苯甲酸初步设计说明书

1、年产十万吨苯甲酸设计说明书PAGE PAGE 41目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc407562624 第一章 项目总论 PAGEREF _Toc407562624 h 1 HYPERLINK l _Toc407562625 1.1项目综述 PAGEREF _Toc407562625 h 1 HYPERLINK l _Toc407562626 1.1.1项目名称 PAGEREF _Toc407562626 h 1 HYPERLINK l _Toc407562627 1.1.2项目概况 PAGEREF _Toc407562627 h 1 HYPERLINK l

2、 _Toc407562628 1.2 项目设计依据和原则 PAGEREF _Toc407562628 h 2 HYPERLINK l _Toc407562629 1.2.1 设计依据 PAGEREF _Toc407562629 h 2 HYPERLINK l _Toc407562630 1.2.2设计原则 PAGEREF _Toc407562630 h 2 HYPERLINK l _Toc407562631 1.3 工艺特点 PAGEREF _Toc407562631 h 3 HYPERLINK l _Toc407562632 第二章 厂址选择 PAGEREF _Toc407562632 h

3、4 HYPERLINK l _Toc407562633 2.1 选择原则 PAGEREF _Toc407562633 h 4 HYPERLINK l _Toc407562634 2.2 选择方案 PAGEREF _Toc407562634 h 4 HYPERLINK l _Toc407562635 2.3 项目地址现状及建设条件 PAGEREF _Toc407562635 h 9 HYPERLINK l _Toc407562636 2.3.1气候条件 PAGEREF _Toc407562636 h 9 HYPERLINK l _Toc407562637 2.3.2地质条件 PAGEREF _T

4、oc407562637 h 10 HYPERLINK l _Toc407562638 2.3.3建设条件 PAGEREF _Toc407562638 h 11 HYPERLINK l _Toc407562639 2.3.4东营市垦利开发区简介 PAGEREF _Toc407562639 h 13 HYPERLINK l _Toc407562640 第三章 化工工艺设计 PAGEREF _Toc407562640 h 15 HYPERLINK l _Toc407562641 3.1 设计概述 PAGEREF _Toc407562641 h 15 HYPERLINK l _Toc407562642

5、 3.2 工艺流程的选择 PAGEREF _Toc407562642 h 17 HYPERLINK l _Toc407562643 3.2.1甲苯液相空气氧化法 PAGEREF _Toc407562643 h 17 HYPERLINK l _Toc407562644 3.2.2甲苯氯化水解法 PAGEREF _Toc407562644 h 18 HYPERLINK l _Toc407562645 3.2.3邻苯二甲酸配加热脱梭法 PAGEREF _Toc407562645 h 19 HYPERLINK l _Toc407562646 3.2.4 苯甲酸工艺比较 PAGEREF _Toc4075

6、62646 h 20 HYPERLINK l _Toc407562647 3.2.5 苯甲酸工艺流程的确定 PAGEREF _Toc407562647 h 21 HYPERLINK l _Toc407562648 3.3 工艺流程简述 PAGEREF _Toc407562648 h 21 HYPERLINK l _Toc407562649 第四章 物料衡算 PAGEREF _Toc407562649 h 23 HYPERLINK l _Toc407562650 4.1 概要 PAGEREF _Toc407562650 h 23 HYPERLINK l _Toc407562651 4.2 物料衡

7、算 PAGEREF _Toc407562651 h 24 HYPERLINK l _Toc407562652 4.2.1 物料衡算基本原理 PAGEREF _Toc407562652 h 24 HYPERLINK l _Toc407562653 4.2.2 物料衡算任务 PAGEREF _Toc407562653 h 25 HYPERLINK l _Toc407562654 第五章 厂区布置 PAGEREF _Toc407562654 h 26 HYPERLINK l _Toc407562655 5.1 设计依据 PAGEREF _Toc407562655 h 26 HYPERLINK l _

8、Toc407562656 5.2 设计范围 PAGEREF _Toc407562656 h 26 HYPERLINK l _Toc407562657 5.3 总平面布置 PAGEREF _Toc407562657 h 26 HYPERLINK l _Toc407562658 5.3.1 总平面布置要求 PAGEREF _Toc407562658 h 27 HYPERLINK l _Toc407562659 5.3.2厂区结构 PAGEREF _Toc407562659 h 30 HYPERLINK l _Toc407562660 5.3.3工艺区的布置 PAGEREF _Toc40756266

9、0 h 32 HYPERLINK l _Toc407562661 第六章 工厂组织与劳动定员 PAGEREF _Toc407562661 h 35 HYPERLINK l _Toc407562662 6.1企业文化 PAGEREF _Toc407562662 h 35 HYPERLINK l _Toc407562663 6.2组织结构 PAGEREF _Toc407562663 h 35 HYPERLINK l _Toc407562664 6.3劳动定员 PAGEREF _Toc407562664 h 36 HYPERLINK l _Toc407562665 6.4人员培训 PAGEREF _

10、Toc407562665 h 37 HYPERLINK l _Toc407562666 第七章 项目投资分析 PAGEREF _Toc407562666 h 39 HYPERLINK l _Toc407562667 7.1 项目总投资估算 PAGEREF _Toc407562667 h 39 HYPERLINK l _Toc407562668 7.1.1 编制依据 PAGEREF _Toc407562668 h 39 HYPERLINK l _Toc407562669 7.1.2 项目总投资 PAGEREF _Toc407562669 h 39第一章 项目总论1.1项目综述1.1.1项目名称年

11、产10万吨苯甲酸项目设计。1.1.2项目概况 本项目是设计一个年产10万吨苯甲酸的工厂，本项目采用甲苯液相空气氧化制苯甲酸，以甲苯为原料，以可溶性钴盐或锰盐为催化剂。其反应机理为自由基反应反应温度为 165 苯甲酸在医药、食品、化工等方面应用十分广泛，可制备多种药物、防腐剂，生产苯酚和塑料增塑剂等。苯甲酸作食品防腐剂，使用历史悠久，安全性高，迄今为止仍是我国应用最普遍的防腐剂，但有的国家已部分限制使用。苯甲酸用于制造苯酚和己内酞胺的世界消耗量达 80 万 t / a 以上，另外，苯甲酸还可作为热量基准物质。1.2 项目设计依据和原则1.2.1 设计依据（2）“十二五”国家政策（3）中华人民共和

12、国环境保护法和中华人民共和国劳动安全法等相关的国家法律、法规。（4）化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定（2005年版）及有关专业国家标准。（5）山东东营港经济开发区有关供水、供电、项目征用土地意见和建设项目环境保护意见的批文及资料。1.2.2设计原则（1）认真贯彻落实国家基本建设的有关政策、法规，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）严格遵循现行消防、安全、卫生、劳动保护等有关规定、规范，保障生产安全顺利进行和操作人员的安全。（3）产品生产和质量指标符合国家及地方颁发的各项相关标准。（4）注重环境保护，设计中选用清洁生产工艺，在生产过程中减少“三废”排放，同时采

13、用行之有效的“三废”治理措施，严格执行“三废”治理、“三同时”的方针。（5）坚持体现“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，在项目调查、选择中对项目进行详细全面的论证。1.3 工艺特点本项目采用美国 Allied 公司的甲苯液相空气氧化法生产苯酸， 其反应机理为自由基反应反应温度为 165 第二章 厂址选择2.1 选择原则1.厂址所在地应原料充足，甲苯产能应在年产20万吨；2.符合国家和地区工业布局以及地方的城市规划要求；3.地形、地质和气候条件满足建厂要求；4.厂址应有良好的交通运输条件，具有良好的铁路和公路运输路线以及港口

14、码头；5.厂址应有良好的水源，能够满足工厂的生活用水和工业用水需要；6.厂址应尽量靠近热电供应地，尽量满足工厂的供电供热要求；7.尽量要有污水处理厂或排污河流，满足工厂排水要求；8.厂址选择还应综合考虑建设成本和营运成本问题。2.2 选择方案 我们通过前期调研和资料搜集初步考虑以下两个备选厂址：我们前期通过调研和搜集资料，初步确定以下几个备选厂址1.山东省东营市垦利县双河镇村2.山东省东营市垦利开发区方案比较两者都拥有的要求：1.原料方面和运输方面环渤海经济区与黄河三角洲经济区的结合部，也是海路连接东北和中原两大经济区的重要通道，紧靠县城的胜利黄河大桥是连接胶东半岛与京津唐地区的交通枢纽，随着

15、利津黄河公路大桥通车和东营黄河大桥建设，将形成“三桥飞架黄河天堑”的格局；青垦路、辛河路、永莘路等3 条省级干线公路在县城交汇。垦利距北京、天津、青岛、济南分别为400、300、250、200公里，距东营市东、西城各15公里垦利县地处胜利油田腹地。胜利油田原油总产量的45%出自垦利地下。滨海地区浅层卤水盐矿储量丰富，适宜发展盐田面积12万油气资源丰富，石油地质储量为18.72亿吨，探明储量15.48亿亩，占全省4.5%。土地资源丰富，全县土地面积331万亩，其中，耕地47.5万亩，宜开发的荒碱地70万亩，人均占有土地面积位居全省之首。此外，黄河每年携沙造陆3万亩，是全国唯一能“生长”土地的县，

16、是中国沿海土地后备资源最多、农业开发潜力最大的地区。全县海岸线长达89.75公里，滩涂面积52万亩，黄河入海口处有机质含量丰富，成为山东的“黄金海岸”、“百鱼之乡”。饲草资源丰富，在黄河尾闾新生代上，生长着近百种野生天然牧草和百余种野生药材，初级管理草场20.9万亩，其他宜牧草地42.5全年生产原油290.51万吨，交油量283.48万吨，均完成年计划的100%;工业产气量13600万立方米，交气量完成9700万立方米，分别完成年计划的100.9%和100%;探明地质储量107万吨，新增预测地质储量2478万吨;综合含水率稳定在94%左右，成本控制在预算指标之内。2.水资源淡水资源充足，黄河流

17、经全县109.5公里，年径流量317亿立方米，坑、塘、沟、库遍布全县，被称为“千库之县”，总蓄水能力达1.333.地域位置垦利县属黄河冲积平原，地形沿黄河走向，自西南向东北倾斜，地面坡度为万分之一。西南部最高，海拔11米，东北部最低，海拔2.5米，绝大部分地区在海拔68米之间。主要地貌类型有4种。微斜平地，占87.1%；河滩高地与缓岗，占2.1%；浅平洼地，占0.4%；海滩与滩涂地，占两者都符合建设一个化工厂，所需要的交通，石油资源，水资源，劳动力等方面的要求。但山东省垦利开发区还具备以下优点：这里还有以下优势：一具有良好的区位优势。这里是环渤海经济区与黄河经济带的重要接点，处于连接中原经济区

18、与东北经济区、京津唐经济区与胶东半岛经济区的枢纽位置，北距天津港90海里，东距龙口港72海里，距大连港122海里二是具有便利的交通优势。东营港经济开发区出渤海湾与国内外各港口相通，与各大城市都有高等级公路连接，距济南、青岛只有2小时里程，距北京、天津分别为3.5小时、2.5小时里程。高速公路已与国家高速公路网连接，环渤海高等级公路正在加快建设。通港铁路即将入区，将成为环渤海铁路大通道的重要一站。东营机场正在实施4D级改造，将建成区域性支线国际机场，目前可直接飞往北京、上海等地，改建完成后即可开通到国内各大城市的航班。三是具有丰富的资源优势。胜利油田80%的石油地质储量和85%的产量集中在东营，

19、已探明石油地质储量48亿吨、天然气地质储量2300亿立方米，原油年产量稳定在2700万吨左右。岩盐储量5882亿吨，卤水储量9.5亿立方米，地热储量750亿立方米。淡水资源丰富，黄河在东营市境内全长138公里，年平均径流量228亿立方米，全区可利用淡水资源总量四是具有充足的土地空间优势。是我国东部沿海地区后备土地资源最多、开发潜力最大的地区之一，规划范围内全部为尚未开垦的国有荒碱地，成方连片，没有耕地，不涉及“三农”,环境空间容量大，适宜发展各类临港产业，特别是石油化工产业，在沿海地区土地资源十分紧张的情况下，东营港经济开发区丰富的土地资源，将为各类产业发展提供坚实保障。五是具备充足的人力资源

20、优势。东营市境内的石油大学拥有大量的高素质人才，可以为港区项目需要的技术、管理人才提供坚强支撑。胜利油田具有大量专业技能熟练、管理经验丰富的人才，东营市境内的中等专业学校，都可为港区项目提供熟练员工。据统计，东营市每万人拥有科技人员10.3人，比山东省平均水平多2.8人；现有各类技术人员11万人，其中中级技术职称以上达3万人，所占比例高于全国平均水平。六是具有良好的发展环境优势。国家、山东省、东营市正在加快推进黄河三角洲高效生态经济区开发建设，东营港经济开发区被确定为龙头和优先发展区，是国家级石油化工产业区，东营港是全省区域性综合型重要港口，面临千载难逢的发展机遇，为广大客商在东营港经济开发区

21、投资兴业提供了更加优良的发展平台。东营市委、市政府对东营港经济开发区的建设高度重视，在政策、资金、服务方面给予大力扶持，根据有关规定制定了更加优惠的政策。目前中海油、大唐国际、海科化工等一批具有较大国际国内影响的项目相继落户港区。七是具有良好的服务环境优势。建成区达到了供水、供电、道路、通讯、排水等条件。开发区实行“封闭式管理、开放式经营”，管委会具有市级经济管理权限，各种服务机构健全，为客商提供规范高效的“一条龙”全方位服务。任何部门未经管委会批准，不允许到区内企业乱检查、乱收费和乱罚款。投资者可以放心、安心、舒心地进行生产和经营。综上比较，我们选择了山东省东营市垦利开发区。2.3 项目地址

22、现状及建设条件项目厂址：山东省东营市垦利开发区2.3.1气候条件本项目所在地区垦利县属于温带大陆性季风气候，四季分明，雨热同季，光照充足。四月下旬-十月平均气温为21.1度，四月下旬平均温度15.6度，7月下旬-8月上旬平均气温为26.7度，但在7月下旬到8月上旬会出现几天连续高温。主要气象条件如下：（1）气温年平均气温 12.5极端最高气温 3极端最低气温 -（2）降水年平均降雨量 539582mm多年年均蒸发量 1897.12049.4最高潮位 3.75 米，淹没高度一般在 2.5 河流数量达10条，纵观全省（3）冻土全年最大冻土深度360mm（4）日照历年平均日照时数 2416.9h历年

23、平均日照百分率 60%（5）风速历年平均风速 3.3m/s（6）风向历年平均风向为东风或东北风（7）气压历年平均气压 101.7-101.8kPa夏季平均气压 100.3kPa2.3.2地质条件项目区地质发育完全，主要有片麻岩和石英砂岩。项目区成土母质为片麻岩、石英砂岩石风化物，土壤质地为砂壤土，土壤类型为棕壤，土层瘠薄，多在20-30cm之间，石砾含量大，沾粒少，团粒结构差，通气、通水性强。根据国家地震局中国地震烈度区划图，本项目所在区为8度烈度区，本项目所有建筑物均按国家工程抗震设计规范执行。2.3.3建设条件本规划依据国家和山东省、东营市的有关法律、法规、规范进行编制。主要依据为： （1

24、） 中华人民共和国城市规划法 （2） 山东省开发区总体规划编制暂行技术规定1998.8.6 （3） 东营市城市总体规划东营市政府，1998.5 （4） 东营经济开发区国民经济和社会发展第十个五年计划纲要和 2010 年目标展望 ， 东营经济开发区管理委员会，2001.9 （5） 黄河三角洲绿色产业示范区总体规划（2001-2010），东营市人民政府，2001.4 （6） 黄河三角洲（东营）高效生态经济发展规划（2001-2010），东营市人民政府， 2001.61.经济方面1998年，实现国内生产总值17.4亿元，是1983年的8.6倍；其中第一、二、三产业增加值分别为5.8亿元、8.59亿元

25、和3亿元，比上年增长23.6%、13.8%、16.9%。三次产业比例为33.3：49.4：17.3。全社会固定资产投资总额3.4亿元；社会消费品零售总额5.1亿元；地方财政收入7666万元，支出11768万元；金融年末存款余额和贷款余额分别为20.66亿元和9.68亿元。农民人均纯收入2403元，城镇居民可支配收入4820元。 在这个地区工业有采盐、石油加工、建筑建材、纺织、木材加工、食品加工、造纸印刷、酿酒、化学原料及化学制品制造、机械制造、金属冶炼及压延加工等行业，拥有105家企业，其中国有企业26家、集体企业65家、个体私营企业10家、外商及港澳台投资企业4家。有乡镇企业59家，工业从业

26、人员10163人。1998年，实现工业总产值36.4亿元，利税1.85亿元，利润1.13亿元。骨干企业有：垦利石化总厂是国家大一型企业，从事石油制品、玻璃棉及微细玻璃棉、白酒、米酒的制造和发电、供热等。有职工1309人，年产值3.4亿元、利税2902万元。垦利县化肥厂是国有中型企业，主要生产合成氨、甲醇、农药、磷肥等。有职工250余人，年产值2214万元、利税106万元。2.政治方面山东垦利经济开发区以促进招商引资工作和推进开发区建设为目标，创新招商机制，拓展招商渠道，实现了园区经济的跨越式发展。 地理位置3.土地面积2006年，围绕全县工作大局，紧密联系当地工作实际，坚持以配套完善红光渔港建

27、设、提升渔港功能为重点，以养殖新技术推广、新品种引进和旅游业开发垦东办事处党工委书记翟向军办事处主任翟向军位于黄河以北，西、北部与利津县、河口区交界，东临渤海，土地面积550平方公里，约占全县版图总面积的四分之一(不包括河口区内的十几万亩飞地)，全部是国有土地，海岸线长约30公里。4.地质储量东营市渔政监督管理处红光管理站(简称渔政站)共有渔政检查员9名，所辖海岸线长100余公里，共有在册渔船421艘，9516马力。全县现有耕地43万亩，林业用地47万亩，牧草地54万亩。黄河发源于海拔4830米的青海巴颜喀拉山的约古宗列曲，流经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南和山东九省区，最后

28、在垦利县注人渤海，全长5464公里，流域面积约2.3.4东营市垦利开发区简介垦利经济开发区始建于1992年，1995年被省政府批准为省级开发区，规划控制区面积51.13平方公里，建成面积18平方公里。兴隆街道办事处于2009年8月3日被省政府正式批准成立，辖16个行政村，23个自然村，农村人口5200人，辖区面积79.6平方公里。2010年，垦利经济开发区与兴隆街道办事处合署办公，实行“一套班子两块牌子”的管理模式。目前辖区已入驻企业171家，其中规模以上企业21家，初步形成了以石油装备、汽车配套材料、精细化工、农副产品深加工、新能源、新材料为主的产业格局。近年来，按照全力打造新兴产业先行区、

29、高端产业聚集区的目标定位，不断加大基础设施配套建设力度，累计投资46亿元，构建了“十横九纵”的道路框架，基础设施配套达到了“九通一平”。开发区2006年荣获“山东省开发区发展进步奖”，2009年开发区综合经济指标跃居省级开发区30强，2012年，垦利经济开发区被山东省经信委认定为“山东省高端石油装备产业园”， 2012年实现工业总产值、销售收入、利税、利润分别达到202亿元、197亿元、29亿元和26亿元，同比分别增长36%、36%、33%和31%；全社会固定资产投资达到46亿元，同比增长44%；公共财政预算收入完成1.46亿元，同比增长28.9%第三章 化工工艺设计3.1 设计概述化工设计过

30、程典型的合成过程是“洋葱模型”，反应器是系统内唯一使原料变成产品的设备，是整个过程的核心首先要对反应器进行设计；反应器的设计决定了后续分离与再循环系统所要解决的问题，则紧随反应器之后的是分离与再循环系统；反应器和分离与再循环系统确定了过程中的大部分设备和设备的负荷，为后续的换热网络提出了约束条件，所以之后是换热网络的合成，换热网络完成之后，自身系统所不能满足的冷、热负荷要通过公用工程来满足。图31 “洋葱模型”图化工过程系统的合成指导理论源于Rudd.Powers.Sirrda在Process Synthesis中提出的过程合成策略。下图的“洋葱模型”形象直观的表征了这一理论过程的层次与结构。

31、一般步骤如下：表3-1 化工过程合成步骤序号合成步骤过程操作1消除分子类型上的差异化学反应2通过匹配源和汇分配产品混合与分流3消除组成差异分离4消除温度、压力和相态差异温度、压力及相态变化5集成目标：将各操作结合成单元过程综合上述两种设计模式，结合设计工程中的实际时间和进度安排，初步得到设计思路如下：图3-2 化工过程合成步骤图基于以上理论的指导，通过查阅文献资料，加上我们对环氧丙烷的生产工艺的调查研究，借助流程模拟软件Aspen Plus 的物性数据与计算，我们对本项目进行了深入的分析与讨论。3.2 工艺流程的选择目前国内外苯甲酸的生产技术主要有：甲苯液相空气氧化法、三氯甲苯水解法、邻苯二甲

32、酸配脱梭法，此外，还有节卤氧化法。3.2.1甲苯液相空气氧化法最早用此法生产苯甲酸的是美国 Allied 公司。常用的催化剂为可溶性钻盐或锰盐，以乙酸为溶剂。其反应机理为自由基反应反应温度为 165 图 1 为苯甲酸的生产工艺流程图2。1 一氧化反应器； 2 , 3一气液分离器； 4一透平膨胀机； 5一压缩机； 6一精馏塔； 7一催化剂回收装置； 8 一第二精馏塔； 9一废热锅炉； 10 一令凝器图 1 甲苯液相空气氧化制苯甲酸流程示意图尽管以甲苯为原料制苯甲酸的氧化法世界上还有气相氧化法、化学计量氧化法，但空气液相催化氧化法不仅三废少，而且反应条件温和，仍是主要生产方法。3.2.2甲苯氯化水

33、解法甲苯于 100150进行光氯化反应所得三氯节基苯，在压 ZnCl2存在下（或用石灰乳及铁粉）与水反应得苯甲酸。以三氯节基苯计，苯甲酸产率为 74 %其工艺流程示意图见图 2 。1 一氯化反应器； 2 , 4 , 6 一蒸馏塔； 3 一第一水解器； 5 一第二水解器； 7 一升华器图 2 三氯节基苯水解生产苯甲酸流程示意图由于该法耗氯，HCl水溶液加热腐蚀极严重，因此，此法只能是甲氯化水解制苯甲醛和苯甲醇的副产物回收利用的补充方法。3.2.3邻苯二甲酸配加热脱梭法该方法可分为液相法和气相法。前者催化剂为邻苯二甲酸铬盐和钠盐等量组成的混合物；后者的脱梭催化剂为等量的碳酸铜和氢氧化钙。反应式为：

34、副产物有邻苯二甲酸、少量联苯、二苯甲酮和蒽醌3.2.4 苯甲酸工艺比较技术优缺点对比方法优点缺点甲苯液相空气氧化法副产物可回收利用，并提高装置的产值和利用；三废少，反应条件温和（低温低压）副产物较多甲苯氯化水解法反应条件温和苯甲酸产率不高（74%80%）产品不易用于食品工业耗氯，Hcl水溶液加热腐蚀严重。邻苯二甲酸配加热法生产过程简单副产物较多，制得的苯甲酸不易精制，成本高。节卤氧化法产率较高（达86%）；后处理过程较易（无需脱色和重结晶）反应条件需有附加条件（相转移催化）表3-2 甲苯液相空气氧化法、甲苯氯化水解法、邻苯二甲酸配加热法、节卤氧化法技术优缺点对比。3.2.5 苯甲酸工艺流程的确

35、定综合以上甲苯液相空气氧化法、甲苯氯化水解法、邻苯二甲酸配加热法、节卤氧化法技术优缺点对比，我们采用甲苯液相空气氧化法生产苯甲酸。3.3 工艺流程简述甲苯液相空气氧化法制苯甲酸是目前国内外比较成熟的工艺，该法为美国Al l i e d化学公司率先采用，60年代初Dow化学公司和S NI A牯胶公司等对甲苯液相氧化法进行了详细的研究，后来意大和JSNIA粘胶公司宣称，它开发的新工艺更经济、有效而安全，采用该工艺的生产装置已于1993年投产。甲苯和压缩空气分别从顶部和底部连续进入带搅拌器的氧化反应器，达到反应温度和反应压力时，在可洛性钻盐存在下进行液相氧 化反应，生成苯甲酸及副产物。反应器底部流出

36、物作为循环液，经度热锅炉产生低压蒸汽，将反应热回收。反应器顶部出来的物流进入气液分离器进行分离，液体部分进入带有热油重沸器的第一精馏塔进行常压精馏，从塔顶馏出的未反甲苯及其它易挥发成分循环返回反 应器，从塔的气相侧线引出粗苯甲酸进入第二精馏塔 (小塔 ) 精馏，从塔顶得到纯苯甲酸产品 ，塔底物返回第一精馏塔下部 。第一精馏 塔的塔底物进入催化剂回收装置，回收的催化剂返回反应器。反应器 的排放气经冷却，回收其中的大部分甲苯 。然后进入透平嘭胀机膨 胀作功，带动空压机以回收能量，最后排放气经活性炭吸附器 ，其中的剩余甲苯基本上被回收。该工艺条件为反应温度165，反应压力0.883MP a (表压)

37、 ，催化剂为醋酸钴 (含钴量2 l%) 。按上述工艺每生产1吨苯甲酸约消耗甲苯0.82吨和醋酸钻0.02第四章 物料衡算4.1 概要本项目以甲苯为原料，采用甲苯液相空气氧化法制苯甲酸，整个设计过程的工艺流程如下图，并完成了物料衡算。图4-1 甲苯液相空气氧化的工艺流程本过程为连续生产过程，所用的原料主要甲苯和氧气，在醋酸钻催化剂作用下，反应生产苯甲酸。主反应：副反应主要生成：苯甲醇、苯甲醛。4.2 物料衡算4.2.1 物料衡算基本原理系统的物料衡算以质量守恒为理论基础，研究某一系统内进出物料量及组成的变化，即：系统累计的质量 =输入系统的质量 -输出系统的质量 +反应生成的质量 -反应消耗的质

38、量本工厂每年工作300天，年产10万吨苯甲酸，该工艺的转化率为98.8%，计算可得空气的进料为697200moi/h，甲苯的进料116200moi/h。通过第一个精馏塔时：名称摩尔组分1苯甲酸94.15%2苯甲醇2.31%3苯甲醛1.65%4其他1.39%通过第二个精馏塔时：名称摩尔组分1苯甲酸97.98%2苯甲醇0.63%3苯甲醛0.35%4其他1.04%最终生产的苯甲酸的纯度为97.98%。4.2.2 物料衡算任务通过对系统整体以及部分主要单元的详细物料衡算，得到主、副产品的产量，原料的消耗量，“三废”的排放量以及最后产品的质量指标等关键经济技术指标，对所选工艺路线、设计流程进行定量评述，

39、为后阶段的设计提供依据。第五章 厂区布置5.1 设计依据 化工企业总图运输设计规范 GB50489-2009 工业企业总平面设计规范 GB50187-93 石油化工企业厂区总平面布置设计规范 SH/T3053-2002 建筑设计防火规范 GB50016-2006 厂矿道路设计规范 GBJ2287 压缩机厂房建筑设计规定 HG/T20673-2005 化工管道设计规范 HG/T20695-87 化工设备管道外防腐设计规定 HG/T20679-90 化工工厂总图运输施工图设计文件编制深度规定HG/T20561-94 本项目厂区位于山东省东营市垦利开发区，厂区的工程地质与水文地质资料、气象资料、地震

40、烈度等。5.2 设计范围 本章主要介绍厂内总平面布置5.3 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、交通运输、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，设计多种方案后择优确定。5.3.1 总平面布置要求 石油化工企业厂区总图运输设计，必须贯彻“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

41、上，根据工厂的性质、规模、生产流程、交通运输、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、远期发展等因素，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、安全和环保的要求许可时，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，宜按储存货物的性质和要求，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

42、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、动力供应和交通运输等条件，并便于经营管理；2、各功能区内部布置紧凑、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，应按以下因素经计算确定；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、运输线路、竖向设计、绿化等的布置要求；7、施工、安装和检修的要求；

43、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、地下构筑物和有地下室的建筑物，宜布置在地下水位较低、填方高度与地下构筑物埋深相适应的填方地段；15、有可能造成污染地下水的生产、储存和装卸设施的布置，应考虑地下水位及其流向，宜将其布置在可能受影响地段的下游。总平面布置应结合场

44、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、地下构筑物和有地下室的建筑物，宜布置在地下水位较低、填方高度与地下构筑物埋深相适应的填方地段；4、有可能造成污染地下水的生产、储存和装卸设施的布置，应考虑地下水位及其流向，宜将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，使人员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，宜将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

45、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。噪音控制尚应符合现行国家标准GBJ 87-1985工业企业噪音控制设计规范；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。厂区总平面

46、布置设计，应计算下列主要技术经济指标:厂区占地面积，m2；建筑总面积，m2；道路总面积，m2；绿化占地面积，m2；厂区利用系数，%；建筑系数，%；道路用地系数，%；绿化系数，%。5.3.2厂区结构本项目场址选择在山东省东营市垦利开发区，整个厂区呈矩形布置，东西方向跨度为550m，南北方向跨度400m，厂区总占地面积为2 图5车间平面布置图表5.1厂区各部分指标及参数5.3.3工艺区的布置工艺装置在厂区内的布置，应符合以下要求:1、工艺装置应相对集中，形成一个或几个装置街区；2、工艺生产流程顺畅，布置紧凑合理，衔接短捷，与相邻设施协调；3、有利于生产管理和安全防护;4、便于施工、安装和检修；5、

47、生产上有联系的建筑物、构筑物和露天设施，应布置在同一街区或相邻的街区内;当采用阶梯式布置时，宜将其布置在同一台地或相邻的台地上;6、明火装置宜布置在人员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。同开同停的工艺装置，宜按火灾危险性类别、污染程度、物料运输方式和生产联系的紧密程度等条件，合理地联合布置。可能散发可燃气体的工艺装置，宜布置在明火或散发火花地点全年最小频率风向的上风侧，在山区或丘陵地区应避免布置在窝风地带。可能泄漏、散发有毒或腐蚀性气体或粉尘的装置或设施，应避开人员集中场所，并宜布置在其他主要生产设备区全年最小频率风向的上风侧。工艺装置内的布置，应符合下列要求:1、装置区的管廊和设备布置，应与相关的厂区管廊、运输线路等相互协调、衔接顺畅短捷，装置内的建筑物、构筑物、设备及其基础等，不应超越装置区边界线；2、工艺装置街区内预留地的位置，应根据工厂总平面布置的要求、生产性质及特点等因素确定；3、装置的控制室、变配电室、化验室、办公室，应成组布置在装置区的一侧，并应位于爆炸危险区范围以外，且宜位于甲类生产设备区全年最小频率风向的下风侧；4、工艺装置生产中所使用的化学品的装卸和储存设施，应布置在装置区的边缘、便于运输和消防的地带