6.1 设计依据11816.2 储存区设计11816.2.1 异丁烯储罐设计11816.2.2 1-丁烯储罐设计11916.2.3 甲醇储罐设计11916.2.4 仓库的设计12016.3 运输区设计12016.3.1 装卸区设计12016.3.2 厂区运输路线设计12016.3.3 厂区管廊设计121第十七章 工厂组织与定员12217.1 工厂体制与组织结构12217.2 各部门职权12217.3 管理机制12417.3.1 公司管理策略12417.3.2 公司激励策略12417.4 企业文化12417.5 生产班制与定员12517.6 员工来源及培训12617.6.1 员工来源12617.
10、6.2 员工培训126第十八章 概算12818.1 工程概况12818.2 设计依据12818.3 项目总概算128年产4万吨异丁烯和2.5万吨 1-丁烯项目第一章 总论1.1项目概况本项目以扬子石化公司乙烯装置的副产物C4抽余油作为原料,采用先合成甲基叔丁基醚(MTBE),然后再裂解的方法,制得纯度为99.9%的异丁烯产品,用于生产丁基橡胶和供给丁基橡胶、聚异丁烯生产厂家;同时剩余的醚后C4经过渗透汽化膜组件分离后利用齐鲁石化研究院的两端精馏工艺精制得到99.4%的1-丁烯,用于生产供给聚合级1-丁烯经销商。剩余C4残液出售给液化气经销商。本项目异丁烯的生产规模定位在4万吨/年,1-丁烯的生
11、产规模为2.5万吨/年,同时产生C4残液3.3万吨/年作为副产品输出。本项目建厂于南京化学工业园区扬子石化厂区预留地。本项目符合当今国家节能减排的要求和“十二五”规划,显著地提高C4资源的综合利用率,节约了石油资源,为社会、经济可持续发展做出重要贡献,具有突出的社会效益;同时生产了高附加值化工产品,经济效益明显。经济发展和社会可持续发展两者紧密结合,实现了双赢局面。1.2设计依据1)2012年“三井化学杯”大学生化工设计竞赛指导书;2)化工工厂初步设计文件内容深度规定(2001 年6 月1 日国家石油和化学工业局发布);3)国家发展改革委关于规范煤化工产业有序发展的通知(发改产业2011635
12、 号);4)化工设计相关国家标准;5)国家经济、建筑、环保等相关政策;6)本项目可行性报告。1.3编制原则1)设计要做到切合实际,技术先进,经济合理,安全适用;2)所选择的设备和材料必须可靠,且尽可能国产化,并注意解决好超限设备的制造和运输问题;3)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;4)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;5)消防、卫生及安全设施的设置必须贯彻国家关于环境保护、劳动安全的法规和要求,符合石油化工行业的相关标准;6)所选择的产品方案和技术方案应是优化的方案,以最大程度减少投资,提高项目经济
13、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,实事求是地做出研究结论。1.4产品方案本项目的产品方案以国家的行业政策和行业的发展规划为依据进行确定,并充分考虑国内国际的市场前景和市场容量。因此,本项目一期工程产品方案为联产高纯度异丁烯和1-丁烯。在生产过程中副产的其他产品可以继续利用,生产成本较低,根据目前市场情况考虑部分回收利用,以提高企业的经济效益和C4抽余油深加工的深度和广度,促进企业产品结构的提升。产品的品种、数量、规格及质量指标如下:1) 异丁烯的品种、数量、规格及质量指标本项目的产品之一为异丁烯,年产量4万吨,含量99.9%,优于优等品的异丁烯含量,而其他指标也均比优等
14、品的指标高,产品质量标准(企标)见表1-1。表1-1 异丁烯质量标准指标名称指标外观无色透明异丁烯含量/%(m/m)99.9丙烷/%(m/m)0丙烷/%(m/m)0丁烷/%(m/m)0.00052-丁烯/%(m/m)0.031-丁烯/%(m/m)0.02丁二烯/%(m/m)0甲醇/%(m/m)0二甲醇/%(m/m)0叔丁醇/%(m/m)0甲基叔丁基醚/%(m/m)0水/%(m/m)0.01二聚物/%(m/m)0参考标准:中华人民共和国石油化工行业标准SH/T 17262004工业用异丁烯,其中工业用异丁烯的技术要求和试验方法见表1-2。表1-2 工业用异丁烯的技术要求和试验方法序号指标名称指标
15、试验方法优等品一等品合格品1外观无色透明目测a2异丁烯含量/%(m/m)99.799.098.5SH/T 148220043丙烷/%(m/m)0.05余量(烃类总量)余量(烃类总量)SH/T 148220044丙烷/%(m/m)0.005SH/T 148220045丁烷/%(m/m)余量SH/T 1482200462-丁烯/%(m/m)0.03SH/T 1482200471-丁烯/%(m/m)0.02SH/T 148220048丁二烯/%(m/m)0.005SH/T 148220049甲醇/%(m/m)0.00050.7(含氧化物总量)1.0(含氧化物总量)SH/T 1483200410二甲醇
16、/%(m/m)0.0005SH/T 1483200411叔丁醇/%(m/m)0.001SH/T 1483200412甲基叔丁基醚/%(m/m)0.005SH/T 1483200413水/%(m/m)0.01无游离水aGB/T 6023199914二聚物/%(m/m)供需双方商定SH/T 14842004a在透明耐压容器内,对液态试样直接观察测定。2) 1-丁烯的品种、数量、规格及质量指标本项目另一产品为1-丁烯,年产量2.5万吨,含量99.4%,优于优级品的1-丁烯指标,并且其他各项指标也均优于优级品。产品质量标准(企标)如表1-3所示。表1-3 1-丁烯标准指标名称指标1-丁烯/%(质量分数
17、)99.4正、异丁烷/%(质量分数)报告异丁烯+2-丁烯/%(质量分数)0.051,3-丁二烯+丙二烯,mL/m3 75丙炔,mL/m30总羰基(以乙醛计),mg/kg0水份,mg/kg0.02硫,mg/kg0甲醇,mL/m3 0甲基叔丁基醚,mL/m3 0CO,mL/m3 0CO2,mL/m3 0参考标准:中华人民共和国石油化工行业标准SH/T 15462009工业用1-丁烯,其中工业用1-丁烯的技术要求和试验方法见表1-4。表1-4 工业用1-丁烯的技术要求和试验方法项目指标试验方法优级品合格品1-丁烯/%(质量分数)99.399.0SH/T 1492-2004正、异丁烷/%(质量分数)报
18、告报告SH/T 1492-2004异丁烯+2-丁烯/%(质量分数)0.40.6SH/T 1492-20041,3-丁二烯+丙二烯,mL/m3 120200SH/T 1492-2004和SH/T 1548-2004丙炔,mL/m35SH/T 1548-2004总羰基(以乙醛计),mg/kg510SH/T 1493-92水份,mg/kg2025GB/T 6023-2008硫,mg/kg1SH/T 0689-2000甲醇,mL/m3 510SH/T 1547-2004甲基叔丁基醚,mL/m3 510SH/T 1547-2004CO,mL/m3 1GB/T 3394-1993CO2,mL/m3 5GB
19、/T 3394-19931.5主要原料规格及消耗本项目主要原料为扬子乙烯装置的副产物C4抽余液、南京惠生(南京)清洁能源股份有限公司的甲醇,辅助材料为河北凯瑞化工有限公司的D006催化剂和吉林化学工业公司研究院的JHY-2催化剂,其年需要量、来源及运输条件见表1-5。表1-5 主要原辅料年需要量、来源及运输条件序号名称需要量来源运输条件1C4抽余油10万吨/年中国石化南京扬子石油化工有限公司管道2甲醇0.13万吨/年南京惠生(南京)清洁能源股份有限公司公路3D006催化剂25吨/2年河北凯瑞化工有限公司铁路4JHY-2催化剂15吨/2年吉林化学工业公司研究院铁路1.6 辅助设计软件的应用在本设
20、计中,应用了以下辅助设计工具软件:1)用Aspen Plus 进行流程模拟和工艺优化;2)用Fortran6.5进行渗透汽化单元的模拟编译;3)用Aspen Energy Analyzer进行热能集成优化;4)用ASPEN Exchange Design and Rating User Interface进行换热器结构设计;5)用CUP-TOWER 进行了塔设备的设计;6)用Auto CAD 进行制图;7)用PDS进行三维配管设计和三维厂区效果图;8)用会声会影进行厂区漫游视屏的渲染。5第二章 总图运输2.1 设计依据2.1.1 相关标准、规范及法规1)石油化工企业设计防火规定GB50160-
21、19992)化工企业安全卫生设计标准HG20571-19953)工厂企业厂房噪音标准GB2348-19904)爆炸和火灾危险环境电力装置设计规定GB50058-925)化工企业总图运输设计规范HG/T206411-19986)化工工厂总图运输工图设计文件编制深度规定HG/T20561-19947)石油化工企业设计防火规范GB50160-20088)石油化工行业标准:企业厂区总平面布置设计规范SH/T3053-20022.1.2 设计基础资料本项目可行性分析。2.2 设计范围厂内总平面布置、竖向布置、交通运输设计、厂区绿化。2.3 厂址概况本项目厂址选在南京化学工业园扬子石化预留地内,利用装置内
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- 异丁烯 25 丁烯 项目 初步设计 说明
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