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1、 年产5万ETBE项目初步设计说明书 目录第一章 项目总论11.1 项目背景11.2 项目概述21.3 设计依据和原则21.3.1 设计依据21.3.2 设计原则21.4 原料及产品方案31.5 厂址概况31.5.1 银川经济开发区发展概况31.5.2 银川经济开发区条件4第二章 工艺模拟设计62.1 设计目标62.2 乙醇和异丁烯制ETBE工艺对比72.2.1 固定床技术和催化蒸馏技术的比较72.2.2 IFP公司开发的ETBE工艺72.2.3 UOP公司开发的ETBE工艺82.2.4 两个工艺的比较92.3 工艺流程的确定102.3.1 ETBE反应工段的工艺确定102.3.2 ETBE分
2、离工段的工艺确定132.4 工艺流程介绍142.4.1 工艺流程的概述142.4.2 工艺创新点152.5 工艺的Aspen模拟152.5.1 模拟模块的选择152.5.2 模拟流程的化学反应162.5.3 模拟物料衡算162.6 催化蒸馏塔的Aspen模拟262.6.1 催化蒸馏塔的DSTWU模块模拟262.6.2 催化蒸馏塔的Radfrac模块模拟272.7 模拟能量衡算292.7.1 能量衡算的依据及原理292.7.2 各工段换热器的热量衡算292.7.3 各工段设备的热量衡算312.8 热量集成342.8.1 概述342.8.2 主要物流分析342.8.3 夹点温度的确定352.8.4
3、 夹点提取及公用工程的选择362.8.5 换热网络设计与优化37第三章 控制系统设计433.1 ETBE工艺控制系统设计433.1.1 对固定床反应器的控制443.1.2 催化蒸馏塔的控制453.1.3 吸附床和乙醇水洗塔的控制463.1.4 离心泵流程控制设计473.1.5 换热器设备的自控流程设计473.2 DCS/ECS控制方案48 3.3 组态王对工艺过程的控制方案48第四章 典型设备的工艺及设备设计514.1 固定床反应器设计514.1.1 固定床反应器工艺设计514.1.2 固定床反应器的设备设计554.2 催化蒸馏塔设计684.2.1 催化蒸馏塔设备684.3 换热器设计834.
4、3.1 换热器的工艺设计834.3.2 换热器的设备设计91第五章 总图运输设计1205.1 设计依据1205.2 设计范围1215.3 总平面布置1215.3.1 总平面布置要求1215.3.2 厂区总体布局概述1225.3.3 厂区面积计算1235.3.4 总平面布置各项技术指标1235.3.5 工艺装置的布置1245.3.6 辅助生产及公用工程设施1245.3.7 储存设施的布置1265.3.8 运输设施的布置1265.3.9 生产管理及生活服务设施1275.4 厂内运输设计1285.4.1 厂内运输设计要求1285.4.2 本厂运输设计128第六章 管路布置设计1296.1 设计依据1
5、296.2 管道选型1306.2.1 管径的一般要求1306.2.2 管径的计算依据1306.2.3 最经济管径的选定1316.2.4 管壁厚度1326.3 管道编号1326.3.1 管道号组成1326.3.2 管道号各部分含义说明1336.4 管道布置1356.4.1 管道铺设原则1356.4.2 泵的管道布置1366.4.3 换热器的管道布置1376.4.4 塔的管道布置1376.4.5 管廊上的管道布置1386.4.6 其他管道布置138第七章 土建设计1397.1 设计依据1397.2 厂区自然条件1407.2.1 气侯条件1407.2.2 地质条件1417.3 建筑和结构设计1417
6、.3.1 建筑设计范围1417.3.2 厂区布置总结141第八章 给水排水设计1438.1 概述1438.2 编制依据1438.3 给排水系统设计1438.3.1 给水系统设计1438.3.2 排水系统设计144第九章 储运设计1469.1 设计依据1469.2 储存系统1469.3 运输系统1469.4 运输线路布置147第十章 维修设计14810.1 设计依据14810.2 设备维护14810.2.1 同步检修和协同检修15010.2.2 压力容器、管道的定期检修15010.2.3 泵的检查和处理15010.2.4 安全检修要求15110.3 维修人员管理151第十一章 采暖通风和空气调节
7、设计15311.1 设计依据15311.2 设计目标15311.3 通风系统15411.3.1 车间空气有害物质标准15411.3.2 通风系统设计154第十二章 消防设计15612.1 设计依据15612.2 主要危险物15612.3 事故发生危险可能性及危险性分析15812.3.1 危险特性15812.3.2 燃烧爆炸的原因16112.4 消防安全措施16312.4.1 基础消防措施16312.4.2 厂区消防布置16512.4.3 生产过程的防火防爆16612.5 消防系统16712.5.1 稳高压消防给水系统16712.5.2 泡沫灭火系统16812.5.3 其他灭火系统169第十三章
8、 职业安全及工业卫生设计17313.1 设计规范17313.2 职业安全17413.2.1 工业有毒物17413.2.2 噪声17513.2.3 腐蚀17613.3 工业卫生17713.3.1 车间的卫生特征等级17713.3.2 工作场所17813.3.3 辅助用室178第十四章 环境保护设计17914.1 设计依据17914.2 主要污染源及污染物18014.3 环保治理措施18214.3.1 废气18214.3.2 废水18214.3.3 噪声18214.3.4 绿化18376团结之队雁行第一章 项目总论1.1 项目背景2005年我国的C4馏分总产量超过6106吨，催化裂化C4馏分产量为
9、5107吨，预计到2010年C4馏分总产量将达到9.7107吨。目前，我国对C4馏分的利用率偏低（约41 %），尚处于初期阶段。而国外的化工利用率很高，如美国为80% 90%，日本为64 % ，西欧为60%。同发达国家比，生产技术、产品种类及下游产品的开发利用还远远不够。因此，合理利用C4馏分已是我国亟待解决的问题。过去十年来，甲基叔丁基醚(MTBE)一直作为美国新配方汽油（RFG）及许多国家和地区汽油的主要添加剂，用以提高汽油辛烷值及降低汽车排放污染。甲醇与C4馏分MTBE。但是，有科学研究发现了MTBE的缺点：它不易分解，对地下水有一定污染；引起恶心，使驾驶者出现疱疹等反应；甚至可能是致癌
10、物质。美国从2004年开始禁止使用MTBE，欧洲国家使用MTBE的趋势也是下降的，不少MTBE装置改建为ETBE装置。乙基叔丁基醚（ETBE）替代甲基叔丁基醚（MTBE）作为有效的汽油辛烷值促进剂，在汽油中的最大添加量为17Vol%。与MTBE属同一类，但其辛烷值较高、雷氏蒸汽压较低，且水溶性较MTBE小，因此更适合作为汽油的含氧添加剂。ETBE不但在提高汽油辛烷值的效果方面比MTBE好，还可以作为共溶剂使用ETBE的沸点较高，与烃类相混不生成共沸化合物。这样既可以减少发动机内气阻，又可降低蒸发损失，因此其具有很大的市场潜力。2010年我国总炼油能力达到4.05亿吨/年，催化裂化能力将增长到1
11、.32亿吨/年，其每年副产的混合C4烃总量将达到1千万吨。2010 年，我国汽油达到7000万吨以上，如果ETBE 平均搀兑比例为4%，ETBE 的总需求量已达到280万吨。本项目的投产不仅缓解我国ETBE的市场缺口，并且缓解了原料供应不足问题，顺应产业的发展趋势，有很好的市场前景。1.2 项目概述 本项目是为中国石油宁夏石化公司设计一座年产5万吨混合C4制ETBE子系统，厂址选建于宁夏回族自治区银川市经济技术开发区。项目采用技术先进UOP公司与其他公司共同开发的Ethermax工艺，并对其工艺进行了改进，在满足其生产任务要求的前提下，使其能耗进一步降低，成本降低。通过本项目的设计，可以得到年
12、产5万吨的ETBE，副产19.8万吨液化石油气，总量为24.8万吨。其中液化石油气作为清洁的民用燃料气，将ETBE按适当的比例加入总厂所炼制的汽油，销售给银川市以及银川周边地区的加油站。本项目采用了已经投入使用的先进的Ethermax醚化工艺，工艺设计合理，运行平稳可靠，最大程度的节能和环保，社会效益突出，同时可以产出高附加值的液化石油气，不仅可以满足本厂的热能需要，富余的燃料气还可以作为城市居民燃料气使用，综合各因素分析本厂生产ETBE利润丰厚，经济效益明显，社会效益突出。1.3 设计依据和原则1.3.1 设计依据v 本项目所编制的雁行可行性分析报告v 化工行业相关设计规定v 中华人民共和国
13、环境保护法和中华人民共和国劳动保护法的相关法律、法规v 宁夏自治区内经济、建筑、环保等相关政策和法规1.3.2 设计原则1）项目建设遵守国家的各项政策、法令和法规，符合国家的产业政策、投资方向及行业和地区的规划，贯彻有关部门的颁发标准和规范合理安排建设周期，严格控制工程建设项目的生产规模和投资；2) 采用成熟而先进的工艺生产技术，确保操作运行稳定、能耗低、三废排放少、产品质量好；3) 在保证工艺生产安全、可靠的前提下，尽可能利用国产化的设备、材料，并控制投资在合理范围内；4) 严格遵守现行消防、安全、卫生、劳动保护等有关规定、规范，保障生产安全顺利进行和操作人员的人身、卫生安全；5) 注重环境
14、保护，生产过程中减少“三废”排放，同时采用行之有效的“三废”治理措施，贯彻执行“三废”治理、“三同时”的原则；6）坚持“社会经济效益、环保效益和企业经济效益并重”的原则，按照国民经济和社会发展的长远规划，行业、地区的发展规划，在项目调查、选择中对项目进行详细全面的论证。1.4 原料及产品方案本项目主要原料为烃类C4，直接从中国石油宁夏石化公司500万吨/年炼油扩建工程的260万吨/年催化裂化装置获得，另一种生产原料无水乙醇需要从市场购买。本项目设计年产5万吨ETBE，副产19.8万吨液化石油气，总量24.8万吨。1.5 厂址概况1.5.1 银川经济开发区发展概况银川经济技术开发区是宁夏唯一的国家级开发区经过多年发展，已形成了能源、化工、机电、建材四大支柱产业。现有工业企业170家，外资企业23家，高新技术
