1-Word2010版0-项目摘要

京博石化13.5万吨/年甲基丙烯酸甲酯项目项目摘要团队名称：恩科卓越讲师：王光恒、杨组员：许、刘志军、等目录1项目概况12流程介绍22.1异丁烯选择性氧化部分22.2甲基丙烯酸甲酯合成第3节2.3甲基丙烯酸甲酯精制第3节3保护安全设施4先进技术的应用与技术的自主创新5设备选择和设计56自动控制57车间布局和工厂设计58经济评价69软件的应用610项目总结7i1项目简介本项目的设计目标是利用京博石化公司C4合成甲基叔丁基醚裂解的高纯度异丁烯生产聚合甲基丙烯酸甲酯，以及一套年产13.5万吨甲基丙烯酸甲酯的特殊设计装置。本项目主办单位为山东京博石化有限公司，位于山东省滨州市博兴县经济园区。本项目结合京博石化公司C4资源利用公司生产的高纯度异丁烯和下游行业聚甲基丙烯酸甲酯行业的需求，提出高纯度异丁烯和甲醇作为C4资源利用生产甲基丙烯酸甲酯的原料。本项目生产的聚合甲基丙烯酸甲酯作为一种重要的有机原料，市场上仍然供不应求。同时，其功能如下：1 .用于制造有机玻璃、涂料、润滑油添加剂、木材湿润剂、纸张上光剂等。2.甲基丙烯酸甲酯不仅是一种有机化工原料，而且可以作为化工产品直接应用。作为一种有机化工原料，它主要用于生产有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯，聚甲基丙烯酸甲酯)，聚氯乙烯辅助丙烯酸酯和丙烯酸纤维作为第二单体。此外，它还广泛应用于粘合剂、涂料、树脂、纺织、造纸等行业。作为一种化工产品，它可直接应用于许多领域，如皮革、离子交换树脂、纸张上光剂、纺织印染助剂、皮革处理剂、润滑油添加剂、原油降凝剂、木材和软木浸渍剂、电机线圈浸渍剂、绝缘浸渍材料和塑料乳液增塑剂、地板抛光、不饱和树脂改性、甲基丙烯酸高级酯等。3.有机合成单体。它还用于制造其他树脂、塑料、涂料、粘合剂、防垢剂和分散剂、润滑剂、木材湿润剂、电机线圈饱和剂、纸张抛光剂、印染助剂和绝缘灌封材料。4.用作有机玻璃的单体，也用于制造其他树脂、塑料、涂料、粘合剂、润滑剂、木材和软木湿润剂、纸张上光剂等。因此，甲基丙烯酸甲酯在中国的工业化生产具有广阔的发展前景。该项目符合当今国家环保和“十三五”规划的要求，实现了C4资源利用，为社会经济的可持续发展做出了重要贡献，具有显著的社会效益。同时，它生产高附加值的化工产品，具有明显的经济效益。经济发展和社会可持续发展紧密结合，实现双赢。2流程介绍这个项目包括三个部分。各部分工艺流程图及说明如下：2.1异丁烯选择性氧化部分7图2-1异丁烯选择氧化工段流程图该段从高纯度异丁烯与空气混合预热开始，反应原料气加热至380，高纯度异丁烯氧反应生成甲基丙烯醛，工艺气体经急冷装置急冷至300 73.4，急冷介质为后续脱水塔产生的废水。然后加入含氢醌抑制剂的甲醇溶液，使工艺气体脱水(去除率大于99%)。最后，工艺气体中的甲基丙烯醛也被含有对苯二酚抑制剂的甲醇溶液在低温下吸收，得到甲醇：甲基丙烯醛=8:1的甲基丙烯酸甲酯合成原料，将其送至下一个甲基丙烯酸甲酯(MMA)合成工段。2.2甲基丙烯酸甲酯合成部分图2-2甲基丙烯酸甲酯合成工段流程图原料先预热，然后加压至0.3兆帕，加热至80摄氏度，进入浆态床反应器进行反应。反应器出口的一部分氧气离开火炬，另一部分循环回反应釜进行进一步反应。反应产物进入共沸精馏塔(甲醇是共沸剂)，与反应产生的水和未反应的甲基丙烯醛分离。分离后，它与甲醇一起进入下一个精制段，而水和甲基丙烯醛在精馏除去大部分水后返回反应器进行进一步反应。2.3甲基丙烯酸甲酯精制部分图2-3甲基丙烯酸甲酯精制工段流程图将来自前一部分的甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲醇的共沸混合物与氯仿混合，并在常温下提取。轻萃取相与第一段冷凝的粗甲醇混合，除去一级和二级甲醇回收精馏塔进行回收。塔顶的气相含有氯仿和异丁烯，通过精馏分别回收和再利用。重萃取相是甲基丙烯酸甲酯和氯仿的混合物。通过普通精馏回收氯仿，得到粗甲基丙烯酸甲酯。粗甲基丙烯酸甲酯经甲基丙烯酸甲酯精制塔精制，得到纯度为99.94%的聚合甲基丙烯酸甲酯产品。3.安全设施的保护安全是工业生产中最重要的考虑因素。本工程贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的指导思想，自上而下设计了五级安全防护。首先，全厂建立了统一的健康安全环保管理体系，集健康、安全、环境于一体，形成了一个全面的管理体系。整个体系的设计以健康安全环保管理方针、管理机构、人力资源、物质保障和遵守项目法律法规为基础。其次，项目生产采用本质安全的先进理念，从工艺设计、操作条件、储运、设备选择等方面降低事故发生的可能性和危害性。第三，对于本项目生产中涉及的硫化氢工艺，采用集散控制系统、安全仪表系统、静电放电等控制方法对反应器和硫化氢压缩机进行重点监控，并采用自动化方法对整个工艺流程进行控制。然后，项目在全厂布局上严格按照石油化工企业设计防火规范和建筑设计防火规范，使设计符合标准。在正常的生产经营过程中，通过多次安全培训，提高了员工的安全意识，规范了安全操作，降低了人为事故的概率。最后，本项目制定了全面的事故应急预案，并利用Risksystem软件模拟泄漏事故，为应急措施的制定提供依据。4先进技术的应用与技术的自主创新本项目工艺采用旭化成股份有限公司的异丁烯氧化法技术直接甲基化技术，结合鲁东大学直接甲基化法生产甲基丙烯酸甲酯过程中醛的分离方法发明专利和中国科学院过程工程研究所一种甲基丙烯酸甲酯生产中甲基丙烯酸甲酯的分离方法发明专利进行改造。在设备创新方面，该项目采用了新的换热器、过滤器、BH填料和新的隔膜泵。在节能方面，我们在厂区进行了热集成分析，通过换热器换热回收热量，利用热泵精馏技术利用物质相变潜热。详见创新性说明书。5设备选择和设计在本项目的设计过程中，设计了管式反应器、吸收塔、脱水塔、精馏塔和储罐等非晶态设备，并选择了换热器、泵和压缩机等定性设备。详见初步设计说明书:设备选择和设计第8章。6自动控制全厂所有工艺装置、大部分公用工程和辅助设施的过程控制和检测采用集散控制系统(DCS)控制系统，辅助SIS安全仪表系统实现分布式集中运行，建立全厂实时数据库。同时，对控制系统中的检测结果进行调整、报警和停机控制，为工厂的计算机信息管理和生产调度奠定了基础。为了应对生产过程中可能出现的危险，工厂还采用了紧急停车系统在本项目的设计过程中，利用计算机辅助设计软件WORX 2015对甲基丙烯酸甲酯合成车间和详细的管道布置进行建模，获得了各个方向的视图和管道轴测图。车间布局由汽车CAD 2018绘制。详情请参考2015年计算机辅助设计世界的源文件和设计图集。在本项目的设计过程中，厂区按照相关规范进行布置，厂区平面布置采用汽车CAD 2018绘制。详情请参考汽车CAD 2018图纸源文件和设计图集。经济评价在本项目的设计过程中，由阿斯彭过程经济分析仪进行了初步估算。从总投资估算、产品成本估算、收益分析和经济指标分析等方面对项目的经济性进行了分析。从投资利润率、投资利税率、静态投资收益率和投资回收期等指标来看，该项目具有良好的经济效益和经济可行性。详见经济分析。9软件的应用在本项目的设计过程中，应用了多种相关软件来辅助设计。(1)流程模拟Aspen Plus V10(2)换热网络阿斯彭能量分析仪的设计与优化(3)设备设计和选择Aspen Plus V10(4)塔设备Aspen Plus V10SW6-2011(5)热交换器Aspen Plus V10交换器设计和等级V10(6)自动控制汽车CAD 2018CAD WORX 2015(8)工厂设计汽车CAD 2018(9)车间布局汽车CAD 2018CAD WORX 2015(10)泄漏扩散模型模拟风险系统(11) HAZOP分析HAZOP工具包(12)初步经济分析阿斯彭过程经济分析仪10项目总结在本项目的设计过程中，我们通过文献综述设计了以高纯度异丁烯和甲醇为原料制备甲基丙烯酸甲酯的工艺，完成了Aspen Plus工艺的设计和模拟，并对设计的工艺进行了充分验证。阿斯彭能量分析仪用于设计和优化系统的换热网络。各种选择软件用于设计和选择各种设备。设计了系统的自动控制方案，绘制了流程图和PID图。布置好车间