年产6万吨硫酸二甲酯工艺设计.doc

目录目录 .设计任务书.1 2.工艺路线的选择.3 2.1 合成方法的选择 .3 2.2 生产原理 .3 2.3 工艺流程的确定 .4 3.物料衡算.9 4.热量衡算.10 5.典型设备吸收塔的设计.11 5.1 设备设计 .11 5.2 选型设计计算 .11 5.3 典型设备图(附图二).12 6.投资与成本估算.14 6.1 车间装置人员配置表.14 6.2 设备投资 .14 6.3 投资估算及分析 .20 6.4 项目效益和风险分析.21 7.厂房布置及生产车间的组成.22 7.1 厂房设计要求 .22 7.2 水电要求 .22 7.3 生产车间的组成.22 8.安全环保生产要求.23 8.1 安全生产 .23 8.2 三废处理 .26 致谢.28 参考文献.29 附图.30 1 年产 6 万吨硫酸二甲酯工艺设计及吸收塔设计 .设计任务书 1.1 项目 硫酸二甲酯的工艺设计 1.2 设计内容 生产工艺设计 设计典型设备吸收塔 1.3 设计规模 年 产 ： 60000 吨的硫酸 年生产日 ： 300 天。 日生产能力： 200 吨(日均生产 24 小时，每小时生产 8.3 吨 1.4 设计依据 该设计说明书是依据富驰化工医药股份有限公司的生产资料,并结合 设计任务书的内容和生产管理规范的相关文件而设计的。 1.5 产品用途 产品广泛用于医药、农药及其他工业行业，是良好的甲基化剂，用 于制造二甲基亚矾、咖啡因、香草醛、氨基比林、甲氧氨苄嘧啶和农药乙 酰甲胺磷等，在有机合成中，用于代替卤化烷作甲基化剂。 1.6 原料介绍 1.6.1 硫酸 应符合 GB534-82 的规定含量98.0%，灼烧残渣含量0.10% 1.6.2 甲醇 应符合 GB333-35 的规定，但也可以使用工业回收甲醇，要求含量 2 98.0%，外观无色透明 1.6.3 硫酸氢甲酯 硫酸氢甲酯的比重要求为 1.551.66（25） 。 配制方法： a.耐酸容器中置于一定量的甲醇，其量按配制的氢甲酯的量定。 b.向甲醇内加入 98%的硫酸，要求混合液的温度不超过 70，必要时容 器夹套水冷却，加酸时不宜太快，一般要保持 12 小时以上。 c.混合液体比重达到要求是停止加酸，为保证其较好的催化活性，至少 应静置三天后使用。1 1.6.4 生产辅助材料 a.氢氧化钠固体 98%以上含量使用时，配制 10%左右的溶液要求 PH12。 b.液氨符合 GB536-88，一级品的含量99.8%液体不水氨。 c.无水乙醇。 d.自行配制 0.5mol/l 的氢氧化钾的乙醇溶液。 e 润滑油类。2 1.7 产品介绍 1.7.1 产品名称 中文名称 硫酸(二)甲酯 英文名称 methyl sulfate；dimethyl sulfate 别名：硫酸甲酯 分子式：C2H6O4S；(CH3)2SO4 危险标记 13(剧毒品)，20(腐蚀品) 3 1.7.2 产品理化性能 无色或微黄色，略有葱头气味的油状可燃性液体。硫酸二甲酯分子量 126.14。相对密度 1.3322(20/4)。熔点 31.8 。沸点 188/开环。 闪点 83.33。自燃点 187.78。蒸气密度 4.35。蒸气压 2.00kPa(15mmHg 76)。溶于乙醇和乙醚,在水中溶解度 2.8g/100ml。在 18易迅速水解成 3 硫酸和甲醇。在冷水中分解缓慢。遇热、明火或氧化剂可燃。4 1.8 技术指标(企业指标) 表 1 硫酸二甲酯产品应达标要求 指指 标标指标名称指标名称 一级品一级品合格品合格品 硫酸二甲酯含量(CH3)2SO4/%98.5%98.0% 酯含量(以 H2SO4计)/%0.6%0.8% 1.9 生产方式 该车间设计为产量较小的精细化工产品，故采用下单投料生产 包装出厂间连续批量生产。 2 工艺路线的选择 2.1 合成方法的选择 硫酸二甲酯的合成方法很多，如钠盐法、无水硫酸与甲醇直接反应法、 二甲醚与三氧化硫合成法、氯磺酸合成法、硫酸氢甲酯法等。但除二甲醚 与三氧化硫合成法外，都存在着产品收率低，原材料消耗大、设备腐蚀严 重等问题。本设计中采用二甲醚和三氧化硫反应来生产硫酸二甲酯。先由 甲醇脱水得到二甲醚。再将 25%发烟硫酸加热蒸出三氧化硫气体，用硫酸 二甲酯喷淋吸收。吸收了三氧化硫的硫酸二甲酯与二甲醚气体在合成塔反 应，即生成硫酸二甲酯。工业品硫酸二甲酯的纯度98%。原料消耗定额： 甲醇 550kg/t、发烟硫酸（25%）3000kg/t。5 2.2 生产原理 （1）甲醇催化脱水反应：6 4 CH3HSO 4 2CH3 OH （CH3）2O + H2O 130140 H=1.775KCaL/moL （2）硫酸二甲酯的合成反应：7 （CH3）2 SO 4 （CH3）2 O + SO3 （CH3）2 SO 4 7090 H=-44.89KCaL/moL （3）二甲酯合成副反应： SO3 + H2O + （CH3）2 SO 4 2 CH3HSO 4 2 CH3HSO 4 （CH3）2 SO 4 + H2SO 4 （4） 甲醇脱水的主要反应：8 2CH3OH C2H4 + 2H2O 2.3 工艺流程的确定 硫酸二甲酯的合成方法很多，如钠盐法、无水硫酸与甲醇直接反应法、 二甲醚与三氧化硫合成法、氯磺酸合成法、硫酸氢甲酯法等。但除二甲醚 与三氧化硫合成法外，都存在着产品收率低，原材料消耗大、设备腐蚀严 重等问题。 2.3.1 工艺流程简述 a.采用二甲醚和三氧化硫合成二甲脂的工艺路线，二甲醚的本源由甲 醇催化脱水制得，该工艺有合成效益高，成品杂质含量少的特点，这样避 免复杂的硫酸二甲脂净化操作，只 5 要通过简单的精馏，就可以制得质量较高的成品，这对于安全生产和防止 环境污染是具有积极意义的。9 b.二甲醚是由甲醇催化脱水制得，借助催化剂进行，这个方法的特点 是副反应少，即使转化率并不十分高，但是未反应的甲醇和反应以后的水 份自气相的二甲醚中分离比较容易，因此操作步骤简单，分离效果好。 c.三氧化硫来自发烟硫酸，含量在 7%左右，在吸收塔中三氧化硫被二 甲脂的母液吸收，大量的惰性气体在塔顶放空，因而塔直径和循环母液量 较大。 2.3.2 生产工艺流程 （1）甲醇的气化 精甲醇自高位槽经流量计进入汽化器，在加热至（蒸汽加热）至 7080时，甲醇气化器，不挥发杂质后留在汽化器内需要定期清洗。 （2）甲醇催化脱水 甲醇催化脱水是在三台 2000L 的转化器内进行，反应器内填有 12001500 的 CH3HSO 4 做催化剂，当催化剂温度控制在 115时，甲醇 气体自底部进入反应器，均匀鼓泡，脱水而生成（CH3）2O，故转化器出 口的气体成分主要有（CH3）2O，H2O,CH3OH 正确控制工艺条件时，其 转化率可达 80%左右。 (3).醚化气的净化 醚化气在除沫器中分离去部分所带来强酸性液体后，进入碱洗槽底部， 醚化气在 510%氢氧化钠的溶液层中均匀鼓泡，酸性液沫成为钠盐进入溶 液中，中型的醚化气自碱洗槽出来后进入水冷器. 为了防止甲醇和二甲醚气体溶解碱汽液中，在碱性过程中，汽体和气 体的温度必须保持 70以上，随着碱汽操作的运行，汽液中氢氧化钠的含 量逐步降低待汽液接近中性时，应及时更换洗液。 (4).二甲醚干燥 洗去酸性液体沫的醚化气先通过，以常温水为中介的冷凝器，醚化气 中绝大部分的水和甲醇，在冷凝器中凝为液体的液甲醇自气相中分离出来， 这种淡甲醇常温比重约：0.95，除甲醇外，其中还溶解了一定量的二甲醚， 6 收集在淡甲醇储槽中，送回淡甲醇精馏回收甲醇，自水冷器出来的气体， 基本是二甲醚，温度约 35左右，但是还剩有一定的甲醇和水蒸气，还需 要进一步在氨冷器中降温分离。 二甲醚气体在水冷器出来后，直接进入以液氨为冷却介质的氨冷器在 其中降至 010，残余的甲醇和水几乎全部自气相中被分离出来，二甲醚 气体经甲醚分离器进行一步分离淡甲醇以后，送往酯化循环槽，冷凝下来 的谈甲醇含有约 40%水分和 10%以上的二甲醚，收集在淡甲醇储槽中，送 回淡甲醇精馏回收甲醇 (5)三氧化硫的吸收 一级吸收塔 B 使用来自硫酸车间的转化器三段出口，含 7%SO3的转 化气。由 SO3吸收塔底部进入一吸塔内，在其上升通过填料层时被硫酸二 甲酯母液吸收，成为含三氧化硫的硫酸二甲酯溶液。该吸收 SO3后的二甲 酯溶液酸度控制在 10-12%（按硫酸含量计） 。三氧化硫和硫酸二甲酯几乎 是互溶的，因此其溶解度主要决定于温度，在上述操作温度下，1 份硫酸 二甲酯大约可以溶解 2 份三氧化硫（以重量计） 。SO3温度很高且吸收操作 是放热的，循环泵和吸收塔之间置有水冷器，可通过水冷，一级吸收系统 B 的温度为 7085。 气体经过一级吸收塔后，从一吸塔顶进入二级吸收塔底与硫酸二甲酯 母液中进一步混合以除去气体中含有的 SO3。该二吸系统中应通过水冷器 调节使得 SO3的吸收温度低，尽可能使得排放尾气中 SO3含量最低，保持 二级吸收系统的温度为 30-60。同时二级吸收系统中的二甲酯溶液酸度 控制在 10%以下以充分吸收 SO3。N2等惰性气体将经过除沫层，分离夹带 雾沫后，排入大气。 一吸塔 A 使用来自硫酸五热出口的转化气，SO3含量为 1.5%，气体经 过该吸收塔吸收除沫后直接放空。一吸系统 A 酸度控制在 1012%，吸收 温度控制为 3050。 (6)硫酸二甲酯的合成 硫酸二甲酯的合成是酯化塔内进行的，除酯化外旁边没有循环槽和循 环泵，循环槽内储有吸收了 SO3的母液，通过泵进入塔顶经分布器、调料、 均匀下塔，汇集塔底，流入循环槽。 有转化过来的二甲醚气体经循环槽进行一次鼓泡合成后，有塔底进入 7 塔内，在上升过程中通过填料层与 SO3-(CH3)SO4母液进行合成反应，生成 (CH3)2SO4流入槽内，随着反应过程的继续，溶在（CH3）2SO4的 SO3不断 减少，而二甲酯的量不断增加，等增长到一定的量是，根据生产的条件可 暂时吸收，降低游离 SO3，待达到要求是可将槽内粗制品打入粗制槽，然 后将吸收槽的母液串入部分至酯化槽进行下一段生产。 (7)粗制品精馏 硫酸二甲酯的精制采用简单蒸馏，粗制品投入两台 2000L 蒸发锅内， 在真空度达到-750mmhg 高时温度达到 120时，开始受热气化，随着过 程的继续，锅内物料组成变化，蒸发与硫酸氢甲酯的残渣留在锅内，气化 的二甲酯经水冷器冷却至 40以下时为液体，经过处理后排掉，继续投料 进行下一次蒸发。 真空的制造：采用水力真空和蒸汽喷射的二级真空。 （8）设备参数主要技术控制指标 表 2 硫酸二甲酯生产指标 控制项目控制点控制指标时间间隙控制人口 醚化锅 115-145 每小时粗制工 汽化器 70-80 每小时粗制工 碱洗槽 =70 每小时粗制工 水冷器出口 5 每小时粗制工 氨冷气出口 5-10 每小时制冷工 酯化塔出口 85-95 每小时粗制工 酯化塔进口 85-95 每小时粗制工 酯化槽 95-105 每小时粗制工 吸收塔进口 60-65 每小时粗制工 吸收塔出口 80-85 每小时粗制工 吸收槽 85-95 每小时粗制工 蒸发锅 120-145 每小时精制工 再沸腾 80-90 每小时粗制工 温度 / 精馏塔顶 70 每小时粗制工 8 真空度 750mmhg 每小时精制工 二甲醚气压 20-80mmhg 每小时粗制工 压力 进车间蒸汽 压力 4-6kgf/m 每小时班长 吸收酯化 11-16 每小时精制工 粗制精制 =3%,0.6% 每小时粗制工 精制工 10 甲醇液 体 甲醇蒸 汽 二甲醚 气体 70- 80 115 5 水蒸 汽 硫酸氢 甲酯 二甲醚 气体 70 以上 5-10% NaOH （甲醇气化）（除酸性物质） 二甲醚 气体 水冷器 （粗略除去水份和乙醇） 二甲醚气体 氨冷器 （进一步除去水份和乙醇） （甲醇脱水） 0-10 出来约 35 SO3气 体 SO3-(CH3)SO4 二甲酯母液 （SO3气体的吸收） 硫酸二甲酯粗产 品 水冷保持 70-80 纯度为 98.5%硫 酸二甲酯产品 真空度- 750mmhg ，120 然后水冷至 40以下 （二甲酯的精制） 11 图 1 硫酸二甲酯流程框图 3.物料衡算 月产 60000 吨二甲酯,每月扣除检修日,实际工作日 30 天,则生产能力 8.3 吨/天。 本次设计的吸收塔内发生的主要反应为： CH3HSO 4 2CH3 OH （CH3）2O + H2O 130140 H=1.775Kcal/mol 原料用量：甲醇 64 kg/h,其纯度为 98%； n（CH3 OH）=（6410398%）/Mr（CH3 OH） =6498%103g/64gmol-1 =0.98103mol 已知这一步反应的转化率为 80% 则 n（CH3）2O）= n（CH3 OH）/280%=0.392103mol m (（CH3）2O)= n（CH3）2O）46g/mol=36.8kg 已知二甲醚与三氧化硫反应生成二甲酯的转化率为 90% （CH3）2 SO 4 （CH3）2 O + SO3 （CH3）2 SO 4 7090 H=-44.89Kcal/mol 12 即得到二甲酯的质量为 64kg80%90%=46.08kg 反应产生的水的质 量 18kg0.8=14.4kg 已知开始水的质量为 3.2kg 则反应后出来的水质 量为（14.4+3.2）Kg=17.6Kg 表 3 物料平衡表 项目进入的量/kg/h出来的量/kg/h 甲醇6412.8 二甲醚036.8 水3.217.6 总计67.267.2 4.热量衡算 CH3 OH 的流量 64kg/h，温度为 135 oC，比热 258.3J/(kmol) （CH3）2 O 的流量 36.8kg/h，温度为 135 oC，比热 75.689 J/(kmol) 由 Q=ms1cp1（T1-T2）=ms2cp2（t1-t2） 则进料热 Q1=msCH3 OH（t1-t2） 出料热量 Q2=（ms CH3 OH+ ms（CH3）2 O） （t1-t2） 代入数据得：Q1 = 3.41103 kJ Q2=4.15103 kJ Q损=1.21103 kJ 反应热效应：查得为 QF=1.95103 kJ 则 Q1+QF= Q2 + Q损 表 4 热量平衡表 13 项目 进入的热量/kJ/h出来的热量/kJ/h Q13.411030 Q204.15103 QF1.951030 Q损 01.21103 总计 5.361035.36103 5.典型设备吸收塔的设计 5.1 设备设计 5.1.1 吸收塔的概论 吸收塔是实现吸收操作的设备。按气液相接触形态分为三类。第一类 是气体以气泡形态分散在液相中的板式塔、鼓泡吸收塔、搅拌鼓泡吸收塔； 第二类是液体以液滴状分散在气相中的喷射器、文氏管、喷雾塔；第三类 为液体以膜状运动与气相进行接触的填料吸收塔和降膜吸收塔。塔内气液 两相的流动方式可以逆流也可并流。通常采用逆流操作，吸收剂以塔顶加 入自上而下流动，与从下向上流动的气体接触，吸收了吸收质的液体从塔 底排出，净化后的气体从塔顶排出。 5.1.25.1.2 吸收塔的工作原理及基本要求吸收塔的工作原理及基本要求 利用不同气体在液体溶剂中的溶解度，对其进行选择性溶解，从而将 气体混合物各组分分离。 工业吸收塔应具备以下基本要求： 1塔内气体与液体应有足够的接触面积和接触时间。 2气液两相应具有强烈扰动，减少传质阻力，提高吸收效率。 3操作范围宽，运行稳定。 14 4设备阻力小，能耗低。 5具有足够的机械强度和耐腐蚀能力。 6结构简单、便于制造和检修。 5.1.3 吸收塔的结构概论 填料吸收塔 它由外壳、填料、填料支承、液体分布器、中间支承和再分布器、气体和液体 进出口接管等部件组成，塔外壳多采用金属材料，也可用塑料制造。填料是填料塔 的核心，它提供了塔内气液两相的接触面，填料与塔的结构决定了塔的性能。 板式塔板式塔 板式塔是在塔内装有一层层的塔板，液体从塔顶进入。气体从塔底进 入，气液的传质、传热过程是在各个塔板上进行。板式塔种类很多。大致 可分为二类：一类是降液管式，如泡罩塔、筛孔板塔、浮阀塔、S 形单向 流板塔、舌形板塔、浮动喷射塔等；另一类是穿流式板塔，如穿流栅孔板 塔(淋降板塔)、波纹穿流板塔、菱形斜孔板塔、短管穿流板塔等。 (1)筛孔板塔 筛孔直径一般取 510mm，筛孔总面积占筛板面积的 1018。 为使筛板上液层厚度保持均匀，筛板上设有溢流堰，液层厚度一般为 40mn 左右，筛板空塔风速约为 1035ms，筛板小孔气速 613ms，每层筛板阻力 300600Pa。 （2)斜孔板塔 斜孔板塔是筛孔板塔的另一形式。斜孔宽 1020m，长 1015mm， 高 6mm。空塔气流速度一般取 135ms，筛孔气流速度取 1015m/s。气体从斜孔水平喷出，相邻两孔的孔口方向相反，交错排列， 液体经溢流堰供至塔板(堰高 30mm )，每层筛板阻力约为 400600Pa。 (3)文氏管吸收器 文氏管吸收器通常由文氏管、喷雾器和旋风分离器组成，操作时将液 体雾化喷射到文氏喉管的气流中，气流速度为 60100ms，处理 100m3min 的废气需液体雾化喷人量为 40Lmin。 填料吸收塔 15 填料塔适用于快速和瞬间反应的吸收过程，多用于气体的净化。该塔 结构简单，易于用耐腐蚀材料制作，气液接触面积大，接触时间长，气量 变化时塔的适应性强，塔阻力小。填料是填料塔的核心，它提供了塔内气 液两相的接触面，填料与塔的结构决定了塔的性能。填料必须具备较大的 比表面，有较高的空隙率、良好的润湿性、耐腐蚀、一定的机械强度、密 度小、价格低廉等。 5.1.4 选型说明 板式吸收塔 （1）筛孔板塔 筛孔板塔主要优点是构造简单，处理风量大，并能处理含尘气体。不 足之处是筛孔堵塞清理较麻烦，塔的安装要求严格，塔板应保持水平；操 作弹性较小。 （2）斜孔板塔 气体从斜孔水平喷出，相邻两孔的孔口方向相反，交错排列，液体经 溢流堰供至塔板(堰高 30mm)，与气流方向垂直流动，造成气液的高度湍 流，使气液表面不断更新，气液充分接触，传质效果较好，净化效率高， 同时可以处理含尘气体，不易堵塞。但该塔结构比筛孔板塔复杂，制造较 困难，安装要求严格，容易发生偏流。 (3)文氏管吸收器 文氏管吸收器结构简单、设备小、占空间少、气速高、处理量大、气 液接触好、传质较容易，特别适用于捕集气流中的微小颗粒物。但因气液 并流，气液接触时间短，不适合难溶或反应速度慢的气液吸收，而且压力 损失大(8009000h)，能耗高。 综上所述，该过程选用填料吸收塔。 16 5.2 选型设计计算 Ga,ya La,xa 5.2.1 相关数据 （1）吸收塔的物料衡算）吸收塔的物料衡算 （CH3）2 O + SO3（CH3）2 SO 4 80 126 0.9m 8.3t mSO3=(808.3)/(0.9126) =5.86t Ls=(2501333kg.d-1)10-3/0.126kg mol-1 =2644.8kmol d-1 Yb=yb/(1-yb)=0.07/(1-0.07)=0.0753 Gb,yb Lb,xb Ya=ya/(1-ya) =0.03/(1-0.03) =0.0309 xa=0 Xa=0 xb=mSO3/(mSO3+m(CH3)2.SO4) =5.86/(5.86+2501.333) =0.0173 Xb=xb/(1-xb) =0.0173/(1-0.0173) =0.0176 GB(Yb-Ya)=Ls(Xb-Xa) GB=XbLs/(Yb-Ya) =0.01762644.8/0.0444 =1048.4kmol/d-1 （2）吸收塔的塔径计算）吸收塔的塔径计算 (1)有关数据计算 塔底混合气流量 V1613.21 十50.83 十 30.121694.16 (kgh) 17 吸收液流量 L5099.4 十 1.220.93585165.2 (kgh) 进塔混合气密度 29*273/22.4/（273+35）115 (kg ) (混合气 浓度低，可近似视： 查化工原理附录 吸收液密度 996.7kg 吸收液黏度 0.8543mPa.s 经比较，选 Dg50mm 矩鞍环查化工原理教材附录可得，其填料因 子 =50，比表面积 A120. (2)关联图的横坐标值 =0.105 (3)由图 2 查得纵坐标值为 0.13 即 =0.0137 =0.13 故液泛气速 =3.08 2操作气速 u06 0.63.08 1.85 (m/s) 3.塔径 D=4Vs/（u）1/2 =3.12m 取塔径为 3.5m （3）吸收塔的填料高度计算）吸收塔的填料高度计算 1核算操作气速 =1.425(m/s) 1.588(m/s) 18 2核算径比 Dd35005070，满足矩鞍环的径比要求 3喷淋密度校核 依 Morris 等推专，d75mm 约环形及其它填料的最小润湿速率(MWR) 为 0.08 (mh), 最小喷淋密度 0.0810648512 (mh) 因 4453.2kgh4453.2kgh/120m37.11kg(mh) 故满足最小喷淋密度要求。 (1)本设计采用恩田式计算填料润湿面积 aw 作为传质面积 a，依改进的 恩田式分别计算。 列出备关联式中的物性数据 气体性质(以塔底 35，101.325kPa 空气计) 115 kg (前已算出) 0.01885* (查化工原理附录) 109 （依翻 Gilliland 式估算) 液体性质(以塔底 2716水为准) 9967 kg 08543 Pas =1.344* (以 式计算)，式中 为溶质在常压wiki沸点/wiki下的摩尔 体积， 为溶剂的分子量， 为溶剂的缔合因子。 716 Nm(查化工原理附录) 19 气体与液体的质量流速： 4.38 1.65 矩鞍环(乱堆)特性： 50mm005m A120 =1.45（矩鞍环为开孔环） 4填料层高度 z 计算 Z =G(yb-ya)/(Kya ym) 0.7001.14 十 0.6542.752.60m 取 25富余量，则完成本设计任务需 Dg50mm 矩鞍环的填料层高度 z1.252.95=3.25m。 （4）填料塔附属高度计算）填料塔附属高度计算 1).塔上部空间高度可取 1.2m，塔底液相停留时间按 1min 考虑，则塔 釜所占空间高度为 mh45 . 1 785 . 0 18313600 95.67988601 1 考虑到气相接管所占的空间高度，底部空间高度可取 1m，所以塔的 附属高度可以取 1.5m。 2).塔底液体保持高度 液位高度的确定应和布液孔径协调设计，使各项参数均在适宜的尺寸 范围内。最高液位的范围通常在 200500mm 之间，而布液孔的直径在 3mm 以上，k 为孔流系数，其值由小孔液体流动雷诺数决定，在雷诺数大 于 1000 的情况下，可取 0.600.62。 取布液孔直径为 15mm，则液位高度可由下式求得。 20 m193 . 0 81 . 9 2 ) 62 . 0 32015 . 0 14 . 3 18313600 02.18 2 . 13584 ( 2 ) 4 ( 2 2 2 g nkd v h 液位保持的高度由液体最大流率的最高液位决定，一般取最高液位的 1.121.15 倍，则 在 200500 之间，符合)(220)(220. 0193 . 0 14 . 1 14 . 1 , mmmhh 要求。 因此：塔高 H=Z+h1+h=3.25m+1.5m+0.22m=4.97m 故选用塔径为 3.5m，塔高 5m，填料为矩鞍环的填料吸收塔。 5.3 典型设备图(附图二) 6 投资与成本估算 6.1 车间装置人员配置表 表 5 车间定员表 序号职能名称人员配置小计合计 1 生产工人 66 2 分析工人 11 3 维修工人 11 4 动力监控 11 5 管理员 11 10 6.2 设备投资 表 6 设备一览表 21 序 号 设备名 称 主要规格型号材料附件（零部件）数 量 1一吸塔 160014000 1 2二吸塔 160014000 1 3烟囱 50024.7m 1 4一吸循 环槽 25001500 磁性液位计 EFCIIBIL-1、安装 尺寸 13802 2 5二吸循 环槽 32001500 磁性液位计 EFCIIBIL-1、安装 尺寸 13802 1 泵壳、轴套、泵架 （轴承座）、压盖、 泵轴、叶轮、轴承 7312ACM、口环、 6一吸泵70SB50-30,H=30m,Q=50m3/h,轴 承 7312 ，电机：YBL160L- 4，15kw,1460r/min 油封： 659012、六角 圈：90-100-170-30 1 7二吸泵70SB50-30, 1 8二甲醚 分离器 10001200 不锈钢 LJB80-65-30,9粗制打 料泵 Q=35m3/h,H=30 电机：YB2-160M1- 2,2900r/min 11kw 10酯化塔 120013000 1 11酯化槽 43001500 磁性液位计 EFCIIBIL-1、安装 尺寸 1378 1 12酯化循 环泵 70SB50-30， 1 22 13残液泵LJB80-65-30 1 14氢甲酯 泵 IHS50-40-140,H=26m,Q=20m3/h, 电机：YB2-160L- 2，3kw,2880r/min 1 15甲醇库 42004200 1 16甲醇卸 料泵 F40-40, Q=7.2m/h,H=39m, O 型圈 1805,32 5,六角圈：44-55- 93-18、 1 65CQ-32, Q=25m/h,H=32m、 1 500L 117汽化器 1591500 19 3000L、一次 夹套 DN175010、 罐身 DN160016、 视镜 DN125、PN0.6，人 孔盖 =16、卡子 BM12、BM20、容积 4.98m3、人孔垫片 400500/360460 、=10 设备垫片 1740/1640、 =20、内径 1600/1750 2 吸收塔紧固螺栓 M20180、 18分离器 二次分离器 M16165M12 1 19转子流 量计 LZB-15F 20 20精甲醇32CQ-25 2 23 给料泵 (2 台) H=25m,Q=110L/min,1.1kw 21氢甲酯 配置槽 3000L 2 22一吸水 冷器 100 不锈钢折流板间距 310mm4 23二吸水 冷器 7003000,85、 不锈钢折流板间距 350mm1 24酯化水 冷器 7003000 不锈钢 1 W-2 型 20 不锈钢喉箍：38- 57、U 型橡胶管 DN45、搪瓷片、F4 包橡胶垫圈： 104098530 3 不锈钢喉箍：32- 44、U 型橡胶管、 搪瓷片、 25搪瓷片 式水冷 器 w-1 型 F4包橡胶垫圈： 86580528 2 人孔垫片 35045020、 2000L 釜垫 14501340, 1226醚化锅 3000L 8 27硫酸高 位槽 16002000 2000L（12 台） 14蒸发锅 3000L (2 台) 2 28 10001500（12 台） 12 29 精制贮 槽 12001800（2 台） 2 24 6003000（12 台） 12水冷器 5242500（2 台） 2 30 IHS50-40-140（1 台） 1 31 压料泵 F40-40、 Q=7.2m/h,H=39m，4kw O 型圈 1805、32 5、机械密封、六 角圈：44-55-93- 18、旋盖式油杯 M141.5、 2 32残液罐2000L 4 600800（4 台） 433平衡桶 6001380（2 台 2 LJB65-50-30,34抽真空 泵 Q=35m/h,H=30m, 电机：Y132S2- 2,7.5kw,2900r/min 6 35喷射泵 6 36分离器 219500 14 37视镜DN40、PN10不锈钢 14 38淡甲醇 回流泵 F25-25,4.39/h,22.7m 1 39备用贮 槽 3000L 2 40不锈钢 水冷器 6803000 2 IHF65-50-160, Q=25m/h, H=20m、 41淡甲醇 泵 n=2900r/min、4kw 1 42淡甲醇 压料泵 IHS50-40-140 1 43回流罐 1 25 44氨冷器 8002500 1 2AZ10 1 4AV10 制冷剂 R717、微启式安全阀 A11F-16 制冷量 54KW、工况-15/+30、 蒸发温度范围-25-15 能量调节阀 2NF6 45氨压缩 机组 电机：Y200L2-6,22 kw,250kg 2 46调节站 2 47液氨瓶 1 粗制凉 水塔 195m3、 减速机 CDF5.5/165、传动 比 5.833 冷水 泵 IS150-125-315, H=32m Q=176m/h, 电机：Y200L-4,30 kw,250kg IS150-125-250 48 热水 泵 H=32m Q=200m/h, 电机：Y160L-4,15 kw,140kg 老精制 凉水塔 BNG-200,200 m3, 减速机 TDJ132-7.5- 320、 冷 水泵 IS150-125-315B ， 电机：YB160M- 4,18.5kw,隔爆 IX80-65-160, Q=60m/h, n=2950r/min 冰 机冷水 泵 ,H=29m, 7.5kw（隔爆型） 49 热水 泵 IS150-125-250 50新精制 凉水塔 HDI-250, 250 m3冷却水量 250T/h、 7.5kw、17.0A、进 水 t:43、出水 t:33减速机 NGW- 26 L-F31、速比 4.43、7.5kw、16.9A IS150-125-250B ,Q=169.1m/h, H=14.8m、 冷水 泵 n=2950r/min、11kw，隔爆 冷水 泵 IS150-125-250B，11kw 热水 泵 IS150-125-315B, Q=176m/h, H=24.78m 电机：YB160L- 4,140kg 半成品（不经过精制）： 21008000 51 销售泵（3 台）IHS50-40-140 80008000（2 台） 甲醇泵：CQB50-32-160 甲酯泵：CQB50-32-160 隔爆型、 Q=12.5m/h,H=32m、4kw、n=2 900r/min 喷淋水泵：50FYUB-25- 1000（立式）、 52危化品 库区 轴承 NV312E、7311AC 新危化 库 立式库(2 台) ：45006000 53 (硝基 甲烷车 间） 销售泵：65CQ-35 、Q=25m/h, 27 H=32m、7.5kw（隔爆型） 喷淋水泵：80ZX50-32 表 7 设备投资表 序号项目金额(万元) 1土建,水电,消防,通风,空调,工具200 2贮槽,高位槽,15 3反应罐（釜）8 4吸收塔6 5离心通风机10 6旋风分离器13 7静电除尘器6 8换热器5 9过滤器5 10水力真空泵3 6.3 投资估算及分析 产品成本指工业企业生产某种产品所需费用的总称,即投资该产品所 需的人力及物力总和的货币值，其可行性研究图示如下： 28 车间成本工厂折旧企业管理费 销售成本工厂成本 总成本 原料及辅助 材料 重要原料 辅助材料 包装材料 公用工程 冷却水 工艺水 电费 人工 直接操作工 资 附加工资 车间 折旧 维修 机器 车间 管理 费 图 2 投资分析框图 6.3.1 项目总投资:3000 万元 6.3.2 投资构成 工艺设备、管道及安装 1300 万元，占总概算的 43.33%； 自控设备及安装 60 万元，占总概算的 2%； 供电及照明 300 万元，占总概算的 10%； 锅炉及冷冻 240 万元， 占总概算的 8%； 建筑工程费 434 万元， 占总概算的 14.47%； 消防安全及环保 150 万元， 占总概算的 5%； 自主研发费用 100 万元，占总概算的 3.33% 征地 256 万元，占总概算的 8.53% 研发测试中心 160 万元，占总概算的 5.33% 6.3.3 资金筹错 （1）自有资金：2100 万元 29 （2）银行贷款：800 万元 （3）其他来源：100 万元 6.3.4 技术经济指标 表 7 经济技术指标 序号项目计算单位设计指标 1产品价格元/吨2800 2规模吨/年30000 3年工作日天300 4总收率%95 5车间定员人10 6消耗万元/年1000 7建筑及占地面积m2100 8产值万元/年3000 9利税万元/年640 10投资回收期年35 11折旧年限年12 6.4 项目效益和风险分析 该分析应根据宏观经济形势、政策、趋势、热点问题、环境变化及其 对行业的影响等为主要研究内容，同时充分考虑涂料行业发展动态，行业 消费特征，行业产品结构特征以及连锁效益等因素。以下表是较常见的指 标： 产品成本计算依据和说明 （1）原辅料、燃料动力费:达产年费用分别为 2000 万元和 300 万元； （2）全员平均劳动工资:按 1000 元/人.月,年费用估算为 180 万元； （3）基本折旧费:按 10%的综合折旧率估算,残值率按 3%,则达产年费 用为 195 万元年修理费按 60 万元计提。 （4）自主研发费:100 万元分 5 年摊入成本,年费用为 20 万元 （5）其他费用:包括管理费、销售费等按 385 万元估算。 30 7 厂房布置及生产车间的组成 7.1 厂房设计要求 厂房设计：原料仓,生产区,化验室,辅助生产区,控制室及成品仓。 厂址的选择：鉴于硫酸二甲酯的毒性及生产过程会产生大量有毒物质, 厂址应选在农村,并远离生活区,地势较低之处；应选择交通运输方便之 处；应选择能源有保障,电力供应稳定之处；有良好的工程地质。 总布局满足的要求 布局要求布局要求 保证径直和短捷的生产作业线,并尽可能避免交叉和迂回,使各种物料 和运输距离最短,同时将水电消耗很大的车间尽量集中,形成负荷中心,并使 其与原料来源靠近,减少输送距离。 安全要求安全要求 化工厂具有易燃，易爆的特点，厂区应充分考虑安全布局严格遵守防 火，卫生等安全规范和标准的相关规定，重点是防止火灾和爆炸的发生。 考虑到产品硫酸二甲酯有剧毒,生产原料浓硫酸铬的强腐蚀性以及甲醇 毒性,整个生产系统必须是严格封闭的，规划厂区应充分考虑员工和生产安 全，安全布局,确保安全环保生产。 建筑设计的防火防爆考虑： 一方面是合理地布置厂房的平面和空间，消防爆炸可能产生的因素缩 小极限爆炸的范围，保证工人的安全疏散。另一方面是从建筑结构和建筑 材料上保证建筑物的安全，减轻建筑物在爆炸时所受的伤害。 通风上要保证易燃易爆气体的迅速排除。设备布置上要避免车间中形 成死角。 设计时要根据国家最新规定卫生标准进行，要防止大气污染、水质污 染，把生产过程中的副产品加以回收、利用。本设计中将低压尾气回收利 用。 发展要求发展要求 31 厂区布置要求有较大的弹性,对于工厂的发展变化有较大的适应性,随 着市场需求的变化,厂区规模、人员定置等有可变性、灵活性。 7.2 水电要求 7.2.1 水 生产用水就采用一般的自来水，冷却水可以循环使用。 7.2.2 电 选用相应等级的电气设备、照明灯具和仪表，防止静电放电现象的发 生，设置避雷针。 7.3 生产车间的组成 7.3.1 生产车间组成设置 生产车间主要分成几大区域，所有吸收塔在室内，吸收塔与酯化 塔在室外，检测办公室位于在生产区较高