年产20万吨二甲醚的生产项目设计书

1 年产 20万吨二甲醚的生产项目设计书 第一章 总论 目概况 本项目为 陕西省府谷化工厂 新建以二氧化碳和氢气为原料年产 20 万吨二甲醚的生产项目， 与甲醇项目构成联合生产线。 项目总投资 3亿，固定投资 银行贷款 虑到多方面因素干扰，建设预计期限为 2年。 计依据 1、化工工程设计相关规定。 2、国家经济、建筑等相关政策。 3、 2010年西北大学化工学院课程设计指导书。 艺特点 本厂以二氧化碳及氢气为原料，在多段绝热床中利用一步法合成二甲醚（ 副厂物 甲醇，收集足够甲醇作为副产品销售。 二氧化碳及氢气来源于工业园区其他化工厂，原料充足。 品方案 本厂产品主要有二甲醚、甲醇，并副产一定量的低压蒸汽。 产品名称 本厂 规格 国家规定 产量（万吨 /年） 单价（元 /吨） 二甲醚 摩尔分率 料级 20 3650 甲醇 摩尔分率 业级 100 蒸汽 压级 200 表 1品分析 2 二甲醚、甲醇主要销售市场在以府谷为中心的西北地区，西北地区主要燃料依旧是煤及天然气，二甲醚作为新型节能环保燃料， 在此地区有广大的发展前景，本项目联系其他化工厂，构成联合生产线，合作生产。 第二章 厂址选择 择原则 1) 原料和市场 厂址应靠近各种原料产地和市场 2) 能源 化工厂需要大量的动力和蒸汽，应靠近燃料的供应点 3) 气候 4) 运输条件 尽量考虑靠近铁路枢纽以及利用河流、运河、湖泊或海洋进行运输的可能性，公路运输可用作铁路和水路的补充 5) 供水 化工厂使用大量的水，用于产生蒸汽、冷却、洗涤，有时还用做原料。因此，厂址必须靠近水量充足和水质良好的水源。 6) 对环境的影响 应得到当地环保部门的 认可，和便于妥善处理废物 7) 劳动力的来源 8) 用地 节约用地，尽量少占耕地，并考虑工厂发展的土地空间 9) 协作条件 选择在贮运、机修、公用工程（电力、蒸汽）和生活设施等方面具有良好协作条件的地区 10) 预防灾害及其他 避免低于洪水水位或在采取措施后仍不能确保不受水淹的地段，以及地震、泥石流、滑坡、有开采价值的矿藏、文物保护等地区。 3 址选择及优势陈述 本项目目标： 以二氧化碳及氢气为原料年产 20万吨二甲醚。 本厂具体选址 ：陕西省榆林市府谷县皇甫工业园区 选址地简介： 府谷（ 位于举 世瞩目的 “ 神府东胜煤田 ” 腹地，北与内蒙古准格尔旗和 伊金霍洛旗 、东与山西省 保德县 和河曲县、南与陕西 神木县相邻，总面积 3212 平方千米，总人口 （ 2004 年），是全国载能火电第一县、全国最大的金属镁、电石生产基地，也是陕西省政府公布的 2007年度 “ 陕西县域经济社会发展十强县 ” 之一。主要产业有煤炭、火电、电石、金属镁以及其他载能煤化工 。 2009 年全县实现生产总值 155 亿元。实现财政收入 42 亿元。 2007 年，其中第一产业 元，占生产总值的 第二产业 元，占生产总值的 第 三产业 元，占生产总值的 人均 19481 元。在经济总量中，非公有制经济占 74%。现有工业企业 338 户，从业人员 26495 人，工业主要产品有 18 个系列， 100 多个品种， 主要 产品有原煤、焦粉、火电、水泥、生铁、电石、硅铁、硅钙、金属镁等；已初步形成一个以煤炭为龙头，电力、冶金、化工、建材为支柱的产业体系。 2008年工业总产值达 69 亿元。其中非公有制工业企业总产值为 元，占全县工业总产值的 原煤的产量为 2025 万吨，硅铁 吨，吨，兰炭 376 万吨，水 泥 56 万吨，金属镁 吨，发电量 2008 年前三季度，生产总值达到 75 亿元，其中非公有制经济占总量的 74%。财政收入 22 亿元，预计今年生产总值突破 100 亿元大关，府谷经过步履蹒跚的历程， 2009 年全省 107 县、市 83 个县中县域经济排序进入全省第 3 名。是一个正在崛起的工业县和华夏儿女进行西部大开发的 “ 瑰宝地 ” 。 本厂选址原因： 1）交通便利 府谷县位于陕西省最北部，北纬 38 度 42 分至 39 度 35 分，东经 110 度22 分至 111 度 14 分。 县内有府（谷）店（塔）一级公路通往神木，另有 4 多条二级公路通 往太原、包头、鄂尔多斯，府谷也是正在建设的 “ 榆（林）商（州）高速公路 ” 起点。县城至榆林市 219 公里；至省会西安 760 公里；至山西省省太原 370 公里。铁路方面，有西煤东运大通道神朔铁路通过县境，神木北（店塔） 大同往返旅客列车途径在府谷县城并设有客运站。 2) 原料丰富 府谷县煤炭储藏面积达 950 平方公里；初步探明储量就有 200 亿吨，其中侏罗纪煤 150 亿吨，储藏面积 650 平方公里，分布在 8 个乡。煤层地质构造简单，层位稳定，埋藏浅，宜于露天平峒开采。府谷煤属世界优质煤，平均发热量为每公斤 6900 至 7200 大卡； 灰分仅占 5硫仅占 磷仅占 属特低硫、特低磷、特低灰、中高发热量；不粘和弱粘长焰优质动力煤和化工用煤。 府谷境内有与矿产资源分布大体相一致的黄河漫滩地下水和奥陶纪岩溶水，就水近煤，资源组合条件好。全县自产水资源总量 ，其中客水径流量 3 亿 产水量 下水 探明的有天桥、孤山川口、阴塔、碛塄、清水川口、新民和勃牛川处水源地，日可采水 前，在建项目的地方工农业生产总用水量约 9 万 ，煤电载能工业基地规划拟建项目日需水预计约 20 万 ，尚有 的水资源可供开采，完全可以满足府谷煤电载能工业某地建设的需要。县城生活用水，现日产 5000 吨，供应居民 7 万人，水价 /吨 3）配套设施 陕西省最大的铝矾土矿床就在府谷县，储藏面积为 80 平方公里，总储量为 立方米；矿区水文地质构造简单，利用开采；属高品位大型富矿。全省最大的高岭土矿就在府谷县，远景储量为 10 亿吨，已探明 质含量低，结晶好，是陶瓷、 造纸、化工、电子工业的原料。 县城东部的黄河天桥水电站，装机容量为 瓦，年发电量为 县 23 个乡镇全部通电。全县水资源，地表水年径流量为 立方米；地下水 立方米 /年，可采量为每年 立方米。孤山川水能资源储量为 7070 千瓦。 5 4）鼓励政策 建立县级非公有制经济（中小企业）发展专项资金，重点用于扶持符合国家产业政策，节能降耗，并对全县经济有带动作用的综合利用项目。建立 “ 府谷县中小企业融资担保基金 ” ，加大对中小企业信贷支持力度，解决中小企业融资担保困难，促 进中小企业快速健康发展。各金融机构要优先支持国家鼓励类投资规模较大的、发展前景较好的非公有制经济投资项目。对非公有制企业的技术创新项目，可享受贷款贴息政策，鼓励增加技术创新投入，凡用于研究开发新产品、新技术、新工艺的费用，列入企业成本，在税前列支 。 图 图 2工厂具体选址图 6 第三章 工艺说明 艺方案的选择与比较 （ 1） 二甲醚的性质 二甲醚又称甲醚，简称 英文名称为 子式为对蒸气密度（空气为 1） 炸范围： V V），引燃温度： 350 ，二甲醚易溶于水，醇和乙醚中。 二甲醚具有惰性、无腐蚀性、无致癌性、几乎无毒。二甲醚在空气中长期曝露不会形成过氧化物。在常压下是一种无色气体，有醚类特有气味。二甲醚作为氟里昂的替代物，在气雾剂和制冷剂行业的使用量迅速增加。 二甲醚为环保染料，在取代柴油等染料上很有发展前景，为未来可利用理想能源之一。 （ 2） 二甲醚的生产工艺比较 发生的反应主要有： 232 2 3 23 3 3 22 2 23 3 2 4 22 9 0 . 2 9 /3 4 9 . 5 /2 2 3 . 4 /4 1 . 2 /22C O H C H O H H k J m o H C H O H H O H k J m o O H C H O C H H O H k J m o H O C O H H k J m o O C H H C H H O 甲醇液相脱水法 传统生产二甲醚的方法是以甲醇为原料在浓硫酸的催化作用下，生成硫酸氢甲酯，硫酸氢甲酯再与甲醇反应生成二甲醚。该反应的特点是反应温度低 7 (130 160 )，选择性及转化率均大于 90，可间歇和连续生产，投资少。操作简单。由于浓硫酸对甲醇的碳化作用较大，催化剂的使用周期短，同时脱除反应会产生大量的残酸和废水。对环境污染严重；中间体硫酸氢甲酯毒性较大，危害人体健 康。传统工 艺的生产规模都相对较小。上海石油化工研究院在传统的甲醇液相脱水装置上。通过将反应与分离操作合成一体有效抑制了有机物的碳化。同时硫不受损耗而被封闭在反应器中供长期使用 (首次使用时间达 6年多 )大大降低了成本减少了污染 121。 气相甲醇脱水法 1965年美国 基本原理是在固定床催化反应器中使甲醇蒸汽通过固体酸性催化剂 (氧化铝或结晶硅酸铝 )，发生非均相反应，甲醇脱水生成二甲醚，脱水后的混合物再进行分离、提纯，得到燃料级或气雾剂级的二甲醚。 国内有专 利报道，在较低温度 (100 1250C)、常压 (0 0 05新的催化剂作用下进行脱水生产出二甲醚气体。解决了酯化脱水、催化剂再生和反应过程同步等技术问题。上海石油化工研究院采用自行开发的 建成 2 000t 1995年开车成功。该装置的甲醇转化率 60 ，二甲醚选择性 I99，催化剂使用寿命 大于 6个月产品规格达到气雾剂级的高纯度二甲醚 131。气相甲醇脱水法合成二甲醚的国内外工艺进展情况见 图 3 3气相甲醇 脱水法合成二甲醚的国内外工艺进展情况 液相脱 合成气一步法合成二甲醚 国内外对甲醇合成和甲醇脱水反应的动力学进行了广泛研究。中科院大连化物所近年来在合成气一步法合成二甲醚方面研制出了性能良好的双功能催化剂。 8 并在此基础上开发了固定床合成气一步法合成二甲醚新工艺。该工艺采用固定床反应器合成气原料 2， 5 25，操作压力 2 5 4 0应温度 230 3000C原料合成气进气空速 700 l 500用催化剂为自制的金 属沸石催化剂。另外还开展了甲烷化空气催化氧化部 分氧化制合成气与含氮合成气制二甲醚技术的研究，希望通过廉价氧源实现廉价合成气，从而降低二甲醚合成生产成本。一步法合成二甲醚。特别是浆态床一步法合成二甲醚是目前新开发的技术。与传统甲醇脱水工艺相比工艺装置结构简单，便于移出反应热，易于实现恒温操作，可以使反应与传热过程耦合，从而达到最佳反应温度。防止催化剂失活。它可直接利用 可在线装卸催化剂，具有较高的 二甲醚在成本上更具有优势。目前。该技术正处于小试及中试阶段 。 2近年来，2效利用2本关西电力公司和三菱重工公司把2应条件为温度 250 3000C。压力4 10用专利双功能催化剂，小试20，二甲 醚选择性为45。国内对2科院兰州化物所利用研制的2/ / 5C u Z n O Z r O Z r O H Z S M 功能催化剂，采用固定床管式反应器，在 240、2 : 2 O 的 条件下。24 5。二甲醚选择性为 60 7；华东理工大学房鼎业等人采用国产 1改性分子筛组成的复合催化剂，在 260 、 5 011000h 、2 :H 的原料气条件下，考察了在搅拌釜反应器中25，二甲醚选择性为 60。 二甲醚生产工艺比较 甲醇液相硫酸催化法和甲醇气相法二甲醚生产技术较为成熟，两种方法均有工业装置运转。甲醇脱水法以精甲醇为原料。脱水反应副产物少，二甲醚纯度达 9 99，适用于有较高要 求的气雾产品，也可以用作制冷剂或医用气雾剂的抛射剂。该工艺比较成熟可以依托老企业建设新装置，也可单独建厂生产。但该方法要经过甲醇合成、甲醇精馏、甲醇脱水和二甲醚精馏等工艺。流程较长。因而设备投资大，产品成本高，受甲醇市场波动的影响也比较大。合成气法生产二甲醚工艺是一项适合中国国情的技术路线。特别是在淤浆床中，反应温度分布均匀，热平衡较易控制，操作简单且稳定性好，生产成本低。合成气法所用的合成气可由煤、重油、渣油气化及天然气转化制得，原料经济易得，因而该工艺可用于化肥厂和甲醇厂。这些工厂可将甲醇装置适当改造 用于生产二甲醚。形成规模生产。目前一步法生产二甲醚面 要高效低价的煤制气工艺及设备；需要能满足大型化二甲醚生产用的反应器；解决以煤为原料制二甲醚生产过程中2关催化荆的开发与生产；成熟而经济的二甲醚分离提纯技术。 项目工艺说明 本项目采用的原料是传统的化石资源，由于所选厂区自然资源丰厚可进行大规模采集，因此原料采集不是本厂生产瓶颈，初步计算本厂规模可在年产二甲醚20 万吨，年产甲醇 吨，大型的生产规模保证了生产成 本的大幅度降低进而使二甲醚能在经济上与 据本厂的生产特点及各一步法工艺优缺点的比较，本分厂利用二氧化碳和氢气为原料，采用多段绝热床一步法工艺合成二甲醚。但由于该工艺尚处于研发过程中，有许多技术难题需攻克，本项目根据根据现有资料进行了初步设计。 程模拟说明 10 图 3程模拟图 一、 反应工段 1、综述 原料气与循环气混合后，经过换热器到达反应所需的温度后，进入反应器合成二甲醚。 由 于 二氧化碳加氢直接合成二甲醚是一个复杂的化学反应体系，体系中共有 6个化学物种，即2H、 原子矩阵法确定立反应数 。 原子矩阵的秩为 3，反应体系组分总数为 6，故独立反应数应为 3。 现将二氧 11 化碳加氢合成甲醇反应、逆水煤气变换反应和甲醇脱水反应选作独立反应 ： 2 2 3 22 2 23 3 3 232C O H C H O H H H C O H O H C H O C H H O 反应器 出口气中含有 过三次换热后进入吸收工段。 图 3应工段 2、反应器 本项目采用三段绝热固定床反应器，段间利用饱和水间接冷却。在 260 ，4:3的条件下进行合成二甲醚 。 特点： 三段绝热式固定床反应器的主要由反应段和换热段两部分构成，原料由反应器顶部气体入口分布器进入反应器，气体入口分布器的结构和结构参数直接 影响反应器内流体的均布情况，入口分布器的使用是实现气流均匀分布的重要手段和必要措施。原料气在第一反应段达到一定转换率后，由于该反应放热，物料温度升高，进入第一换热段换热，换热后物料进入第二反应段继续反应，在第二反应段达到一定转化率后进入第二换热段换热，换热后进第三反应段。该反应器共有三段，故物料在第三反应段达一定转化率后，从反应器底部出料。反应后的物料经多级换热后进吸收塔吸收。 3、催化剂 由于利用二氧化碳和氢气为原料合成二甲醚工艺尚不成熟，催化剂仍处于研 12 发间段，本项目中根据现有催化剂有关报道，采用改良后的 5 复合催化剂。根据报道在 260 ， 4:3 的条件下， 择性： 68%， a. 甲醇合成阶段 被发现以来，已取代以往的 化剂、 为普遍使用的甲醇合成催化剂。 最常用的助剂，加入 易被还原； 着结构助剂的作用，可使 寸减小。因此， 3多种制各方法在 3贵金属 (如 催化剂比较， 3经济上更具优势。根据文献调研结果以及本课题组以前的研究基础，考虑到今后的工业化实际应用，本项目选择 3合成催化剂组分。 b. 甲醇脱水阶段 对于复合催化剂中甲醇脱水催化剂组分的选择，大致应满足以下几条要求：具有较高的脱水活性和较好的 具有较好的稳定性，遇水不易失活；脱水活性温度与 具有酸强度适当的表面酸中心，且表面酸性易于调变；具有较大的比表面积和适当的孔结构；实现工业化生产的基础。 5分子筛是良好的甲醇脱水催化剂，在 190(2反应条件下，甲醇的转化率为 78， 00，而且 有水的存在的条 件下不易失活，在较宽温度范围内 (150 275 )均有较高的甲醇脱水活性。在类似的合成气直接合成 5分子筛作为复合催化剂中的脱水组分已经得到应用，且效果良好，故本项目选择 分子筛作为2 4、原料气氢碳比对反应的影响 : 13 可以看出，提高氢碳摩尔比有利于提高2甲醚选择性和收率，降低时看到，随着氢碳摩尔比的不断增大，2化剂的生产强度会有所下降。 二、 吸收循环工段 吸收循环工段包括一个二甲醚吸收塔和两组 应器出口气中的二甲醚、甲醇和未反应的原料。经过 顶出来的混合气体变压吸附 化气）循环到混合器 离出的 图 3收工段 3 、精制阶段 精制工 段包括三个精馏塔： 别用于预精馏、 醇精馏。 预精馏塔 操作压力为 过此塔后，塔顶得到 14 进入 底得到甲醇和水 ,一部分进入甲醇精馏塔 外一部分作为 馏塔 操作条件为 过分离后得到符合质量要求的入 分离出的2 操作压力为常压，经分离后塔顶得到甲醇，经泵送入甲醇储罐，塔底的水送入水处理中心。 图 3馏工段 第四章 原料、辅助材料采购与产品营销 料及辅助原料采购 1） 原料采集 二氧化碳及氢气主要来源于总厂及工业园区其他化工厂，原料充足 。 2） 辅助原料采购 3分子甲醇脱水催化剂均可在附近购买获得。 品主要标准 表 4厂产品标准 产品名 称 本厂 规格 国家规定 产量（万吨 /年） 单价（元 /吨） 二甲醚 摩尔分率 料级 20 3650 15 甲醇 摩尔分率 业级 100 蒸汽 压级 200 第五章 物料衡算与能量横算 述 本设计采用多段绝热床一步法制二甲醚，在吸收循环工段用循环吸收剂甲醇溶液吸收，精制工段中采用 3 个精馏塔实现除去残留 品 醇的分离提纯。在设计中利用 在此基础上完成物料衡算、能量衡算 。 16 图 5-1 程模拟 局物料衡算 本项目中，新鲜原料与循环原料在混合器 混合后进入反应器合成二甲醚和副产品甲醇。从反应器出来的混合物进入吸收塔 顶主要有未反应的原料气和生成的一氧化碳，该混合气进入一氧化碳变压吸附塔 行分离一氧化碳；塔顶的混合液到精馏车间进行精制。精馏车间设有三个精馏塔馏塔塔顶采出二甲醚和二氧化碳，塔底采出甲醇水溶液，塔顶的混合气进入 行分离二氧化碳和二甲醚，塔底采出产品二甲醚， 塔顶的二氧化碳循环到二氧化碳原料罐进行循环利用；从 底采出的甲醇水溶液一部分作 一部分在塔 要物料规格及消耗 表 5序号 项目 规格 数量 (万吨 /年 ) 1 原料 氧化碳 工业级 66 气 工业级 17 2 催化剂 3 主产物与副产物 甲醚（ 燃料级 20 醇 工业级 公用工程 却水 25 1270 冻盐水 392 和蒸汽 34 应工段 表 5应器物料 物料 反应器进口流量 反应器出口流量 7430 0 2O（ 0 2695 0 2（ 22291 17078 3 29724 kg/ m3/ 8588 240 260 精制工段 各精馏塔物料 18 表 5精馏塔 料衡算 进塔物料 塔顶采出 塔釜采出 总流量（ 152 046 1508 146 2（ 2O（ 17061 O（ kg/65185 4 9 33 5 5甲醚精馏塔 料衡算 进塔物料 塔顶采出 塔釜采出 总流量（ 1508 145 2（ 1 2O（ O（ kg/ 2 19 5甲醚精馏塔 料衡算 进塔物料 塔顶采出 塔釜采出 总流量（ 0 0 0 04 2O（ 2695 O（ 0 0 0 kg/ 207 压 常压 常压 局能量衡算 概述： 在全流程模拟的基础上，完成了对本工艺中各设备的能量衡算。 1、合成工段 新鲜原料和循环原料在混合器 合后，经过原料器预热器 费热锅炉 入绝热床反应器 ,出口的高温高压能量换热后温度升至 240。能量进入反应器后被迅速加热到 260，反应器内压强为 表 5 原料反 应 元能量衡算表 反应前物料 反应后物料 101 20 101 82 120 MJ/h 2871174 表 5甲醚原料混合加压 加热前 加热后 102 o 101 240 260 MJ/h 2828849 2、 吸收循环工段 粗产品经过 别和原料、闪蒸罐进料、冷盐水换热至 20后进入吸收塔 其中用甲醇溶液吸收 相进入吸收塔 收塔 203,从塔顶采出物料去副产物 表 5201单元能量衡算表 吸收前 塔顶采出 塔底采出 102 o 20 3 MJ/h 1658565 5202单元能量衡算表 吸收前 塔顶采出 塔底采出 21 201 202 202 201 3 3 MJ/h 1569134 5201单 元能量衡算 表 3、精制工段 粗产品进入预精馏塔 去剩余的 顶混合物经过制冷设备冷却至 过气液分离后进入下一步的再利用。塔釜采出经过预精馏塔再沸器 入 釜采出一部分在 206. 表 5204 单元能量衡算表 进塔能量 塔顶采出 塔釜采出 201 204 204 用工程 解析前 203 204 MJ/h 22 MJ/h 714185 5底再沸器 塔顶冷凝 塔底再沸 温度 C 5205单元能量衡算表 进料 塔顶 釜采出 205 205 205 供应工程 MJ/h 599608 5制工段塔顶冷凝 底再沸器 负荷表 塔顶冷凝 塔底再沸 温度 C 206单元能量衡算表 甲醇塔进料 塔顶 塔釜采出 203 206 206 收工段 MJ/h 23 表 5208、塔底再沸器 塔顶冷凝 塔底再沸 温度 C 六章 装置布置 间布置说明 24 一、二甲醚合成吸收车间 合成车间整体布置 合成车间反应器较大，因此布置在架子旁边，可节约钢材，也便于单独管理操作，泵和压缩机震动较大，均布置在一层。换热器较多，分别布置在 2层和 3层。 每层高 6m，长 30m，宽 12m，共 3层。一层设有配电控制室。 合成车间各类设备设计 1、反应器 (1)反应器较高，因此不放在架子中，而是放在设备架旁边，与设备架相隔 6米； (2)用二、三层楼面横梁支撑。 2、压缩机 为了降低噪音对工作人员的不良影响，把压缩机放入压缩机房，独立开来，并且 方便操作与维修。 3、换热器 换热器根据物料进出设备布置在相应平台。换热器封头离设备间距不小于1000管道相连的卧式换热器之间最小净距不小于 750有操作关系的卧式换热器之间最小净距不小于 600热器封头对齐，方便检修。换热器轴线尽量对齐塔设备及相关设备，方便管道连接，缩短管线。卧式换热器底部距离平台不小于 600 合成车间布置图 1车间平面图包括： 1） 张。 2）设备外型尺寸和设备编号； 3）设备定位尺寸和尺寸线； 4）操作台主要尺寸 2车间立面图包括： 25 1）车间正面立面图 1张； 2）设备外型尺寸和设备编号； 3）设备外形尺寸及尺寸线； 如图 6详见 反应 车间立面图 吸收车间 整体布置 吸收车间主要为 2个 个 收塔，一层设有控制室。 吸收车间各类设备设计 1、 ,3层楼面上用支架支承。与操作台间隔 2m，两个吸收塔之间相隔 外吸收塔搭设有 1 2、 架设在 2,3层楼面上用支架支承这样可以方便操作维修。 3、换热器 吸收车间两个换热器均布置在 2层，相隔 吸收车间布置图 1、 车间平面图包括： 1）各个平台俯视图共 2张。 2）设备外型尺寸和设备编号； 3）设备定位尺寸和尺寸线，设备管 口方位； 4）操作台主要尺寸 2、 车间立面图包括： 1）车间正面立面图 1张； 2）设备外型尺寸和设备编号； 3）设备外形尺寸及尺寸线，设备管口方位； 4）操作台主要尺寸和台面相对标高； 26 图 6成吸收 车间立面图 二、精馏车间 整体布置 1、半露天布置 精馏设备生产中不需要经常看管，受气候影响小，因此车间采用半露天布置，自然采光和通风好，平台搭建相连，起支撑作用，使得整体建筑更加稳固，将不同的塔布置在一个塔架上，可减少投资和维修费用。 设备半露天布置有以下优点： 1）节约建筑面积，节省基建投资； 2） 节约土建施工工程量，加快基建进度； 3）对有火灾及爆炸危险性的设备，露天布置可降低厂房耐火等级，降低厂房造价； 4）有利于化工生产地防火、防爆和防毒（对毒性较大或剧毒地化工生产除外）； 5）对厂房地扩建、改建具有较大地灵活性。 2、平面布置 精馏车间有 3 个精馏塔，包括冷凝器和再沸器在内的换热设备较多，因此塔 27 设 5层操作台，每层高 6m。操作台长 18m，宽 6m。一层设有配电控制室。 精馏车间各类设备设计 1、精馏塔 1）精馏塔为露天布置，用裙式支座直接安装于基础上 ； 2）精馏塔塔身设置 有 人孔，开孔朝同一方向。每个 人孔下方 均 是钢架楼层，方便操作。 2、再沸器 再沸器采用立式热虹吸式再沸器，安放在精馏塔右侧。 3、冷凝器 冷凝器放置在塔上方，三塔回流液可依靠重力回流。 精馏车间布置图 4、泵 总设两泵，位于一层，相隔 1000撑用的水泥台高 200 1车间平面图包括 ： 1）各个平台俯视图共 1张。 2）设备外型尺寸和设备编号； 3）设备定位尺寸和尺寸线，设备管口方位； 4）操作台主要尺寸 2车间立面图包括 ： 1）车间正面立面图 1张； 2）设备外型尺寸和设备编号； 3）设备外形尺寸及 尺寸线，设备管口方位； 4）操作台主要尺寸和台面相对标高； 28 图 6馏车间立面图 29 第七章 总图运输 厂布局 1 厂区布置的基本任务 工厂布置的基本任务是结合厂区的各种自然条件确定生产过程中各种对象的空间位置，以获得最合理的物料和人员流动路线，创造协调而又合理的生产和生活环境，组织全厂构成一个能高度发挥效能的生产整体。因此，工厂布置是为寻求物料和人员的最佳运输方案。 工厂布置包括厂区布置和厂房布置两部分。厂区布置的具体设计内容为： （ 1）根据工业企业的生产特性，工艺要求、 运输及安全卫生要求，结合各种自然条件和当地条件，合理布置全厂建、构筑物，各种设施，交通运输路线，确定它们之间的相互位置和具体的地点。 （ 2）根据建厂场地的自然地形地物状况和总平面布置要求，合理利用和改造厂区的自然地形，协调厂区内的建、构筑物、设施、交通路线的高程关系 （ 3）正确选择厂内外各种运输方式，合理地组织运输系统和处理人流、货流，负责设计运输设施。 （ 4）进行厂区的绿化及美化设计。 2 厂区设计参照标准 （ 1）原化工部文件化工企业总图管理规定； （ 2）化工企业总图运输技术规定 20649 （ 3）建筑设计防火规范 001 版 )； （ 4）工业企业总平面设计规范 3 工厂平面布置原则 （ 1）工厂总平面布置应满足生产和运输要求 （ 2）工厂总平面布置应满足安全和卫生要求 （ 3）工厂总平面图布置应考虑工厂发展的可能性和妥善处理工厂分期建设的问题。 （ 4）工厂总平面布置必须贯彻节约用地原则。 （ 5）工厂总平面布置应考虑各种自然条件和周围环境的影响。 30 （ 6）工厂总平面布置应为施工安装创造有利条件。 区组成 厂区布置为矩形，东西方向长为 250m，南北方向宽为 180m，总面积为45000区四面为公路。厂区具体位置，所在地交通运输现状及规划等见可行性报告第二章。 厂内可划分为行政区，生产辅助区以及生产区和储罐区。根据建筑物的朝向，主导风向的影响（常年主导风向西北风），设置行政区于分厂的西北角，辅助区在西南角，生产区设在东面，储罐区安置于工厂东北面。 图 7区平面布置图 局说明 1 安全 (1) 防火防爆 二甲醚产品和原料中的 易燃易爆物质，故厂区内严禁烟火，厂区中危险系数较高的区域为储罐区和生产区。储 罐区位于主风向的下风方向，防止储 31 罐区意外对厂区造成影响。储罐顶部安装避雷针，在储罐区易泄露的部位设置固定式可燃气体检测报警器，以随时检测泄露情况。储罐间距为 10m，储罐区与道路间距为 10m。生产区主要是塔设备的防火防爆，制造时考虑密封因素，防止气体泄漏，塔顶安装避雷针防止雷击，生厂区易泄露部位设置固定式可燃气体检测报警器。 生产区发生火灾，可通过切断原料气控制火势，厂内消防站消防车 1 分钟内可以到达。生产区火灾主要影响停车场和储罐区，由于停车场设备简单，火灾对于停车场影响不大；生厂区与储罐区有足够的安全距离， 不会导致储罐区的危险。 储罐区发生火灾有备用储罐进行倒料，消防车 1分钟内可以到达。 （ 2）防毒 生产过程中，涉及到的有毒物质主要是 要对其严密监控，防止泄漏造成人员中毒，防止 （ 3）防辐射、防腐蚀 厂区内无放射源，基本上不存在辐射问题。主要是生产区设备的腐蚀定期对设备进行检修，防止设备被腐蚀而造成的事故。 （ 4）供水、供电、供气 供电由 工业园 的变压站提供，先进入工厂 配 电站，然后再送至工厂的车间变电所，之后由变电所为工厂提供用电 。变电站位于厂区边缘，同时靠近生产区，可以方 便管线的进出，同时又接近负荷中心。 供水由 工业园 的供水网络引入工厂后，通过工厂的给水网络分配到工厂的用水户。 厂区内设置冷却水循环系统，冷却塔为于主风向下风方向，避免雾气对厂区造成影响。 由于反应放热可产蒸汽，厂区内不设置锅炉。开车时所需蒸汽由工业园提供。 2 运输 厂区布置为矩形，东西方向长为 250m，南北方向宽为 180m，总面积为45000区四面为公路。厂区具体位置，所在地交通运输现状及规划等见可行性报告第二章。 32 厂内可划分为行政区，生产辅助区以及生产区和储罐区。根据建筑物的朝向，主导风向 的影响（常年主导风向西北风），设置行政区于分厂的西北角，辅助区在西南角，生产区设在东面，储罐区安置于工厂东北面。 3 绿化 厂区进行了充分的绿化，首先在所有的建筑物的四周植有草坪，其次在行政大楼的前有一绿化地，夏季可乘凉。 在锅炉房的北面以及中间储罐的南面均设置有大型的花坛，可作为预留用地添加建筑。 4 发展用地 为了工厂后期扩大再生产，在现有生产车间旁边预留有可利用的发展空地，以保证工厂未来发展。 筑设计范围 储罐区生产区弧线布置 由于储罐区的危险性较大，必须对储罐区设专门的存放区域，并且要辅以安全保护。由于各个储罐的体积大小不一，相应的与工艺装置的安全防火间距的大小也不同，其中二甲醚储罐和甲醇储罐的安全防火间距为 50米，