乙酸乙酯项目可行性研究报告

年产10万吨乙酸乙酯项目可行性研究报告目录一、总论31.1项目概论31.1.1项目名称31.1.2项目拟建地区和地点41.1.3项目背景41.1.4研究依据41.2可行性研究结论51.2.1市场预测和项目规模51.2.2原材料、燃料和动力供应61.2.3厂址61.2.4项目工程技术方案61.2.5环保71.2.6工厂组织结构71.2.8固定资产估算和资金筹措7三、生产工艺83.1反应精馏法83.2乙醛缩合法93.3乙醇脱氢法103.4乙烯与乙酸直接加成法10四、建厂条件与厂址选择114.1原料供应114.2厂址选择分析114.3基础设施建设114.4厂区概况12五、工厂技术方案125.1生产技术方案125.1.1产品标准125.1.2 生产方法135.1.3技术参数和工艺流程图145.1.3主要生产设备选择145.1.4主要原料、燃料、动力消耗指标155.1.6生产车间布置方案155.2总平面布置和运输165.2.1总平面布置原则165.2.2仓储原则165.2.2占地面积分析175.2.3土建工程175.3其他工程195.3.1 给排水工程195.3.2 供电配电工程195.3.3 防雷防静电工程195.3.4 电信工程205.3.5 供热工程215.3.6采暖通风及空气调节21六、主要工艺计算216.1 物料衡算216.1.1设计任务216.1.2 酯化法主要生产步骤226.2 初步物料衡算236.3初步能量衡算依据27七、环境保护287.1 厂址与环境现状287.3 主要污染物、污染源分析297.3.1 废气297.3.2 废液297.3.3 废渣297.3.4 噪声297.3.5 生态297.4 主要防治措施297.4.1 废气污染防治措施297.4.2 废液污染防治措施307.4.3 废渣污染防治措施307.4.4 噪声污染防治措施307.5厂内绿化30八、技术经济分析308.1投资估算及投资明细表318.1.1编制说明318.1.2投资估算318.1.3投资明细表328.2生产总成本估算及成本构成明细338.2.1成本估算依据338.2.2总成本构成及明细33九、不确定性分析349.1概述349.2盈亏平衡分析349.3敏感性分析35第十章 效益分析3610.1环境效益3610.2社会效益37一、总论1.1项目概论1.1.1项目名称年产10万吨乙酸乙酯项目可行性研究报告1.1.2项目拟建地区和地点本乙酸乙酯合成厂的厂址选择在宜宾县柏溪镇长江村一组小地名滴水岩的一山坳内1.1.3项目背景 乙酸乙酚(E A)具有优异的溶解性、快干性 ,是一种用途广泛的大宗精细化学品,在涂料 、油撰、胶粘剂以及医药品和有机合成中用作工艺溶剂 ,也可作为调香剂组份和工艺萃取剂应用于食品工业中。乙酸乙酯是工业上的重要溶剂,广泛用作人造香精、 乙基纤维素、 硝化纤维素、 赛珞璐、 清漆、涂料、 人造革、 油毡、 人造纤维、 印刷油墨等的溶剂,也可用作人造珍珠的粘接剂,药物和有机酸的萃取剂及水果香料的原料。 随着我国化学工业、 医药工业和相关产业的高速发展,我国乙酸乙酯的消费量逐年上升, 特别是近几年,更以近10%的速度增长。1980 年消费乙酸乙酯 1. 67 万 t, 1990 年上升到 3. 66 万 t,1994 年增长到6. 04 万t , 1996 年国内市场乙酸乙酯的总消耗量为 8 万t ,目前,我国乙酸乙酯总耗量在20万t 以上。到2010 年国内需求可达80 万t。我国乙酸乙酯的生产企业有30多家, 总生产能力约 12 万 t ,但由于一直沿用传统的乙酸和乙醇酯化法工艺, 总体生产技术落后,成本偏高, 有些生产企业处于停产、 半停产状态,有些企业处于保本、 微利或无利经营, 造成产量下滑,产品供需矛盾突出。由于国外乙酸乙酯的生产工艺先进,成本低廉,大量产品进入我国市场,对国内市场造成巨大的冲击,在市场竞争中处于被动的地位。 因此，引进新技术在技术上进行研究创新，研制新设备生产乙酸乙酯是我国解决乙酸乙酯供需不足等诸多问题的最主要方法和途径。1.1.4研究依据(1) 关于年产10万吨乙酸乙酯工程项目建议书；（2）化工厂建设的有关规定（3）搜集的有关产品市场、交通运输、地理水文以及公用工程、技术经济等条件。1.2可行性研究结论1.2.1市场预测和项目规模 2005 年以前， 我国是乙酸乙酯的净进口国，从2005 以后，随着我国乙酸乙酯生产能力和产量的大量增加， 由净进口国转变为净出口国，2006 年我国乙酸乙酯的净出口量为10.0 万吨，约占国内总产量的15.87%。2008 年净出口量达到18.28 万吨，同比增长41.27%。近两年，我国乙酸乙酯的进口量逐年减少，2006 年进口量为0.96 万吨，2008 年下降到0.11 万吨，同比下降约85.52%。2009 年上半年进口量为0.03 万吨，同比减少约57.14%。与此相反，我国醋酸乙酯的出口量却在逐年增加。2006 年出口量超过10.0 万吨， 达到10.94 万吨，2008 年尽管受到全球金融危机的影响，但出口量仍高达18.39 万吨，同比增长34.23%。2009 年上半年出口量为8.73 万吨，同比增长0.23%。2010年我国醋酸乙酯出口到30多个国家和地区，其中对亚洲国家的出口量约占总出口量的93%，其中对韩国的出口量为3.23万吨，约占总出口量的29.6%，其次是中国台湾，出口量为1.89万吨，约占总出口量的17.2%；再次是日本，出口量为1.66万吨，约占总出口量的15.1%。我国醋酸乙酯出口主要集中在江苏、山东和广东3省，2006年出口量分别为6.1万吨、2.1万吨和1.53万吨，合计出口量占出口总量的88.78%，其他省份出口量仅为1.21万吨。主要出口企业有江苏索普、山东金沂蒙、广东江门谦信化工发展公司等大型醋酸乙酯生产企业。2003年以前，我国醋酸乙酯的进口价格变化不大，基本上维持在520-550美元/吨，2004年以后进口价格开始上涨，2004年价格为653.2美元/吨，2006年上涨到841.4美元/吨，比2005年上涨7.60%。出口价格近几年也不断上涨。2003年出口价格为573.8美元/吨，2004年上涨到757.3美元/吨，2006年上涨到798.6美元/吨。2008年进一步上涨到905.7美元/吨。近年来，随着我国经济的快速增长，涂料、油墨、粘合剂等产品需求大幅提升，从而拉动醋酸乙酯的消费稳步增长。1997年我国醋酸乙酯的表观消费量只有10.50万吨，2001年增加到22.79万吨，2006年进一步增加到53.02万吨，比2005年增长约5.91%，2007年增加到580.6万吨，2009年进一步增加到821.1万吨，同比增长约5.91%，2004-2009年表观消费量的年均增长率约为13.71%，近年来我国醋酸乙酯的供需情况见表2-5。表2-5 近年来我国醋酸乙酯的供需情况 单位：万吨/年年份生产能力产量进口量出口量表观消费量200026.217.24.420.3321.29200131.217.95.350.4622.79200239.030.74.581.0934.19200354.034.24.271.1937.28200467.041.83.462.0743.19200580.047.34.641.8850.06200690.063.00.9610.9453.022007109.071.00.7613.7058.062008150.095.00.1118.3976.722009150.0105.00.0622.9582.11根据以上市场信息以及生产能力的预测，结合原料供应情况、自身情况相关等因素，确定该项目的生产规模为年生产量10万吨。1.2.2原材料、燃料和动力供应 本项目的主要原料为：乙醇、乙酸、浓硫酸 结合宜宾本地的情况，宜宾每年的煤产量高达200多万吨，能够为公司提供足够的燃料和动力供应。且距离煤产地近，交通运输便宜，成本低。1.2.3厂址 综合考虑原料供应 、 产品市场定位 、 交通等因素 ， 最终决定厂址为宜宾县柏溪镇长江村一组小地名滴水岩的一山坳内。1.2.4项目工程技术方案 本项目采用成熟工艺流程：乙酸和乙醇在浓硫酸等催化剂的催化作用下发生酯化反应生成乙酸乙酯。硫酸、乙醇、醋酸在混合器内均匀混合然后流经预热器进入酯化塔发生酯化反应，然后再进入精馏塔进行精馏分离，分离过后的产品进入干燥塔进行干燥，最后得到乙酸乙酯成品。1.2.5环保 由于采用的是成熟工艺，所以三废处理流程成熟。对废气、废渣、废水统一处理达标以后排放。1.2.6工厂组织结构 公司属于高科技中小企业，因此组织结构以授权型、扁平化、动态性为主要特征 ， 淡化部门界限，改变传统组织结构的刚性，增加快速反应能力，以实现公司整体最优化。第 1 4 年组织结构如下：年工作日 为 300 天 ， 除工厂管理及后勤人员等实行一班制工作，各主要工序为连续操作，其基本工作制度为三班制。1.2.8固定资产估算和资金筹措 本项目总投资为 .71万元。其中固定资产为80950.07万元，流动资产为16190.01万元。资金筹措方案为自筹30%，向银行贷款70%。建设期为3年，建设期贷款利率为6.4%，建设期贷款利息13055.63万元。资产投资表固定资产（万元）流动资产（万元）建设期利息（万元）80950.0716190.0113055.63二、产品介绍 乙酸乙酯为无色透明液体, 能与乙醇、 乙醚、氯仿、 苯、 丙酮等有机溶剂互溶, 微溶于水。乙酸乙酯大量用作油漆、 清漆、 人造革、 硝酸纤维素、 乙酸乙烯酯等的溶剂, 药物和有机酸的萃取剂。近年来又开发作粘合剂和生物促进剂, 并可作为染料、 制药、化工的原料。乙酸乙酯的主要物理性质：物理性质熔点()： -83.6沸点()： 77.06临界压力(MPa)： 3.83相对密度(水=1)： 0.894-0.898相对蒸气密度(空气=1)： 3.04饱和蒸气压(kPa)： 13.33(27) 燃烧热(kJ/mol)： 2244.2临界温度()： 250.1 乙酸乙酯的质量要求：乙酸乙酯化学纯与分析级用 GB12589 - 90, 工业品为GB3728- 91, 工业品分优质、 一级、 合格 3 个级。它们分别质量为: 质量分数, % 98. 5, 99. 5; 相对密度 20 / 4 , 0.895 0. 90、 0. 899 0. 901、 0. 897 0. 9202、 0. 897 0. 902、0. 896 0. 902;乙醇含量, % 0. 08, 0. 08;水分, % 0. 4、 0.1、 0. 10、 0. 20、 0. 40游离酸, %(以酸度计) , mmol/ 100 g 0.08, 0. 08, 而工业品以蜡酸计% 0. 004, 0. 005, 0. 01.三、生产工艺3.1反应精馏法 反应精馏是精馏技术中的一个特殊领域。在操作过程中,化学反应与分离同时在一个设备内进行,既有精馏的物理相变传递现象, 又有物质变化的化学反应现象,两者同时存在,互相影响。因此反应对下列2 种情况特别适用: ( 1)可逆平衡反应。一般情况下,反应受平衡影响,转化率只能维持在平衡转化的水平,但是若生成物中有低沸点或高沸点物质存在,则精馏过程可使其连续地从系统中排出, 最终转化率超过平衡转化率,大大提高了效率。( 2) 异构体化合物分离。通常因它们的沸点接近, 靠精馏方法不易分离提纯, 若异构体中某组分能发生化学反应并能生成沸点不同的物质, 即可在精馏过程中得以分离。醇酸酯化属于第一种情况。3.2乙醛缩合法 乙醛经乙醇铝, 又名乙氧基铝、 三乙氧基铝( Aluminiumtriethoxide Al ( O2CH5 ) 3 ) 为 催 化 剂下, 缩 合 成乙 酸 乙 酯CH3CHO Al(O2CH5) 3 CH3COOC2H5催化剂三乙氧基铝是在另一单独反应器内合成, 它是由 Al 粉、 无水 C2H5OH 和乙酸乙酯为溶剂的混合物溶液中, 并用少量氯化铝及少量氯化锌作助催化剂反应而成。Al+ CH3CH2OH Al( OC2H5 ) 3+ 3/2H2 ,副产氢气经冷冻冷凝回收冷凝物后排放。催化剂溶液充分搅拌均匀后备用。乙醛由乙烯在氯化钯催化下液相反应成乙醛后与乙氧基铝溶液一起连续进入反应塔,控制反应物比例,使进料混合时已有 98%乙醛转为乙酸乙酯, 1. 5 %乙醛在后面搅拌继反应,此为放热反应, 有冷盐水盘管控制 0 10 e 反应 1h。原料乙醛中含水量应尽量低, 以防止催化剂在有水时分解。粗生成物乙酸乙酯入分馏塔 T1 ,塔顶馏出物乙酯入反应 T2,T1 底下部分出乙醇与氢氧化铝。分馏塔 T2 顶馏出物冷凝后一部分返回 T2 回流,大部入分馏塔 T3 , T3 底排出乙醇/ 乙醛循环利用, T3 顶馏出物乙醛返入反应塔, 塔 T 2 底料入分馏塔 T4 ,塔顶冷凝料一部分返回 T4 作回流, 大部分是成品乙酸乙酯, 而 T4 底排出重组分进一步去加工。乙醛缩合成乙酸乙酯一般在乙烯) 乙醛联合装量内进行。日本该工艺装置能力有 20 万 t/ a。该工艺的反应式如下： 此法乙醛的转化率为97%, 乙酸乙酯的选择性为96%,副产物主要是乙缩醛。工艺流程图如下：图1 乙醛缩合法制乙酸乙酯工艺流程图3.3乙醇脱氢法 采用铜基催化剂(主要用PdC、骨架Ni、CuCoZnAl混合氧化物及Mosb二元氧化物等催化剂)使乙醇脱氢生成粗乙酸乙酯，经高低压蒸馏出去共沸物，得到高纯度的乙酸乙酯。就生产乙酸乙酯来说,该法在理论上是最好的。由于以较便宜的乙醇代替乙酸, 因此成本可降低20%左右,并可副产氢气508 Nm3#t- 1乙酯,没有腐蚀,大部分设备可用碳钢, 没有含酸废水等环保问题。由清华大学开发技术, 并已建 0. 5 万 t/ a装置已投产,副产氢气使化肥成本降低 2%, 发酵废液生产沼气,作炉用燃料, 节省煤 0. 3 万 t/ a。吉林燃料乙醇有限公司从英国 Dav y工程公司引进乙醇脱氢技术, 于 2007 年 10月 29 日已生产出合格乙酸乙酯。该法疏程短、 对乙醇范围要求较宽,副产合理利用, 成本低廉。3.4乙烯与乙酸直接加成法 该工艺由于直接利用了丰富的乙烯资源, 无须生产乙醇或乙醛作为中间体, 因而能明显降低产品生产成本, 具有明显的经济优势。从资源利用方面看,一方面可以高效、 充分地利用乙烯资源, 同时合成乙酸乙酯具有较高的产率和选择性, 产率可达90%以上,选择性大于 95%但是该工艺依赖于大量的乙烯资源,只能在乙烯和乙酸资源相对比较丰富而廉价的地区才可以考虑工业化生产。四、建厂条件与厂址选择4.1原料供应 根据宜宾地区的实际情况以及市场调查，本厂所在地宜宾县柏溪镇长江村一组小地名滴水岩的一山坳紧挨着我国著名的硫酸生产企业天源化工厂。该厂历史悠久，生产规模大，有能力为公司提供足够的硫酸供应。且两厂相隔距离近，运输成本少，价格低廉。另一方面，工厂离宜宾的煤产地较近，能源充足且价格便宜。宜宾又是万里长江的起源，水资源丰富。4.2厂址选择分析 由于本厂是用乙醇和醋酸为原料在浓硫酸在催化作用下生产乙酸乙酯，又因为浓硫酸的运输过程风险较大，所以厂址选择在距离浓硫酸产地较近的宜宾县柏溪镇长江村一组。并且，宜宾是著名的白酒金三角有著名的白酒生产企业五粮液。乙酸乙酯的需求量巨大，产品市场良好。 厂址距离宜宾的高速公路只有几公里，该高速公路连接了成都、重庆等地，运输便捷。4.3基础设施建设一、供水工程 采用城区管网延伸供水和联片供水 ， 日供水能力 3.33万吨。 二、排污工程 污水经初步处理 （ 国家三级排放标准 ） 后 ， 排入污水处理公司管网统一处理后排放 （ 国家二级排放标准 ） ，现日处理能力 2.5 万吨。废气经过统一的处理净化达标过后再进行排放，以求做到污染最小，对环境的伤害最小，响应国家的可持续发展路线。 三、供电供热工程 由热电公司统一供应 ， 质量稳定 ， 年供热能力 170 万吨 ， 年供天燃气 8000 万立方。供电处于西南电厂 120 万 KW 电网之中，质量稳定，电力充足四、通信工程 邮电通讯设施完备 ， 移动通讯 、 电话 、 数字宽带通讯 、 CATV 等网络通讯 ， 技术先进 ，保证信息交流之需要。4.4厂区概况 厂区位于宜宾县柏溪镇长江村一组，本项目拟定厂区地形为矩形，其中南北方向长为150m，东西方向宽为100m，总面积约15000m。厂区分为厂前区、生产辅助区、生产区和储罐区。厂前区位于厂区西北侧，为常年主导风向西北风的上风向。主要建筑包括行政楼、停车场等，职工宿舍和食堂组成生活区远离生产区，位于行政楼的南侧，停车场位于行政楼与生活区之前。厂前区北面是生产辅助区。生产辅助区主要包括中心控制楼、化验中心、维修车间、材料仓库和水处理车间等。生产区和储罐区主要位于整个厂区的东面。主要有四大部分：乙醇储罐区，反应车间，分离车间和产品罐区。95%乙醇直接通过管道输送至厂区，在乙醇储罐区存放。反应车间由两层组成，其中安放了脱氢反应器和加氢反应器及其辅助设备。反应车间的南侧集中布置分离车间，其中包括闪蒸罐一个，精馏塔五个及其配套的辅助设备。燃料煤堆场和蒸汽锅炉房位于反应车间东面，分离车间的北面，靠近大量耗用蒸汽的精馏工段。产品灌区位于厂区的最南面，其中包括了氢气球罐，乙酸乙酯储罐和副产物无苯天那水溶液粗料储罐。各车间最大可能的采用露天布置，精馏塔、储罐等均布置在露天场所，减少了建设投资，便于改扩建。其余厂房多采用单层结构，设计要求满足甲类产品生产的耐火、防火、防爆等级。厂区设有四个出口，两扇主门一南一北，东侧开两扇侧门，厂内10米宽的中央主道横贯南北，东面出口即为总厂铁路。 此外，本项目根据当地自然条件，工厂生产特点并结合全厂总平面布置进行绿化设计，厂区绿化面积超过20。厂前区和生产辅助区为重点绿化、美化区，设置花坛，种植花卉，辅以草坪。沿工厂围墙四周、道路两侧及厂内适当的地点种植乔木、灌木、绿篱，为职工生产和生活创造良好的环境条件，以达到净化空气，保护环境，有益于人体健康的目的。绿化既要保护环境，防止污染，美化厂容，又不应妨碍生产操作，物料运输及防火要求。我们采用的植物主要以绿色木本植物为主，能够达到一个良好的降低空气污染的效果。五、工厂技术方案5.1生产技术方案5.1.1产品标准 本项目主要产品为乙酸乙酯，根据产量调整会有些许无水乙醇产品。其中，乙酸乙酯产品执行 GB 3728-07 工业乙酸乙酯标准。具体如下：外观：透明液体，无悬浮杂质。乙酸乙酯标准5.1.2 生产方法 目前乙酸乙酯的主要生产工艺有酯化法 、 乙醛缩合法 、 乙烯直接加成法和乙醇脱氢法等。各方法比较如下表。乙酸乙酯生产方法比较 其中，酯化法 比较成熟、可靠，生产成本相对较低 ，但是由于 催化剂与乙酸形成的混酸对设备腐蚀严重， 因此 维修费用较高 。乙醛缩合法具有 原料消耗少，工艺过程简单 ，对设备腐蚀性小、能耗低、 “ 三废 ” 排放量少 的优点，但其生产能力不如酯化法，因此很难大规模生产。利用乙烯直接加成法 产品收率和选择性均较高 ，但是投资较高。乙醇一步法是 近年来发展起来的新工艺 ， 使用该工艺 产品收率高 ， 对设备腐蚀性小 ， 成本相对较低，不产含酸废水， 且 有利于大规模生产 。综合以上信息，本厂采用工艺技术比较成熟、可靠、产品相对成本较低的酯化法进行生产。原料在混合罐内充分混合以后进入酯化罐进行酯化反应，生成乙酸乙酯，然后进入精馏塔对产品进行分离，分离出纯度较高的乙酸乙酯。分离后的乙酸乙酯进入干燥塔，对其进行充分干燥。5.1.3技术参数和工艺流程图 生产方法通常有间歇法和连续式两种。为增加反应转化率, 通常用过量乙醇投料。1、 间歇式 间歇式在搪瓷釜内加乙酸、 乙醇、 硫酸, 热回流 4 5 h,蒸出粗品用 5 % NaCl 洗, 再用 NaOH 与 NaCl 混溶液中和到 pH8, NaCl液洗无水 K2CO3 干燥、 分馏出成品乙酸乙酯。2、连续式 用乙酸、 过量乙醇、 少量硫酸( 96 %) 混合后共入预热器,进而入酯化塔, 塔顶蒸出含 70 %乙醇、 20 %乙酯、 10 %水( 乙酸已全反应掉) 的馏出物入冷凝器, 一部分作塔顶回流,一部分于 80 左右入分离塔, 塔顶蒸出含 83 %乙酯, 9%乙醇, 8 %水的料与等体积的水入混合器, 继进倾析器, 该器层流出含少量乙醇与酯的稍重水层返回分离塔下部, 经分离塔分离,乙酯重新以三元恒沸物分出, 而浓的含水乙醇返回酯化反应塔下部经气化后进行酯化反应。而倾析器上层混合物含 93 %乙酯、 5 %水、 2%乙醇入干燥塔,塔的中下侧出乙酸乙酯产品。塔顶蒸出物一部分作本塔回流, 一部返入酯化塔。干燥塔底作残物排出。该法可得 GB3728- 9质量指标的工业乙酸乙酯成品。3、工艺流程图 本公司采用连续法生产乙酸乙酯。工艺流程图如下：乙酸乙酯的生产工艺流程图5.1.3主要生产设备选择 结合自身情况 、 遵循相关设计原则 ， 对设备进行设计 ， 详细见 初步设计报告 中设备设计方案 。本工艺方案用到的主要生产设备如下表：主要设备一览表项目数量酯化塔1干燥塔2混合罐5预热器5精馏塔3冷凝器2机泵若干5.1.4主要原料、燃料、动力消耗指标本项目所需的主要原料及辅助材料的品种、规格、年需用量见表 4.4 ：序 号名 称规 格单位年用量运输方式1燃料煤热值6800kcal/kgt5汽车或火车2新鲜水常温，0.3MPat5.8106外供3循环冷却水3238,0.4MPat2.096108自建4脱盐水常温，0.5MPat自建5电106kVkWh6000外供、自建6蒸汽0.5MPat1.44106自建7仪表空气0.7MPaNm31.20107空分5.1.6生产车间布置方案厂区“一”字形 在保证安全距离的前提下，为合理利用土地，减少管道回转次数，节约管线，各个工段的布置都采用了“一”字形理念。1）生产车间按照生产流程“一”字形布置2）辅助生产区“一”字形排布3）储运区按照原料区中间罐区成品罐区线性排布5.2总平面布置和运输5.2.1总平面布置原则一、设计依据1）原化工部文件化工企业总图管理规定2）HG/T20649-98化工企业总图运输技术规定3）GBJ16-87建筑设计防火规范4）GB50187-93工业企业总平面设计规范二、设计范围厂内总平面布置、竖向布置、交通运输设计三、竖向布置原则（1）满足生产、运输、装卸及管线敷设对高程的要求，并为其创造良好条件。（2）结合地形，因地制宜，合理确定场地设计标高，使场地排水畅通，减少土方工程量，并使厂区不受洪水威胁。（3）与外部交通运输设施及厂区周围地形相适应，并与总平面布置相协调。5.2.2仓储原则 我厂有原料储罐和成品储罐分别置于2个储罐区，为保证原料与产品的安全以及运输的方便，本项目对其存储与运输进行了规划。 由于乙酸乙酯是易燃易爆液体，为保证安全存储与运输，储罐的选择与布置以及施工安全遵循了以下标准：表4.2 执行国家标准列表名称标准号石油化工立式圆筒钢制焊接储罐设计规范SH3046立式圆筒钢制焊接油罐施工安全及验收规范GBJ128钢制焊接常压容器JB/T4735石油化工钢制设备抗震设计规范SH3048石油化工钢储罐地基设计基础规范SH3062储罐区防火堤的设计规范GB50351 储罐区位于厂的厂区西北面，包括成品储罐区和原料储罐区，其存储量都为2000立方米。储罐区在设计上从多个方面考虑了防雷防静电，并设置防雷针、静电接地板等多项防雷防静电设施。5.2.2占地面积分析厂区总面积为95748平方米，具体指标见下表：指标名称单位数量厂区占地面积m295748建筑占地面积38764露天堆场及作业场地占地面积19716道路及广场占地面积26027地下管道及地上管架总占地面积4787绿化面积30246建筑系数%40.48场地利用系数61.08绿化系数31.595.2.3土建工程（1）建筑材料： 本项目建设生产中存在有具有易燃易爆的物质，工艺装置集中、连续，生产是在高温、高压或低温、化学腐蚀等条件下进行，存在着火灾爆炸危险因素。因此，建筑物的建设要利用防爆墙，将易发生爆炸的部位进行隔离，一旦发生火灾爆炸可以减少破坏面积，并利用门窗、轻质屋面、轻质墙体泄压减少破坏程度。（2）结构设计及相应措施： 本工程设计中，单层和多层厂房采用现浇钢筋框架结构，厂房下采用现浇注下单独基础，生活辅助用房采用砖混结构，并采用砖柱刚性基础。钢柱采用防火保护层。墙体的要求如下：外墙采用承重墙，用普通砖做厂房维护墙，并在檐口设置一道圈梁。屋顶板采用空心板，楼墙板采用空心板活槽形板。为了便于生产以及安全疏散，本设计采用室外楼梯，楼梯采用防火材料。侧窗采用开平窗，大门采用开平门。屋顶采用坡度为5的平面顶刚性放水屋顶，有组织排水；对有爆炸危险的厂房，设置轻质屋顶，作为泄压面积。因为本工程生产区中厂房有爆炸危险，因此要对其设置一定的泄压面，并用防火墙体隔开，厂房的梁重等承重构件需采用防火包伙措施。对安置有重要贵重仪器设备的厂房，其墙体的耐火行能根据实际选择。（3）对有特殊要求的建、构筑物所采取的建筑措施：设置防爆墙 将有爆炸危险的生产部位用防爆墙分隔，减少由于爆炸产生的二次破坏，有利于尽快恢复生产。为了进入有爆炸危险的区域可采用防爆门斗。本项目中，泵房、压缩车间、锅炉房、控制室、质量检测室均采用一级防火材料。在建筑里安置避雷针，防止雷电引起的爆炸事故；设置泄压 有爆炸危险的厂房，应设置轻质屋盖泄压、门窗泄压及轻质外墙泄压。彩钢板复合的墙板和屋面板重量轻，但在一定长度内应断开搭接，才能达到泄压目的。布置泄压面，应尽可能靠近爆炸部位；侧面泄压应尽量避开室外设备、人员集中场所、主要道路。其泄压比值应达到建筑设计防火规范的要求。本项目中，采用轻质屋盖作为泄压设施， 保持顶棚平整，避免产生死角，保持厂房上部空间通风良好。不发火地面由于散发比空气重的可燃气体，会沉积在地面，当达到爆炸浓度时，由于碰撞、摩擦、静电产生的火花会引起火灾爆炸危险，应采用不发火的地面。不发火无机材料地面，是采用不发火水泥砂浆、细石混凝土、水磨石等无机材料制造。骨料可选用不含金属的石灰石、白云石等不发火材料，施工前配料制成试块，进行试验，确认为不发火后才能正式使用。在使用不发火混凝土制作地面时，应采用摩擦碰撞不发火材料做分格条。采用不产生火花的有机面层，是彩色耐磨不发火涂料，施工周期短，易清洁，美观大方，目前经常采用的做法。 本项目中，泵房、压缩车间、锅炉房地面采用绝缘材料作为整体材料紧密填实，并采取防静电措施，所有动设备均使用防爆静电机作为驱动机，保证安全。另外，本设计范围内多采用钢筋框架结构，对钢筋混凝土屋面板、梁、柱基础内的钢筋，宜采用接闪器，引下线和接地装置。设置防爆门斗 设置防爆门斗是解决交通和防爆有利措施，第一道门宜采用防爆门，才能达到防爆的效果。但防爆门均采用特殊钢材制作，其连接转动部件和防止门与门框碰撞产生火花，门铰链应采用青铜轴和垫圈或其它摩擦碰撞不发火材料制作，门扇周边贴橡胶板，防止碰撞产生火花。防爆门斗内要有一定的容积，保证当门打开时瞬时进入门斗的可燃气体浓度降低，两门布置应在不同方位上，间距200f以上。防爆门斗也是爆炸危险部位的安全出口，其位置应满足安全疏散距离的要求。5.3其他工程5.3.1 给排水工程 本项目使用工业园区的统一供水方案。给水方案以节约用水为原则，合理利用水资源。生产冷却水全部使用循环水，其他用水使用回用的二次水，以尽量减少新鲜水。排水系统的划分以清污分流为原则，生产污水和初期雨水均需进行生化处理。5.3.2 供电配电工程 本项目由华鲁电厂统一供电，质量稳定，电力充足，现有110KV变电所，拥有装机容量5.1万KW的热电厂。给电方案以节约用电为原则，合理利用电力资源。5.3.3 防雷防静电工程 为防止电磁感应产生火花第一级和第二级建、构筑物内平行敷设的长金属物，如管道、构架和电缆外皮等，其净距小于100mm时，应每隔30m用金属线跨接，交叉净距小于100mm时，其交叉处也应跨接。当管道连接处，如弯头、阀门、法兰盘等不能保持良好的金属接触时（过渡电阻0.03），在连接处应用金属线跨接。用丝扣紧密连接（不少于5根螺栓）接头和法兰盘，在非腐蚀环境下可不跨接。同时，无论对于哪类建筑，如果建筑物中有计算机、电子信息设备，特别是对于控制室、变电所等建筑，要对其雷击电磁脉冲进行防护，可以采取电磁屏蔽的方式。5.3.4 电信工程 为了加强企业的管理，提高生产效率，增加组织和调度能力，保证工厂生产的快速有效的进行，工厂内部安装有电信设备。本项目电信设施主要包括：行政管理电话、生产调度电话、无线通讯、火灾自动报警系统、广播系统等内容：（1）行政管理电话为了全厂行政管理和对外联络的需要，考虑用户数量和分布情况。在厂前区办公室内设一个电话总机站，厂区内需要行政电话约54门。（2）生产调度电话由于生产管理机构设置情况，需要生产适度电话约25门，拟设100门程控电话交换机及其配套设备一套，作为全厂调度使用。（3）扩音呼叫/通话系统控制室为了和现场通讯联络，巡回检查时对通讯的要求，维修和安装调试有关岗位联络等要求，拟设扩音呼叫/通话系统及其配套设备一套，由8个呼叫通话站组成。（4）无线对讲电话在生产联系密切的固定或移动岗位，在噪声较大的环境，需要频繁、及时联系工作之处，拟设8对无线对讲电话机。（5）火灾自动报警系统为了防止火灾在厂内发生，能及时报告火灾信号，拟在全厂设置一套火灾自动报警系统，由火灾报警控制器、火灾自动探测器、手动报警按钮、线路等组成。（6）电信电路敷设均采用电信电缆桥架或埋地敷设。5.3.5 供热工程 本厂使用的热由工业园区统一的管道引入，该热源由热电公司统一供应，质量稳定，额定工况下外供蒸汽保持在200t/h，最大外供蒸汽量300t/h，基本可以满足我厂正常生产的需要。本项目厂区外管道包括：各界区之间、装置各工段间、主要生产装置之间，生产装置与辅助生产装置等之间的相连接的工艺及公用工程管线。5.3.6采暖通风及空气调节 为排除厂房内余热、余湿、有害气体以及蒸气、粉尘等，维持工室内空气的温度、湿度和卫生要求，以保证良好的工作环境和产品质量，本项目对全厂范围进行设计，包括生产装置区、辅助生产区、生活管理区、成品及储罐区等。（1）按照各车间生产的实际情况，结合相关设计规范设计各车间通风设施。（2）按照各房间空气调节的设计参数，提出对空调的要求；相关空调的设计、安装由空调提供方依据相关行业标准及设计规范进行设计。设计要达到三个基本目标：（1）保证有足够的室内风速和气流量。（2）房间内要有合理的气流通路，即气流应当经过需要换气和降温的地方。（3）要保证有良好的气流质量，即进入厂房的应该是低温洁净的空气。六、主要工艺计算6.1 物料衡算6.1.1设计任务 设计项目：醋酸和乙醇在催化剂浓硫酸存在下生产醋酸乙酯（假定70%的醋酸转化为醋酸乙酯）产品名称：醋酸乙酯产品规格：纯度99%年生产能力：折算为100%醋酸乙酯10万吨/年6.1.2 酯化法主要生产步骤 （1）等分子的冰醋酸和95%乙醇混合和少量的浓硫酸接触，进行酯化反应达到平衡状态，并加热至沸点。 （2）达到平衡状态的混合液通入精馏塔，由于不断移去难挥发的水分，在塔中反应趋于完全；由塔顶部出来的流出液组成为： 醋酸乙酯 20%（重量百分率，下同） 水 10% 乙醇 70% （3）由塔顶部出来的馏出液通入精馏塔进行蒸馏，由塔顶部出来的三组分恒沸液组成为： 醋酸乙酯 83% 水 8% 乙醇 9%由塔底部出来的残液组成为乙醇和水，重新送入塔作为第二进料。由塔顶部出来的馏出液和塔顶部出来的馏出液汇合并加等量的水，三者混合后流入沉降槽进行分层。 上层富有醋酸乙酯，其组成为： 醋酸乙酯 94% 水 4% 乙醇 2% 下层主要是水，其组成为： 醋酸乙酯 8% 水 88% 乙醇 4% 下层（即水层）重新回入塔作为第二进料。（5）上层（即酯层）送入精馏塔进行蒸馏，由塔底部流出的即为成品的醋酸乙酯，这是由于醋酸乙酯和三组分恒沸液和双组份恒沸液比较起来，其挥发度最小，由塔顶部出来的为三组分恒沸液，其组成如下： 三组分恒沸液组成： 醋酸乙酯 83% 水 8% 乙醇 9% 双组分恒沸液组成： 醋酸乙酯 94% 水 6%（6）塔顶部出来的馏出液包括三组成恒沸液送回沉降器中。6.2 初步物料衡算 （1） 每小时生产能力的计算 根据设计任务，醋酸乙酯的年生产能力为10万吨/年（折算为100%醋酸乙酯，下同）全年按300天计，每天24小时连续工作。每小时的生产能力为： 100030024=13.89 t /h以上作为物料衡算基准。为了使物料衡算简单化，在初步物料衡算中假定成品醋酸乙酯的纯度为100%，在生产过程中无物料损失，塔顶馏出液等均属双组份或三组分恒沸液，这在事实上是不可能的，故将在最终衡算中予以修正。酯化器物料衡算醋酸和乙醇酯化反应如下:CH3COOH+C2H5OHC2H3COOCH5+H2O 60 46 88 18 X y 13.89z原料规格：醋酸浓度为100%;乙醇纯度为95%；浓硫酸纯度为93%（相对密度为1.84）加入：100%醋酸量：60/x=88/13.89x=6013.89/88=9.47 t/h 100%乙醇量：46/y=88/13.89y=4613.89/88=7.26 t/h 95%乙醇需要量：y/95%=7.26/95%=7.64 t/h 其中C2H5OH=7.26 t/h； H2O=0.38 t/h 浓硫酸量=0.53 t；其中H2SO4=0.49 t；H2O=0.04 t/h支出：转化率为70% 醋酸乙酯生成量=9.470.78860=9.72 t/h 醋酸剩余量=9.470.3=2.84 t/h 乙醇剩余量=7.260.3=2.18 t/h反应生成水量：18/z=88/9.72 z=189.7288= 1.99 t/h总水分=1.99+0.38=2.37 t/h 浓硫酸量=0.53 t/h进出酯化器的物料衡算表如下：表一：进出酯化器的物料衡算表加入支出序号物料名称纯度%数量t/h序号物料名称纯度%数量t/h1醋酸1009.471醋酸乙酯1009.722乙醇957.642水1002.37其中C2H5OH1007.263乙醇1002.18H2O1000.384醋酸1002.843浓硫酸930.535浓硫酸1000.53合计17.64合计17.64 由酯化器出来的混合液进入精馏塔，在塔中反应趋于完全，因此进入塔的混合液在塔中最后生成： 醋酸乙酯=13.89 t/h 水=1813.8988+0.38