Word 20161-Word源文件1-项目摘要

8万吨/年MMA生产项目 项目摘要目录第一章项目简介1第二章原料及辅助材料供应22.1C4原料液液的供应22.2原料及辅助原料供应2第三章工艺介绍43.1C4原料液提纯精制异丁烯工段43.2原料预处理单元43.3MAL合成单元43.4MMA合成单元5第四章换热网络6第五章设备设计8第六章自动控制9第七章清洁生产10第八章厂址选择与车间布置118.1选址确定118.2厂区布置118.3车间布置12第九章安全生产13第十章经济分析14第十一章项目总结1516第一章 项目简介本项目依托宁波昊德化学工业股份有限公司现已建成并投产使用的15万吨/年C4分离装置、8万吨/年丁烯异构装置、8万吨/年MTBE，5万吨/年MTBE裂解制异丁烯装置及相关配套公用工程进行设计；旨在为总公司设计一座C4原料液制甲基丙烯酸甲酯的分厂，提高总厂产品附加值。厂址定于总公司所在地浙江省宁波石化技术开发区，占地151亩。本项目以镇海炼化的C4原料液为原料，经总厂C4分离、丁烯异构、MTBE裂解后制得的高纯异丁烯，通过异丁烯甲基化法制得产品-甲基丙烯酸甲酯，生产出的甲基丙烯酸甲酯纯度为 99.2%。项目设计中，方案合理，思路明确，亮点突出，其主要体现在如下几个方面： 图1- 1 设计亮点第二章 原料及辅助材料供应2.1 C4原料液液的供应本项目以镇海炼化的C4原料液为原料，C4原料液在常温常压下为气态，加压呈液态，无色不溶于水。其纯度信息见下表表2- 1 C4原料液液来源配比指标名称指标丙烷（wt%）0.0450丙烯（wt%）0.0240正丁烯（wt%）7.5638丁烯-1（wt%）35.2082异丁烯（wt%）42.9218反丁烯-2（wt%）8.6650顺丁烯-2（wt%）5.5439丁烷（wt%）0.02832.2 原料及辅助原料供应本项目为宁波昊德化学8万吨/年MMA项目，主要原料C4原料液来自镇海炼化。甲醇、对苯二酚、碳酸二甲酯、催化剂等物料供应见下表。表2- 2 原料及辅助原料供应一览表项目名称消耗物料来源运输方式主要原料C4原料液15 万吨/年中国石化镇海炼化公司厂际管廊输送辅助原料甲醇2.7 万吨/年宁波东兴化工有限公司厂际管廊输送对苯二酚160 吨/年温州富尔康化工贸易有限公司罐车运输碳酸二甲酯4878 吨/年新高化工原料有限公司厂际管廊输送催化剂Mo-Bi系催化剂11.2 吨/年外购罐车输送Pd/CaCO3(Lindlar)催化剂9.8 吨/年外购罐车输送第三章 工艺介绍33.1 C4原料液提纯精制异丁烯工段由于本项目的C4原料液提纯精制工段在总厂（宁波昊德化学股份有限公司）完成，故本项目设计不再对该工段进行详细设计。3.2 原料预处理单元图3- 1 原料预处理单元3.3 MAL合成单元图3- 2 MAL合成单元3.4 MMA合成单元图3- 3 MMA合成单元第四章 换热网络本项目工艺中需要加热或冷却的物流很多，公用工程需求量巨大。因此能量的回收利用十分重要。本团队利用Aspen Energy Analyzer V8.4设计了分离系统与背景系统相结合的换热网络。根据夹点设计法，结合实际情况，进行流股匹配，设计出较优的冷热流股匹配方案，以达到回收能量、节能降耗的目的。同时用Aspen Plus完成了带此换热网络的流程模拟，运行后顺利收敛。图4- 1全流程优化换热网络图4- 2 全流程优化后换热网络后公用工程用量图图4- 3 优化前换热网络公用工程用量图我们可以发现进行初步的换热网络合成虽然成本提高了，但是减少了换热器的个数，减少了设备的使用数量，大量能量回收，提高生产过程的经济效益。表4- 1 换热网络构建前后公用工程消耗对比热公用工程消耗（KJ/h）冷公用工程消耗（KJ/h）换热网络构建前8.5911071.194108换热网络构建后5.1031078.339107节省的百分率40.6%30.16%对上述换热网络的设计结果进行分析，结合实际，优化后最终实施的换热网络所需换热器数目为22台，数目减少且结构更为精简。热公用工程消耗（MW）节省40.6%，冷公用工程消耗（MW）节省30.16%。（详见雨花石团队换热网络设计文档。）第五章 设备设计过程设备最基本的要求是满足安全性与经济性，安全是核心，在充分保证安全的前提下尽可能做到经济。经济性包括经济的制造过程，经济的安装、使用与维护，设备的长期安全运行本身就是最大的经济。本团队对工艺流程中的R101列管式固定床MAL合成反应器、R201 浆态床MMA合成反应器、T202萃取精馏塔以及多台换热器都进行了详细设计，包括基本设备的工艺参数和特殊内构件的设计。利用EDR软件对全部换热器进行了工艺设计、选型、基本参数设计。此外还对泵、压缩机、储罐等设备进行了选型。利用Aspen Plus对各个塔设备进行工艺参数优化与水力学计算，在手动校验后使用CUP-Tower、KG-Tower软件分别对流程中的填料塔与板式塔进行水力学校核，并用SW6-2011进行了机械强度校核。（详见雨花石团队工艺设备选型文档。）第六章 自动控制本项目，涉及易燃易爆、危险的化工生产，且部分反应为强放热反应，应配套可靠、先进的控制方案。本厂厂区内的生产装置、公用工程及辅助设施均利用DCS集散控制系统进行集中操作、控制和管理。此外，为了应对生产过程中可能发生的危险，本项目对强放热的R101 MAL合成反应器等设计了ESD紧急停车系统，当检测到反应器飞温时紧急切断进料系统，同时不断通入导热油，充分保证反应器的安全。项目自动控制方案举例如图6-1所示：图6- 1 项目自动控制方案举例设计中对各工段详细绘制了P&ID工艺管道及仪表流程图，具体详见AutoCAD图纸源文件及项目图纸集。第七章 清洁生产本项目符合国家相关产业政策，清洁生产水平较高，注重生产、施工等各个阶段的环境保护工作。本团队用ELAN软件对厂区周边做了噪声分析，并对项目产生的“三废”及噪声制定了可行的措施。（详见雨花石团队环境影响评价报告文档。）第八章 厂址选择与车间布置456788.1 选址确定本项目厂址选于宁波石化经济技术开发区昊德化学总公司周边空地，紧邻总厂，原料供应方便稳定，辅助设施完善，具体位置如图8-1：图8- 1 厂区选址8.2 厂区布置本项目使用Auto CAD进行厂区的平面设计，厂区平面布置图如图8-2所示。总图布置根据人车分离理念，分设车流通道和人员通道，并按照功能分区集中布置，即物料装卸区、储存设施区、工艺装置区、辅助设施区等。厂区长440 m，宽230 m，总占地面积151亩。工厂布置严格遵照设计规范要求，充分考虑了安全、环保、运输、未来发展等因素，形成了人车分离、环形消防、平行布置、区域集中的设计布局。图8- 2 厂区平面布置8.3 车间布置本项目利用CADWorx软件对MAL合成车间进行布置及三维配管，确定了车间内设备及管道的布置位置，如图8-3所示图8- 3 车间布置及配管第九章 安全生产本项目主要安全问题是原料与产品包含甲醇、异丁烯、甲基丙烯醛、甲基丙烯酸甲酯等易燃易爆物质，故生产储运过程中对于安全格外重视。本项目运用Risk System软件及ALOHA软件对厂区内的甲醇、异丁烯、MMA等储罐区进行了重大危险源辨识，同时进行池火事故模型预测、沸腾液体扩展蒸汽爆炸预测、蒸汽云爆炸模型预测、有毒气体泄漏模型预测等分析了事故的伤害范围，为应急事故提供理论依据，详见Risk System、ALOHA源文件及典型储罐泄露模拟报告。同时，本项目利用安全检查表法（SCL）、预先危险性分析法（PHA）及危险性分析与可操作性研究（HAZOP）等方法进行本项目安全排查，提出相应安全措施，利用HAZOP kit软件进行项目安全分析，详见HAZOP kit源文件、HAZOP分析表及安全预评价报告图9- 1 安全软件运用（项目具体安全措施见安全预评价报告）第十章 经济分析本项目技术经济分析遵循相关经济指标与分析方法，在充分调研市场价格后，对项目总投资、项目总成本、销售收入和税金进行详细估算与说明，对投资利润率、投资利税率、资本金利润率、投资回收期等指标进行分析比较，可以看出本项目财务可行且具有良好的经济效益。本项目综合经济指标如表10-1所示：表10- 1 综合经济技术指标序号指标名称单位数值1设计规模万吨/年82年操作时间小时/年80003占地面积平方米1012004总定员人1005工程项目总投资万元563686固定资产投资万元313617年销售收入万元/年1600008年净利润总额万元/年32816.5399投资利润率%68.4610投资利税率%67.9911资本金净利润率%69.2812财务内部收益率%24.213投资回收期（静态）年714投资回收期（动态）年1115财务净现值（税后）万元/年86071.842第十一章 项目总结本项目以“节能减排、安全稳定、资源利用、持续发展”的设计原则进行了初步设计。通过查阅文献和市场调研，本团队确定了C4分离、丁烯异构、MTBE裂解后制高纯异丁烯、异丁烯甲基化法制MMA工艺的工艺流程。然后运用Aspen Plus软件对初步的工艺流程进行模拟计算，以能量利用最大化、能耗最小化为目标对各个单元进行优化设计。根据优化后数据并结合Aspen Energy Analyzer软件对过程进行了热集成分析，确定了本项目的节能方案。用EIAN噪声分析软件、Risksystem 环境风险评价软件