年产11.7万吨聚甲基丙烯酸甲酯项目设计2-初步设计说明书.docx
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1、初步设计说明书目录概述第一章总论.1.1 说明书.1.1.1 概述21.1.2 设计依据和原则31.1.3 设计指导思想31.1.4 设计范围31.1.5 建设规模和产品方案41.1.6 主要原料、辅助原料、催化剂41.1.7 生产方法及全厂总流程51.1.8 厂址概况61.1.9 公用工程71.1.10 环境保护和粽合利用71.1.11 工厂机械化、自动化水平81.1.12 劳动安全卫生81.1.13 消防81.1.14 工程、水文地质条件和气象资料91.1.15 管理体制及定员91.1.16 全厂绘合技术经济指标101.1.17 项目总体评价I1.1.2 全厂工艺总流程图12第二章技术经济
2、13总述132.1 财芬评价依据132.2 资金筹措情况132.3 资金使用计划132.4 主要经济数据132.5 经济分析表15第三章总图运输18总述3设计概述181.1.1 设计规莅181.1.2 选用理由183.2 厂址概况193.2.1 厂址位置193.2.2 交通条件及规划193.2.3 建厂地点自然条件203.2.4 建厂地点社会经济条件213.3 总平面布置21331总平面布置要求原则213.3.1 总体布同流程233.3.2 总体布置概述253.3.3 总体布局设计思摄263.3.4 厂区分区介绍283.3.5 厂区绿化313.3.6 其他设置323.3.7 厂区布置合理性分析
3、333.4.1 技术要求333.4.2 登向布置方式343.5工厂运输343.5.1 厂区运输设计要求343.5.2 厂外交通运输条件343.5.3 道路运输设计353.6建筑防火规范353.6.1 规苞及理由353.6.2 装湿的火灾危险类别划分353.6.3 建筑物耐火等级划分363.6.4 界区内装置间设计距离说明373.6.5 项目与周边的设计距再说明38第四般化工工艺与系统39总述394.1 工艺路线设计目标及晚则394.2 设计基础394.2.1 概况394.2.2 装比规模及组成404.2.3 主要原原料、辅助材料404.2.4 催化剂404.2.5 产品方案404.2.6 标准
4、燃范414.3 工艺技术方案的选抨4143.1 难体MMA生产工艺技术方案4143.2 2单体MMA生产工艺投资、技术的比较45433常用的MMA娘合工艺技术方案4643.4 MMA媲合工艺技术方案的比较4943.5 5工艺路线方案的选择及理由504.4 生产总流程524.5 工艺路程叙述534.5.1 IBE水合法制TBA工段534.5.2 TBA氧化制MA1.工段544.5.3 MA1.一步氧化油化制MMA工段554.5.4 MMA聚合制PMMA工段564.6 工艺创新点574.6.1 C4粗分离与精细化生产的有效结合574.6.2 C4粗分离与精细化生产的有效结合574.6.3 MMA生
5、产工艺的创新574.6.4 催化剂的创新584.6.5 异丁优的三级“反应-媒台”单元操作584.6.6 共济精一分离装JR584.6.7 分子筛膜分离技术584.6.8 股分离调变甲翦丙烯酸甲图的精制584.6.9 精耀过程的热泵塔的使用594.6.10 型高效3DBi1.便塔板594.6.11 新型CQF型工程塑料磁力泵594.6.12 强化传热装置594.6.13 铜管防腐蚀措施60第五章布置与配管61总述615.1 设计依据及基本资料618.3 自动控制系统868.3.1 集散控制系统(DCS)868.3.2 可编程逻辑控制系统(PI.O87833现场总统控制系统878.3.4 紧急停
6、车系统878.4 自动控制仪表878.4.1 选用原则878.4.2 生产常用仪表888.4.3 主要仪表的选用888.4.4 仪表电源898.4.5 仪表气源898.5 控制方案898.5.1 泉的控制方案898.5.2 压缩机的控制方案908.5.3 换热器的控制方案928.5.4 精储塔的控制方案958.5.5 反应潜的控制方案968.5.6 Wi城的控制方案97第九章供配电989设计范用989.2 设计依据989.3 设计原则989.4 用电负荷999.4.1 电力负荷性质999.4.2 本项目电力黄荷999.5 供电电海999.6 供电方案I9.6.1 配电所I(X)9.6.2 车间
7、变电所I(X)9.7 配电线路I(X)9.8 动力和照明I9.9 防护系统IO1.9.9.1 防雷系统101992接地系统1019.9.3 火灾报警系统102第十章通信系统103总述10310.1 设计原则10310.2 设计范围10310.3 设计内容10310.3.1 生产调度电话10310.3.2 行政管理电话10410.3.3 无线通讯10410.3.4 广播系统10410.3.5 火灾报警系统10410.3.6 可燃气、毒气损警系统10410.3.7 综合布线系统10410.4 全厂电信网络105第十一章给持水10611.1 设计概述10611.2 设计依据10611.2.1 设计规
8、范及标准10611.2.2 厂址气候、水文特点10611.3 设计爆则10611.4 给水系统10711.4.1 给水水源10711.4.2 工艺用水系统10711.4.3 循环水系统10711.4.4 生活用水系统10811.4.5 消防用水系统10911.4.6 杂用水系统10911.5 排水系统10911.5.1 生产废水排放系统10911.5.2 生活污水排放系统10911.5.3 雨水排放系统10911.6 节水措罐110第卜二章土建12.1 设计依据12.2 地理情况12.2.1 气象条件12.2.2 地形条件12.2.3 地震情况12.3 建筑设计12.3.1 设计原则12.3.
9、2 建筑材料12.3.3 结构设计12.3.4 对特殊要求的建、构筑物采取的建筑措施12.4 结构设计11312.4.1 结构形式11312.4.2 基础方案11312.4.3 特殊的结构措施11412.5 安全疏散114第卜三章供热工程11513.1 供热简介11513.2 蒸汽系统11513.2.1 蒸汽系统供热能力要求11513.2.2 设计原则11513.2.3 设计方案116第I,四章维修117总述11714.1 维修依据11714.2 维修原则11714.3 设备维护11714.3.1 设备维护目的11714.3.2 维修体制概述11714.3.3 设备除妒内容11714.3.4
10、设备维护工作程序11814.4 设备维修11914.4.1 设得维修体制11914.4.2 设备维护检修11914.5 检修举例12014.5.1 高位设备的检修12014.5.2 特种设备检修要求12014.5.3 压力容器、管道的定期检,务12114.5.4 案的检查与处理12114.6 爆修人员工作职员12114.7 维修管理122第十五章消防12315.1 概述12315.2 设计依据12315.2.1 法律法规12315.2.2 设计规范和标准12315.3 消防设计内容12315.3.1 消防范阚12315.3.2 危险性分析12415.4 消防系蜕12415.4.1 消防站124
11、15.4.2 消防给水系统12515.4.3 泡沫灭火系统12515.4.4 火灾自动报蹩系统12515.4.5 可燃及有毒气体检测报繁系统12515.4.6 灭火器12615.4.7 室内消防栓系统12615.5 消防管理工作12615.5.1 基础消防措施12615.5.2 厂区消防布置12615.5.3 紧急”故处理12615.5.4 其它措施12715.5.5 员工安全管理127第十六章环境保护12816.1 总述12816.2 依据法规及标准12816.2.1 法律法规12816.2.2 设计标准12816.3 三废总册12816.4 三废及噪声处理措施12916.4.1 废气处理1
12、2916.4.2 废液处理13016.4.3 度固处理13316.4.4 噪声控制133165环境影响分析13416.6环境影响评价13416.6.1 设计依据13416.6.2 环境评价概述13416.6.3 环境风险评价13416.6.4 环境影响评价(E1.A)13616.6.5 综合评价结论136第十七章安全及E生专篇13717.1 设计依据13717.1.1 国家地方政府和主管部门的有关规定13717.1.2 设计规范13717.2 生产过程中职业危险、危害因素分析13817.2.1 职业安全1381,项目的初步设计说明书在本项目的可行性研究报告桀制完成的础上进行编写。2 .本初步设
13、计说明书按照今化工工厂初步设计文件内容深度规定8(HG-T20688-2000的规定编写完成。3 .本初步设计说明书包括I九通正文内容.其中第一章为总论,第三章为总图运输(包括总图布过),第四章为化工工艺与系统(工艺技术方案论证),第五敢为布跣与配管,第七章为设备.第八章为自动控制与仪龙,第九港为供配电,第十一章为给排水,第十五京为消防,第卜六章为环境保护(包括三废处理,第十七章为安全及卫生专篇(包括全厂安全设计、型大危险源辨识、HAZOP分析和安全措施).第I八章为能耗及节能指66(包括过程节能及能耗计算.第十九章为概算.4 .本初步设计说明书未对图纸的内容进行洋细设计说明,图纸部分参考化工
14、工之设计施工图内容和深度统一规定9.本项目的图纸部分详见设计图册.5 .本初步设计说明书为本项目的初步设计,可作为施工图设计说明H的编写依据之第一章总论1.1 说明书1.1.1 概述1.1.1.1 项目名称年产1I.7W1.聚甲基丙烯酸甲酯项目1.1.1.2 目性质(I)企业称:某石油化工公E(2)企业性质:中外合资经营企业(3)投资项目性质:新建(4)性质类型:石油化工(5)所园区域;广东(6)建设地点:某石化工业区1.1.1.3 项目建设性质和短模(I)项目建设性质:新建、生产性项目、基本建设项目.(2项目建设规模:根据现有聚甲堪丙烯酸甲酯(PMMA)的市场需求;上结合市场上PMMA的生产
15、型和相应供需关系,参照目前相关工业的生产规模参数,根据生产工艺中原料和产品的配料比,原料的来源供应盘,现拟定利用总厂提供的抽余C4中的异丁端(IBE)年产11.7万吨PMMA的项目.1.1.1.4 项目何介花乍用燃料油和燃料油添加剂需求显大幅减少的情况卜,仃效地利用石油和石油加工产物中的相关储分资源是石油化工企业所关心的问题.而当推广应用乙醇汽油而不再的要甲基叔丁基健MBE)类的辛烷施添加剂后MTBE的原料异丁烯可用于生产既有使用价值又有市场需求量的下游产品.HJ烯的主要卜流产品行甲狭丙烯酸甲阳、丁堪橡胶、聚异丁蟀等,其中甲基丙烯酸M1Si(MMA)具有广M的发展前途,世界范围内MMA的需求M
16、不断增加。目解国内MMA有60%以上用于制造PMMA.PMMA俗称有机破璃,是迄今为止合成透明材料中质地最优异,价格又比较适宜的品种.近几年国内PMMA表观消费盘变化不大呈缓增趋本项目来刖I1.本三菱人造丝公司的水合法、粗化成法以及溶液里合法,将C4中的异J烯利用水合法制成叔IM(TBA)后,氧化为甲基丙烯酹(MA1.).再通过一步氧化丽化将其转化为MMA.最后利用溶液聚合的方法将MMA聚合得PMMAi本项目合理利FHIBE资源,能推动我国能源结构的调整,有助于现代能源体系的健康发展并满足环境绿色友好的要求,项目前景可观,项目建设地位于广东惠州,依托当地发达的交通网络,充足的原料供应,庞大的市
17、场需求以及完善的公共设6直,木项目经过徜期可行性研究及多集道专家认证,评估其在技术因为溶液凝合大量溶剂的存在体系粘度适中,使得传质、传热相对容易控制.可进行大规模连续化生产.溶液聚合聚合体系整度低,热稳定性较好,传颇、传热易于控制,聚合热易犷It反应温度易控制,单体转化率高:自动加速作用小,摩尔质乐网节容易,摩尔质量分布较窄:产品中助剂、残用单体和溶剂含崎较低,产品比较纯净,产品分子收均匀;生产工艺安全稳定:无污水,污染小。故可边行大规模连续化生产,无污水处理问遨.且使用AIBN作为引发剂,乙酸乙脑作为溶剂体系,增加了反应的选择性,因为放热反应中的出接热令以及具有分禹猿密沸膀组分的能力减少1能
18、贷消耗.4.5工艺路程叙述45.1IBE水合法制TBA工段本工2所采取的C4法生产PMMA的原料来自于惠州石化产业园区的中海油-无牌石油公司.中海油抽余C4的组成中IBE占了大部分,其成分如下表所示:4-5成分异丁烷-TQ-*丁二正丁烷反式2丁*式2-T2.90%46.37%30.63%痕量6.25%9.12%4.03沸点/匕-11.7-6.9-6.3-4.4-0.50.93.7相对挥发X1.2091.0701.0481.00.8710.8430.770本项目选择了中海-无牌石油公F作为总厂,其C4抽余裂解装置作为IBE的光源组成.并利用水合法制的TBA.本工段流程如下图所示:出上表知,总厂抽
19、余C4中很有较多其他81分,其中1丁烯含收较高。为实现分工化、专业化、精细化生产,有效的提裔生产过程的专一性,加强本厂的可嵌入性,充分实现资源化、集约化应用.本工段前期通过分离重整塔.将多余的I-丁嫌重整成为反式二丁烷打回总厂甚至是其氽石化园企业即将总厂的C4分离装置与IBE后期的生产线进行有效的偶联.本工段中,IBE在压力为6bar及G95C下,使用南开大学的NKC-9型树脂作为催化剂,通过水合反应制备TBA,而考虑到IBE水合TBA的时候落化率约为82.53%,因此.为了提高对于IBE组分的利用程度来用了多级印联的“反应-分国”耦令的单元操作过程,三级串联反应流程,充分提高了整个流程的原子
20、利用率.增加了分厂的经济效益:三级串联反应褥到的TBA经提浓塔提浓后储存在储报中,下图即为IBE水合:.级小联的流程图:4.6工艺创新点4.6.1 C4粗分离与精细化生产的有效结合4.6.2 C4粗分离与精细化生产的有效结合作为分厂,本项目将总厂的C4分两装置与IBE后期的生产城进行有效的我联.做到/分工化、专业化、精细化生产,将其余的CA组分分流至石化园区的其他企业,有效的提高了生产过程的专一性,加强了本厂的可嵌入性,充分实现了资源化、集约化应用,有效的将整个厂柒成于惠州石化产业园,形成了有效的融合体系,提高了惠州石化产业园的经济效益。H下是本F的初分离装置图:iB4.10初分离装图4.6.
21、3 MMA生产工艺的创新在生产MMA的过程中,如果经历中间的MAA步骡时势必会对设备造成巨大的经济成本的上升反应与分施设J的建设成本、MAA生产、分离装置的维护成本、维持MAA装置的能量:、人力成本等,因此,在这种高成本的情况旭化成科技的技术手段就具有卜分广阔的竞争力。但是,与此同时住友化学与旭化成科技的C4法生产MMA的时候对异丁烷的要求是99.99%,对前半期分离要求较1.,同时考虑到IBE从烧类组分中分疡较难,而叔丁醉-水这一共沸组成相较于短类组分更加容易分离,因此采用了三菱人造丝公司的IBE-TBArMA1.这转化流程,作为前期MA1.的生产流程,后半程则采用旭化成法的一部氧化酯化法D
22、.O.E法)进行MMA的合成,这样可以有效的规避了生产过程中的能fi1.设备等不必要的支出损耗同时避免严苛的原料供应要求.有效整合工之手段资源.提高了产品的市场竞争力,因此在工艺上本生产流程采取了:菱人造丝法-旭化成法即异丁烯水合法与一步氧化酯化法(DoE法的高效结合,将.者的优点结合,充分发挥生产的性能.假化剂方面,本项目采用南开大学的NKC-9型树脂、与克丝ZheYineVSki教授的改性催化剂、张顿江院士科研团队的催化剂,相较于山松节男(旭化成科技有限公司团队所研制的佛化剂(产率约90%)而言.MA1.的转化率可以提升至99.7%与MMA的产率可以达到95.5%,每一个反应车间的目标产物
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