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1、中北大学-重结晶队目录1 总论11.1项目综述11.2设计依据11.3设计思想及原则11.4工艺特点21.5产品及原料方案21.6辅助设计软件的应用22 厂址选择32.1选择原则32.2厂址选定32.3地理位置42.4原料和市场42.5自然状况43 工艺流程设计及优化63.1设计目标63.1.1概述63.1.2生产规模63.2 合成异丙苯基本工艺流程63.3 二异丙苯的优化73.3.1 优化流程73.3.2优化流程分析83.4泡点反应器合成异丙苯113.4.1优化流程113.4.2分离过程节能降耗分析123.4.3同时采用泡点反应器和新增二异丙苯塔新增侧线采出133.5 催化精馏合成异丙苯14
2、3.5.1 催化精馏合成异丙苯的操作特性143.5.2 固定床催化精馏塔合成异丙苯工艺流程153.6 烷基化和烷基转移反应同时进行的固定床催化精馏163.6.1 优化流程163.6.2 优化固定床催化精馏塔的操作特点173.6.3不同苯烯比时对优化固定床催化精馏塔的操作特点183.7 小结184主设备选型设计及ASPEN PLUS7.1模拟194.1主设备设计原则194.2 用aspen plus7.1对主设备的初步模拟204.3 用aspen plus7.1对分离精馏塔进行了第一次模拟优化294.4用aspen plus7.1对分离精馏塔进行了第二次模拟优化335 换热网络优化385.1概述
3、385.2夹点的确定386 自动控制及仪表406.1 设计依据406.2 自动控制方案概述406.3主要现场仪表选型原则427 供电与通信457.1 设计说明457.1.1 设计范围457.1.2 设计标准、规范457.2 供电电源467.3 变电所和配电间467.4 照明系统477.5 接地防雷系统487.6 电信工程518 供热供暖528.1 概述528.2 标准与规范528.3 供热方案538.4 锅炉给水系统558.5 供热系统配套设施569 环境保护579.1 设计依据579.2 环保治理措施589.2.1 废气589.2.2 废水589.2.3 废渣589.2.4 噪声589.3
4、场内绿化599.3.1厂区绿化的作用599.3.2场内绿化选择原则6010 土建6210.1 设计编制依据6210.2建筑、结构设计原则6310.3建筑、结构设计方案6310.4防火、防水防腐、防噪、防尘及建筑物内外装修等6411 给水排水6611.1 编制依据6611.2 设计范围6611.3 给水工程6711.4排水工程6811.4.1污水处理工程6811.4.2雨水工程设计6912 总图运输7212.1 设计依据7212.2 设计范围7212.3 总平面布置7312.3.1 厂区总体布局概述7312.3.2 厂区各处面积指标7312.3.3 厂前区7512.3.4 储运区7512.3.5
5、 生产区7612.3.6 辅助生产区7612.3.7 厂区出入口的布置7712.3.8 围墙的设置7712.4 厂内运输设计7712.4.1 厂内运输设计要求7712.4.2 本厂运输设计78参考文献794项目初步设计说明书1 总论1.1项目综述丙烯是源自石油、煤、天然气的重要基础有机化工原料，全球丙烯的产能已超1亿吨/年，随着我国今后几年中丙烯产能的快速增长，加快除聚丙烯以外的丙烯化工的综合发展已成为我国烯烃化工可持续发展成为重要课题。本项目的目标是为一石油化工综合企业设计一座异丙苯的分厂，采用丙烯和石油苯作为原料经济价值更高的异丙苯，同时产生副产物二异丙苯、重芳烃。除考虑到主产物异丙苯的经
6、济效益外，还考虑到副产物的出路问题。同时需要考虑尽可能减少对自然环境的污染以及对污染的治理措施。1.2设计依据1) 国家经济、建筑、环保相关政策，黑龙江省、大庆市化工工程建设相关建设规划;2) 化工工程设计相关规定;3) 化工工厂初步设计文件内容深度规定（2001年06月01日国家石油和化工工业局发布）及有关专业的国家标准4) 2013年第七届“三井杯”化工设计大赛参赛指导书;5) 项目可行性报告。11.3设计思想及原则1) 所选择的工艺技术应先进、适用、可靠，保证项目投产后，能安全、稳定、长周期、连续运行。2) 所选择的设备和材料必须可靠，且尽可能国产化。3) 充分依托现有社会公共设施，以降
7、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，负荷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，实事求是的作出研究结论.7) 促进国丙烯工业综合发展，提高我国丙烯工业的产业多样性，是我国丙烯化工实现可持续发展。31.4工艺特点采用固定床催化反应器，大大提高主产物的转化率，减少了混合物分离操作的成本，减少了能耗的
8、使用。1.5产品及原料方案本项目设计年产异丙苯10万吨，采用石油苯 和丙烯作为原料，在催化剂作用下进行生产。原料苯选用中国石油大庆石化炼油厂的产品石油苯。原料丙烯选用中国石油大庆石化公司化工一厂生产的产品丙烯。主产物为异丙苯,副产物二异丙苯、重芳烃。1.6辅助设计软件的应用在本设计中，应用了以下辅助设计工具软件：用Auto-CAD 2004进行制图；用Aspen Plus 7.1进行流程模拟和工艺优化；用Aspen Energy Analyzer V7.1-aspenONE进行热能集成优化；用Autodesk 3dsMax Design2010制作三维厂区效果图。3项目初步设计说明书中北大学-
9、重结晶队2 厂址选择2.1选择原则厂区选择基本原则(1) 厂址应符合国家工业布局，城市或地区的规划要求。(2) 厂址宜选在原料、燃料供应和产品销售便利的地区。(3) 厂址应靠近水量充足、水质良好的水源地。(4) 厂址应尽可能靠近原有交通线，即交通运输便利地区。(5) 厂址地区应具有热、电的供应。(6) 选址时注意节约用地，不占用或少占用良田。厂区的大小、形状和其条件应满足工艺流程合理布置的需要，并应有发展的余地。(7) 选址得注意当地自然环境条件，并对工厂投产后可能造成的环境影响做出预评价。(8) 厂址应避开低于洪水位或在采取措施后仍不能确保不受水淹的地段。(9) 厂址附近应建立生产污水和生活
10、污水的处理装置。(10) 厂址应不妨碍或不破坏农业水利工程，就尽量避免拆迁。(11) 厂址应具有满足建设工程需要的工程地质条件和水文地质条件。(12) 散发有害物质的工业企业厂址，应位于城镇相邻工业企业和居住区全年最小频率风向的上风侧，且不应位于窝风地段。32.2厂址选定黑龙江省大庆市龙凤区,龙凤区位于黑龙江省西部、大庆市东部，是大庆中心城的 “三颗星”之一，东部与大庆高新技术产业开发区隔路相望，西邻大庆石油管理局采油二厂、四厂，北靠大庆市人民政府，南与安达市接壤。龙凤区地域广阔，共分龙凤、卧里屯、兴化三个区块。下辖一镇龙凤镇，面积410平方公里，人口20万， 其中，农村人口2.3万，现有耕地
11、面积4.5万亩，草原面积10.3万亩，荒水面积8.8万亩。有“一田三草二水五分荒”之称，极具开发前景。2.3地理位置大庆市龙凤区位于大庆市东部，是三个中心城区之一。辖区面积410平方公里，人口35.24万。区辖1个镇、5个街道办事处，辖区内有大庆石化总厂、大庆石化公司等中、省、市直企业38家。大庆石油化工总厂、大庆石化公司创建于1962年，经过40多年的发展，已经形成了油、化、纤、肥、塑一体化的生产格局。现有生产装置和辅助装置112套，原油一次加工能力600万吨/年，年产汽、煤、柴、润四大类产品300多万吨。可生产石油化工产品77种303个牌号，产品畅销全国28个省、市、自治区，远销世界29个
12、国家和地区。大庆石化已成为我国重要的石化产品生产基地之。2.4原料和市场中石油大庆石化公司位于大庆市每年的生产大量石油苯和丙烯为我公司提供了充足的原料来源。本区有大庆石化总厂、大庆石化公司等中、省、市直企业38家，已经形成了油、化、纤、肥、塑一体化的生产格局。2.5自然状况大庆光照充足，降水偏少，冬长严寒，夏秋凉爽。全市年平均气温4.2 ，最冷月平均气温-18.5 ，极端最低气温-39.2 ；最热月平均气温23.3 ，极端最高气温39.8 ，年均无霜期143天；年均风速3.8m/s，年16级风日数为30天；年降水427.5 mm，年蒸发 635 mm，年干燥度为1.2，大陆度为78.9；年日照
13、时数为2726小时，年太阳总辐射量491.4KJ/cm2。由于地处温带季风性气候所以受温带和季风共同影响，大庆市年气候变化多端，春夏秋冬四季，寒来暑往，周而复始的循环。冬季受大陆冷高压控制影响，盛行偏北风，寒冷少雪，热量严重匮乏；夏季受副热带海洋气团影响，盛行偏南风，夏季前期干热，后期降水集中且变率大，时有旱涝；春秋两季为过渡季节，春季冷暖多变，干旱多风，风借旱情，旱助风威，水资源严重匮乏；秋季多寒潮，降温急剧，春温高于秋温，春雨少于秋雨。大庆市气候受大陆的影响远甚于海洋，陆地因素在气候形成中起决定作用，全市大陆度K在76.281.0之间（远大于50），为典型的大陆性气候。由于气候的大陆性和季
14、风交替共同影响，在春季的增温和秋季的降温过程中，温度升降频繁且剧烈；同时，由于晴天日数多，昼夜温度变差大。年日照时数在2600至2900小时，生长期（五至九月）日照时数为1300至1350小时。年降水量在400至550毫米之间，生长期降水量一般在350至480毫米之间，占年降水量的85%以上。6项目初步设计说明书中北大学-重结晶队3 工艺流程设计及优化3.1设计目标3.1.1概述本项目的目标是为中石油大庆石化建立一座以异丙苯为主要产品的分厂。要求以丙烯和苯为原料，其中丙烯由中石化生产过程催化裂化生产出来，苯由外购入，两者在优化的化工工艺中反应生成异丙苯，异丙苯作为中间产物或其他用途售予其他化工
15、厂或单位个人。尽量采取可可行的措施减少系统对环境的不利影响，并对排出的污染物提出合理的治理方案。3.1.2生产规模由于各行业对异丙苯的需求，本场建设规模定为每年生产异丙苯10万吨。3.2 合成异丙苯基本工艺流程 目前工业上合成异丙苯所用的催化剂不尽相同，但其工艺流程基本相同。原料丙烯经过预处理进入到烷基化反应器，原料苯经过预处理送到苯塔，在苯塔中进行脱水后由侧线才出送到烃化和反烃化反应器进行反应，反应液混合后送入分离系统，即依次送到苯塔，异丙苯塔，二异丙苯塔进行分离，在苯塔塔顶脱出苯，水等组分，在异丙苯塔顶得到产品异丙苯，二异丙苯塔侧线得到二异丙苯送回反烃化反应器，副产物重芳烃由二异丙苯塔釜采出。4图 3-1 合成异丙苯原工艺流程简图异丙苯合成过程中存在的
