设计要求完成的材料.doc

学生提交材料包括：1化工工艺设计任务书；2设计记录本3设计说明书（含计算书）4图纸（1）物料流程图；（2）带控制点的工艺流程图；（3）设备条件图。设计时间安排及要求：年操作时间300天，连续生产；设计裕度：年产量放大1.2倍。16周 查阅文献（产品的用途；国内外生产工艺进展；合成目标产物的反应方程式；原料和产品的规格及理化性质特别是沸点、密度、比热、蒸汽压等数据；产品的市场情况这些资料整理好就是设计说明书的总论部分），画出原则流程图，进行物料衡算（详细）17周 热量衡算（换热器的面积及热介质的用量，冷却水取20，温升5或10），主要设备的选型计算（反应器的大小，精馏塔的塔高塔径，储罐或计量罐等容器的体积，管径，泵的扬程等）18周 带控制点的工艺流程图（A2，CAD），物料平衡图（A2，CAD）19周 经济核算，编制设计说明书（文献综述、流程叙述、安全环保、经济核算、工艺计算）20周 任选工艺流程中一设备绘制设备图（A3，CAD）所需资料查找：中国学术期刊网，百度等搜索引擎，图书馆工具书阅览室的石油化工基础数据手册、化工设计手册、化学工程手册，教材化工设计设计说明书排版要求：I（居中 小四）1 引言（或绪论）11.1 题名11.1.1 题名12 题名32.1 题名52.1.1 题名10参考文献38致谢40附录A41附录B42II（居中 小四）1 题名（宋体 四号 粗体）（段前、段后0.5行）说明：章、节编号全部顶格排，编号与标题之间空1个字的间隙。（宋体 小四号）1.1 题名（宋体 小四号 粗体）（段前、段后0.5行）（宋体 小四号）图1（或图1.1）（图的编号和图题应置于图下方）（居中 宋体 五号 粗体）说明：图应具有“自明性”，即只看图、图题和图例，不阅读正文，就可以理解图意。表1（或表1.1）（表的编号和表题应置于表上方）（居中 宋体 五号 粗体）说明：表应具有“自明性”。表的编排采用国际通行的三线表。如某个表需要转页接排，在随后的各页上应重复表的编号。编号后跟表题（可省略）和“（续）”，置于表上方。续表均应重复表头。w1 = u11 - u12u21.（1）（或1.1）说明：论文中的公式应另起行，并缩格书写，与周围文字留足够的空间区分开。 公式的编号右端对齐。较长的公式需要转行时，应尽可能在“=”处回行，或者在“”、“”、“”、“”等记号处回行。1.2 题名（宋体 小四号 粗体）（段前、段后0.5行）1.2.1 题名（宋体 小四号 粗体）（段前、段后0.5行）（宋体 小四号）1.2.2 题名（宋体 小四号 粗体）（段前、段后0.5行）（宋体 小四号）2 题名（宋体 四号 粗体）（段前、段后0.5行）2.1 题名（宋体 小四号 粗体）（段前、段后0.5行）2.1.1 题名（宋体 小四号 粗体）（段前、段后0.5行）（宋体 小四号）2.2 题名（宋体 小四号 粗体）（段前、段后0.5行）（宋体 小四号）3 题名（宋体 四号 粗体）（段前、段后0.5行）3.1 题名（宋体 小四号 粗体）（段前、段后0.5行）（宋体 小四号）a.（宋体 小四号）b.（宋体 小四号）4 题名（宋体 四号 粗体）（段前、段后0.5行）（宋体 小四号）说明：参考文献中的“”是在英文输入法全角状态下的“”，其他标点符号是在中文输入法状态下的标点符号。内容（小四；中文文献：宋体；西文、数字等符号均采用Times New Roman字体）。参考文献表应置于正文后，并另起页。所有被引用文献均要列入参考文献表中。正文中未被引用但被阅读或具有补充信息的文献可集中列入附录中，其标题为“书目”。（空一行）参 考 文 献（居中 宋体 小四号 粗体）（字间空一格）（空一行）1 专著著录格式 主要责任者题名：其他题名信息文献类型标志其他责任者版本项出版地：出版者，出版年：引文页码引文日期获取和访问路径示例：（1）普通图书1 蒋有绪，郭泉水，马娟，等中国森林群落分类及其群落学特征M北京：科学出版社，19982 余敏出版集团研究M北京：中国书籍出版社，2001：179-1933 全国文献工作标准化技术委员会第七分委员会GB/T 5795-1986 中国标准书号S北京：中国标准出版社，1986（2）论文集、会议录1 中国力学学会第三届全国实验流体力学学术会议论文集C天津：出版者不详，1990（3）科技报告1 USDepartment of Transportation Federal Highway Administration. Guidelinesfor handling excavated acid-producing materials，PB 91-194001RSpringfield：USDepartment of Commerce National Information Service，1990（4）学位论文1 张志祥间断动力系统的随机扰动及其在守恒律方程中的应用D北京：北京大学数学学院，19982 连续出版物中的析出文献的著录格式析出文献主要责任者析出文献题名文献类型标志连续出版物题名：其他题名信息，年，卷（期）：页码引用日期获取和访问路径示例：（1）期刊中析出的文献1 李晓东，张庆红，叶瑾琳气候学研究的若干理论问题J北京大学学报：自然科学版，1995，35（1）：101-106（2）报纸中析出的文献1 丁文祥数字革命与竞争国际化N中国青年报，2000-11-20（15）3 专利文献著录格式专利申请者或所有者专利题名：专利国别，专利号文献类型标志公告日期或公开日期引用日期获取和访问路径示例：1 姜锡洲一种温热外敷药制备方案：中国，881056073P1989-07-264 电子文献著录格式主要责任者题名：其他题名信息文献类型标志/文献载体标志出版地：出版者，出版年（更新或修改日期）引用日期获取和访问路径示例：1 江向东互联网环境下的信息处理与图书管理系统解决方案J/OL情报学报，1999，18（2）：42000-01-18http：/wwwChinainfogovcn/periodical/qbxb/qbxb99/qbxb9902032 PACS-L： the public-acess computer systems forumEB/OLHouston，Tex：University of Houston Libraries，19891995-05-17http：/infoLibuhedu/pacslhtml.注：著作方式相同的责任者不超过3个时，全部照录。超过3个时，只著录前3个责任者，其后加“，等”或与之相应的词。第1版不著录，其他版本说明需著录。版本用阿拉伯数字、序数缩写形式或其他标志表示。示例1：3版 （原题：第三版）示例2：新1版 （原题：新1版）示例3：5th ed. （原题：Fifth edition）文献中载有多个出版地，只著录一个或处于显要位置的出版地。示例：北京：科学出版社，2000 （原题：科学出版社 北京 上海 2000）正文中引用文献的标注方法采用顺序编码制，即按正文中引用的文献出现的先后顺序连续编码，并将序号置于方括号中。同一处引用多篇文献时，只须将各篇文献的序号在方括号内全部列出，各序号间用“，”。如遇连续序号，可标注起讫序号。示例：裴伟570，83提出莫拉德对稳定区的节理格式的研究255-256多次引用同一著者的同一文献时,在正文中标注首次引用的文献序号,并在序号的“”外著录引文页码。以下是篇安全环保经济核算的文档，你们可以参考。第 页 共 页（居中 宋体 小四号）3.4装置原料及产品质量指标表9 异丙醇质量指标序号指标名称质量指标优级品一级品合格品1外观透明液体,无可见杂质2色度(铂-钴)号510153密度(20)g/cm30.7840.7860.7840.7870.7840.7894水溶性试验澄清5纯度，m%99.799.898.56沸程（在101.325kPa下）初馏点，干点，81.882.881.583.081.583.57水含量，m%58酸含量（以乙酸计），m%0.0020.0020.0039蒸发残液，m%00020.0020.1010羰基含量（以丙酮计），m%0.020.020.1011硫化物含量（以S计）,ppm12实测丙烯质量指标外观 无色、可燃性液体比重 0.5239纯度，m% 99.6折射率 1.3567闪点， -66.7自燃点， 460表10 催化剂、化学技术品规格名称技术规格备注催化剂自由酸40%水蒸气3.5MPa管道进入3.5 装置能耗分析表11反应部分能耗序号指标名称数值及单位1设计规模5万吨/年2消耗指表原料丙烯：0.85t/t主要辅助材料及催化剂碱：0.0008t/t催化剂：0.00045t/t新鲜水160000kg/h循环冷却水952900kg/h电（6000V）电（380V）355kw/h736.5kw/h3.5MPa蒸汽24.36t/h表12 精制部分能耗项目单位数量循环冷却水kg/h1324684.02新鲜水kg/h173083.333.5MPa蒸汽kg/h37859.79电（380V）kw/h539由上述两表可看出，异丙醇装置的主要能耗集中在精制部分，因此控制精制部分的能耗是节能关键。1、节能的第一要素是优化操作，调整参数。尤其是冬、夏季气温温差较大，可根据 室外环境变化及时调整操作就能作到最大限度的节能。2、本设计增加了空冷，可节水(循环水)268吨/小时。3.6 装置生产控制分析表13 装置生产控制分析表序号样品名称取样地点测定项目分析方法分析次数1丙烯丙烯原料管线上纯度QJ/SH-0071次/8小时2异丙醇异丙醇产品管线上纯度GB7814-871次/8小时3反应后物料反应器出口管线上物料组成、含量、酸度气相色谱法1次/8小时4中和后物料碱洗塔出口管线上物料酸度ASTM16131次/8小时5醚物料精馏塔-1顶回流管线上物料组成气相色谱法1次/8小时6共沸物料精馏塔-2顶出口管线物料组成气相色谱法1次/8小时7粗异丙醇精制部分进料管线物料组成气相色谱法1次/8小时8产品异丙醇精制塔塔顶出口管线指标分析气相色谱法1次/8小时9重组分精制塔塔底出口管线指标分析气相色谱法1次/8小时3.7 装置设计定员表14装置设计定员序号岗位名称管理人员技术人员操作人数辅助人员小计1白班班长112技术员113配碱114倒班班长555水合一操556水合二操557精制一操558精制二操559计量5510储运5511室内泵5512室外泵5513丙烯、脱油塔5514合计533.8 装置布置原则 (1) 装置的布置首先要满足防火规范的要求。石油化工企业的原料和产品绝大多数属于可燃、易燃、易爆或有毒物质，存在着火灾、爆炸或中毒的危险，必须满足石油化工企业设计防火规范(GB50160-99)的规定。 (2) 装置布置满足工艺流程的要求。装置布置按照生产流程的顺序和同类设备适当集中的方式进行布置。对于在生产中设备之间有高差要求的如:塔顶冷凝冷却器的凝液到回流罐，固体物料的装卸要求等都需要按工艺设计要求使各种设备布置在合适的标高位置。 (3) 装置布置满足操作、检修和施工的要求。装置设计必须为操作管理提供方便。如对于主要操作点和巡回检查路线，提供较宽的通道平台梯子等。经常上下的梯子应尽量采用斜梯。装置布置还应为设备的检修、装置的施工提供必要的场地、空间和通道。由图 2-2 中可以看出，本装置占地面积约为3960 遵循塔区成一线:从东到西，第一条线为塔区框架，第二条线为管带，第三条线为泵房及罐区。设备布置以流程为主，同类设备适当集中;空冷布置在精制泵房顶部，不足部分适当外延，并设置接近的检修通道，消防通道与装置外的消防道相连。装置内的操作室、分析室、办公室、自动控制室等均布置在距装置最外设备的15米处。3.9 装置管道器材选用规则装置的反应器在反应中，催化剂是带有微量的酸性且为高温，故将反应器到碱洗塔的这一段管线以及相应的设备、阀门、法兰等，选定材质为钢衬铜材质，尤其是反应器采用铜材质;其余部分的设备及管线均为碳钢材质。同时装置的反应部分以及碱洗塔属于中压部分，故设计时这一部分的设备及管线、阀门的压力等级都较高，选用PN4.0MPa的相应管线、阀门。其余部分选用2.5MPa的管线、阀门。总之在管道器材选用上，根据不同的操作介质、操作温度、操作压力，严格按照设计规范，选用了相应的管道器材。3.10 装置自动控制部分3.10.1 自动控制水平装置的所有二次表选用DCS，一次表选用电动型变送器。测量压力、液位、流量的一次表使用1151系列差压变送器，测量温度选用热电偶。控制水平较为先进。3.10.2 主要控制方案所有容器顶部设有现场压力指示PI、现场液位指示LI。所有机泵出口设有现场压力指示PI。所有冷换设备出口均设有现场温度指示TW。所有进出装置的原材料及产品都设有流量累计、记录FIQ。丙烯原料罐液面设有仪表间液面指示及高低液位报警LIA。反应器两种物料进料设有定值比率调节，反应器进料设有温控TRC，出口设有压控PRC。碱洗塔顶部及底部设有现场压力指示PI。水洗塔顶部设有现场压力指示PG,仪表间压力记录PR、仪表间温度记录TR;进料设有仪表间温度记录下R;底部设有现场液位指示LI、仪表间温度记录丁R、温度控制TIC,液位控制LIC。油水分离器设有压力控制PIC;一次闪蒸罐设有压力控制PIC,液位控制LIC。精馏塔-1塔顶部设有现场压力指示PI、仪表间压力记录PR、仪表间温度记录TR;底部设有现场液位指示LI、仪表间温度记录TR,温度控制TIC,液位控制LIC；精馏塔-1另一进料设有流量控制FIC；回流罐上设有压力控制PIC。液位控制LIC。精馏塔-2顶部设有现场液位指示LI,液面榨制LIC。脱水塔塔顶部设有现场压力指示PI、仪表间压力记录PR、仪表间温度记录TR；底部设有现场液位指示LI、仪表间温度记录TR.温度控制TIC.液位控制LIC。脱水塔另一进料设有流量控制FIC；回流罐上设有压力控制PIC、液位控制LIC。精制塔顶部设有现场压力指示PI、仪表间压力记录PR、仪表间温度记录TR；底部设有现场液位指示LI、仪表间温度记录TR.温度控制TIC、液位控制LIC；精制塔回流设有流量控制FIC；回流罐上设有压力控制PIC、液位控制LIC。异丙醇产品罐液面设有仪表间液面指示及高低液位报警LIA。3.11 主要仪表选型(1) 仪表选型原则:可靠性好，性能满足要求。(2) 防爆要求:由于有丙烯等易燃、易爆气体，所以要求现场的仪表要有dIIBT3或以上的防爆等级。(3) 防腐要求:没有接触腐蚀性介质的仪表。在节省投资的前提下，本装置仪表选型如下:二次表选用罗斯蒙特的DCS。大部分的压力、流量、液位仪表选用了1151系列压力及差压变送器:测量温度采用热电偶；调节阀选用广泛使用并经实践检验的ZM 系列薄膜调节阀；孔板选用FFO系列孔板。选用的1151系列变送器及电气阀门定位器是本安型仪表.与安全栅构成了本安防爆系统，完全能满足装置防爆的要求。热电偶是防爆的，能满足dIIBT4的防爆要求。4 装置环境保护与安全本装置属于低污染装置，各项指标均达到环保要求。设计采用环境保护标准工业企业厂界噪声标准 GB12348-90大气污染综合排放标准 GB16297-90大气环境质量标准 GB3095-82地面水环境质量标准 GB3038-88城市区域环境噪声标准 GB3096-93污水综合排放标准 GB8978-1996石油化工企业环境保护设计规范 SH3024-95环境空气质量标准 GB3095-1996辽宁省污水与废气排放标准 DB21-60-894.1 装置三废情况 本装置的三废排放有废水，无废气、废渣排放。有噪声产生。 反应部分废水主要是生活用水及少量轴封冷却水，各项指标符合雨水直排标准，排入附近雨水系统。 精制部分的废水为提浓塔的废水，COD100，符合环保标准，每小时48.7吨表15 装置三废排放情况排放物名称来源排放量规律主要污染物排放去向废气各安全阀出口少量间断丙烯低压瓦斯管网废渣反应器两年45吨间断废催化剂作为肥料外卖废水塔底废水48.7吨/小时连续COD污水系统4.2 安全本装置的设计充分体现了安全第一的思想。根据本装置生产加工的物质的少灾爆炸特性和生产设备操作条件，按照GB50160-99石油化工企业设计防火规范附录五中对工艺装置火灾危险性分类，该装置属于甲类火灾危险性工业装置。装置所在生产区域为2级爆炸危险性区域。4.2.1 装置危险源分析表16 危险源分析表名称主要危害丙烯一旦泄露，可引起爆炸，人员冻伤异丙醇可引起运动失调，衰竭，深度麻醉碱有强腐蚀性粉尘对呼吸道，肺有刺激作用噪声损失听力，诱发其他疾病4.2.2 安全设计中采取的措施1、在工艺过程中设置了必要的报警、自动控制措施。采取了安全阀等泄压措施，满足工艺过程的泄压要求；生产装置的控制室、配电间等辅助建筑物，布置在非爆炸危险区；工艺装置的各类设备、建筑物、构筑物的布置检举均考虑了防火距离和安全疏散通道，且有足够的道路和空间便于作业者操作及检修；在装置区、罐区设置可燃气体报警器。2、装置内的建筑物均按建筑防火规范的要求，采用钢筋混凝图或钢结构，装置区内所有管架采用钢结构，并加设防火层；联合平台，管廊均设置消防蒸汽接头；主要设备均设消防蒸汽专线。3、 在爆炸危险区内电力装置的安全卫生设计严格按照爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范的要求进行；照明系统设专用照明配电屏，其二回电源间设置了自动切换装置，保证在电源故障时，备用电源自动切入；根据不同的爆炸危险场所选择仪表，设计相应的电气线路，并按不同的爆炸危险场所区和火灾危险场所设计相应的防雷设施。4、 装置采用集散控制系统DCS控制，由中心控制室进行统一化管理。根据工艺特点和安全要求，对装置关键部位设置了必要的报警:灾害监测仪表主要包括；可燃气体报警仪等；对于易于逸出有毒和噪声等有害因素，必须进行定性定量的危险部位，均设置工业卫生监测设施。所有控制仪表均具有UPS电源或贮气罐，其容量均能保证停电、停气后维持30分钟的用量。且当仪表的供电、供气中断时，调节阀的状态能保证不导致事故或扩大事故。5、 排水系统按照清污分流的原则设计，不同的污水排放到不同的系统进行处理；下水道采用暗管或覆土暗沟；对有可能逸放可燃气体、有毒气体的污水排放系统，均设置了水封设施及排气管，其位置按防火规范的要求设置。6、 用于生产的装置设备和设施的设计均满足钢制压力容器设计规程及有关抗震规定的要求;各带压设各均安装安全阀，防止设备超压破裂；处于防爆区内的电机、电气设备和仪表均按防爆要求选用。7、 对中间储罐液面进行监测，防止液面超高而酿成事故;成品罐集中于罐区，以减少连发性、引发性事故。5 投资估算及经济分析5.1 装置投资估算编制依据 项目的安装工程采用中国石油天然气股份有限公司2001年版的石油建设安装工程概算指标中的单项指标计算，同时依据中国石油天然气股份有限公司的现行文件精神做相应调整，不足部分采用类似指标估算。建、构筑物工程，参照辽宁省2001年1月版的辽宁省建筑工程预算定额和辽宁省2001年1月版的全国统一建筑装饰工程预算定额中的单项指标计算，不足部分采用类似指标估算。安装取费按照中国石油天然气总公司(95)中油基字79号文件计取建设工程费用，建、构筑物工程部分按照辽宁省一般建筑装饰乙级施工企业计取建设工程费用，同时执行当地的现行文件。国内设备价格依据市场价格或设计询价，建安材料采用现行市场价格进行估算，国内设备运杂费费率为4%，材料运杂费费率为8%。项目的设计费的计取执行国家计委、建设部计价格200210号文件工程勘察设计收费管理规定，可行性研究报告编制费参照国家发展计划委员会计价19991283号文件计取，建设单位管理费、办公及生活家具购置费、程监理费、生产职工培训费、压力容器检验费等费用执行中国石油天然气总公司(95)中油基字79号文件和中国石油天然气股份有限公司油计字2001415号文件，项目的工程勘察费为估列，项目的不可予见费费率按9%计取。本项目的流动资金按分项详细估算法估算。其中:应收帐款周转天数为30天，周转次数为12次:原材料、燃料、动力周转天数为40天，周转次数为9次;在产品周转天数为2天，周转次数为180次;产成品周转天数为30天，周转次数为12次:金周转天数为20天，周转次数为18次;应付帐款周转天数为30天，周转次数为12次。5.2 关于总投资估算表2223 为了更加明朗的计算成本的问题，特将成本结构图绘制如下： 图 3 成本结构图1工程费用（1）工艺设备费用表17 工艺设备费用序号名称规格数量单价总计/万元1反应器53.07 m31个10万/个10.002回流罐碳钢密度7.81吨/立方米4个2.5万/个10.003贮罐碳钢670.2吨（8个总共）8个0.8万/吨580.164塔56.69 m3碳钢（总共）7个1.1万/吨619.705换热器1958.4m20.15万/m2293.766泵240.5万/个12.00总计1525.62工艺设备购置费1525.6210.071632.41 万元（2）电气仪表费1632.4115%244.86万元（3）安装工程费1632.4130%489.72万元（4）建筑工程费用按设备平面图，从地平面开始逐层计算建筑面积，然后按800元/平方米计算800864=69.12万元（5）给排水消防填入其他基建费，按60万元估算（6）总图填入其他基建费，按40万元估算工程费用总计：2536.11万元2其他费用（1）生产职工培训费设计定员60%（400元/人850元/人月培训期）530.6（400+8503）9.4万元（2）办公生活家具费设定人员800元/人538004.24万元（3）技术转让费2536.113%76.08万元（4）工程设计费2536.114%101.44万元其他费用总计：191.16万元3预备费用（1）基本预备费用2727.279%245.45万元（2）涨价预备费用2727.276%163.64万元预备费用总计：409.09万元4专项费用建设期贷款利息3136.3670%6%131.73万元 5.3 关于产品单位成本表1原材料及动力消耗： 表18 原材料消耗定额及消耗量表序号名称规格单位消耗定额消耗量单价/元总计/万元每小时每年1丙烯99.6%t5366.16kg/h5.37425008000.00340002水100.0%t160000kg/h160.00203398.4120.243催化剂100.0%t3.41 kg/h0.0034127.015000.0013.51总计34033.75表19 生产精制工段动力费一览表序号名称单位消耗定额单价/元总计/万元1蒸汽t270630.61503958.4623电水kWht1124502.42684773.711112.45268.48总计4339.392工资及附加：150005379.50万元3设备折旧费： 313