年產16萬噸丙烯酸氧化工藝設計 畢業(yè)設計

目錄摘要 IAbstract II目錄 III第一章工程根本情況介紹 11.1設計的目的和意義 11.2設計內容 11.3設計依據 11.4研究目的及意義 1第二章丙烯酸概述 22.1丙烯酸概述 22.2丙烯酸合成工藝 2氰乙醇法 2丙烯腈水解法 2烯酮法 2雷普法 3丙烯直接氧化法 3第三章丙烯酸氧化工藝流程 43.1丙烯酸氧化反響原理 43.2氧化工藝流程簡圖 53.3氧化工藝流程表達 5第四章氧化工藝開停車標準 74.1開車操作規(guī)程 7開工確認 7開工準備 7單元預開車 74.1.4反響器升溫 7燃燒爐開車 8向M-1102加N2 8向反響系統(tǒng)加空氣 9向M-1101加MS 9反響器撤熱 9、T3102調整操作 9丙烯受入 94.1.12E-1102通LLP 10丙烯氣化投入 10提升投料負荷至70% 10切入循環(huán)氣 10提升負荷 104.2氧化停車考前須知 11華誼系統(tǒng)連鎖停車操作及考前須知 11華誼系統(tǒng)、西安系統(tǒng)連鎖停車操作及考前須知 12第五章物料衡算 135.1氧化工藝根本參數 135.2計算基準 135.3計算 13第一反響器物料衡算 14第二反響器物料衡算 155.4動力消耗綜合表 155.5主要設備 16第六章總平面布置 186.1總平面布置原那么 186.2總圖布置方案 18第七章平安環(huán)保 207.1主要污染源及擬采取的污染治理措施 207.2工程環(huán)境影響評價結論 20結論 22致謝 23參考文獻 24第一章工程根本情況介紹1.1設計的目的和意義〔1〕為了穩(wěn)固和運用所學的專業(yè)知識，理論聯(lián)系實際；〔2〕培養(yǎng)工藝觀點、訓練觀察、分析和解決工程實際問題及獨立工作能力；〔3〕掌握專業(yè)生產實際知識和技能，學習操作控制的方法。1.2設計內容化工廠年產16萬噸丙烯酸氧化工藝的初步設計1.3設計依據1、國家開展方案委員會辦公廳計辦投資[2002]15號?投資工程可行性研究指南?2、國家方案委員會、建設部計投資[1993]530號?關于印發(fā)建設工程經濟評價方法與參數的通知?及?建設工程經濟評價方法與參數?〔第二版〕1.4研究目的及意義丙烯酸系單體面臨一個擴展的熱潮，世界上形成了一個投資興建丙烯酸及酯單體裝置的熱潮。國內丙烯酸生產企業(yè)的工藝技術大多從日本引進，投資額較高。采用國內技術、設備和催化劑，將會大幅降低投資和生產本錢，提高產品競爭力。我國丙烯酸行業(yè)應加快丙烯酸生產工藝及催化劑的國產化，形成自主知識產權，將有利于丙烯酸行業(yè)的健康開展。作好市場分析、應用開發(fā)、生產規(guī)劃和工藝研發(fā)，對于我國丙烯酸工業(yè)的良好開展具有重要意義。第二章丙烯酸概述2.1丙烯酸概述丙烯酸是一種重要的有機化工原料，大多數用以制造丙烯酸甲酯、乙酯、丁酯、羥乙酯等丙烯酸酯類。丙烯酸及丙烯酸酯可以均聚及共聚，其聚合物用于合成樹脂、合成纖維、高吸水性樹脂、建材、涂料等工業(yè)部門。丙烯酸及其系列產品，主要是其酯類，近年得到迅速開展。如象乙烯、丙烯、氯乙烯、丙烯腈等那樣，開展成為重要的高分子化學工業(yè)的原料。2.2丙烯酸合成工藝丙烯酸的生產歷程經歷了這幾個階段:1氯乙醇法，2丙烯腈水解法，3烯酮法，4雷普法，5丙烯直接氧化法。第三章丙烯酸氧化工藝流程3.1丙烯酸氧化反響原理丙烯直接氧化制丙烯酸一步或兩步分。一步反響設備簡單，工藝流程短，催化劑，投資少等優(yōu)點，但也有幾個突出的缺點：一是在反響器中兩氧化反響催化劑，被迫適應不同反響的要求，有效地催化作用的影響，丙烯酸收率低；〔2〕這兩個反響合并為一步，反響熱效應。降低反響熱，只有降低丙烯到達濃度，使生產能力低。催化劑的壽命短，導致經濟不合理。目前工業(yè)上主要采用兩步法生產，在氧化丙烯的第一步，丙烯醛，丙烯醛生產丙烯酸二步氧化。丙烯氧化法通過以下兩種表示的主要反響丙烯酸兩步。因此，及時、有效地去除反響過程的反響熱是一個嚴重的問題。除了主要的反響，以及大量的副作用的發(fā)生。主要產品有一氧化碳和二氧化碳等氧化物和乙醛的深度，醋酸和丙酮。因此，它是提高選擇性和目標產物的收率非常重要。為了實現這一目標，我們必須使用高活性，在反響過程中催化劑的選擇性高。因為丙烯酸生產的分步進行，所以每個反響的催化劑是不同的。丙烯到丙烯醛的氧化和催化劑的鉬鉍鐵鈷的第一步反響，再參加少量其它元素，在鉬酸鹽催化活性的形式。以丙烯酸和催化劑的丙烯醛的氧化二步反響是mo-v-cu，通常需要添加助劑。3.2氧化工藝流程簡圖表3.2氧化工藝流程簡圖3.3氧化工藝流程表達液態(tài)丙烯由罐區(qū)進入V-1101(丙烯消氣罐)緩沖消氣，由E-1101〔丙烯蒸發(fā)器〕進行氣化，為防止已氣化的丙烯在后部冷凝，用E-1102(丙烯過熱器)將其稍微過熱，從E-1102出來的過熱丙烯氣體進入M-1102〔R-1101進料混合器〕與混合空氣混合。空氣混合氣與過熱丙烯在M-1102中混合后進入R-1101〔列管式固定床氧化第一反響器〕，氣體通過催化劑床層〔催化劑為MA-F87〕在一定溫度下進行快速的催化反響，得到丙烯醛等產物，R-1101出口氣體(丙烯醛、丙烯酸、C、CO、N2、CO2、O2等)和補加空氣在M-1103(R-1102進料混合器)中混合后進入列管中填充MA-S87催化劑的固定床反響器R-1102中進行進一步氧化生成丙烯酸。R-1102出口氣體經E-1108用BFW冷卻后由塔斧進入T-3101A〔急冷吸收塔〕與塔底循環(huán)冷凝液接觸被迅速冷卻，塔底液經Z-3131A/B過濾后由P-3131A/B分兩路送出：一路經換熱器E-3131A被循環(huán)水冷卻后，一局部返回后塔底噴淋，另一局部經板式換熱器E-31622A進一步冷卻，冷卻后的丙烯酸大局部作P-3162A/B〔T-3102真空泵〕的密封液返回T-3101A塔底，其余作E-3122A(T-3102塔底冷凝器)和E-3162A(T-3102A放空冷凝器)的噴淋；另一路經P-3131A/B送出，一局部送回T-3101A作塔斧噴淋，另一局部送至T-3102A(汽提塔)塔頂；殘留的氣體那么導入吸收塔上部，幾乎全部被來自T-3104A塔的急冷水〔與阻聚劑同時參加〕在塔頂作噴淋吸收，吸收后堰流返回塔底，尾氣作為廢氣:一路被排往燃燒爐進行燃燒，一路經K-1102壓縮返回M-1101作補充氣進入反響系統(tǒng)〔循環(huán)氣〕，另一路據工藝生產情況而選擇性放空。由T-3101A塔底泵P-3131A/B送出的丙烯酸水溶液，由T-3102A〔有15層塔板的堰板式塔〕塔頂流入，經溢流堰進入塔底，塔底液再經再沸器E-31321A加熱蒸發(fā)的熱氣體與塔流下的溶液逆向接觸：氣體中高濃度丙烯酸落入塔底；塔頂氣相經E-3122A(T-3102塔頂冷凝器)冷凝，未凝氣體進入E-31621A〔T-3102A放空冷凝器〕被LWS進一步冷凝，冷凝液與E-3122A冷凝液一起返回T-3101A塔底，而E-31621A出來的不凝氣體由P-3162A/B送回T-3101A塔底，繼續(xù)循環(huán)；T-3102A塔底液由P-3132A/B送出經E-31322A進一步冷卻后送至罐區(qū)V-5101A/B或精制T-3105塔。第四章氧化工藝開停車標準4.1開車操作規(guī)程開工確認確認各設備、容器、反響器、機泵、管線、閥門等符合開車條件；確認公用工程具備引入條件；確認消防、平安、環(huán)保設施齊全；阻聚劑的配制符合投用標準。開工準備引入公用工程：循環(huán)水、儀表空氣、氮氣(LN、N2〕、脫鹽水、蒸汽系統(tǒng)〔ＭＳ、ＬＳ、ＬＬＳ〕、冷凍水等。確認丙烯放空具備放空條件丙烯氣化工序LN置換單元預開車適當開啟熱水、蒸汽系統(tǒng)去裝置管線、換熱器、調節(jié)閥上的保護閥及調節(jié)閥〔TV1002、E1103、M1101、M1102、M1103、E1104、TV1005、TV1006、TV1010、FV1010abc、FV31011等〕附近的導淋，進行排凝。設定塔循環(huán)管線，向T3101內注入適當量的丙烯酸，待塔內見液位后開啟過濾器Z3131前閥及頂部排氣閥進行排氣，排氣后翻開P3131A/B前后閥及P3131A/B進T3101塔斧回流閥，啟動離心泵P3131A/B，建立T3101塔斧循環(huán)，投用E3131、E31622后調整T3101的回流量，穩(wěn)定P3131A/B出口壓力。反響器升溫確認反響器系統(tǒng)已符合升溫條件；設定反響器升溫流程〔大氣V1103K1102M1101E1104M1102R1101M1103R1102E1108T3101大氣〕；翻開V1103上部人孔及K1102進出口蝶閥；啟動K1102【1】；經設定的流程向系統(tǒng)中送經E1104加熱的空氣，將反響器溫度升至熔鹽裝填溫度〔R1101各測溫點180℃左右，R1102各測溫點100℃左右〕；投用反響器系統(tǒng)2.0MPa蒸汽伴熱〔熔鹽泵套、電加熱器套、熔鹽控制閥套、熔鹽通入和排放及溢流管管線及閥套伴熱〕；待反響器溫度升至熔鹽裝填溫度，停K1102【2】；循環(huán)氣系統(tǒng)恢復投用循環(huán)氣前狀態(tài)。確認汽包系統(tǒng)已符合升溫條件；設定蒸汽進入汽包系統(tǒng)流程；翻開V1104的2.0MPa蒸汽升壓閥通入蒸汽(凝液排入E1109)，升壓至2.0MPa。確認鍋爐水系統(tǒng)符合建立循環(huán)的條件〔管路已設定、各機泵可正常運行〕；翻開LV1010前后保護閥；調節(jié)LV1010開度向V1105加脫鹽水；投用V1110；當V1105液位到達75%啟動P1107向V1106加BFW，當V1106液位到達75%啟動P1105、P1106；維持V1105、V1106液位及機泵出口壓力正常。確認E1108系統(tǒng)符合升溫升壓條件；翻開LV1008向E1108加水至液位達45%；翻開PV1017旁通閥進行E1108升壓，升壓至0.3MPa；維持液位和壓力。確認反響器系統(tǒng)已符合HTS裝填條件；各機泵、調節(jié)閥、夾套閥正常；先翻開R1101HTS進冷區(qū)上鹽夾套閥〔P1102、E1106、H1102底部夾套閥〕；翻開P1103出口閥和V1102熔鹽循環(huán)閥；啟動P1103；逐漸關閉循環(huán)閥，測量冷區(qū)HTS液位，待HTS液位到達一定高度，逐漸關閉上鹽夾套閥翻開循環(huán)閥，停止向冷區(qū)打鹽；翻開R1101熱區(qū)上鹽閥〔P1101A/B、E1105、H1101底部夾套閥〕，逐漸關閉循環(huán)閥，向熱區(qū)打鹽，待熱區(qū)HTS液位到達一定高度，關閉上鹽夾套閥，翻開循環(huán)閥，停止向R1101熱區(qū)打鹽；翻開R1102上鹽夾套閥〔P1104A/B、E1107A/B、H1103底部夾套閥〕，逐漸關閉循環(huán)閥，測量R1102中HTS液位，待HTS液位到達一定高度，逐漸關閉上鹽夾套閥翻開循環(huán)閥，停止向R1102中打鹽；停止P1103；循環(huán)管線中無熔鹽流出后關P1103出口閥和熔鹽循環(huán)閥；HTS裝填結束；正確啟動P1102、P1101A/B、P1104A/B【3】使HTS在反響器中循環(huán)；投用H1101、H1102、H1103并調節(jié)TV1107、TV1128、TV1206A/B繼續(xù)給反響器升溫〔TV1107升至345℃，TV1206A/B升至265℃〕燃燒爐開車啟動P1106，翻開LV303往E03〔余熱鍋爐〕打MBF；E03液位45%左右時控制LV303使E03液位保持穩(wěn)定；翻開E03產汽閥；稍開C01至點火器蝶閥及C01至旋風別離器蝶閥，啟動C01；確認天然氣切斷閥保護閥翻開，翻開起火器電源并復位，將切斷閥切自動，插入點火器，點火；稍開天然氣進氣閥，控制天然氣進入燃燒爐的量，調節(jié)C01入口導葉，控制空氣進入燃燒爐的量，控制RO1升溫速度；維持E03出口溫度及E03產氣壓力。向M-1102加N2開XV1003后保護閥，將PID1012切至【關】，開FV-1008，向系統(tǒng)參加LN，進行LN吹掃；向反響系統(tǒng)加空氣停止向反響器系統(tǒng)通儀表空氣；翻開M1101、M1102、M1103底部導淋排凝；確認空氣壓縮機的啟動條件；翻開過熱蒸汽入口3寸導淋排凈蒸汽中帶的水；翻開四個疏水閥、蒸汽主管旁通閥及速關閥進行暖機；待過熱蒸汽溫度和壓力符合要求之后翻開蒸汽入口大閥并逐漸關3寸導淋；在控制室啟動調速器并低速〔1000轉〕暖機30min；暖機后適當調節(jié)轉速及導葉開度增加進入系統(tǒng)的空氣量〔K1101負荷增加過程中要緩慢調節(jié)轉速及導葉開度并注意水擊和軸承升溫并注意機組的振動、噪音、溫度、氣量等〕；調節(jié)FV1002和FV1011調整至開車空氣流量后，緩慢關HV-1402，調整PV-31011控制系統(tǒng)壓力9.8Kpa左右。向M-1101加MS控制室給FV1010a手動置值進行管線排凝；緩慢翻開FV-1010AB/C后蒸汽保護閥，向M1101參加MS〔須注意，參加MS后將影響R-1101、R-1102溫度〕，待M1101、M1102、M1103底部導淋排凝完畢后關閉各個排凝導淋。反響器撤熱確認V1104蒸汽壓力已升至所需值；翻開LV1005前后保護閥；翻開XV1012前保護閥；在控制V11O4壓力一定的情況下啟動P1106往V1104加MBF；待V1104液位穩(wěn)定后翻開E1105加水大閥，調節(jié)反響器系統(tǒng)調節(jié)閥TV1107、TV1128、TV1206A/B，降低反響器溫度至TI1107為325℃，TI1128為245℃，TI1206為255℃。T3101、T3102調整操作通過控制回流量和調節(jié)LV31011控制T3101的液位為45%；通過T3101塔溫控制系統(tǒng)控制塔頂溫度為63℃；投用T3102塔再沸器；正確啟動P3162，并投用阻聚空氣；啟動P3141【4】，向T3101加阻聚劑。丙烯受入啟動P6101，開丙烯管線受入閥，V1101開始接受丙烯，緩慢開V1101放空閥進行N2置換，關閉放空閥；開LV1001，E1101受入丙烯，緩慢開平安閥副線進行N2置換，調整PV1002和TV1002控制E1101頂部氣相壓力為0.6Mpa左右，E1101的丙烯液位到達45%；稍開PDT1004，啟動P1108，啟動冷凍機組，翻開PV1002往E1101參加冷凍水；翻開TV1002前后保護閥，調節(jié)參加E1101中冷凍水的溫度；保持E1101頂部氣相壓力為0.6Mpa左右，E1101的丙烯液位到達45%。E-1102通LLP確認E1102蒸汽冷凝液回水閥門翻開，疏水器組投入使用；稍開TV1006前的導淋進行暖管，開TV1006控制溫度E1102出口丙烯溫度為50℃。投丙烯前投第一批聯(lián)鎖。丙烯氣化投入〔在加丙烯前需要確認以下工程：T-3101的下流量到達規(guī)定值,阻聚劑147L/h；R-1101、R-1102及周圍吹掃LN處于工作狀態(tài)；各局部的伴熱處于工作狀態(tài)；燃燒爐系統(tǒng)操作穩(wěn)定；參加M-1102的N2流量在規(guī)定值；參加M-1101的MP在規(guī)定值；FV-1002、FV-1011的流量在規(guī)定值；從M-1102導淋閥取樣分析N2的濃度；應急氮氣處于備用狀態(tài)；反響器鹽浴溫度已降到位〕調節(jié)TV1002、PV1002控制E1101頂部氣相壓力為0.6Mpa左右，調節(jié)LV1001保持E1101的丙烯液位為45%；調節(jié)TV1006保持E1102出口丙烯溫度為50℃；翻開E1102出口保護閥，手動緩慢開FC-1007參加丙烯，緩慢增加丙烯參加量〔注意：丙烯參加過程中R1101床層溫度會開始上升，要及時予以調整，且丙烯參加過程中也應及時調整各系統(tǒng)，維持各系統(tǒng)正常運行〕；丙烯參加后,T-3102塔釜液位高于45%時排液至V-5101。提升投料負荷至70%按照投料表緩慢改變FIC1007〔丙烯量〕；同時根據投料負荷表改變FIC1002〔空氣量〕、FIC1011〔補加空氣量〕、FIC1010a〔蒸汽量〕；每增加一次丙烯負荷，都應注意各個系統(tǒng)的變化并予以及時調整，待穩(wěn)定后再增加丙烯負荷；負荷30%后投第二批聯(lián)鎖；繼續(xù)提升符合至70%，確認丙烯在70%負荷下穩(wěn)定后，往系統(tǒng)切循環(huán)氣。切入循環(huán)氣確認循環(huán)氣系統(tǒng)具備使用條件；開K1102出入口蝶閥；正確啟動K1102，翻開FV1022前的導淋排凝；K1102穩(wěn)定運行后調節(jié)FV1022至流量顯示穩(wěn)定；投用第三批聯(lián)鎖；70%負荷后FV-1008緩慢減量至關閉并進行循環(huán)氣替代蒸汽操作；循環(huán)氣切入結束后投最后一批聯(lián)鎖。提升負荷循環(huán)氣切入結束穩(wěn)定運行一段時間后改變FIC1007〔丙烯量〕、FIC1002〔空氣量〕、FIC1011〔補加空氣量〕、FIC1022〔循環(huán)氣量〕、FIC1010〔蒸汽量〕閥位繼續(xù)提升負荷至100%；確認丙烯在100%負荷下穩(wěn)定生產。注：啟動K1102：確認K1102具備投用條件；投用潤滑油系統(tǒng)；啟動潤滑油泵；翻開K1102進出口蝶閥及排水導淋；啟動主電機，關閉防喘振閥副線；注意K1102運行狀況；調整FV1022調節(jié)循環(huán)氣量。停K1102：緩慢關閉FV1022，翻開防喘振閥，關閉主電機〔油泵繼續(xù)運轉〕，停冷卻器冷卻水，停電機冷卻器冷卻水；啟動P1101A/B、P1102、P1104A/B：先啟動P1102，在同時啟P1101A和P1101B；P1104A/B要同時啟動。啟動P3141：檢查阻聚劑系統(tǒng)可正常投用；翻開P3141進出口閥；啟動P3141；調節(jié)P3141泵沖程至適宜值；檢查泵是否正常運轉。4.2氧化停車考前須知當發(fā)生緊急停車時，切記第一步必須切斷丙烯進料，控制室關閉LV1001，FV1007，關閉PV-31011,現場關閉E1102出口保護閥，FC-1007后保護閥，V-1101前保護閥，LV-1001前后保護閥。華誼系統(tǒng)連鎖停車操作及考前須知在緊急停車15秒后關閉E1102出口保護閥、FC-1007后保護閥、V-1101進E1101保護閥、LV-1001前保護閥；控制E-1101壓力為0.6Mpa左右，如果E-1101壓力過高〔超過1.0Mpa時〕，緩慢翻開E-1101平安閥副線放空；關閉XV1003后保護閥；在緊急停車時，K-1101會自動切斷入口蒸汽并停止運行，此時應當檢查并確保K-1101的潤滑油系統(tǒng)運行正常；K-1102同步停車，關閉V-1103出入口閥門，關閉FV-1022；關閉FV1002；關閉FV1010ab后保護閥；關閉K1101蒸汽大閥，翻開蒸汽大閥后的導淋進行排氣，翻開K1101和K1102防喘振閥副線，同時檢查并確保事故氮氣已經投入；確認T3101放空閥HV1402翻開，進燃燒爐閥PV31011關閉；在系統(tǒng)停止后由MP向LP、LLP系統(tǒng)竄氣確保U-200系統(tǒng)穩(wěn)定；K1101每15min盤車一次直至壓縮機完全冷卻，每小時檢查現場運行設備一次；在緊急停車時，立即檢查P-1101A/B、P-1102、P-1104A/B的運行狀態(tài)；同時檢查熔鹽系統(tǒng)膨脹槽內的液位，防止液位過低時對泵產生破壞作用；停止反響器的各點LN吹掃；并將M-1101的IA通入系統(tǒng)；每30min檢查P1101A/B、P1102、P1104A/B一次；關閉FV31321前的保護閥；停真空泵P3162；將T3102出料切至罐區(qū)，待T3102塔無液位后聽通知現場停P3132，翻開P3132進料過濾器導淋進行排液；【必要時也需要改變E3131循環(huán)水蝶閥開度及大副線開度控制T3101塔回流液溫度以調節(jié)塔頂溫度】；停P1106泵，停止向V1104加MBF，關閉XV1012前保護閥；【翻開V1104、E1105、E1106、E1107A/B、E1108排污閥〔控制室通知〕】；關閉E1103、E1104蒸汽保護閥；注意燃燒爐床層溫度并及時調整天然氣量；待事故氮進入系統(tǒng)后關閉XV1004、XV1005前保護閥，正確啟動液氮泵對V1107進行充壓；在緊急停車時，控制室立即關閉LC-1001、FC1007，PV31011并平衡蒸汽系統(tǒng)壓力防止系統(tǒng)超壓，將TV-1107、TV-1128、TV-1206閥門關閉〔反響器超溫停車除外〕；關閉LV-1008、PV1017、FIC31321；關閉LV1005并通知現場人員停P-1106A/B；關閉LV31011控制T3101、T3102液位，待T3102無液位后通知現場停P3132；關閉FV1002、TV1005、TV1010、FV1022、TV1006，同時控制室連鎖消鈴，不可以復位；關XV1004、XV1005，V1107充事故氮，觀察事故氮流量是否正常；華誼系統(tǒng)、西安系統(tǒng)連鎖停車操作及考前須知按【華誼系統(tǒng)連鎖停車操作及考前須知】外還應做到以下幾點：1.保護觸媒；2.平衡蒸汽系統(tǒng)壓力；3.保證7.0MPa管網壓力不低于0.55MPa；4.根據精制單元需求，運行P1105、P1106、P1107泵；特別注意：停廢液爐、燃燒爐，開省煤器下四個導淋；保證鍋爐水系統(tǒng)正常運行；現場操作人員操作應準確無誤，冷靜處理問題。第五章物料衡算5.1氧化工藝根本參數表5.1氧化工藝根本參數反響器根本參數設計取值一段反響器丙烯進料濃度/%〔摩爾分數〕8.7進料中氧氣/丙烯〔摩爾比〕1.80進料中水蒸氣/丙烯〔摩爾比〕0.76反響溫度/℃325空速/h-11450二段反響器丙烯醛進料濃度/%〔摩爾分數〕6.4氧氣/丙烯醛〔摩爾比〕1.05水蒸氣/丙烯醛〔摩爾比〕2.11反響溫度/℃260空速/h-11650反響器入口氣體組成：原料丙烯、空氣中的氧氣以及水蒸氣。不同的催化劑選擇不同的丙烯濃度，一般在7.0%~10.0%之間；氧烯比一般控制在1.8:1~2.0:1之間，過低和過高的氧烯比會影響丙烯的轉化率和選擇性；反響溫度：一段反響一般為300~400℃，二段反響一般在250~320℃。全裝置總收率按88%計，損耗〔包括工藝損耗、機械損耗〕為12%；其中一段反響器丙烯醛的收率可達90.5%，丙烯酸收率可達6%；二段反響器中丙烯醛的轉化率可達99.2%，丙烯酸產率可達95.2%。5.2計算基準此過程屬于連續(xù)操作過程，計算基準選時間，單位為kmol/h。5.3計算在生產過程中以氧化反響為主，不考慮副反響，也不對副反響進行物料衡算。第一反響器物料衡算〔1〕丙烯進料量：每小時生產量：80000÷8000=10t丙烯酸需要98%的丙烯：10×0.775=7.75t/h=7750kg/h=184.18kmol/h以184.18kmol/h為基準，扣除損耗的1%丙烯應有丙烯醛和丙烯酸：184.18×(1－0.01)=182.34kmol/h第一反響器按氧化反響總轉化率96.5%計；98%的丙烯進料量：182.34÷0.965=188.95kmol/h原料中含丙烯98%，那么原料量應為：188.95÷0.98=192.8kmol/h〔2〕水蒸氣進料量：0.76×192.8=146.52kmol/h〔3〕氧氣進料量：1.8×192.8=347.04kmol/h總氣體進料量：192.8÷8.7%=2216.09kmol/h空氣進料量：2216.09－192.8－146.52=1876.77kmol/h〔4〕丙烯醛出料量：192.8×90.5%=173.52kmol/h〔5〕丙烯酸出料量：192.8×6%=11.56kmol/h〔6〕副產物：192.8×2.5%=4.82kmol/h；丙烯損失量：192.8×1%=1.928kmol/h總出料量：173.52+11.56+4.82+1.928+1876.77+146.52=2215.12kmol/h第一氧化反響器物料平衡表下列圖所示表5.2第一氧化反響器物料平衡表物料分子量g·mol-1密度kg·m-3粘度Pa·s摩爾進料量kmol·h-1摩爾出料量kmol·h-1丙烯42.081.9141.6×10-5192.8空氣28.951.2931.81×10-51876.771876.77水蒸氣18.021.000.98×10-5146.52146.52丙烯醛56.060.84020.393×10-3173.52丙烯酸72.061.05111.149×10-311.56副產物4.82損失1.928催化劑合計2215.122215.12第二反響器物料衡算〔1〕丙烯醛進料量：173.52kmol/h〔2〕水蒸氣進料量：2.11×173.52=366.12kmol/h〔3〕氧氣進料量：1.05×173.52=182.2kmol/h總氣體進料量：173.52÷6.4%=2711.25kmol/h空氣進料量：2711.25－173.52－366.12=2171.61kmol/h〔4〕丙烯酸進料量11.56kmol/h；副產物4.82kmol/h；剩余丙烯量1.928kmol/h總進料量：2711.25+11.56+4.82+1.928=2729.56kmol/h〔5〕丙烯酸出料量：173.52×95.2%=164.84kmol/h〔6〕副產物：173.52×(99.2%－95.2%)=6.94kmol/h〔7〕損失的量：173.52×(1－99.2%)=1.39kmol/h〔8〕空氣和水蒸氣的用量不變，且催化劑用量不變。總出料量：164.84+6.94+1.39+2171.61+366.12=2710.9kmol/h第二氧化反響器物料平衡表下列圖所示：表5.3第二氧化反響器物料平衡表進料出料物料名稱摩爾進料量kmol·h-1物料名稱摩爾出料量kmol·h-1丙烯醛173.52丙烯酸164.84水蒸氣366.12副產物6.94空氣2171.61損失1.39催化劑水蒸氣366.12丙烯酸11.56空氣2171.61副產物4.82損失1.928合計2710.9合計2710.95.4動力消耗綜合表表5.4動力消耗綜合表序號物料名稱單位每噸產品消耗量每小時消耗量每年消耗量1熔鹽t352.82.24×1042蒸氣t303518.32.81×1073電kw·h400131791.05×1084鍋爐用水t9150001.2×1085.5主要設備為確保工藝技術先進可靠及加快建設進度，及早發(fā)揮經濟效益，本工程主要生產裝置采用引進專利技術設備，儀表和材料的方法，凡在國內能解決的設備均由國內供貨解決。丙烯酸氧化工段工藝主要設備的規(guī)格及選型下列圖表5.5丙烯酸氧化工段工藝設備一覽表序號設備名稱規(guī)格設備型號材料數量1第一氧化反響器直徑4700mm高5000mm-Q235-A22第二氧化反響器直徑4200mm高5500mm-Q235-A23封頭DN4700×32、DN4200×32、JB/T4737-95Q235-A24減速機減速X系列行星擺線針輪XLD55-11-5電動機功率120kWX11YB280M-6-6容器法蘭PN1.0DN3200JB4702-9220〔鍛〕7螺栓M24×130JB/T4707-200040Cr8螺母凹凸密封面M24GB/T6170-2000359墊片210×176×3-石棉橡膠10人孔Pg10Dg500A型密封面JB580-79一類材料11視鏡Pg10Dg100HGJ501-86碳鋼12溫度計-01-6/6組合件13支座懸掛式支座JB1165-81組合件14地腳螺栓M30GB/T5782-20008.815機械密封MS-2001-060-BAUVFEHG21571-95組合件16泵IS型單級單吸離心泵IS80-50-315組合件17風機鼓風機-組合件18接管φ500×10GB/T8163-8720號鋼19接管φ150×3GB/T8163-8720號鋼20接管φ120×3GB/T8163-8720號鋼21冷凝器列管式冷凝器--第六章總平面布置6.1總平面布置原那么1、根據企業(yè)性質、生產規(guī)模、工藝流程，結合場地自然條件因地制宜進行布置。符合園區(qū)建筑工程規(guī)劃設計要點要求；力求分區(qū)明確，運輸便捷，方便生產，確保平安，有利管理。2、防火間距滿足現行國家標準?建筑設計防火標準?GB50016-2006和?石油化工企業(yè)設計防火標準?GB50160-2021的有關規(guī)定。3、節(jié)約用地，在進行合理、經濟布置的同時充分考慮今后企業(yè)的開展和預留。并滿足消防、平安、衛(wèi)生的要求。6.2總圖布置方案考慮工廠整體的需要，根據相關標準，設計要求的重點園區(qū)，結合地形和工程地質，水文，地質和氣象條件，對四大地區(qū)的工廠布局，即廠前辦公區(qū)，生活區(qū)，生產區(qū)，分別在庫區(qū)設計兩個入口，原料和成品，人流、物流的門。內部道路規(guī)劃成一個環(huán)網，可滿足運輸和消防車。主要道路及消防道路路面寬度>6米，轉彎半徑>9米，道路為混凝土面層結構。廠區(qū)內道路采用城市型道路，混凝土面層結構。廠區(qū)內道路根據廠內運輸、消防、平安衛(wèi)生等要求進行布置，道路寬度采用10米、6米和4米幾個等級，在罐區(qū)和工藝裝置四周設有寬度不小于6米的環(huán)行消防通道。廠區(qū)圍墻沿園區(qū)道路的兩側采用鏤空圍墻，圍墻高度1.8～2.1米；與相鄰工廠之間設置圍墻，圍墻高度2.1m。廠區(qū)設有兩個出入口，人流門設置在南面，物流門設在北面，實行人流、物流別離。廠區(qū)綠化：為工廠提供一個干凈，健康和平安的環(huán)境，除道路外的所有空間應進行景觀。格林應根據化工企業(yè)特點，點，線，面結合。主要以工廠區(qū)前的區(qū)域空間較大，應種植園林樹木種植有灌木與草坪；，在電站圍墻油質內側副種植低矮樹木和草坪抗，污染能力；在工藝裝置空間及道路兩側主要是小灌木與草坪的，播種。所有的綠化工程不影響廠的道路通暢，不得成為火險。公司總占地面積330畝。第七章平安環(huán)保7.1主要污染源及擬采取的污染治理措施1.廢水：在工程的“清污分流〞、“雨污分流排水練習，廢水經收集發(fā)送到該公司的新的污水處理站處理〔設計容量為600m3/d，“脈沖UASB〔厭氧〕+生物接觸氧化系統(tǒng)的組成技術〞過程〕預處理，到達標準疏散著名的沿江城市污水處理廠集中處理，尾水的城市污水處理廠污染物排放標準GB18918-2002一級標準后排入長江。循環(huán)冷卻水排放干凈的水直接排入下水道清理開發(fā)區(qū)。2.廢氣：水吸收塔的空氣，醋酸別離不氣，丙烯酸精餾不凝氣，不凝氣聚體分解，污染物主要是丙烯，丙烷，丙烯醛，乙酸、丙烯酸，等。廢氣通過管道收集提交的催化反響裝置，廢氣的排放標準治療后高35m。催化反響裝置主要由排氣集氣，催化反響和熱回收系統(tǒng)，計算機自動控制系統(tǒng)，報警系統(tǒng)等幾個主要成分，程度高，實現全過程動態(tài)控制的自動化設備。3.噪聲：本工程主要噪聲源為空壓機