年产25万吨丙烯项目反应器初步设计说明书.doc

目录第 1 章 项目总论11.1 项目综述11.2 项目可行性分析11.3 厂区及生产概况11.4 原料以及公用工程21.4.1 原料来源21.4.2 公用工程21.5 辅助设计软件的应用2第 2 章 总平面布置32.1 设计依据32.2 总平面布置的规定42.2.1 工程布置要求42.2.2 功能分区要求52.3 厂区总体布局52.4 功能区介绍82.4.1 生产区布置概述82.4.2 罐区布置概述82.4.3 配电站的布置92.4.4 三废处理设备的布置102.4.5 机电维修站的布置概述112.4.6 分析化验室的布置122.4.7 中心控制室的布置132.4.8 办公生活区的布置142.4.9 厂区出入口的设置152.4.10 围墙设置162.4.11 绿化设置162.5 面积说明17第 3 章 原料供应和产品销售173.1 原料供应173.2 产品销售183.2.1 销售渠道183.2.2 产品营销19第 4 章 工艺流程简述204.1 工艺路线介绍204.1.1 丙烷原料分离提纯214.1.2 反应阶段224.1.3 催化剂再生阶段224.1.4 选择性加氢264.1.5 脱乙烷阶段264.1.6 丙烷丙烯分离264.1.7 氢气膜分离装置274.1.8 氢气的利用314.1.9 总结324.2 工艺流程优化324.3 热泵精馏354.3.1 概述354.3.2 热泵精馏的模拟与优化36第 5 章 物料衡算和能量衡算425.1 物料衡算425.1.1 物料衡算的意义425.1.2 物料衡算的任务435.1.3 物料衡算的原则435.1.4 系统物料衡算445.2 能量衡算445.2.1 能量衡算的意义445.2.2 能量衡算的任务445.2.3 能量衡算的原则455.2.4 系统能量衡算46第 6 章 换热网络设计466.1 概述466.2 夹点结束设计原则476.3 换热网络集成486.3.1 最小换热温差的确定506.3.2 夹点确定516.3.3 构建和优化换热网络526.3.4 公用工程546.3.5 换热网络总结报告546.4 过程节能及能耗计算55第 7 章 设备选型557.1 换热器567.1.1 概述567.1.2 选型依据567.1.3 换热器的类型说明577.1.4 选型原则597.1.5 设计实例677.1.6 SW6校核707.2 塔设备设计777.2.1 概述787.2.2 设计依据787.2.3 塔型比较及选用原则787.2.4 塔设备设计示例837.2.5 设计结果汇总967.2.6 塔结构设计977.3 泵设备设计1297.3.1 选型标准1297.3.2 概述1297.3.3 泵选型举例1357.3.4 选型结果1397.4 压缩机设备设计1397.4.1 概述1397.4.2 设计依据1417.4.3 选用要求1417.4.4 压缩机设计举例1427.4.5 选型结果1427.5 储罐设备设计1427.5.1 概述1427.5.2 储罐选型依据1437.5.3 储罐选型原则1437.5.4 罐区安全设置措施1447.5.5 原料和产品储罐选用1447.5.6 回流罐及进料罐148第 8 章 车间布置1498.1 设计依据1498.1.1 相关标准、规范及法规1498.1.2 设计基础资料1508.1.3 最终目标1508.2 设计内容1518.3 车间布置方案1518.3.1 平面布置1518.3.2 厂房垂直布置1528.3.3 设备布置1538.3.4 其他单元设备布置1578.4 车间布置示例162第 9 章 设备配管1669.1 管道设计1679.2 管道布置1709.3 常见设备的配管1759.4 配管示例1799.4.1 配管结果180第 10 章 自动控制系统设置18010.1 设计依据18110.2 概述18110.2.1 自动控制系统的选择18110.2.2 仪表的选择18310.3 控制方案18310.3.1 塔设备的控制方案18410.3.2 泵的基本控制方案18710.3.3 换热器的基本控制方案18910.3.4 反应器的控制方案19110.3.5 压缩机的基本控制方案19510.3.6 储罐的控制系统19610.4 有害气体检测系统19710.5 计算机控制系统构建19710.5.1 测控点统计19810.5.2 计算机控制系统构建19810.5.3 下位机19910.5.4 上位机20010.6 紧急停车系统（ESD）20010.7 安全仪表系统（SIS）设计20110.7.1 反应器安全仪表系统（SIS）202第 11 章 供电配电工程20611.1 设计概述20611.2 设计标准与规范20611.3 设计原则20711.4 负荷分级及用电要求20711.4.1 负荷分级20811.4.2 用电要求20811.5 供电电源20911.6 变电所和配电间20911.6.1 高压供电系统设计20911.6.2 总降压变电所设计21011.6.3 车间变电所设计21011.6.4 厂区高压配电系统设计21011.6.5 继电保护的选择与整定21111.7 危险区划分和设备选择21111.7.1 危险区划分21111.7.2 危险区域电气设备选择21211.8 照明设计21211.8.1 照明种类21211.8.2 照明要求21211.8.3 照明供电及控制21311.8.4 灯具选型21311.8.5 线路敷设方式21311.8.6 节能措施214第 12 章 防雷、防静电工程21412.1 说明21412.2 标准21412.3 系统普通建筑物防雷21412.4 系统户外装置的防雷21512.5 静电装置和接地21612.5.1 设备接地装置21612.5.2 储罐区防静电装置217第 13 章 通信工程21813.1 设计概述21813.2 设计原则21813.3 设计依据21813.4 电信方案21913.4.1 电信现状21913.4.2 电话系统22013.4.3 扩音系统22113.4.4 闭路电视监控系统22213.4.5 火灾报警系统22213.4.6 网络系统223第 14 章 土建工程22414.1 设计概述22414.2 设计依据22414.3 厂区自然条件22514.3.1 气象条件22514.3.2 地形条件22614.4 建筑工程22614.4.1 设计原则22714.4.2 设计标准22814.4.3 设计方案22814.5 结构工程23014.5.1 设计原则23014.5.2 设计标准23014.5.3 设计方案23114.6 安全疏散233第 15 章 给排水工程23315.1 设计概述23315.2 设计范围23315.3 设计原则23415.3.1 设计规范及标准23415.4 给水系统设置23415.4.1 生活给水系统23515.4.2 工艺用水系统23615.4.3 冷却水系统23615.4.4 消防用水系统23715.4.5 其他用水系统23815.5 厂区给水汇总23815.6 排水系统设计23815.6.1 生活污水排水系统23815.6.2 生产污水排水系统23815.6.3 冷却水排放23915.6.4 雨水排放系统23915.6.5 排水汇总表24015.6.6 非正常排水24015.7 节水及安全环保措施说明241第 16 章 采暖通风和空气调节24116.1 设计概述24116.2 设计原则24116.2.1 设计范围24116.2.2 设计目标24216.3 设计标准及依据24216.3.1 国家标准24216.3.2 厂址所在地气候条件24316.4 采暖系统24316.4.1 制冷系统24316.4.2 采暖系统24616.5 通风系统24716.5.1 车间空气有害物质标准24716.5.2 通风要求24816.5.3 通风系统设计24916.6 空气调节方案25016.6.1 设计概述25016.6.2 设计方案250第 17 章 维护与维修25017.1 设计说明25017.1.1 概述25017.1.2 TPM定义25117.1.3 TPM特点25117.2 设计依据25117.3 设计原则25117.4 维修体制25117.5 设备维护与维修的基本途径25317.6 安全检修要求25417.7 维修主要内容25417.7.1 换热器基本检修内容25417.7.2 泵设备基本检修内容25517.7.3 塔、槽基本检修内容25617.7.4 储罐基本检修内容25717.7.5 电动机基本检修内容25717.7.6 压力容器、管道基本检修内容25817.8 维护检修25817.8.1 巡回检查25817.8.2 每周巡检25917.8.3 年检25917.8.4 三年大修25917.9 维修车间、维修人员及设备25917.9.1 车间组成25917.9.2 维修设备26017.10 维修管理26017.10.1 维修管理26117.10.2 维修人员的管理263第 18 章 消防26418.1 概述26518.2 遵循的主要法律法规26518.3 设计执行标准及规范26518.4 工程概况26618.5 设计范围26618.6 工艺及物料危险性分析26618.6.1 主要危险品26718.6.2 危险性物质存在的装置工序26718.6.3 有毒有害、易燃易爆物质的燃爆性及毒性26718.7 事故发生可能及火灾危险性分析26818.7.1 危险性26818.7.2 燃烧爆炸的原因26818.8 消防安全措施26918.8.1 基础消防措施26918.8.2 厂区消防布置26918.8.3 生产过程的防火防爆27018.9 消防系统27018.9.1 稳高压消防给水系统27018.9.2 泡沫灭火系统27118.9.3 干粉灭火系统27118.9.4 其它灭火系统271第 19 章 环境保护27119.1 设计执行的环境保护法规与标准27219.1.1 执行的环境保护法规27219.1.2 设计采用的标准27219.2 建设项目的环保状况27219.2.1 建设地区大气环境质量现状27219.2.2 建设地区水环境质量现状27319.2.3 建设地区声环境质量现状27419.3 建设项目的环保状况27419.3.1 泉港石化工业园区环境治理现状27419.3.2 本项目污染物排放情况及控制治理措施27519.3.3 绿化27819.4 环境管理与监测27819.4.1 环境管理27819.4.2 环境监测27819.5 环保保护费用27919.6 环境影响分析与结论279第 20 章 劳动安全卫生27920.1 设计依据及设计中采用的标准28020.2 劳动安全卫生危害因素及后果分析28120.2.1 火灾、爆炸28120.2.2 有毒、有害物质28320.2.3 噪音危害28320.2.4 其它危害28320.3 劳动安全卫生危害因素的防范与治理方案28520.3.1 基本安全措施28520.3.2 工程上的安全防护措施28720.3.3 管理上的防范措施28820.3.4 事故应急救援预案29420.3.5 劳动安全卫生专用投资估算29520.3.6 预期效果29520.3.7 HSE影响分析296第 21 章 储存与运输29621.1 设计依据29621.2 储存系统29621.2.1 原料储存29721.2.2 产品储存29821.3 运输系统29821.3.1 原料运输29821.3.2 产品运输299第 22 章 工厂组织与定员30022.1 工厂体制与组织结构30022.2 各部门职权30022.3 管理机制30222.3.1 公司管理策略30222.3.2 公司激励策略30322.4 企业文化30322.5 生产班制与定员30422.6 员工来源及培训30522.6.1 员工来源30522.6.2 员工培训305第 23 章 项目概算30523.1 工程概况30623.2 设计依据30623.3 项目总概算306第 1 章 项目总论1.1 项目综述丙烯是仅次于乙烯的一种重要石油化工基本原料，主要用于生产聚丙烯、苯酚、丙酮、丁醇、辛醇、丙烯腈、环氧丙烷、丙烯酸以及异丙醇等，其他用途还包括烷基化油、催化叠合和二聚，用于生产高辛烷值汽油调合料等。近几年来，全球丙烯需求的增长率超过了乙烯需求增长率，这种发展趋势仍将持续下去，因此未来全球可能回面临丙烯资源短缺的问题。目前，丙烯增产技术主要有烯烃歧化、蒸汽裂解、FCC装置升级、C4/C5烃选择裂解、丙烷脱氢以及甲醇制烯烃等。其中丙烷脱氢技术生产丙烯,总收率可达74%一86%。单一原料生产单一产品,丙烷脱氢技术的设备投资比烃类蒸气裂解技术低33%,并且能有效地利用液化石油气资源使之转化为有用的烯烃。丙烷脱氢项目有Oleflex工艺、Catofin工艺、STAR工艺。其中Oleflex工艺和Catofin工艺已有多套工业应用，技术比较成熟，STAR工艺刚进行工业化应用其他的还未见到工业化应用的报道。本项目采用美国UOP公司Oleflex工艺，催化剂连续再生，单一原料生产单一产品，占地少，三废少，总投资低。1.2 项目可行性分析本项目隶属于福建省最大的石化企业石化，经全面论证分析，本系统对丙烷脱氢制丙烯的工艺先进节能、销路畅通，实现了能量的多级利用，节能降耗，真正体现了可持续发展的理念。不管是在政策支持、工艺生产还是销售方面均有较大的优势，代表了丙烯先进生产的方向。具体内容，详见可行性研究报告。1.3 厂区及生产概况本项目是以丙烷为原料，采用Oleflex工艺技术，生产30万吨/年聚合级丙烯项目。综合考虑原料来源，优先考虑总厂地处较发达地区，靠近产品市场或总厂有自我消化能力的厂址。经过比选福建省泉港工业园区所在的石化有限公司符合选址条件。1.4 原料以及公用工程1.4.1 原料来源表1-1 原料来源表类别名称来源备注原料丙烷石化有限公司 工业级 工业级溶剂氨液石化有限公司 分析纯催化剂Pt-Sn/Al2O3UOP公司 分析纯1.4.2 公用工程公用工程与总厂紧密集成，完全由总厂提供包括工业水系统，冷却水系统，蒸汽和蒸汽冷凝系统，锅炉给水系统，工业和仪表用压缩空气系统，燃料气系统，燃料油系统，惰性气体系统，火炬排放系统，安全阀，化学品注入系统，物料排净系统，冷冻系统，污水处理系统等。1.5 辅助设计软件的应用本设计中，应用了以下辅助设计工具软件：1) 用Aspen Plus 进行流程模拟和工艺优化；2) 用polymath进行反应器设计3) 用Aspen Energy Analyzer进行热集成优化；4) 用ASPEN Exchange Design and Rating 进行换热器结构设计和选型；5) 用KG-TOWER 进行了塔设备的设计6) 用CUP-TOWER 进行了塔设备的校核；7) 用SW6-2011进行化工设备的强度校核；8) 用Auto-CAD 进行化工制图；9) 用Pdmax软件进行三维车间布置和三维配管10) 用Risk System进行风险评估第 2 章 总平面布置2.1 设计依据 表2-1 设计依据石油化工企业总图管理规定中石油文件（2003） 工企业总图运输设计规范GB50489-2009 化工企业建设节约用地若干规定GB50187-2012 建筑设计防火规范GB50016-2014 石油化工企业设计防火规范GB50160-2008 工业企业总平面设计规范GB50187-2012 石油化工企业厂区总平面布置设计规SH/T30532002 石油化工储运系统灌区设计规范SHT30072007 化工装置设备布置设计工程规定HG205462009 总图制作标准GB/T50103-2001 化工企业建设节约用地若干规定GB50187-93 石油化工储运系统灌区设计规范SHT3007-2007 石油化工企业工厂电力系统设计规范SH3060-94 工业企业标准轨距铁路设计规范GBJ12-87 厂矿道路设计规范GBJ22-87 化工工厂总图运输施工图设计文件编制深度规定HG/T2056-94 石油化工企业电气设备抗震鉴定标准SH3071-95 2.2 总平面布置的规定 化工厂区总图设计应本着合理利用土地、切实保护耕地的基本原则，因地制宜，节约用地，提高土地利用率。在总体布置的基础上，根据工厂的性质、规模、生产流畅、交通运输、环境保护、防火防爆等要求，结合场地自然条件、场外设施、远期发展等因素，合理地布置，可通过多种备选方案比较后择优确定最后方案。 2.2.1 工程布置要求从工程角度，总平面布置应符合下列要求： 1) 在满足生产、操作、安全和环保要求的许可时，工厂工艺装置应联合集中布置，集中控制，建筑物应当合并布置； 2) 合理划分街区并确定厂区通道宽度，街区及建筑物、构筑物的布置宜规整； 3) 按照储存货物的性质和要求，各类仓库宜合并设计为多层仓库并提高机械化装卸作业程度，有效利用空间；4) 生产管理及生活服务设施，按照使用功能合理组合，设计为多功能综合性建筑；5) 综合考虑工厂发展的可能性和妥善处理工厂分期建设期间问题； 6) 铁路线路、装卸及仓储设施的布置，应根据其性质及使用功能，相对集中，避免或减少铁路进线在厂区形成的扇形地带； 7) 满足工艺流程顺直，物料管线短捷，尽量缩短各装置和设施之间的物料输送距离；8) 考虑各种自然条件和周围环境的影响。2.2.2 功能分区要求厂区总平面应按照功能分区布置，并符合下列要求： 1) 各功能区之间具有经济合理的物料输送、动力供应和交通等条件，便于经营管理； 2) 辅助生产和公用工程设施按具体条件，可布置在工艺装置生产区内，也可自成一区布置； 3) 通道两侧街区的建筑物、构筑物以及露天设施对防火、防爆和卫生防护的间距要求； 4) 考虑不良地质条件的要求； 5) 对地基沉降控制严格或对沉降敏感及基础荷载较大的设备、建筑物和构筑物应布置在地质均匀、地基承载力较大的地段； 6) 液化烃类储罐和大型储罐，宜布置在图纸均匀的地段。 2.3 厂区总体布局本项目厂址选择在福建省泉州市泉港石化工业园区，遵照所列设计规范的要求进行设计，整个厂区呈矩形布置，东西方向跨度295.5m，南北方向跨度280.9m，厂区总占地面积83007m2。整个厂区分为五个部分：生活办公区，主工艺装置区，辅助生产区，仓储区。分析全厂生产流程顺序，各部分的生产特点和火灾危险性，同时兼顾厂区地形和风向，可以选择出合理的朝向，使人员集中的建筑物有良好的采光以自然通风条件。该地为南亚热带海洋性气候，年平均气温28，平均降水量1240.9毫米，主导方向为东北风，夏季以西南风为主，年平均风速为7.15米/秒。依据风向将四个部分进行合理布置，将最危险的储罐区布置在全年最小频率风向上风侧，即布置在整个厂区的西北角；生产区布置在罐区的南边和东边，紧靠罐区布置；辅助生产区靠生产区布置；办公生活区布置在年最小频率风向的下风侧，即东南角，仓储区根据交通便利的原则布置在厂区边缘，靠近主干道。详细布局见下图。 厂区按照功能分为五部分：生活办公区，主工艺装置区，辅助生产区，仓储区。 办公生活区：包括行政楼、员工俱乐部、医疗室、食堂、研发中心主工艺装置区：包括原料预分离车间、反应及再生车间、产品提纯车间 辅助生产区：包括分析化验室、机修室、三废处理站、公用工程中心、锅炉房、配电站、消费站、控制站、蓄水池、循环水池 仓罐区：包括原料罐区、产品罐区、仓库、装卸区厂区四周与车间相连，保证原料的顺利接受，与产品仓库相接一侧为马路，方面车辆进入以及产品的运输，另外两侧分别设置安全通道大门，方便人员疏散和逃生。 泉港工业园区为南亚热带海洋性气候，年平均气温28，平均降水量1240.9毫米，主导方向为东北风，夏季以西南风为主，年平均风速为7.15米/秒。综合考虑后将生产区设施在厂区中西部，方便各方检测与调整。罐区设置在厂区西北侧，辅助生产区围绕生产区布置，生活办公区和公用工程设施当值在厂区东南侧，并且将各个区域用绿化带隔开。 本项目内各工序、道路的间距均满足规范要求，在设计中，厂区内道路总体呈格子状布置，以走向命名以便于识记和辨别。主干道设计道路宽度为12m（双向四车道），次干道包括东、西、南、北四条环路，设计道路宽度为9m（双向两车道），整个厂区道路及建筑物经过严格规划、布置，将人流与货流分离，并余留有消防安全通道。 图2-1 总厂厂区布置图2.4 功能区介绍 2.4.1 生产区布置概述 图2-2 生产区设计规范要求工艺装置在厂区内布置应相对集中，在该项目中将原料预分离车间、反应及再生车间和产品提纯车间集中布置，设置在同一区域内，如此安排有利于集中铺设公用工程管线以及集中控制管理，且保证工艺生产流程顺畅、衔接简短、紧凑合理，使得与相邻设施协调。除了考虑生产管理和安全防护等问题外，集中布置工艺装置还便于施工、安检以及检修。 本项目厂区分布设计中，人员集中场所如行政楼、员工休息活动室、医疗室、食堂、研发中心等位于东南侧，储罐区位于西北角，主工艺生产区位于全场的中西部，并保持一定距离，防止交互危险性，此外还应当间隔一定距离放置灭火器及高压喷头，预防火灾蔓延。 主工艺生产区安排在整体厂区的中间，方便工作人员随时检修调整加工单元，防止易燃及毒性物质的释放对人造成伤害。道路布置应当在满足生产操作、物料运输、设备检修、消防安全以及事故急救等的要求下，力求减少道路的面积；工艺装置的内部道路应与街区外的厂区道路连接。生产工艺区内不易进行绿化。 2.4.2 罐区布置概述 图2-3 罐区布置罐区放置在厂区西北角，满足上述与生产工艺区的相对位置要求。这一区域要进行车辆限行，生产区内保持足够的安全距离，满足防火设计的要求。罐间距离取8m，罐区内设置积水设施，并设置可控制开闭的排水设施。该区内包括原料罐区和产品罐区。产品罐区放置在靠近运输装卸区一侧，便于产品运输转移。此外，将罐区布置在靠近西侧的产品出入门，方便车辆的出入，实现方便运输的要求。 对可燃液体、可燃气体要求分布在厂区的边缘区域，与罐区无关的管线、输电线均不得穿越罐区。在本项目中，罐区在产区的西北侧，同时，在具有良好通风条件的情况下，靠近工艺生产区的地段内有利于服务相邻的对象，因此将装卸区设计在灌区附近，有利于交通运输。 2.4.3 配电站的布置 图2-4 配电站配电站的布置应便于线路的进出，不妨碍工厂扩建和发展的独立地段。当采用架空的输电线时，应布置在厂区边缘地带。在安排配电站的位置时，应该布置在易泄露、可燃腐蚀性气体及粉尘生产、储运和装卸设施的全年最小频率风向的下风侧和有水雾地带冬季盛行风向的上风侧，在本项目中，配电站位于厂区东北侧。同时，变电站设计应当远离强振源，并与易泄露、可燃气体、腐蚀性气体以及粉尘的生产区、罐区、仓储区的距离保持在规定的距离（60m）之外，方便高压进线和低压出线。此外，在变电站的周围设置绿化带，构成独立区域。 2.4.4 三废处理设备的布置 图2-5 三废处理装置根据设计规范的要求，污水处理厂应当布置在厂区边缘或厂区外的单独地段，且地势以及地下水位较低，注意对其周围环境的影响。本项目在上述原则的指导下，将三废处理设备布置在厂区北侧，与生产车间和提纯车间相邻，便于回收处理相邻车间生产产生的污水，同时在其周围布置绿化林进行隔离，有效地减少废水废气的排放，实现节能减排的总体目标。 2.4.5 机电维修站的布置概述 图2-6 机电维修站机修车间宜集中布置在厂区的一侧，方便的交通运输条件，同时应力求减少机修车间的噪声、振动对周围设施的影响。在本项目的设计中，机修车间位于生产区的东侧，靠近生产区的厂房车间，并位于厂区内交通主线路上以应对突发情况，实现快速抢修的目的。 2.4.6 分析化验室的布置 图2-7 分析化验室分析化验室应当远离有毒气体、粉尘以及身患水冷却设备等易产生大量水雾的设备的全年最大频率风向的下风侧。在设计中，将分析化验室布置在工厂南侧，同时又靠近生产区，便于及时取样行产品性能的检测。 2.4.7 中心控制室的布置 图2-8 中心控制室控制室的位置应当靠近主要工艺装置及主要控制设备，控制中心距离工艺生产区比较近，同时在一定的安全距离之外，保证控制室内人员的安全。控制中心朝向高压或者有爆炸性危险的生产设备区一侧的外墙，应为密闭式或保证控制室整体采用抗爆型结构。此外，控制室还应当避免噪音、振动以及电磁较大的场所对其产生的干扰。将中心控制室布置在厂区南侧边缘，远离配电室等场所，同时在其周围种植较多的树木作为隔音屏障，将控制中心与噪音较大的工艺装置区隔开。 2.4.8 办公生活区的布置 图2-9 办公生活区在设计中，将花园喷泉广场和行政大楼正对东侧大门，并在广场前设计环形车道，展现大气磅礴的气势，迎合现代化、人性化的企业氛围。 生活区、食堂以及医疗中心的布置与行政楼南侧，构成一个完整的生活办公区，食堂位于厂区的远离生产区，保证环境清洁噪声污染小，与食堂相邻的是员工的休息室和医疗室，在其周围进行绿化，营造绿色清新舒适的生活环境，有效地提高了土地利用率。厂内的集体活动可以在活动中心举行，既可以丰富员工的业余生活又有利于身心健康，便于营造积极向上的工作氛围，此外，在建筑风格上，可以将活动中心的设计风格与行政楼区别开来，使厂区内既有不拘一格的现代美又有宏伟气派严肃美。 2.4.9 厂区出入口的设置设计规范要求厂区的出入口不少于两个，并且将人流和物流分开布置，主要人流出入口设置在工厂主干道通往生活区一侧，主要货流入口应位于靠近运输繁忙的仓储区，并与厂外运输线路连接方便，设计中共设置四个主要出入口（分别为南门、北门、西北角门、东门），分别为南环路、北环路、西环路、东环路，其中南门主要为辅助研究人员入口，北门主要为产品运输出口，东门主要为行政办公入口，西北角门主要为原料入口。在各个出入口同时设置门卫室，方便人员及时沟通交流。此外，在工厂的货流出入口（东门，西北门）均设置了电子汽车称，便于称重。2.4.10 围墙设置 设计规范要求建筑为与围墙的间距应大于5米，道路与围墙的距离应大于1米（围墙自墙轴线算起，建筑物、构筑物自最外边轴线算起，道路为城市型时自路面边缘算起）。本厂设计中，工厂的四周在绿林外围设置了围墙。建构筑物与围墙的最小间距为11米，道路与围墙的最小间距为5米，均符合规范。 2.4.11 绿化设置 生产区道路绿化，车间，装置前区绿化，生产区和生活区之间，厂区和办公室之间，工厂大门入口处设计浓厚的绿化隔离带。厂前区是绿化重点，要为员工提供优雅的休息场所。各个区域之间保留一定的安全范围，设立绿化隔离带，并留有草坪绿化区域。办公区可适当设计花坛，合理绿化。绿化植物以柳树为主。柳树除了具备净化空气的效果外，植栽于防洪堤两侧，还有固土防洪的作用。同时，在办公区内，设有多处花坛草地，有效美化厂区环境，为职工提供了优雅的生活环境。在生产区和生活区之间，设计了浓厚的绿化隔离带，防止生产区的噪音、粉尘等对职工的生活、办公造成影响。因此，在厂区总平面布局中，结合效益优先和以人为本的理念，在不影响车流、人流、管道布置、交通运输、设备维修、排污和采光的前提下，对厂区进行合理绿化，将生产过程中所带来的污染降至最低，是符合可持续发展的战略需要的。 2.5 面积说明表2-2 用地面积表序号名称单位数量1系统用地面积m2830072建筑物总占地面积m2189523辅助生产区面积m2137104生产区面积m250165储罐区面积m2142756仓储装卸区面积m26637道路面积m2273558绿化面积m278179管廊面积m2209610建筑面积%22.811绿化系数%9.412道路用地占比%33.013管廊用地占比%2.5第 3 章 原料供应和产品销售3.1 原料供应丙烷主要来源于湿天然气、液化石油气、油田气和炼厂气，丙烷脱氢的原料丙烷纯度要求达到97，杂质气态硫体积分数100L/L以下。现有国外丙烷脱氢装置均采用湿性油田伴生气为来源的高纯低硫丙烷为原料，由不完全统计来看，所有丙烷脱氢装置都建在廉价丙烷供应充足地区，我国这方面资源较匮乏。因此，在国内建设丙烷脱氢装置必须以进口高纯度液化丙烷为原料。海关统计数据显示，国内进口丙烷主要来自伊朗、沙特、阿联酋、科威特、卡塔尔等国家，国际液化丙烷贸易基本不会遭受进出口管制，其原料供给可以得到保证。但是液化丙烷的国际贸易有其特殊性，其对运输和储存要求较高，基本由为数不多的跨国贸易商垄断经营。目前国内进口液化丙烷主要储存在太仓、乍浦、宁波、珠海等地，因此国内新建丙烷脱氢装置选址需考虑与原料储存码头间距离的运输成本，如能与有进口液化丙烷采购渠道和丙烷冷冻罐码头资源的公司合资建设会增加装置盈利和抗风险能力。表3-1主要原料、辅助材料、燃料来源表项目名称数量(wt/a)来源包装要求运输方式备注原料液化石油气36石化总厂易燃，严禁烟火管道罐区有储存，间歇输送氢气0.02石化总厂钢制气瓶管道罐区有储存，间歇输送辅助原料氨液0.16石化总厂小开口钢桶公路罐区有储存燃料天然气4980w元新奥燃气公司严禁烟火管道连续输送3.2 产品销售3.2.1 销售渠道本项目为年产25万吨丙烯并联产氢气。其中，氢气因具有热值高，清洁但利用率低的特点，我们选择将丙烷脱氢产生的大量氢气供给福州公共交通集团有限责任公司作为公交车新能源使用，丙烯我们选择向泉港工业园区丙烯的下游产品生产厂商销售。3.2.2 产品营销1、 营销理念环保、节能、务实、创新是本厂的口号，当代化工厂不只是要能生产出符合大众消费的产品，更要将可持续发展的概念融入到生产管理以及产品销售中。2、 质量保证一个企业要在市场竞争中立于不败之地，优良的产品品质是非常重要的，因此在产品的生产过程中要按照既定的生产方案进行，并且分析化验人员要严格执行分析化验标准，以确保本厂出厂产品符合规范。3、 品牌提升品牌提升策略，就是把品牌的宣传推介与企业的建设同步，以形成一种长期稳定而协调发展的具有战略性的工作。通过战略性的推进，改善和提高品牌的各项要素，如品牌的功能、品牌的创新点、品牌的优势、品牌与同类产品的不同之处等，通过各种形式的宣传，提高品牌知名度和美誉度。提升品牌战略，既要求量，同时更要求质。求量，即不断地提高品牌的宣传力度；求质，即不断地提高品牌的美誉度。4、 价格优势针对原料来源，产品销售市场，交通运输条件等影响因素，选择合理的厂址是降低生产成本的一个很重要方面；调整工艺参数，合理优化工艺流程是实现厂区节能降耗的关键所在；考虑到设备的使用安全和使用年限问题，在允许范围内制定合理的生产产量，是决定企业一年获益多少的先决条件；在保证获利的情况下，根据市场行情制定适当的产品价格，在保质保量的情况下，打好价格战，这是本厂在竞争中的优势，以尽量低的成本，获得更大的回报。5、 多层次营销多层次营销是一种超过三层佣金支付方式的销售结构，越来越受到各国的重视。从理论上讲它是最能调动人积极性的销售模式。多层次营销的魅力在于，通过层层努力，使企业的队伍越来越强大，这支队伍，就是企业的宝贵资产，只要组织管理好这支队伍，企业一定获益颇丰。6、 网上营销互联网不受时空的限制，可以轻松地完成跨地域性的营销，节约销售渠道的大量人力、物力投入。通过公司自建的网站销售平台，顾客可以从容、全面地介绍公司和产品，让客户更为直观地进行比对，有利于突出企业的优势。在互联网上日益深化的商业化过程中，域名作为企业组织的标识作用日显突出，虽然目前还不能从中获取商业利润，但越来越多企业纷纷注册上网。域名的商业作用和识别功能已引起注重战略发展企业的重视，所以本厂将在网上注册公司的网站，虽然在专业化工网站进行注册可以吸引行业内的客户，但它的影响力和覆盖面都是有限的。百度推广是一种按效果付费的网络推广方式，用少量的投入就可以给企业带来大量的潜在客户，有效提升企业销售额和品牌知名度。它按照给企业带来的潜在客户的访问数量计费，企业可以灵活控制网络推广投入，获得最大回报。因此本厂还需借助百度推广平台来推广产品。7、 售后服务在市场激烈竞争的今天，随着消费者维权意识的提高和消费观念的变化，消费者在选购产品时，不仅注意到产品实体本身，在同类产品的质量和性能相似的情况下，更加重视产品的售后服务。因此，企业在提供价廉物美的产品的同时，向消费者提供完善的售后服务，已成为现代企业市场竞争的新焦点。客户在使用化工产品过程中受他们生产工艺、设备装置、技术水平的不同会出现不同的问题，本厂会派出工程技术人员帮助客户查找和解决问题，这也是本厂树立企业良好形象，发展客户关系的好机会。第 4 章 工艺流程简述4.1 工艺路线介绍本工艺丙烷催化裂解制丙烯分为原料提纯阶段，反应阶段，选择性加氢阶段，产物分离阶段。其中反应提纯包含脱硫和脱C4组分，反应阶段包含物料的循环和催化剂再生装置，产物分离包含脱乙烷和脱丙烷阶段。反应全流程图如下：图4-1总的工艺流程4.1.1 丙烷原料分离提纯本工艺采用购买的原料气丙烷，首先需对丙烷原料进行提纯，先要去除原料中的C4组分，使丙烷纯度达到0.95（质量分数）以上，精馏阶段压力1.7MPA，温度47；其中的硫组分对反应设备有腐蚀性，有很大伤害，所以要提前除去。本工艺采用氨液吸附法对其中的硫组分H2S进行吸附，在ASPEN模拟中，先进行氨液吸收，在进行解析，将氨液实现回收，最后使硫含量达到10-4以下，模拟达到要求。装置图如下：图4-2 原料分离流程图4-3脱C4流程4.1.2 反应阶段如图，本工艺使用Oleflex工艺，采用四台径向移动床，在软件中移动床模拟采用平推流反应器，由于反应温度过高，所以反应器绝热，每经过一段反应后，由于是强吸热反应，温度都会下降。而催化剂催化有一定的活性温度，为了保证反应继续进行，故分为四台反应器，从上一台反应器出来以后，需进行加热；为使每次反应器进口温度不超过催化剂耐热温度，反应器出口温度不低于催化剂活性温度，综合考虑使每台反应器进口温度须提高到593，此温度即可保证催化剂活性未失活，又可防止在反应器出口的反应速率太低。有语音反应器是移动床，所以将物料和催化剂均在反应器中移动，反应物料在反应器侧面开口进入反应器，催化剂在反应器上方进入，物料与催化剂充分接触后沿反应器径向反应，最后产物从侧面出来，而催化剂从反应器下方出来，进入催化剂再生装置。反应温度593，压力0.1MPA，催化剂床层大约40厘米。此反应保证其单程转化率为40%，加上循环回来的丙烷可以使总转化率达到88%。如图为单程反应模拟。图4-4 反应流程4.1.3 催化剂再生阶段本工艺使用的催化剂是UOP公司研发的Pt系催化剂，选择性较高，但容易失活，故而使用移动床。由于其易失活，所以使用催化剂再生装置，催化剂从移动床出来进入再生装置，再生大约需要5到8天。1. 催化剂重整再生的原因本项目使用Pt-Sn/Al2O3催化剂，其中Pt构成脱氢活性中心,促进脱氢反应，Sn是助催化剂，用以改善催化剂性能，Al2O3为载体。由于有机反应机理复杂，因此会伴随有很多副反应发生。在丙烷脱氢装置中，由于反应温度很高，CC键断裂的脱碳裂解反应比对CH键断裂的脱氢反应更为有利，从而容易导致催化剂表面积碳，进而使催化剂失活加速，而连续工业化不允许频繁停车来更换催化剂，否则会导致产品质量的不稳定以及额外的能量与原料消耗。失效催化剂有三种处理方法，再生、卖出、填埋。针对本项目所使用催化剂造价昂贵，易磨损的特点，我们选择对催化剂进行重整再生处理来部分恢复催化剂活性。催化重整催化剂的金属组分主要是贵金属Pt。2. 催化剂再生的方法催化剂再生有两种方式，一是催化剂器内再生，即催化剂在原装置反应器内进行。过去我国加氢催化剂的再生，大都采用这种再生方式。但这种再生方法存在四个致命缺点：（1）再生气体可能会对反应系统的设备造成腐蚀，而要减轻这种腐蚀，要么提高材质要求，要么对再生后的催化剂进行预硫化处理，建设1-3年才有一用的硫化设施，增加装置的投资。催化剂活性损失。在反应器内，特别是大型反应器内再生时，催化剂床层温度分布不均，极易局部超温，造成催化剂的活性损失。污染环境。器内再生时产生大量气体，这些气体极不易收集处理，常排放到大气，造成对环境的污染。非计划停工损失。在反应器内再生时，常常占用了开工生产时间，从而影响工厂 正常的经济效益。所以，国外发达国家常不采用这种再生方式，而是采用另外一种再生方式-催化剂器外再生。即把催化剂卸出，在另外的专用设备中去再生和预处理。这样不仅可延长加氢装置的开工周期，而且还可通过催化剂过筛，降低床层压降；器外再生还可以做到精心操作，减少催化剂活性损失，可以对催化剂再生、预处理产生的污染集中处理。为了解决因强化操作而引起的催化剂结焦的问题,除改进催化剂的性能外,在催化剂再生方式上开辟了以下三种途径：半再生,即经过一个周期的运转后,把重整装置停下,催化剂就地进行再生。循环再生,设几个反应器,每一个反应器都可在不影响装置连续生产的情况下脱离反应系统进行再生。连续再生,催化剂可在反应器与再生器之间流动,在催化重整正常操作的条件下,一部分催化剂被送入专门的再生器中进行再生，再生后的催化剂再返回反应器。本项目采用移动床，所以采取催化剂连续再生。3. 催化剂重整再生的时机催化剂在反应装置中缓慢移动一段时间后，因为催化剂表面烃（焦炭）层的缓慢积聚，覆盖了活性中心或者某些物质被强烈地吸附在活性中心，造成催化剂活性及选择性与新鲜催化剂相比出现明显地下降，从而影响到产品的分布，甚至产品不能达到理想的要求，但是在这种情况下，失活是可逆的，即催化剂再生是可能的-去掉焦炭层或者使被吸附的物质分解，活性就得到恢复。本装置的催化剂再生是采用空气高温烧焦的方法除去催化剂所积聚的焦炭和其它杂质，最大限度地恢复催化剂的活性和选择性。当催化剂在反应装置中连续移动8天后进入催化剂再生装置进行烧炭重整。4. 催化剂再生装置图4-5 催化剂再生装置5. 催化剂再生流程 主要包括原料预处理和重整两个工序。6. 催化剂再生注意事项（1） 要认真做好再生前的准备，包括汽包、冷却水、液相的吹扫、可燃气的置换等，每一步必须到达要求。 （2）再生过程中发生停电、停水等紧急情况时，要按紧急停车处理，首先停止空气注入，同时停止加热炉加热，其它按紧急停车处理。 （3）高温时要注意废气排空管线的安全，防止发生烫伤事故。 （4）升温速度要缓慢，杜绝系统飞温。 （5）要保持系统氧含量的稳定。 （6）做好盲板的加装工作，要有专人负责，坚决杜绝两系统的串气现象。 （7）要保持良好的温度动态特性（因为再生是放热的，防止床层上局部过热现象），使再生过程准确分段控制各种再生变量，确保催化剂再生后物理性质如表面积、孔容、颗粒长度等变化极小，使催化剂活性得到最好的恢复。 7. 本项目催化剂再生优点烧去催化剂的焦炭，铂催化剂的重新分配，移去额外的水分及将催化剂返回到还原状态（催化剂再生）。4.1.4 选择性加氢反应中会发生副反应，副产物有炔烃，虽然量很少，但会对装置产生危险，因此，需对