设计集版本初步说明书

1、目录总论10项目概述10设计依据和原则11设计依据11设计原则11项目规模及工艺121.3.1 项目规模12原料来源13项目建设意义13辅助设计的应用14第一章1.11.21.31.41.51.6第二章2.12.22.32.4总图. 14设计依据14设计范围15厂址概况15总平面布置162.4.12.4.22.4.32.4.42.4.52.4.62.4.72.4.82.4.9总平面布置的一般规定16总平面布置的要求19厂区总体布局概述20总平面布置的各项技术指标20工艺装置的布置21辅助生产用工程设施22仓储设施的布置22设施的布置22生产管理及生活服务的设施23竖向布置24基本要求24布置方

2、式242.5场内2.5.12.5.2设计25厂内本厂设计要求25设计25第三章3.1原料供应和产品销售26原料、辅助材料的供应26原料、辅助材料的规格和用量26原料、辅助材料的来源27产品销售273.2.1 产品规格273.23.2.2 产品销售27生产工艺与流程模拟30项目背景30生产工艺选择31工艺方案比较31工艺方案选择41工艺路线介绍41草酸二甲酯（DMO）工艺段42亚硝酸甲酯（MN）再生工艺段42乙二醇（EG）反应与精制工艺43催化剂选择44第四章4.14.24.34.44.4.1物料物料5.1.15.1.25.1.35.1.4能量5.2.15.2.25.2.35.2.4Cu-SiO

3、244第五章5.1及能量.45.45物料物料物料的意义45的任务45遵循的原则45系统物料. 465.2.46能量能量能量的目的46. 46可以解决遵循的原则47系统能量48第六章6.16.26.3第七章7.17.2换热网络设计48概述48换热网络的集成49构建优化换热网络50设备选型及设计51设计标准与依据51换热器527.2.1 概述52分类与特性52换热器选型54泵587.37.3.17.3.27.3.3概述58选用要求59选型依据63工业常用泵情况介绍63选型结果67压缩机677.4.1 概述677.4.2 选用要求68塔设备697.47.57.5.17.5.27.5.37.5.4概述

4、69塔型比较69塔板类型与性能比较70设计示例乙二醇精制浮阀塔 T0401A717.6反应器1107.6.1 概述110反应器选型111反应器工艺设计1177.6.47.6.57.6.67.6.77.6.87.6.9.125热量反应器接管设计131反应器封头设计132反应器支座设计132反应器接管法兰设计133反应器管板、管箱、反应列管的连接结构设计133反应器机械校核134选型结果143储罐1437.7.1 概述143贮罐分类及存贮量的确定143储罐设计的一般程序1447.7.6 选型结果145气液分离器1457.8.1 概述145V0201A 分离器的操作条件146分离器尺寸的设计146自

5、动控制及仪表148设计依据148设计范围及分工148全厂自动化水平149生产安全保护150动力供应1507.77.8第八章8.18.28.38.48.5仪表用压缩空气150仪表用电源150控制系统150分散控制系统150安全仪表系统及紧急停车151火灾探测系统及气体探测系统151控制室检测内容152主要仪表152设备控制方案1538.68.78.88.98.9.18.9.28.9.38.9.48.9.58.10 Aspen泵的控制方案153压缩机的控制方案154换热器的控制方案155精馏塔的控制方案157反应器的控制方案158Dynamics 动态模拟159装置开停车规程160开工纲要160停

6、工纲要162第九章 车间布置与配管163设计依据163车间布置1649.2.1 概述164车间厂房整体布置164车间设备布置167车间划分1729.3设备配管1739.3.19.3.29.3.4与管道设计173管道布置177配管结果181. 181第十章10.110.210.3设计概述181设计标准181系统182原料产品.183.18410.4系统18410.4.1 原料.184.18410.4.2 产品第十一章 供电配电工程185设计依据185电力负荷的分级18611.2.111.2.211.2.311.2.4一级负荷186二级负荷186三级负荷186本厂各级负荷说明186供电电源187变

7、电所和配电间18711.4.111.4.211.4.311.4.411.4.5高压供电系统设计188总压变电所设计188继电保护的选择与整定188车间变电所设计189厂区高压配电系统的设计18911.5 照明系统190第十二章 防雷防静电工程19112.112.212.3设计概述191设计标准191化工厂防雷防静电措施191厂区建筑物防雷192厂区户外装置防雷192的金属封闭气罐和工艺装置的防雷19312.3.3 露天储罐装设有输送管道的防雷193化工厂防静电设施布置194第十三章 通信工程19613.113.213.3设计概述196设计原则196通信系统方案197行政管理系统197生产调度系

8、统197火灾自动系统197可燃气、毒气系统197扩音呼叫/对讲系统198无线对讲198头控制系统198综合布线系统19813.3.113.3.213.3.313.3.413.3.513.3.613.3.713.3.813.3.9 全厂电信网络199第十四章 土建工程19914.114.214.314.4设计概述199设计依据200项目特点200厂区自然条件20114.4.114.4.214.4.314.4.4化工园区的基本情况201气候条件202水文条件205地形条件206建筑工程209设计原则209设计标准210设计方案210结构工程212设计原则212设计标准212设计方案213安全疏散2

9、15第十五章 给排水工程21515.115.215.315.415.5设计概述215编制依据215设计原则216设计范围216给水系统设计21715.5.115.5.215.5.315.5.415.5.515.5.6总述217生活用水系统217工艺用水系统218冷却用水系统218消防用水系统218其他用水系统219排水系统设计219生活污水排放系统219生产污水排放系统219冷却水排放系统220雨水排放系统220第十六章 采暖通风与空气调节22116.1 厂址所在地气候条件22116.2 设计概述22216.2.116.2.216.2.316.2.4设计原则222设计范围222设计目标223设

10、计标准223通风系统224设计概述224设计方案224空气调节系统224设计概述224设计方案225采暖系统225设计概述225设计方案225第十七章 维修22717.1 设计说明22717.1.117.1.217.1.317.1.4设计概述227TPM 定义227TPM 特点227设计原则22817.2 维修体制22817.317.417.517.617.7维修途径228维修的基本内容229化工设备检修230的要求232工作职责233消防235第十八章18.118.218.318.418.5设计概述235设计依据235工程概况236主要物236事故发生可能性及性分析23718.5.1性237

11、18.5.2 燃烧的原因237消防安全措施238各可燃物的灭火方法238基础消防措施238厂区消防布置23818.6.4 生产过程的防火防爆23918.7 消防系统23918.7.118.7.218.7.318.7.4稳高压消防给水系统239灭火系统240干火系统240其他灭火系统240第十九章 环境保护24119.119.219.3设计概述241设计原则241建设项目的环保状况242园区大气环境质量现状242园区水环境质量现状242园区声环境质量现状243环境治理措施24319.419.4.119.4.219.4.319.4.419.4.5废气243废水244废渣245三废处理岗位责任制24

12、5噪声控制24719.4.6 意外和容器.248人身安全预防措施248厂区绿化249第二十章 劳动保护与安全卫生250设计概述250设计原则25020.3 生产过程中职业危害分析25020.3.120.3.220.3.3自然条件250总体布置251生产过程的危害.251应急处理处置方法255防火防爆安全256安全卫生防护措施256第二十一章 工厂组织和劳动定员258组织结构258机构职权258管理机制259公司管理策略259公司员工福利“温馨家园”计划260公司激励策略260生产班制26221.4.1 企业文化七元色26221.4.2 员工培训26321.5 公司放假制度264第二十二章 概算

13、267工程概况267设计依据267项目总概算267第一章 总论1.1 项目概述乙二醇是源自石油、煤、天然气、生物质资源的重要基础有机化工产品，主要用作生产聚酯的原料，用来生产聚酯、防冻剂、不饱和聚酯树脂、增塑剂、表面活性剂等。聚酯是我国乙二醇的主要消费领域，约占总消费量的 93.0%，其中大部分用于，小部分用于片基、薄膜与瓶子。另外 7.0%主要用于生产防冻剂、粘合剂、油漆溶剂、耐寒润滑油、表面活性剂以及聚酯多元醇等。随着我国聚酯工业的快速发展，我国乙二醇的消费量不断增加。2010 年我国乙二醇的消费量为 913.9 万吨,自给率只有 27.4%，中国乙二醇（EG）消费量将占世界乙二醇（EG）

14、消费量的 26%，占亚洲的 46%；2012 年进一步增加到 1097.8万吨，表观消费量的年均增长率为 10.8%。据，预计我国乙二醇需求量将以年均 7.2%的速度增长,预计 2017 年我对乙二醇的需求量将达到 1300 万吨，届时的生产能力不会超过 1000 万吨/年。我国现有的乙二醇（EG）生产能力还远不能满足需求，仍需大量进口。因此，加大对乙二醇（EG）生产工艺技术和催化剂体系的研究开发力度，不断我国乙二醇（EG）生产的技术水平，是解决我国乙二醇（EG）供需的关键。本项目是新建项目，依据相关标准进行估算。估算内容包括草酸二甲酯（DMO）再生工艺段、乙二醇（EG）反应及精制工艺段、亚硝

15、酸甲脂（MN）再生工艺段和一系列的分离装置。原子利用率高，减少环境污染，大大提高整个过程的综合经济效益，在环保问题日益得到重视的情况下，本项目具有重要的意义。1.2 设计依据和原则1.2.1 设计依据1、2015 年“东华科技-三井化学杯”第九届大学生化工设计竞赛参赛指导书；2、人民国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要 ；3、人民环境保和中民劳动安全法等相关的国家；4、化工工程设计相关规定；5、国家经济建筑环保等相关政策。1.2.2 设计原则1、项目为（）清洁能源设计一座年产 20 万吨的乙二醇（EG）分厂项目。项目建设遵守国家的各项政策、和法令，符合国家的产业政策、投资方向及行业和地区的规

16、划，有关部门的颁发标准和规范合理安排建设周期，严格控制工程建设项目的生产规模和投资。2、减小一次投资规模，活跃周转，采用滚动建设原则，即一次规划，分期建设。3、工程规模要考虑近期生产需要和远期发展需要，装置的设计原则应考虑达到布置，生产装置露天化，建筑结构新型化，应用材料轻型化，公共设施社会化，设备材料。4、分“预防第一，安全为主”的方针，遵循现行防火、安全卫生以及劳动保护等有关规范，确保本项目在投产后能安全稳定生产，保障劳动者在劳动过程中的健康和安全。5、用成熟而先进可靠的工艺生产技术，确保操作运行稳定、能耗低、三废排放少、产品质量好。6、保证工艺生产安全、可靠的前提下，尽可能利用的设备、材

17、料，并控制投资在合理范围内。7、视环境保护、安全和工业卫生，设计中选用清洁生产工艺，三废治理、消防、安全、劳动保护措施必须与主体装置同时设计、同时建设、同时投运，污染物的排放必须达到规定的指标工厂安全运行和操作的健康不受损害。8、品生产和质量指标符合国家及地方颁发的各项相关标准。9、持“社会经济效益、环保效益和企业经济效益并重”的原则，按照国民经济和社会发展的长远规划，行业、地区的发展规划，在项目、选择中对项目进行详细全面的论证。10、分依托（）清洁能源现有条件和发展形势，有效地控制工程总投资，加快建设进度，降低产品的生产成本，以使本项目达到较好的经济效益。1.3 项目规模及工艺1.3.1 项

18、目规模根据国家在“十二五”中要求，秉承合理投资、可持续发展的原则，结合市场需求和产品性质，以及企业自身情况考虑，经过可行性研究和之后，确定设计中国（）清洁能源分厂年产 35 万吨乙二醇项目。本项目的产品方案以国家的行业政策和行业的发展规划为依据进行确定，并充分考虑国内国际的市场前景和市场容量。因此本项目一期工程产品方案为年产高纯度乙二醇（EG）35 万吨，其中包括优等品乙二醇年产 18.7 万吨，一等品乙二醇年产 17.5 万吨 。在生产过程中副产的其他产品可以继续利用，仍然具有经济价值，从而提高经济效益，促进企业产品结构的。1.4 原料来源本项目的主要原料为（）清洁能源的甲醇、CO 和。本厂

19、是（）清洁能源的一部分，所以（）清洁能源能为本厂提供充足的原料。1.5 项目建设意义乙二醇是源自石油、煤、天然气、生物质资源的重要基础有机化工产品，主要用作生产聚酯的原料，用来生产聚酯、防冻剂、不饱和聚酯树脂、增塑剂、表面活性剂等。我国是世界上最大的聚酯生产和消费大国，93%乙二醇用来生产聚酯。近年来由于我国聚酯产业发展迅速,极大推动了对乙二醇的需求,但我国乙二醇生产能力, 产品进口量逐年上升, 供需越来越突出。据,2010年我国乙二醇的消费量为 913.9 万吨,自给率只有 27.4%,预计我国乙二醇需求量将以年均 7.2%的速度增长,到 2014 年达到 1100.0 万吨。因此，国内自给

20、能力存在巨大的缺口，为我国化工企业提供了非常可观的市场发展空间和机遇。近年来我国乙二醇产业发展迅速，但拥有自有知识的技术还不是国内乙二醇产业发展的主要推动力，因而基于资源多元化的低耗、高效、安全、清洁的生产技术的创新、开发、应用、推广和宣传成为我国乙二醇产业和聚酯产业可持续稳定发展的关键，也是我国化工科技界义不容辞的责任和义务。聚酯是我国乙二醇的主要消费领域，约占总消费量的 93.0%，其中大部分用于，小部分用于片基、薄膜与瓶子。另外 7.0%主要用于生产防冻剂、粘合剂、油漆溶剂、耐寒润滑油、表面活性剂以及聚酯多元醇等。（）清洁能源分厂-年产 20 万吨乙二醇项目，不仅能够缓解国内乙二醇（EG

21、）短缺的情况，也是华东地区产业的重要组成部分，有利于华东石化产业的健康发展，同时该项目也能够取得一定的经济效益与社会效益。综合产品的市场价值，本项目具有很广阔的市场前景。1.6 辅助设计的应用本设计中，应用了以下辅助设计工具：1、AspenPlus 进行流程模拟和工艺优化；2、AspenEnergyyzer 进行热集成优化；3、ASPENExchange Design and Rating 进行换热器结构设计和选型；4、CUP-TOWER 进行了塔设备的设计；5、SW6-2011 进行化工设备的强度校核；6、Auto-CAD 进行化工制图；7、COMSOL 进行反应器反应时间的计算第二章 总图

22、2.1 设计依据表 2.1 采用的专业名称标准号建筑设计防火规范GB50016-2006 GB50489-2009 TGB50160-2008T SH/T3053-2002 SH/T30072007 GB501872012 HG/T206732005HG/T205462009化工企业总图设计规范石油化工企业设计防火规范石油化工企业厂区总平面布置设计规范石油化工储运系统灌区设计规范工业企业总平面设计规范压缩机厂房建筑设计规定化工装置设备布置设计工程规定2.2 设计范围本章主要介绍厂内总平面布置、场内交通设计规范及特点。2.3 厂址概况化学工业园是国家级化学工业园区，位于市六合区，长江北岸，距市中

23、心 30 公里化工园区规划总面积 45 平方公里，重点发展石油化工、基本有机化工原料、精细化工、高分子材料、新型化工材料、生命项目。南京化学工业园是新世纪经济建设的重点工程，也重点发展的化学工业之一。化学工业园区成立于 2001 年 10 月，是唯一的一家经国家批准，以发展石油化工为主的化学工业园区。园区规划面积 45 平方公里，重点发展石油与天然气化工、基本有机化工原料、精细化工、高分子材料、生命、新型化工材料六大领域的系列产品。化学工业园区是江苏沿江开发的重要组成部分，也是市产业重点扶持发展区域。园区按照“产业发展、公用设施、物流输送、环保安全、管理服务”五个的开发方针，通过优化产业结构，

24、产业层次，积极发展循环经济，最终将形成以深度加工和高附加值产品为特征，具有国际竞争力的生产、物流中心和化工研发。化学工业园区位于市域北部，长江北岸，依托长江深水岸线而建，自然地理条件优越，区位交通优势突出，化工产业基础雄厚，中国公司在地区的多家大型骨干企业均分布在园区内及周边紧邻。位于北纬 31133236，东经 1181911924。滨临长江，东距出海口 360 公里，属带季风气候区，四季分明，无特殊冷热气象和自然，均降雨量 1000mm，无霜期 230 天左右，自然条件优越，非常适合建厂和居住。2.4 总平面布置本厂的总平面布置，是在总体规划的基础上，根据企业的性质、规模、生产流程、交通、

25、环境保护以及防火、安全、卫生、施工及检修等要求，结合场地自然条件，通过技术经济比较后，设计多种方案后择优确定而来的。2.4.1 总平面布置的一般规定石油化工企业厂区总图设计，必须十分珍惜和合理利用每寸土地，切实保护耕地”的基本国策，因地制宜，节约用地，提高土地利用率。石油化工企业厂区总平面设计应作到:符合国情，布置合理，生产安全，技术先进，保护环境，节省投资，运营费低，有利于提高企业的经济效益、社会效益和环境效益。厂区总平面布置，应在总体布置的基础上，根据工厂的性质、规模、生产流程、交通、环境保护、防火、防爆、安全、卫生、施工、检修、生产、经营管理等要求，结合场地自然条件、厂外设施、远期发展等

26、，紧凑、合理地布置，经方案比较后择优确定。总平面布置，应符合下列要求:1、工艺装置，在满足生产、操作、安全和环保的要求时，应联合集中布置，集中控制，其建筑物宜合并布置；2、合理划分街区和确定厂区通道宽度，街区及建筑物、构筑物的布置宜规整；3、各类仓库，宜按货物的性质和要求，宜合并设计为天体量或多层仓库，并提高机械化装卸作业程度，有效地利用空间；4、生产管理及生活服务设施，宜按使用功能合理组合，设计为多功能综合性建筑；5、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内形成的扇形地带；6、厂区应合理地划分为面积较大的街区。厂区总平面应按功能分区布置，并

27、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，并便于经营管理；2、各功能区布置紧凑、合理并与相邻功能区相协调；3、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；4、厂区通道宽度，应按以下经计算确定；5、通道两侧街区内的建筑物、构筑物及露天设施对防火、防爆和卫生防护的间距要求；6、各种管廊、管线、线路、竖向设计、绿化等的布置要求；7、施工、安装和检修的要求；8、处理不良地质条件的要求；9、在一条通道内，可按需要分段布置为不同宽度的通道；10、约厂区通道的预留宽度，应为该通道计算宽度的 10%20%；11、总平面布置应结合场地的地质条件

28、进行设计，并符合下列要求；12、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；13、液化烃储罐和大型储罐，宜布置在土质均匀的地段；14、构筑物和有室的建筑物，宜布置在水位较低、填方高度与构筑物埋深相适应的填方地段；15、有可能造成污染水的生产、和装卸设施的布置，应考虑水位及其流向，其布置在可能受影响地段的下游。总平面布置应结合场地的地质条件进行设计，并符合下列要求:1、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；2、液化烃储罐和大型储罐，宜布置在土质均匀的地段；3、构筑物和

29、有室的建筑物，宜布置在水位较低、填方高度与构筑物埋深相适应的填方地段；4、有可能造成污染水的生产、和装卸设施的布置，应考虑水位及其流向，其布置在可能受影响地段的下游；5、总平面布置，应结合地理位置和气象条件等，选择合理的朝向，使集中的建筑物有良好的采光及自然通风条件；6、U 形、山形的建筑物布置，开口方向面向全年最大频率风向:其开口方向与全年最大频率风向的夹角不宜大于 45 度。建筑体形成的半封闭内院的宽度不宜小于内院两翼建筑物较高屋檐的高度，且不得小于 12m;当可能有有害气体进入内院时，内院宽度不得小于 15m。散发有害气体和粉尘的厂房，其建筑形体不得设计成U 形、山形；7、总平面布置，应

30、防止和减少有害气体、烟、雾、粉尘、振动、噪音对周围环境的污染，污染大的设施应远离对污染敏感的设施，并避免对环境重复污染；8、产生噪音污染的设施，宜相对集中布置，并应远离生产管理设施和有安静要求的场所。9、总平面布置，应使建筑群体的平面布置与空间景观相协调，并与厂外环境相适应。线路的布置应符合下列要求：1、线路布置应与铁路进线方位、码头的位置和厂外道路相适应，作到内外协调。使物流顺畅、短捷，避免或减少折返迂回；2、合理组织人流、货流，避免繁忙的线路与人流交叉和繁忙的铁路与道路平面交叉；3、铁路线路应布置在厂区边缘地带，可作为铁路货位用的沿铁路线的场地，不宜布置与铁路作业无关的建筑物和构筑物；4、

31、厂区内道路宜为环形布置，方便生产联系，满足工厂交通、消防、安装、检修和雨水排除等要求；5、厂外码头的陆域部分应满足工厂要求，并与厂区线路具有良好的衔接；6、厂区道路设计应考虑基建、检修期间大件设备的与吊装要求。同时兼顾与厂外公路的衔接。总平面布置预留发展用地时，应符合下列要求:1、分期建设的工厂，前后期工程应统筹安排，全面规划，使前期建设的项目集中、紧凑，布置合理，并与后期工程合理衔接；2、后期工程用地宜预留在厂区外;当在厂内或在街区内预留发展用地时，应有可靠的依据；3、预留发展用地除满足工艺装置的发展用地外，还应考虑辅助生产设施、公用工程设施、仓储设施和管线敷设等相应的发展用地；4、线路应近

32、期、远期结合，根据货物的品种和运量规划，分期建设，合理预留。使近期布置集中;远期发展方便；5、一次建成的工厂，应根据工厂的发展趋势和当地建设条件及城镇规划要求，在布置上应考虑允许的工厂发展端；6、在预留发展用地内，不得修建性设施。2.4.2 总平面布置的要求从工程角度来看，工厂总平面布置应该注意并满足以下要求：1、工厂总平面布置应该满足生产和要求；2、工厂总平面布置应该满足安全和卫生要求；3、工厂总平面布置必须节用用地的原则；4、工厂总平面布置应该考虑工厂发展的可能性妥善处理工厂分期建设问题；5、工厂总平面布置应考虑各种自然条件和周围环境的影响；6、工厂总平面布置应为施工安装创造有利条件；7、

33、工艺流程顺直，物料管线短捷，尽量缩短各装置和设备之间的物料输送距离。2.4.3 厂区总体布局概述厂区布置为矩形，长为 345m，宽为 256m，总面积为 88320 。本厂区按照功能分布集中控制，即物料装卸区，储罐区，工艺装置区，辅助生产区，行政管理区，生活区以及其他设施区等。本项目厂区中间有一条横贯厂区的主干道，宽度为 12 米，作为主要的物流线，在主干道的两侧分布着很多支路，贯通整个厂区，在储罐区、生产区，辅助生产区均设有环形消防通道。本厂的储罐区分为原料区以及产品区。厂区设置、值班室、消防站、配电站、医务室、中控室、分析室、检修室压缩站等。场内设施完整，功能齐全。厂区中装卸区、三废处理区

34、等易产生污染的区域被安排在厂区全最小频率风向的上风侧，尽量减少其对中控室、行政楼、值班室等人群相对密集的区域的影响。厂区设置四个。其中一号东门为厂区正门，正对行政楼，主要用于公司职员上下班出入，属于人流出。二号东门为消防站，发生紧急事故时方便消防车进出，方便紧急疏散。南门和西门与主干道相连，专门用于货车运送货物等。2.4.4总平面布置的各项技术指标表 2.1化工厂总平面布置设计的各项技术指标序号指标名称面积/序号指标名称面积/1234厂区占地面积建筑总面积道路总面积绿化占地面积8832062465.953189.636321.75678厂区利用系数建筑系数道路用地系数绿化率2.4.5 工艺装置

35、的布置根据设计规范，工艺装置区在厂区内布置应相对集中，形成一个或几个装置街区。根据工艺流程，整个主生产区可以分为以下几个生产单元：草酸二甲酯（DMO）车间、亚硝酸甲酯（MN）再生车间、乙二醇（EG）反应与精制车间。为了使厂区布置更加合理，在设计过程中采用集成化的布局方案，将所有车间整合到一个反应区当省了场地与管廊管线的成本。工艺生产装置宜布置在集中场所全年最小频率风向的上风侧，并位于散发可燃气体的储运设施全年最小频率风向的下风侧。根据选址地点工业园区的风玫瑰图可以看出，全年最大频率风向是东南风。在厂区平面布置中，主要集中于办公楼、中控室、分析室等地方，这一块处于都位于厂区的东南面，工艺生产装置

36、对其影响较小。同时可能散发可燃气体的成品罐区和原料罐区处于工艺生产装置的西北侧，处于全年最小频率风向的上风侧，对整个厂区影响较小。控制室的位置应该靠近主要工艺装置或主要控制设备，本设计中的控制中心距离工艺生产区比较靠近，又在一定的安全距离以外。控制室朝向高压或者有爆炸的生产设备区一侧的外墙，应为密闭式或控制室整体采用抗爆型结构。此外，控制室还应该避免噪音、振动以及电磁干扰较大的场所对其的干扰。本设计中，使用较多的树木作为隔音屏障，使得控制中心与噪音较大的工艺装置区以及机修/电修车间隔开。工艺生产装置内储罐对液化烃、可燃液体和可燃气体有特殊要求，尽量不设置中间储罐，并且工艺生产装置的主生产区不宜

37、进行绿化。2.4.6 辅助生产用工程设施辅助生产区主要有罐区、分析室、三废处理站、检修室、消防站、公用工程站、配电站、变电站等，按照相应功能集成布置成几个街区。2.4.7 仓储设施的布置仓储设备的设计依据的规范是 石油化工企业设计防火规范GB50160-2008 。在设计方案中，该工艺主要有三步反应，第一是主要是由一氧化碳与亚硝酸甲酯在Pd/-Al2O3 催化剂作用下反应生成草酸二甲酯（DMO），第二步主要是甲醇、一氧化氮与氧气反应制得亚硝酸甲酯(MN)，第三是主要是草酸二甲酯在 Cu-Cr 催化剂作用下加氢反应制得乙二醇(EG)。所以中间添加防火堤和隔堤，防火堤设置为 1.4 米。其余设计均

38、按照 GB50160-2008 执行。2.4.8设施的布置2.4.8.1 装卸区的布置罐区汽车装卸设施应该位于厂区边缘、空气流通的地段或布置在厂区外。远离集中的场所、明火和散发火花的地点及厂区主要人流出和人流较多的道路。本设计中，装卸区设置在厂区的西南侧，紧邻南门和西门（主要货流出），同时远离人流较多的道路和可能产生明火和散发火花的地点。2.4.8.2 货物停车场的布置货物停车场的布置应该靠近货流出或者仓储区布置，减少空车程。本项目设计将货物停车场布置在仓库旁边，卸货后的车辆可以暂时停在停车场内。2.4.9 生产管理及生活服务的设施2.4.9.1 厂前区的布置生产管理区及生活服务设施应根据工厂

39、规模，按其性质和使用功能，宜布置在厂前区。设计规范要求厂前区布置在厂区的主要人流出，宜位于厂区全年最小频率风向的下风侧，并且环境洁净的地段；建筑群体的组合及空间景观应与周围的环境相协调。2.4.9.2 行政楼的布置本工厂行政对工厂正门，方便进出与企业办公。2.4.9.3 厂区出的布置设计规范要求厂区的出不少于 2 个，人流和货流出应该分开布置；主要人流出应设在工厂主干道通往居住区和城镇的一侧，主要货流应位于主要货流方向，靠近繁忙的仓储区，并与厂外线路连接方便；主要出应设置门卫室。本设计设置了四个出，其中一号东门是主要的人流，二号东门消防，作为紧急疏散。南门和西门是物流。四个出均设置门卫室。2.

40、4.9.4 围墙的设置设计规范要求建筑为与围墙的间距应大于 5 米（围墙自墙轴线算起，建筑物、构筑物自最外边轴线算起）。本设计中建构筑物与围墙的最小间距为 5 米，符合规范。2.4.10 竖向布置竖向布置的任务是确定建构筑物的标高以合理地利用厂区的自然地形，使工程建设中土方工程量减少，并满足工厂排水要求。2.4.11 基本要求1、确定竖向布置方式，选择设计地面的形式；2、确定全厂建构筑物的设计标高，与厂外线路相互衔接；3、确定工程场地的平整方案及场地排水方案；4、进行工厂的土石方工程规划，计算土石方工程量，拟定土石方调配方案,确定设置各种工程构筑物和排水构筑物。2.4.12 布置方式根据工厂场

41、地设计的整平面之间连接或过渡方法的不同，竖向布置的方式可分为平坡式、阶梯式和混合式三种。平坡式:整个厂区没有明显的标高差或台阶，即设计整平面之间的连接处的标高没有急剧变化或者标高变化不大的竖向处理方式称为平坡式竖向布置。这种布置对生产和敷设的条件较阶梯式好，适应于一般建筑密度较大，铁路、道路和管线较多，自然地形坡度小于 4的平坦地区或缓坡地带。采用平坡式布置时，平整后的坡度不宜小于 5以利于场地的排水。阶梯式:整个工程场地划分为若干个台阶、台阶间连接处标高变化大或急剧变化，以陡坡或挡土墙相连接的布置方式称阶梯式布置。这种布置方式排水条件较好，和敷设条件较差，需设护坡或挡土墙，适用于在山区、丘陵

42、地带的布置。混合式:在厂区竖向设计中，平坡式和阶梯式均兼有的设计方法称之为混合式。这种方式多用于厂区面积比较大或厂区局部地形变化较大的工程场地设计中，在实际工作中往往多采用这种方法。2.5 场内设计2.5.1 厂内设计要求线路的布置，应符合下列要求：1、满足生产、流、货流组织合理；、安装、检修、消防及环境卫生的要求，线路短捷，人2、划分功能分区，并与区内主要建筑物轴线平行或垂直，呈环形布置，使厂区内、外部、装卸、形成一个完整的、连续的系统；3、与竖向设计相协调，有利于场地及道路的雨水排除；4、与厂外道路连接方便、短捷；5、建设工程施工道路应与性道路相结合。2.5.2 本厂设计本项目厂区中间有一

43、条横贯厂区的主干道，宽度为 12 米，作为主要的物流线。在主干道的两侧分布着很多支路，贯通整个厂区。在生产区、储罐区均设有环形消防通道。本设计方案设置了 3 个出。其中一号东门主要作为人流出；二号东门作为人流、物流及紧急疏散；西门负责物流。3 个出均设有门卫室。本设计中，装卸区设置在厂区的装卸区设置在厂区的西南侧，紧邻南门和西门（主要货流出），同时远离人流较多的道路和可能产生明火和散发火花的地点。厂内所有的道路最窄处不小于 5m，绝大多数不小于 10m，可允许检修车辆的通行及确保消防车能够迅速地抵达失火地点。本厂地面全部达到无土化，地面以水泥浇筑，可以承受最大载重汽车引起的压力，同时利于清洁。

44、第三章 原料供应和产品销售3.1 原料、辅助材料的供应3.1.1 原料、辅助材料的规格和用量原料的选择应该满足环境友好型、成本经济性和来源稳定性三要求。本项目中所涉及到的主要原料为甲醇、CO 和，该项目的辅助材料主要是 Pd/-Al2O3催化剂、Cu-Cr 型催化剂、环丁砜萃取剂、PDEB 脱附剂等。其用量和规格如表 3.1：表 3.1 原料和产物的用量和规格规格%（质量分数）产量（万吨/年）单价（元/吨）产品名称试验方法级别乙二醇（EG）乙二醇（EG）GBT4649-200899.8优等品18.78900.00GBT4649-200899.0优等品17.58400.003.1.2 原料、辅助

45、材料的来源本项目的主要原料为甲醇、CO 和主要来源于（）清洁能源的催化重整装置。所以原料来源丰富，并且可以直接从总厂用管道输送，供应便利。催化剂需外购。3.2 产品销售3.2.1 产品规格本项目的主要产品是乙二醇。表 3.2 产品产量一览表规格%（质量分数）产量（万吨/年）单价（元/吨）产品名称试验方法级别乙二醇（EG）乙二醇（EG）GBT4649-200899.8优等品18.78900.00GBT4649-200899.0优等品17.58400.003.2.2 产品销售1.理念环保、节能、务实、创新是本厂的，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

46、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.品牌品牌策略，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性的工作。通过性的推进，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。品牌，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，交通条件等

47、影响，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.多层次多层次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。多层次的在于，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.

48、网上互联网不受时空的限制，可以轻松地完成跨地域性的，节约销售的大量人力、物力投入。通过公司自建的销售，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，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上网。的商业作用和识别功能已引起注重发展企业的重视，所以本厂将在网上公司的，虽然在专业化工进行可以吸引行业内的客户，但它的和覆盖面都是有限的。推广是一种按效果的网络推广方式，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数量计费，企业可以灵活控

49、制网络推广投入，获得最大回报。因此本厂还需借助推广来推广产品。除此之外，考虑到本厂产品的海外，还需借助B2B电子商务。目前国内比较出名的是连续五年被全球最2B的阿里巴巴，故本厂借助阿里巴巴网上贸易，将进一步扩大产品市场，并与国际市场接轨，更好地完成产品销售。7.在市场激烈竞争的今天，随着消费者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。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，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，本厂会派出工程技

50、术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。第四章 生产工艺与流程模拟4.1 项目背景乙二醇是源自石油、煤、天然气、生物质资源的重要基础有机化工产品，主要用作生产聚酯的原料，用来生产聚酯、防冻剂、不饱和聚酯树脂、增塑剂、表面活性剂等。聚酯是我国乙二醇的主要消费领域，约占总消费量的 93.0%，其中大部分用于，小部分用于片基、薄膜与瓶子。另外 7.0%主要用于生产防冻剂、粘合剂、油漆溶剂、耐寒润滑油、表面活性剂以及聚酯多元醇等。随着我国聚酯工业的快速发展，我国乙二醇的消费量不断增加。正是由于乙二醇的下游产业如此繁荣，它才成为化工领域的一个重要角色。2010 年我国

51、乙二醇的消费量为 913.9 万吨,自给率只有 27.4%，中国乙二醇（EG）消费量将占世界乙二醇（EG）消费量的 26%，占亚洲的 46%；2012 年进一步增加到 1097.8万吨，表观消费量的年均增长率为 10.8%。据，预计我国乙二醇需求量将以年均 7.2%的速度增长,预计 2017 年我对乙二醇的需求量将达到 1300 万吨，届时的生产能力不会超过 1000 万吨/年。我国现有的乙二醇（EG）生产能力还远不能满足需求，仍需大量进口。因此，加大对乙二醇（EG）生产工艺技术和催化剂体系的研究开发力度，不断我国乙二醇（EG）生产的技术水平，是解决我国乙二醇（EG）供需的关键。近年来我国乙二

52、醇产业发展迅速，但拥有自有知识的技术还不是国内乙二醇产业发展的主要推动力，因而基于资源多元化的低耗、高效、安全、清洁的生产技术的创新、开发、应用、推广和宣传成为我国乙二醇产业和聚酯产业可持续稳定发展的关键，也是我国化工科技界义不容辞的责任和义务。4.2 生产工艺选择4.2.1 工艺方案比较4.2.2.1乙二醇（EG）生产技术进展当前市场上生产乙二醇的成熟路线分为两种：一种是以石油炼制得到的乙烯为原料，另外一种以是中东廉价石油伴生气中的乙烷为原料。目前市场上供应的乙二醇基本都是由这两种工艺路线生产的，其中大部分的乙二醇是通过石油炼制的乙烯路线生产得到的；有少部分的市场供应是由中东提供的，即以廉价

53、的石油伴生气中的乙烷为原料生产的乙二醇。国内当前重点开发的工艺路线是由煤或天然气乙二醇的方法。前两种成熟方法从乙烯开始后面的工艺相同，只是乙烯的原料来源不同，一种是来自石油的炼制，另外一种是来自石油伴生气中的乙烷的裂解，因此可以将这两种工艺归结为一种，即乙烯路线乙二醇：但是由于乙烷成本廉价，由乙烷路线生产乙二醇比石油炼制路线乙二醇成本低，有很大的竞争优势。然而由煤或者天然气为原料先得到气，再由气乙二醇的路线与乙烯路线是完全不同的。另外还有一种是生物质资源路线乙二醇（EG）。下面对乙二醇技术的情况作简要的归纳。4.2.2.2乙烯路线乙二醇（EG）乙烯路线乙二醇的工艺目前包括环氧乙烷直接水合法、环

54、氧乙烷催化水合法和碳酸乙烯酯法。以上三种方法的前提是都需要通过乙烯氧化得到环氧乙烷。乙烯来源于大型炼油装置上石脑油的催化裂解，或者石油伴生气中乙烷裂解。然后在催化剂银(Ag)的作用下，乙烯与氧气()反应得到环氧乙烷，其反应原理如 4.1 所示。(4.1)(1)环氧乙烷直接水合法环氧乙烷直接水合备乙二醇（EG）是在高温和高压条件下，环氧乙烷直接和水反应生成乙二醇(EG)的工艺。其反应原理如式 4.2 所示。(4.2)目前为止，环氧乙烷直接水合法依然是生产乙二醇的普遍方法之一。现将其工艺流程简述如下：先将由乙烯催化氧化得到的环氧乙烷与水配成混合溶液，然后于管式反应器中在温度为 190220。C、压

55、力为 1O25MPa 的条件下反应一定时间，环氧乙烷可以基本转化完全，全部转化为含有二乙醇(MEG)、二乙二醇(DEG)、三乙二醇(TEG)及少量聚乙二醇(PEG)的混合物，最后进行分离就可以得到产物乙二醇。该工艺产物二乙二醇、三乙二醇及聚乙二醇等副产物的比例与反应物环氧乙烷和水的配比有关系。为了减少以上提及副产物的生成，该工艺中环氧乙烷与水配成的混合溶液按照摩尔比为 1：20-22 配备。这样一来产物中乙二醇、二乙二醇、三乙二醇的摩尔比约为 100：10：1，目标产物乙二醇的选择性在 8899之间。尽管乙二醇的选择性很高，但是由于反应物中配入了大量的水，产物中乙二醇醇的质量分数也只有 10左

56、右，这给产物的分离带来了。为了分离产品，需要经过多个蒸发器脱水，分离的流程不仅长，而且水的蒸发能耗高，导致此工艺乙二醇（EG）的生产成本较高。(2)环氧乙烷催化水合法正是因为环氧乙烷直接水合生产乙二醇方法的分离流程长、能耗高等缺点，很多学者做了大量研究，他们发现在催化剂的作用下，上述问题可以在一定程度上得到解决，并称之为环氧乙烷催化水合法生产乙二醇工艺。催化水合法即要在反应中引入催化剂，目的在于降低水合反应过程中水的用量，同时保证乙二醇的高选择性。当前研究的用于环氧乙烷催化水合工艺的催化剂有主要有均相催化剂和非均相催化剂。对应的催化水合方法以 S公司的非均相催化水合法和 UCC 公司的均相催化

57、水合法比较有代表性。S公司先开发了季铵型酸式碳酸盐阴离子交换树脂催化剂；后又在 1997年开发了与二氧化硅骨架相似的聚有机硅烷铵盐负载型催化剂并将其用于催化水合，当水与环氧乙烷摩尔比为 6：1，反应温度为 90150，反应压力为 022MPa 时环氧乙烷的转化率高达 9698，乙二醇的选择性高达 9798，通过技术经济，该技术与现行环氧乙烷高温高压水合工艺相比，可节省环氧乙烷制乙二醇装置总投资费用的 15。2011 年，该公司又研究开发出负载于离子交换树脂上的多羧酸衍生物催化剂，紧接着该公司又成功地研制出第一代水合催化剂 S100。联碳公司开发了两种环氧乙烷水合的催化剂：一种是负载于离子交换树

58、脂上的阴离子催化剂，主要是铝酸盐、钨酸盐、钒酸盐；另一种是钼酸盐复合催化剂。在两种催化剂的应用例子中，用离子交换树脂 DOWEX WSA1的 TM催化剂，在水与环氧乙烷摩尔比为 9：1 的条件下进行水合反应，乙二醇的收率为 96；应用铝酸盐复合催化剂，在水与环氧乙烷摩尔比为 5：1 时可获得 966的乙二醇高收率。鉴于环氧乙烷催化水合法生产乙二醇工艺的明显优势，国内很多高校与科研机构也对此催化技术进行了大量的研究。其中大连理工大学对乙二醇选择性影响，如催化剂的类型、反应条件等进行了使用的均相催化剂一般为无机盐和杂多酸的复合物，在一定的工艺条件下，催化水合产物乙二醇的选择性达96。所采用的非均相

59、催化剂一般为负载型的杂多酸盐，在一定的操作条件下，催化水合的反应物环氧乙烷的转化率在 20左右，但是乙二醇的选择性却可达到 90以上；并且随着操作条件的改变，环氧乙烷转化率上升的同时乙二醇的选择性有所下降。另外，工业大学了水环氧乙烷质量比、催化剂用量、反应温度、压力等对该环氧乙烷催化水合乙二醇工艺的影响。江苏石油工业学院也参与此技术的研究并发明了一种催化活性高、强度高、树脂应力小的阴离子交换树脂催化剂，在该催化剂的参与作用下，环氧乙烷的转化率接近 100，而乙二醇的选择性也高达 90。尽管很多国内外的公司和研究单位对该催化水合工艺进行了长期大量的研究，在降低水与环氧乙烷的用量比、提高环氧乙烷的

60、转化率与乙二醇的选择性等方面均取得了一定的成绩，但催化剂的、再生和上遇到却仍然难以解决。另外一方面由于催化剂的使用，会增加产品的分离难度，同样使其生产成本增大。综上所述采用催化水合方法进行乙二醇的工业生产尚需进一步研究。(3)碳酸乙烯酯法碳酸乙烯酯(EC)法乙二醇(EG)工艺基本原理是先由和环氧乙烷(EO)进行催化反应生成碳酸乙烯酯，然后碳酸乙烯酯再水解或醇解制得乙二醇（EG）。碳酸乙烯酯法也称为间接催化水合法。根据第二步反应的不同，即水解或醇解，又可以分为碳酸乙烯酯水解法或乙二醇与碳酸二甲酯联产法。先介绍一下碳酸乙烯酯水解备乙二醇。其工艺路线基本原理是，和环氧乙烷先在催化剂的作用下生成碳酸乙