27万吨年丙烯腈项目初步设计说明书

27万吨/年丙烯睛项目

初步设计说明书

刖百

本团队依据相关标准及文献，对“27万吨/年丙烯晴项目”进行了初步设计，相关

结果分别列于本设计说明书中。本说明书的内容按照《化工设计》(第三版)所涵盖的

二十六章节内容展开。

本项目初步设计说明书的编制严格参照《化工工厂初步设计文件内容深度规定》

(HG-T20688-2000)的规定。为此，团队成员本着认真负责的态度，做了大量的资料

搜集、设计计算与校核工作，同时参考最新标准、规范、数据资料、公式、图表及图纸。

审校人员反复多次校审并对个别章节进一步完善。

目录

第一章项目总论........................................................1

1.1概述.............................................................1

1.1.1项目名称...................................................1

1.1.2项目性质...................................................1

1.13项目建设性质及规模........................................1

1.1.4项目简介...................................................1

1.2设计依据与原则..................................................1

1.2.1设计依据...................................................1

1.2.2设计原则...................................................2

第二章技术经济........................................................3

2.1财务评价依据....................................................3

2.2资金筹措情况....................................................3

2.3资金使用计划....................................................3

2.4主要经济数据....................................................4

2.5经济分析表......................................................4

第三章总图运输........................................................6

3.1设计概述.........................................................6

3.2设计依据........................................................6

3.2.1设计规范...................................................6

3.2.2设计基础资料...............................................6

3.3厂址概况........................................................7

3.4总平面布置......................................................9

3.4.1总平面布置的要求..........................................10

3.4.2厂区总体布局概述..........................................10

3.4.3厂区面积计算..............................................11

3.4.4总平面布置各项技术指标：.................................11

3.4.5装置的火灾危险类别及建筑物的耐火等级划分.................11

3.4.6安全布置距离..............................................12

3.4.7工艺装置的布置............................................14

3.4.8辅助生产及公用工程设施...................................15

3.4.9仓储设施的布置............................................15

3.4.10运输设施的布置...........................................15

3.4.11生产管理及生活服务设施..................................16

3.5厂内运输设计....................................................16

3.5.1厂内运输设计要求..........................................16

3.5.2本厂运输设计..............................................17

第四章化工工艺及系统.................................................18

4.1设计基础........................................................18

4.1.1概况......................................................18

4.1.2原料、产品、副产品规格...................................19

4.1.3催化剂....................................................21

4.1.4公用物料及能量...........................................21

4.1.5性能指标..................................................22

4.1.6软件及其版本要求.........................................22

4.2工艺方案说明...................................................23

4.2.1工艺方案论证..............................................23

4.2.2工艺技术方案比较.........................................26

4.2.3工艺技术方案选用.........................................28

4.3工艺流程论述...................................................29

4.3.1反应体系..................................................29

4.3.2分离序列设计..............................................32

4.3.3VLE分析.................................................36

4.3.4工艺流程设计..............................................37

4.3.5Aspen优化模拟............................................45

4.4AspenDynamics动态模拟.........................................52

4.4.1概述......................................................52

4.4.2稳态模拟设计.............................................52

4.4.3动态模拟设计..............................................53

4.4.4继电-反馈测试.............................................60

4.4.5动态性能评估..............................................62

第五章车间布置及配管.................................................67

5.1设计依据及基本资料.............................................67

5.1.1设计依据..................................................67

5.1.2基本资料..................................................68

5.2车间整体布置...................................................68

5.2.1概述......................................................68

5.2.2车间厂房布置..............................................69

5.3车间设备布置...................................................71

5.3.1车间设备布置的要求.......................................71

5.3.2单元设备布置方法.........................................75

5.3.3丙烷脱氢制丙烯车间.......................................81

5.4管道及其附件设计...............................................87

5.4.1管道选型..................................................87

5.4.2管路阀门和管件的选择.....................................90

5.4.3管路绝热设计..............................................91

5.4.4管道编号..................................................92

5.5管道及附件布置.................................................96

5.5.1管道布置原则..............................................96

5.5.2管道连接..................................................97

5.5.3坡度要求..................................................98

5.5.4管道向净距要求...........................................98

5.5.5一般阀门的布置原则.......................................98

5.6管道布置典型设计...............................................99

5.6.1塔的配管..................................................99

5.6.2换热器的配管.............................................101

5.6.3泵的配管.................................................101

5.6.4压缩机的配管.............................................102

5.6.5管廊上的配管.............................................103

5.6.6疏水阀组的配管...........................................103

5.6.7调节阀组的配管...........................................104

第六章空压站、氮氧站、冷冻站........................................105

6.1设计依据.......................................................105

6.2空压站.........................................................105

6.2.1压缩空气用途.............................................105

6.2.2仪表空气质量要求.........................................105

6.2.3安全开车规程.............................................106

6.3氮氧站.........................................................106

6.3.1氮气站...................................................106

6.3.2氧气站...................................................106

6.3.3流程特点.................................................107

6.4冷冻站.........................................................107

第七章厂区外管......................................................108

7.1设计依据.......................................................108

7.2管道敷设原则...................................................108

7.3管道设计与布置................................................108

7.3.1管道材质选择.............................................108

7.3.2管道防腐要求.............................................108

7.3.3管道设计特殊要求.........................................109

7.3.4阀门布置.................................................109

7.3.5外管架电气、仪表桥架布置................................109

7.3.6外管架检修平台及检修通道设置............................110

第八章分析化验......................................................111

8.1设计依据.......................................................111

8.2设计原则.......................................................111

8.3分析化验室任务................................................112

8.3.1中心化验室的任务........................................112

8.3.2车间化睑室的任务........................................112

8.4化验室通风....................................................112

8.4.1通风要求.................................................112

8.4.2通风系统设计.............................................113

8.5化验项目......................................................113

第九章设备..........................................................114

9.1过程设备类别..................................................114

9.2过程设备设计与选型原则........................................114

9.3过程设备设计与选型的主要内容..................................115

第十章自动控制及仪表................................................116

10.1设计依据......................................................116

10.2控制系统概述..................................................116

10.3自动控制系统..................................................117

10.3.1集散控制系统（DCS）......................................117

10.3.2安全仪表系统（SIS）.......................................118

10.4装置自动化水平...............................................119

10.5仪表基本类型及选型...........................................119

10.5.1化工生产过程设计的基本仪表类型.........................119

10.5.2仪表选型原则............................................120

10.6动力供应......................................................120

10.6.1仪表电源................................................120

10.6.2仪表气源................................................121

10.7设备控制方案..................................................121

10.7.1泵的基本控制方窠.......................................121

10.7.2压缩机的基本控制方案..................................122

10.7.3换热器的基本控制方案..................................123

10.7.4塔的基本控制方案......................................124

10.7.5反应器的基本控制方案..................................126

10.7.6容器的基本控制方案....................................126

10.8复杂体系控制方案设计.........................................128

10.9SIS设计......................................................130

10.9.1SIS简介................................................130

10.9.2SIS设计................................................132

第十一章供电系统...............................................134

11.1设计标准......................................................134

11.2研究范围......................................................134

11.3供电现状......................................................134

11.4用电负荷及负荷等级...........................................134

11.5供电方案原则.................................................135

11.6照明..........................................................135

11.7防雷、防静电接地.............................................136

11.7.1防雷....................................................136

11.7.2防静电接地系统..........................................137

第十二章通信系统...............................................138

12.1设计规范......................................................138

12.1.1原贝ij.........................................................................................................138

12.1.2电信方案................................................138

12.2全厂电信网络.................................................139

第十三章土建.................................................140

13.1设计范围......................................................140

13.2设计依据......................................................140

13.3建筑工程......................................................140

13.3.1设计原则................................................140

13.3.2设计标准................................................141

13.3.3设计方案................................................141

13.4结构工程......................................................143

13.4.1设计原则................................................143

13.4.2设计标准................................................143

13.4.3设计方案................................................144

第十四章给水排水....................................................146

14.1设计依据......................................................146

14.2设计范围......................................................146

14.3设计原则......................................................146

14.4给水系统.....................................................146

14.4.1生产、生活供水系统......................................147

14.4.2循环水系统..............................................147

14.5排水系统......................................................147

14.5.1生活污水排水系统........................................147

14.5.2生产污水排水系统........................................147

14.5.3冷却水排放..............................................147

14.5.4雨水排放系统............................................148

14.6消防用水系统.................................................148

14.6.1总述....................................................148

14.6.2系统概述................................................148

14.6.3消防水管网..............................................148

第十五章供热系统....................................................149

15.1概述..........................................................149

15.2蒸汽系统......................................................149

15.2.1设计原则................................................149

15.2.2设计方案................................................150

153蒸汽规格及消耗定额............................................150

第十六章采暖通风及空气调节..........................................151

16.1设计标准......................................................151

16.2设计目标......................................................151

16.3设计范围及目标...............................................151

16.3.1设计范围................................................151

16.3.2设计目标................................................152

16.4采暖设计.....................................................152

16.4.1设计原则................................................152

16.4.2采暖标准................................................152

16.4.3采暖介质................................................153

16.5通风..........................................................154

16.5.1通风概述................................................154

16.5.2通风设计................................................154

16.6空气调节......................................................155

16.6.1空气调节概述............................................155

16.6.2送风温差和换气次数.....................................156

16.6.3空气调节冷热源..........................................156

16.6.4防爆空调................................................156

16.6.5空调节能................................................156

第十七章维修........................................................157

17.1设计原则......................................................157

17.2设备维护......................................................157

17.2.1设备维护目的............................................157

17.2.2设备维护内容............................................157

17.2.3设备维护工作程序........................................158

17.3设备维修......................................................159

17.3.1设备维修体制...........................................159

17.3.2设备维护检修...........................................160

17.4检修举例.....................................................161

17.4.1高危设备的安全检修要求.................................161

17.4.2特种设备检修要求.......................................162

17.4.3压力容器、管道的定期检修...............................162

17.4.4泵的检查与处理..........................................162

17.5维修人员工作职责.............................................163

17.6维修管理......................................................164

第十八章液体原料、产品储运..........................................165

18.1设计依据......................................................165

18.2储存系统......................................................165

18.2.1储存物质................................................165

18.2.2储罐区布置及附件........................................168

18.3运输系统设计..................................................168

18.3.1物料运输................................................168

18.3.2运输方式及工具..........................................168

18.3.3原料产品运输要求及注意事项.............................168

第十九章固体原料、产品储运..........................................170

19.1设计依据......................................................170

19.2储存系统......................................................170

19.2.1储存物质................................................170

19.2.2储存区设计..............................................170

19.3固废处理......................................................170

第二十章全厂设备、材料仓库..........................................172

20.1设计规范......................................................172

20.2全厂性仓库....................................................172

20.3仓储工艺......................................................172

20.4仓库设计......................................................172

第二十一章消防专篇..................................................173

21.1概述..........................................................173

21.2依据标准......................................................173

21.3消防建设......................................................173

21.3.1厂房防火防爆............................................173

21.3.2储罐区防火防爆..........................................174

21.3.3防火间距................................................174

21.3.4消防分站................................................175

21.4消防系统.....................................................175

21.4.1概述....................................................175

21.4.2给水系统................................................175

21.4.3供电系统................................................175

21.4.4水消防系统..............................................176

21.4.5泡沫灭火系统............................................176

21.4.6干粉灭火系统............................................176

21.4.7移动式灭火系统..........................................177

21.5车间消防设置建设.............................................177

21.6日常消防管理..................................................178

第二十二章环境评价..................................................18()

22.1设计规范......................................................180

22.2主要污染源及主要污染物.......................................180

22.3环保治理措施..................................................182

22.3.1废气....................................................182

22.3.2废水....................................................182

22.3.3废渣....................................................183

22.3.4噪声....................................................183

第二十三章劳动安全卫生..............................................184

23.1设计规范......................................................184

23.2生产过程中职业危险、危害因素的分析..........................185

23.2.1职业安全................................................185

23.2.2工业卫生................................................187

23.3设计中采取的主要安全卫生防护措施.............................189

23.3.1防火、防爆..............................................189

23.3.2生产工艺上的控制措施...................................189

23.3.3防雷、防静电............................................190

23.3.4防毒物危害..............................................190

23.3.5防噪声..................................................190

23.3.6其他防范措施............................................191

23.3.7安全色和安全标志........................................191

23.3.8发生事故时的应急措施...................................191

23.4劳动保护用品及卫生安全管理...................................192

23.5系统安全保障..................................................193

23.5.1危险化学品..............................................193

23.5.2安全设计................................................196

23.5.3HAZOP分析.............................................197

23.6安全生产责任制度.............................................197

第二十四章行政管理设施及居住区......................................199

24.1设计依据......................................................199

24.2行政管理设施.................................................199

第二十五章装置能耗..................................................201

25.1统计评价依据.................................................201

25.2设计说明.....................................................201

25.3公用工程消耗量...............................................201

25.3.1装置用电量..............................................201

25.3.2装置蒸汽负荷...........................................202

25.3.3装置产生蒸汽..........................................203

25.3.4装置循环水用量........................................203

25.3.5装置低温水用量........................................204

25.3.6装置制冷乙烯用量......................................205

25.3.7装置燃料用量..........................................205

25.4能耗指标.....................................................205

25.4.1项目综合能耗............................................205

25.4.2项目单耗................................................206

25.4.3每吨产品能耗对比.......................................206

25.4.4万元产值综合能耗.......................................207

25.5能源选择合理性...............................................207

25.6节能措施.....................................................207

第二十六章经济概算..................................................209

26.1编制依据.....................................................209

26.2工程概况.....................................................209

26.3资金来源及投资方式...........................................210

26.4投资分析.....................................................210

26.5经济评价.....................................................212

26.6主要技术经济指标.............................................213

第一章项目总论

1.1概述

1.1.1项目名称

27万吨/年丙烯U#项目

1.1.2项目性质

企业性质：国家控股

投资项目性质：新建

所属区域：东南沿海地区

1.1.3项目建设性质及规模

项目建设性质：新建、生产性项目、基本建设项目。

项目建设规模：根据现有丙烯月青的市场需求量，结合市场上丙烯懵的生产量和相应

供需关系，参照目前相关工业的生产规模参数，以及泉惠石化园区招商引资需求，现拟

定生产年产27万吨丙烯月青项目。

1.1.4项目简介

本项目依托120()万吨/年炼油项目3()0万吨/年重油催化裂化的丙烷资源，采用当前

成熟可靠的两步法生产丙烯睛工艺，其产品具有广阔市场，与以丙烯为原料的丙烯脂生

产工艺相比具有价格优势,本项目厂址所在地泉惠石化工业园区条件优越，原料供应可

靠，运输距离短，交通运输便利，政策优惠多，产品就地销售，提供给下游席纶、ABS/SAN、

聚丙烯酰胺等作为生产原料。本项目可改善国家的能源结构，解决当地就业，拉动当地

相关产业发展。本项目为当地社会环境、人文条件所接受，与地方的相互适应性较好，

并得到福建省、泉州市政府和泉惠工业园区的大力支持。

1.2设计依据与原则

1.2.1设计依据

(1)《化工工厂初步设计文件内容深度规定》(2000年版)及有关专业国家标准

（2）《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。

（3）《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国劳动安全法》等相关的国家

法律、法规。

（4）发改投资[2（）06]1325号《建设项目经济评价方法与参数》（第三版）。

（5）泉惠石化工业园区规划、当地相关政策，当地自然社会环境条件。

（6）«2016年“东华科技一陕鼓杯”第十届全国大学生化工设计竞赛设计任务书》。

1.2.2设计原则

（1）认真贯彻落实可持续发展战略和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建设投资。

（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）选用成熟可靠的先进技术，以提高生产效率，降低消耗和生产承办，减少污

染，保证装置运行和产品质量的稳定性，增强产品的竞争力。

（4）坚持安全生产与环境保护并重，设计中选用清洁生产工艺，在生产过程中减

少“三废”排放，执行国家和地区的有关环保政策，对生产中的“三废”进行处理，并

达到国家和地区规定的排放标准。

（5）贯彻工厂规模大型化、布置一体化、生产装置露天化、公用工程社会化、引

进技术与创新相结合的项目建设方针。

（6）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。

第二章技术经济

该项目技术经济是在可行性研究完成市场需求预测、生产规模、工艺技术方案、原

材料、燃料及动力的供应、建厂条件和厂址方案、公用工程和辅助设施、环境保护、工

厂组织和劳动定员及项目实施规划诸方面进行研究论证和多方案比较后、确定了最佳方

案的基础上进行的。内容主要包括投资估算、资金规划、成本估算、销售收入、税利估

算、获利能力评价和偿债能力评价等内容，通过会计核算及经济指标分析本项目的技术

经济。

2.1财务评价依据

《化工投资项目经济评价参数》，国石化规发（2000）412号文件

《建设项口经济评价方法与参数》，国家发展改革委建设部发布

《化工工艺设计手册》（第四版）

《化工技术经济》

《企业所得税法实施条例》

《企业会计准则（2015）》及其相关的解释、说明、补充文件

2.2资金筹措情况

化工项目的资金来源主要有权益资本、债务资金、准股本资金和融资租赁。本项目

的资金来源为权益基本和债务资金，总投资金额为81037.47万元。根据《国务院关于调

整固定资产投资项目资本金比例的通知》（国发（2015）51号）规定，化工项目的最低

资本金比例为20%,故贷款2.8亿元，贷款利率为4.75%,其余资金由自有资金注入。

其中，贷款部分通过抵押本厂部分的固定资产，获得贷款；其余部分由股东大会筹集或

总厂划拨筹集，10个月内资金全部到位。

2.3资金使用计划

项目建设期为两年，项目计算期以12年计算，建设投资使用计划为第一年一次性

全部投入。开工计划为：

第一年，建设工厂，注入100%固定投资;

第二年，建设工厂并成功开车；

第三年，开工8000小时，基本保证正常运行，开工率达到60%以上;

第四年，开工8000小时，基本保证正常运行，开工率达到80%以上;

第五年，达到正常设计生产水平。

2.4主要经济数据

表2-1主要经济数据表

序号指标名称单位数值

-"生产规模万t/a27

二产品方案