9000ta甲苯加氫生產(chǎn)甲基環(huán)已烷中試工藝設(shè)計(jì)

第四章廠址選擇與車(chē)間布置4.1選址原則適應(yīng)國(guó)家、區(qū)域的產(chǎn)業(yè)布局、產(chǎn)品供應(yīng)、需求等需要；與城鎮(zhèn)規(guī)劃和工業(yè)區(qū)規(guī)劃相一致；盡量節(jié)省土地，盡量減少或不占用良田和耕地；企業(yè)所需要的原料、燃料和輔助品的供給是經(jīng)濟(jì)、合理的；供水、水電供應(yīng)正常，相對(duì)易于開(kāi)展施工工作，不對(duì)當(dāng)?shù)鼐裎拿饕约暗乩憝h(huán)境造成重大的毀壞，有利于為設(shè)計(jì)項(xiàng)目節(jié)省開(kāi)支以便更好的投產(chǎn)，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。4.2武漢化學(xué)工業(yè)區(qū)的特點(diǎn)圖4-1廠址選擇1.區(qū)位地理位置優(yōu)良且甲苯原料來(lái)源充足素有“九省通衢"之稱的武漢，交通便捷?；^(qū)已建成臨江大道、八吉府路、乙烯快速路等縱橫交織的骨干路線?；^(qū)的鐵路專用線全面建成全長(zhǎng)22公里?；^(qū)擁有約18公里岸線。已建成的碼頭有中石化乙烯重大件碼頭和乙烯液體碼頭。并且華中地區(qū)原料甲苯產(chǎn)量較大，其中武漢石化是盛產(chǎn)甲苯的公司之一，年產(chǎn)能達(dá)到數(shù)十萬(wàn)噸。2.資源成本優(yōu)勢(shì)武漢擁有包括“武漢大學(xué)”、“華中科技大學(xué)”在內(nèi)的85所高校，擁有國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室24個(gè)，國(guó)家級(jí)工程技術(shù)研究中心23個(gè)，擁有58位兩院院士，118萬(wàn)在校生，為化工園區(qū)的建設(shè)與發(fā)展提供了充足的人才與技術(shù)支撐。這里有大量的淡水資源，有長(zhǎng)江從這里流過(guò)，有許多湖；供電充足，價(jià)格便宜，具有顯著的優(yōu)越性。它還是華中金融中心，最大的流通業(yè)中心，商品的集散地，為企業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)品的銷(xiāo)售提供了方便。3.市場(chǎng)腹地優(yōu)勢(shì)武漢是我國(guó)經(jīng)濟(jì)承東啟西，通達(dá)南北的重要樞紐，也是最具地域影響力的內(nèi)陸城市。武漢及其周邊地區(qū)的汽車(chē)，光電，家用電器，建材，輕工，紡織，醫(yī)藥等工業(yè)的迅速發(fā)展，以及城鎮(zhèn)化的迅速發(fā)展，都給武漢的化學(xué)工業(yè)帶來(lái)了巨大的市場(chǎng)。4.3車(chē)間布置設(shè)計(jì)內(nèi)容廠房?jī)?nèi)各設(shè)備的布置：確定建筑和尺寸大??；確定管道，儀表位置，然后規(guī)范方向。主要內(nèi)容有：1.在廠房的平面上和立體上，確定設(shè)備位置。2.明確在流程圖中通常未標(biāo)明的一些附屬或公用設(shè)施的地點(diǎn)。3.確定通路系統(tǒng)的位置和大小，以用于安裝、運(yùn)行和維護(hù)。4.根據(jù)以上所列數(shù)據(jù)，對(duì)樓宇及工地的大小進(jìn)行計(jì)算。4.4車(chē)間布置要求在一個(gè)廠房的布局中，設(shè)備布局是一個(gè)重要的考量因素。從生產(chǎn)工藝上看，設(shè)備安置順序隨本次設(shè)計(jì)中的工藝順序進(jìn)行處理，用正確的安置方法和安全的安置間距以避免出現(xiàn)意外事故造成不必要的損失。從安全，衛(wèi)生和環(huán)保上看，保證廠房?jī)?nèi)合適的光照條件，為車(chē)間和人員的安全為目的，廠房?jī)?nèi)空氣不得鼻塞，要保證空氣流暢。然后做好防火防爆措施：控制人員和設(shè)備的數(shù)量；防止帶電部件之間的靜電放電；防止外部物體導(dǎo)致的靜電放電；防止因各種靜電而引起的火災(zāi)；（5）各類(lèi)廠房、車(chē)間防火和防爆區(qū)要豎立防火墻。注意車(chē)間清潔與衛(wèi)生。從安裝檢修上來(lái)看，在每層必要位置設(shè)置吊裝孔。為了能夠安裝檢修，設(shè)備能夠自由進(jìn)出廠房?jī)?nèi)外，需要提供適當(dāng)?shù)倪\(yùn)輸空間且得配備相應(yīng)的運(yùn)輸設(shè)備。從土建要求上來(lái)看，在保持安全情況下廠房?jī)?nèi)部設(shè)備占用面積盡量最小，減少建造成本。如果設(shè)備笨重易產(chǎn)生震動(dòng)現(xiàn)象，做好防范措施，將設(shè)備放置在最底層最佳

第五章公用工程公用工程包括給排水、供電、供熱、通風(fēng)等。5.1給排水在給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，要對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)的劃分，并對(duì)其主要的地下管道布置進(jìn)行詳細(xì)的描述，比如：消防水系統(tǒng)水量、水壓、消火栓和消防水炮的設(shè)置情況，將設(shè)計(jì)中所使用的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范名稱、標(biāo)準(zhǔn)號(hào)、年代號(hào)和版次都列出來(lái)，同時(shí)還要對(duì)各種水量的計(jì)量要求、管材選擇、管道連接方式、地下管道基礎(chǔ)措施、防腐措施、井類(lèi)選用等內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)介紹。繪制供水管網(wǎng)、給水管網(wǎng)、給水管網(wǎng)的平面圖、布局圖等。具體的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)請(qǐng)參照《石油化工給排水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》SH3099-2000和《化工企業(yè)給排水設(shè)計(jì)施工圖內(nèi)容深度統(tǒng)一規(guī)定》GH/T20522-2007等一系列的相關(guān)規(guī)范。工廠的排水系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)做到清污分流，并且在實(shí)際工程中，對(duì)于不同的廢水應(yīng)當(dāng)采取不同的處理方式，從而最大程度的節(jié)省污水處理投資。同時(shí)對(duì)于工廠資源回收利用也是一個(gè)很重要的方面，提高水資源利用效率。5.2供電為保證設(shè)備的運(yùn)行，電負(fù)荷是一個(gè)重要的指標(biāo)，會(huì)受到時(shí)間，天氣和季節(jié)的影響。為保證電能供給可靠且滿足生產(chǎn)的需要，對(duì)電負(fù)荷做了分類(lèi)，分別為一、二、三級(jí)分類(lèi)還有特殊供電。如果在實(shí)際生產(chǎn)中，電廠中有特別的供電要求的負(fù)載，通常都是由生產(chǎn)設(shè)備的電源供電，必要時(shí)可單獨(dú)設(shè)置應(yīng)急電源。供電設(shè)施滿足這幾個(gè)原則，安全簡(jiǎn)單，便于管理，節(jié)約能源，設(shè)置恰當(dāng)，符合生產(chǎn)要求和經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。5.3供熱若在實(shí)際工藝路線中，供熱對(duì)于蒸發(fā)，干燥等流程是至關(guān)重要的，比如本次設(shè)計(jì)中換熱器的設(shè)計(jì)，使用高溫反應(yīng)后的氣體對(duì)初始反應(yīng)物氣體進(jìn)行加熱。還有一些可利用的熱源如煙氣道，成本非?？捎^，由于不太穩(wěn)定的溫度變化可能會(huì)出現(xiàn)意外事故，若使用水蒸氣當(dāng)做供熱資源的話，溫度過(guò)高時(shí)的巨大壓力對(duì)于設(shè)備有一定的高需求，因此在工藝路線設(shè)計(jì)中多觀察可重復(fù)利用的熱源來(lái)進(jìn)行換熱網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)最終達(dá)到經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的目的。5.4通風(fēng)在密封的生產(chǎn)車(chē)間內(nèi)一些細(xì)小的粉塵顆粒聚集到一定的濃度之后可能會(huì)有引發(fā)爆炸的危險(xiǎn)后果，因此工廠會(huì)采用自然透風(fēng)，機(jī)械透風(fēng)，除塵凈化或者再設(shè)計(jì)一個(gè)局部透風(fēng)等方式來(lái)降低車(chē)間環(huán)境中可燃物濃度從而規(guī)避潛在的危險(xiǎn)。詳細(xì)通風(fēng)設(shè)計(jì)條件見(jiàn)《化工采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)定》GH/T20698-2009第六章安全與環(huán)境保護(hù)6.1甲基環(huán)己烷的烷毒性及防護(hù)甲基環(huán)己烷具有輕微的毒性可引起一系列皮膚癥狀例如干燥、發(fā)紅和潰瘍等，容易對(duì)水源土地空氣造成破壞，用途廣泛，為確保能用于有機(jī)合成，在實(shí)際生產(chǎn)車(chē)間中允許的最高濃度為500ppm，避免形成不可控的易燃混合物，注意全面透風(fēng)，有必要時(shí)生產(chǎn)人員需要穿好防護(hù)用具避免氧化劑和火源，儲(chǔ)存或者搬運(yùn)時(shí)，輕拿輕放避免儲(chǔ)存容器造成泄露。若發(fā)生泄露應(yīng)該從源頭，傳播途徑來(lái)阻止泄露的二次傷害，對(duì)于源頭，小量泄露可以吸附處理，大量泄露引流至安全區(qū)域收集集中廢物處理。對(duì)于傳播途徑，撤離車(chē)間人員，處理泄露的人員應(yīng)該佩戴面具和工作服。6.2防火防爆甲基環(huán)己烷由于容易與空氣形成可燃的混合物，并且在高溫下，儲(chǔ)存的容器也可能發(fā)生爆炸，高速的沖擊、流動(dòng)和激蕩也可能引起靜電的產(chǎn)生從而引發(fā)火災(zāi)，其蒸汽密度比空氣重，若擴(kuò)散至火源處也極易引發(fā)起火并回燃。在防火防爆措施中最重要的一點(diǎn)是控制火源，對(duì)于儲(chǔ)藏有甲基環(huán)己烷的容器若發(fā)生火災(zāi)則有可能的話就將容器移出火場(chǎng)，如果沒(méi)必要或者不可能的情況則快速撤離人員。滅火劑選取泡沫、二氧化碳等，水起不到滅火作用。也可設(shè)置防爆泄壓裝置，特定的危險(xiǎn)車(chē)間或者車(chē)間之間相互隔離等來(lái)起到防火防爆作用。6.3廢水化工廢水具有一定的毒害性，腐蝕性，不可隨意的排放至大自然，并且對(duì)環(huán)境破壞力大且恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)。處理廢水的方法根據(jù)要求和水體質(zhì)量分為一級(jí)二級(jí)三級(jí)。本次設(shè)計(jì)中熱水和冷凝罐冷凝水可以直接回收循環(huán)利用。6.4廢氣化工廢氣一般指沒(méi)有再次使用的可能的氣體，并且排入大氣中危害環(huán)境不利于生態(tài)平衡。根據(jù)污染物種類(lèi)、濃度、氣體流量、工藝要求和環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)等因素將常見(jiàn)的廢氣處理方法羅列：吸收法、活性炭吸附法、催化氧化法、篩分吸附法、冷凝法和燃燒法。在本次設(shè)計(jì)中反應(yīng)后期產(chǎn)生的不凝氣體和烷烴類(lèi)還有未反應(yīng)的原料甲苯和氫氣都可以通過(guò)燃燒法將有機(jī)廢氣燃燒分解成無(wú)機(jī)無(wú)害物從而達(dá)到凈化廢氣的目的。6.5廢渣本次設(shè)計(jì)的工藝過(guò)程中廢渣主要為反應(yīng)釜的底料和催化劑，NiMgAl-HTlcs為前驅(qū)體制備的三元類(lèi)水滑石催化劑三元類(lèi)水滑石催化劑經(jīng)過(guò)回收可以循環(huán)利用六次，若廢渣處理不當(dāng)，經(jīng)過(guò)自然長(zhǎng)期雨水侵蝕污染土地水源，也會(huì)間接影響空氣。因此對(duì)化工廢料的處理是一項(xiàng)及其重要的工作。 經(jīng)濟(jì)核算第七章經(jīng)濟(jì)核算7.1投資估算無(wú)形資產(chǎn)包括土地轉(zhuǎn)讓費(fèi)和土地使用權(quán)，應(yīng)該按照當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況和《編制辦法》進(jìn)行處理。標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備以及材料可以采用市場(chǎng)價(jià)格，安裝和建筑費(fèi)用可以與同等相似的工程建設(shè)對(duì)比，并且結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際物價(jià)進(jìn)行估算，其他相關(guān)費(fèi)用根據(jù)已有信息按國(guó)家出臺(tái)有關(guān)可行性報(bào)告投資估算編制方法來(lái)規(guī)定。非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備同樣按國(guó)家實(shí)際推行的估價(jià)方式并結(jié)合市場(chǎng)情況來(lái)進(jìn)行合理的規(guī)定。固定資產(chǎn)投資是當(dāng)國(guó)家以實(shí)現(xiàn)某項(xiàng)目或者產(chǎn)品方案為目的建造大型的工廠或具有保護(hù)作用的裝置，按規(guī)模大小不得不支出的費(fèi)用。一般由總預(yù)備費(fèi)、設(shè)備費(fèi)、工程建設(shè)費(fèi)用等組成，其公式計(jì)算方法如小：K其中：R1R2R3R4設(shè)備的投資費(fèi)用其系數(shù)一般取為1.2，計(jì)算公式如下：K在為項(xiàng)目生產(chǎn)運(yùn)作正常發(fā)生經(jīng)營(yíng)活動(dòng)而預(yù)先需要的使其能夠周轉(zhuǎn)的費(fèi)用，主要用來(lái)購(gòu)買(mǎi)生產(chǎn)原材料、動(dòng)力能源、勞動(dòng)力和相關(guān)設(shè)備。一般記做固定資產(chǎn)投資的五分之一，同時(shí)建設(shè)期貸款利息取固定資產(chǎn)投資的百分之十二。建設(shè)項(xiàng)目總投資=總固定資產(chǎn)投資+流動(dòng)資金+貸款利息K7.2估算成本表7-1主要用料序號(hào)項(xiàng)目單位消耗備注1甲苯Kg/h1176.5192氫氣（93%）Kg/h84.869325

表7-1主要用料（續(xù)表）序號(hào)項(xiàng)目單位消耗備注3催化劑kg843.75一次填充5熱水（1.1MPa）Kg/h919.38736軟水t/t1.37循環(huán)水t/t8.68新鮮水t/t0.5間斷用9氮?dú)釱g/h1.180575間斷用10儀表空氣Nm3/t811裝置空氣Nm3/t2間斷用12電KWh/t397.3項(xiàng)目成本分析及項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)項(xiàng)目成本分析主要是對(duì)直接生產(chǎn)的成本和設(shè)備折舊的成本進(jìn)行計(jì)算。本次設(shè)計(jì)中甲苯、氫氣和類(lèi)水滑石催化劑等原材料和公用工程為直接生產(chǎn)成本，其計(jì)算如下：（1）材料費(fèi)藥品消耗量/kg/d單價(jià)/元/噸成本/元/天甲苯23207.625360083547催化劑2.31165150000344.88（2）公用工程費(fèi)對(duì)于整套工藝流程耗電量進(jìn)行估算，本設(shè)計(jì)生產(chǎn)甲基環(huán)己烷耗電總量為：720KWh/d，按0.86元/度計(jì)算，成本費(fèi)用約為619.2元。設(shè)備折舊成本計(jì)算中，每年會(huì)對(duì)設(shè)備折舊進(jìn)行補(bǔ)償，其費(fèi)用為所有設(shè)備花銷(xiāo)的10%。同時(shí)也可以使用平均分?jǐn)偡ǎ篋=經(jīng)濟(jì)效應(yīng)的評(píng)價(jià)主要有幾個(gè)原則：1.以國(guó)家技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策為背景，合適的設(shè)備和合理的經(jīng)營(yíng)管理在實(shí)際生產(chǎn)中尤為重要。2.企業(yè)個(gè)體的經(jīng)濟(jì)效益要與整個(gè)社會(huì)乃至國(guó)家的基本結(jié)合。3.對(duì)于如何看待并處理目前和長(zhǎng)遠(yuǎn)的利益要有正確的措施。4.從定性和定量?jī)蓚€(gè)方面來(lái)衡量一件事情所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益或者評(píng)價(jià)其好壞。為了權(quán)衡價(jià)格給經(jīng)濟(jì)效益帶來(lái)的影響，可以使用盈虧平衡來(lái)對(duì)其進(jìn)行分析：S?C=S? 結(jié)語(yǔ)第八章結(jié)語(yǔ)本次設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)甲苯加氫反應(yīng)年產(chǎn)九千噸甲基環(huán)己烷，經(jīng)過(guò)文獻(xiàn)查閱對(duì)比選擇使用氣相法，并且在NiMgAl(0.4:3:1)-HTlcs為前驅(qū)體制備的三元類(lèi)水滑石催化劑作用下生產(chǎn)高純度的產(chǎn)品。雖然之前階段沒(méi)有獨(dú)立完成過(guò)整個(gè)化工流程的設(shè)計(jì)，但是在羅北平老師的小組統(tǒng)一帶領(lǐng)下，在一次次小組會(huì)議中，老師指導(dǎo)出設(shè)計(jì)每一步需要做的工作以及細(xì)節(jié)，給了我大致的設(shè)計(jì)方向。最大的問(wèn)題是對(duì)Aspen模擬軟件中的設(shè)計(jì)規(guī)范等操作細(xì)節(jié)的不熟悉以及如何選取設(shè)備。不過(guò)好在其他同學(xué)的幫助下不斷的更改好了軟件時(shí)常存在的運(yùn)行錯(cuò)誤，補(bǔ)足了相關(guān)欠缺的知識(shí)，對(duì)設(shè)計(jì)全流程有了更加進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。同時(shí)在設(shè)計(jì)過(guò)程中看到了自己的外文文獻(xiàn)的查詢能力，圖紙繪畫(huà)能力和軟件運(yùn)用能力還有待提高。經(jīng)過(guò)本次設(shè)計(jì)的實(shí)踐，希望能夠在之后的學(xué)習(xí)中不斷提升設(shè)計(jì)上的能力和知識(shí)面。 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)[1]王遠(yuǎn)強(qiáng),余夕志,陳長(zhǎng)林等.Ni2P/TiO2對(duì)甲苯的催化加氫反應(yīng)性能[J].高校化學(xué)工程學(xué)報(bào),2005,(05):625-629.[2]王贏權(quán),于欣,周彩榮等.等離子體-催化劑體系下甲苯加氫反應(yīng)[J].高?；瘜W(xué)工程學(xué)報(bào),2014,28(6):1255-1262.[3]鄭曉廣.甲苯部分加氫反應(yīng)研究[J].河南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2011,39(03):92-95[4]王箭.甲苯高效催化加氫體系的研究[D].華東師范大學(xué),2010.[5]周偉.甲苯在鎳基催化劑上加氫的研究[J].淮陰工學(xué)學(xué)報(bào),2002,(5):1-3.[6]宋鵬飛,侯建國(guó),王秀林.甲基環(huán)己烷甲苯液體有機(jī)物儲(chǔ)氫技術(shù)的研究進(jìn)展[J].天然氣化工(C1化學(xué)與化工),2021,46(S1):18-23.[7]張旭,周祥,郭錦標(biāo),王鑫磊.甲基環(huán)己烷催化裂化的研究進(jìn)展[J].石油化工,2013,42(01):104-110.[8]王鋒,楊運(yùn)泉,胡擁軍,曾永林.儲(chǔ)氫介質(zhì)甲基環(huán)己烷研究進(jìn)展[J].化工進(jìn)展,2017,36(02):538-547.[9]楊珊珊.DMF+NH4SCN萃取分離甲苯和甲基環(huán)己烷及其液液相平衡研究[D].哈爾濱工程大學(xué),2015.[10]龔亮.淺析我國(guó)溶劑油生產(chǎn)現(xiàn)狀[D].大眾商務(wù),2009.[11]孫迪,王澤亮,張以利,張?jiān)?石油化工裝置總平面設(shè)計(jì)優(yōu)化[J].石油化工設(shè)計(jì)2020,37(1):5-7+14+4.[12]中石化上海工程有限公司編.化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)第五版[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2018.[13]宋航,杜開(kāi)峰,李子元,付超.化工技術(shù)經(jīng)濟(jì)[M]北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2021.[14]姜泰熙,金承哲,陶春曉,邢永恒.減壓下甲基環(huán)己烷(1)-甲苯(2)系的汽液平衡研究[J].吉林化工學(xué)院學(xué)報(bào),