35000t-a苯加氫合成環(huán)己烷的工藝設計

⑵出料管選取uL=1.5m/s，duLVL圓整后取管子規(guī)格為?58×4mm。4.3換熱器選型4.3.1設計實列E-103對換熱器E-103，用冷卻水將200℃出口物流冷卻到所需溫度。殼程與殼層的物性參數(shù)如下表所示。表4-5換熱器操作參數(shù)項目參數(shù)項目參數(shù)介質(zhì)名稱H2O密度998.2設計壓力/bar5比熱容4.184設計溫度/℃30熱導率0.597進口溫度/℃20粘度0.001004出口溫度/℃25進口壓力/bar5表4-6換熱器操作參數(shù)項目參數(shù)介質(zhì)名稱苯，氫氣，環(huán)己烷等設計壓力bar5設計溫度℃220表4-6換熱器操作參數(shù)（續(xù)表）項目參數(shù)進口溫度/℃200出口溫度/℃30進口壓力/bar5污垢熱阻/m2*℃/W0.00018通過ASPEN模擬計算可得熱量為：Q=923.699KW則冷卻水用量為：mE-103原料入口T1=200℃，出口T2=30℃，冷卻水入口t1=20℃，出口t2=25℃。平均傳熱溫差?tP=R=圖4-4四管程對數(shù)平均溫度差校正系數(shù)圖從圖中得φ=0.82，?tm=3.459℃S=根據(jù)換熱器特點選用：管殼式換熱器。第五章三廢處理第五章三廢處理5.1三廢處理標準本工藝設計采用的處理標準如下：5.2三廢的處理5.2.1廢水處理（1）主要成分萃取劑回收塔（T-102）塔頂苯與環(huán)己烷液體混合物少量、去雜質(zhì)閃蒸罐（V-102）中高沸點雜質(zhì)、冷凝水、生活廢水。（2）處理方法塔和閃蒸罐得廢水含有有毒物質(zhì)苯，所以需要運輸至特定得污水處理中心進行特殊處理；進行換熱得冷凝水進行集中回收再二次應用減少能源消耗；生活廢水則直接排入下水道。5.2.2廢氣處理（1）主要來源以萃取精餾塔（T-101）得氣相采出為主，成分為氫氣和環(huán)己烷；去氫閃蒸罐（V-101）也有少量未反應得氫氣和甲烷。（2）處理方法廢氣均為無毒得碳氫化合物所以直接運送至火炬處理中心統(tǒng)一處理。。5.2.3廢渣處理（1）主要成分失活得催化劑；生活和工業(yè)垃圾。（2）處理方法失活得催化劑必須進行返廠處理；生活和其他工業(yè)廢渣送往處理中心。第六章廠址選擇與車間布置廠址選擇必須根據(jù)國家建設的具體政策，要選擇出成本投入少、建設快、運行成本低、經(jīng)濟效益高的廠址。6.1選廠要求1、所選廠址必須滿足該地的原料充沛、地形氣候要符合建廠需求；2、符合國家和當?shù)氐墓I(yè)規(guī)劃；3、所選廠址需要具備較好的交通環(huán)境，擁有較好的水陸空運輸網(wǎng)絡；4、廠址需要避開自然災害多發(fā)區(qū)；5、所建工廠應該被當?shù)厣鐣腿嗣窠邮堋?.2初步擬定廠址比較項目廠址選擇在齊魯化學工業(yè)園，齊翔騰達新廠區(qū)內(nèi)，交通條件便利，臨近鐵路、高速、國道、空港、海港。 圖6-1淄博齊翔騰達化工股份有限公司地理位置圖 6.3項目開展優(yōu)勢總結(jié)6.3.1交通條件有膠濟線、辛泰線、京滬線等多條鐵路干線；有濟青高速公路以及濱博高速公路等多條國道；在港口方面，青島空港以及濟南空港都可作為運輸港口。豐富的交通網(wǎng)絡讓此處非常便于原料和產(chǎn)品的運輸。6.3.2基礎條件在水電供給上，園區(qū)會對現(xiàn)有供水設備以及供電長進行擴建，使供水能力達到33萬噸/日，供電能力86.2萬千瓦。兩座污水處理廠可以達到6萬噸/日的處理量。6.3.3政策條件齊魯化工區(qū)具有國家級化工區(qū)的優(yōu)惠政策，對企業(yè)不僅稅收上有所減免也會免收其他建設費，開發(fā)費等相關(guān)費用也會相應減少，在土地租借以及價格上采用面議的方式讓復雜和成本高的項目享受最大優(yōu)惠。6.4車間布置車間布置詳情見附圖。 第七章環(huán)境與安全第七章環(huán)境與安全7.1環(huán)境保護7.1.1環(huán)境保護標準在工業(yè)生產(chǎn)的實踐中容易對環(huán)境造成損傷是原料產(chǎn)品運輸、使用、存儲以及生產(chǎn)途中的三廢。使用在具體的實操中要遵循以下規(guī)定：在項目的設計之初就要仔細考慮如何減輕或者不產(chǎn)生對環(huán)境的危害，要在理論設計上就使用綠色資源、實現(xiàn)循環(huán)使用、達到排放污染物最少。7.2安全生產(chǎn)要領1、安全意識培養(yǎng)：提高員工的安全意識是化工安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。員工應接受相關(guān)培訓，了解化工安全規(guī)定和程序，并且應始終保持警惕，意識到化工作業(yè)中的潛在風險。2、風險評估和管理：在進行任何化工作業(yè)之前，必須進行全面的風險評估。識別潛在的危險因素、風險源和可能的事故，并采取相應的管理措施來減少風險。3、使用正確的防護裝備：員工在進行化工操作時應使用適當?shù)膫€人防護裝備，如安全眼鏡、呼吸防護器、耳塞、防護服等，以最大程度地減少事故發(fā)生時對員工的傷害。4、安全操作規(guī)程：制定并執(zhí)行明確的安全操作規(guī)程，確保員工按照規(guī)定的程序和最佳實踐操作。包括使用正確的設備操作方法、正確的化學品處理和儲存方法等。5、定期維護和檢修設備：定期檢查和維護化工設備，確保設備正常運行且無安全隱患。及時修復設備故障，以防止可能導致事故的設備失效。6、合規(guī)與法規(guī)遵循：遵守國家和地方的化工安全法規(guī)和標準，確?；どa(chǎn)過程符合相關(guān)法律法規(guī)的要求。7.3主要安全隱患與防護措施7.3.1化學品泄漏和噴濺化學品的泄漏和噴濺可能導致火災、爆炸和化學品暴露等危險。防護措施包括：使用適當?shù)膫€人防護裝備，如防護服、防護眼鏡、呼吸防護器等。遵守正確的化學品儲存和處理方法，確保容器密封良好。配備泄漏應急處理設備和材料，并進行相應的泄漏處置培訓。定期檢查設備和管道的泄漏風險，及時修復損壞或老化的部件。7.3.2火災和爆炸化工過程中存在火源和易燃材料，可能導致火災和爆炸事故。防護措施包括：使用防火材料和耐火設備，如阻火涂料和火焰熄滅器。建立火災報警系統(tǒng)和自動滅火系統(tǒng)，并定期進行測試和維護。儲存和處理易燃物品時遵守正確的操作規(guī)程。培訓員工火災逃生和滅火技能，并設置緊急出口和疏散標志。7.3.3高溫和壓力在化工過程中，高溫和高壓可能導致設備損壞、泄漏和爆炸。防護措施包括：定期檢查和維護設備，確保其耐高溫和高壓。定期測試和校準安全閥和壓力表。設計和使用安全控制系統(tǒng)，監(jiān)測和控制溫度和壓力。提供員工相關(guān)的熱防護裝備和培訓。第八章經(jīng)濟分析第八章經(jīng)濟分析8.1直接費用預算8.1.1直接材料費表8-1直接材料費用一覽表名稱年消耗量/噸單價/元/噸總價/萬元苯34084.442001431.528氫氣2621.946801227.0492催化劑1000542005420環(huán)丁砜55004030022165總計30243.57728.1.2公用工程費表8-2直接材料費用一覽表名稱年消耗量/萬噸單價/元總價/萬元冷卻水2000.5100電1.13E+070.7791總計8918.2人員編制及費用預算人員編制及費用估算一覽表如表5-3所示。表8-3人員編制及費用估算一覽表職位計劃人數(shù)年基本工資/萬元總經(jīng)理130總工程師124操作員工60288生產(chǎn)主管17.2生產(chǎn)經(jīng)理19.6生產(chǎn)總監(jiān)112電氣工程師115機械工程師115設備主管112計量員19.6表8-3人員編制及費用估算一覽表（續(xù)表）職位計劃人數(shù)年基本工資/萬元質(zhì)量工程師115技術(shù)工程師115安全衛(wèi)生環(huán)保經(jīng)理19.6財務經(jīng)理19.6生產(chǎn)經(jīng)理19.6生產(chǎn)總監(jiān)112合計75493.28.3設備購置費工藝主要設備購置費如表8-4。表8-4換熱器設備購置費用表類型名稱數(shù)量管程殼程價格/萬元管板式H1125Q235B2.38管板式H2125Q235B7.76管板式H3125Q235B3.21管板式H4125Q235B4.52管板式H5125Q235B1.33管板式H6125Q235B4.21管板式H7125Q235B1.16總計724.57類型名稱數(shù)量價格/萬元反應器R-1011357反應器R-1021101.1精餾塔T-3011231.5精餾塔T-3021116.6總計449.2表8-5反應器與塔設備購置費用表8.4設備折舊成本在實際生產(chǎn)操作中，逐年對所有設備折舊進行補償，采用直線折舊法，根據(jù)如下公式計算：P?資產(chǎn)原值S—預計資產(chǎn)殘值n—折舊年限粗略估算設備折舊取總設備費用的10％。所以D=(24.57+449.2)8.5銷售收入年銷售收入估算如表8-6所示。表8-6年銷售收入估算產(chǎn)品年產(chǎn)量（萬噸）單價（元/噸）總收入（萬元）環(huán)己烷3.57100248500結(jié)論結(jié)論本項目是年產(chǎn)3.5萬噸苯加氫合成環(huán)己烷的設計，采用氣相苯加氫法合成環(huán)己烷，運用ASPEN對流程進行設計以及模擬計算。本次設計共有反應合成工段、粗分離工段、精餾提純工段三個工段。汽化后的苯和氫兩股物流分別進入第一二反應器進行加成反應得到環(huán)己烷以及其他副產(chǎn)物的過程為反應合成工段。帶有雜質(zhì)的環(huán)己烷物流經(jīng)過兩個上閃蒸罐去除含有的氫和高沸點雜質(zhì)的過程為粗分離工段。粗分離后的環(huán)己烷經(jīng)過精餾塔在環(huán)丁砜的萃取下得到符合標準純度的環(huán)己烷，再對萃取劑進行回收利于的過程為精餾提純工段。在設計過程中運用ASPEN對閃蒸罐的溫度及壓力進行靈敏度分析得到最適宜的數(shù)值，V-201溫度為30℃壓力為15bar，V-202溫度為150℃壓力位1bar，對塔進行回流比、進料位置、萃取劑的流量進行靈敏度分析得到適宜數(shù)據(jù)。 附錄參考文獻張良,胡飛付,楊伍,等.苯-環(huán)己烷共沸體系物性方法與萃取劑的篩選[J].科技廣場,2017(3):115-117.劉良紅,傅送保.苯加氫制備環(huán)己烷工藝進展[J].化工進展,2004,23(6):673-676.馮怡然,侯紅串.苯催化加氫生產(chǎn)環(huán)己烷的研究現(xiàn)狀[J].科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力,2013.齊瑞超,張樂.苯加氫精制工藝探討[J].化工管理,2013(20):250+232.韓娟.環(huán)己烷液相氧化反應的實驗技術(shù)探討[J].合成纖維工業(yè),2017,40(05):71-74.王玉清.苯加氫制環(huán)己烷工藝及改進[J].化學工業(yè)與工程技術(shù),2007(03):44-46.孔祥鵬.苯催化加氫制備環(huán)已烷工藝及催化劑改性研究[D].太原理工大學,2011.CyclohexaneMarketAnalysisScope2018|KeyPlayers,GrowthFactors,RegionsandApplications,IndustryForecastby2023[J].M2Presswire,2018.馮怡然,侯紅串.苯催化加氫生產(chǎn)環(huán)己烷的研究現(xiàn)狀[J].科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力,2013(08):76-79.王云飛,楊晨霞,段毅文.苯加氫生產(chǎn)環(huán)己烷的研究進展[J].內(nèi)蒙古石油化工,2012.NagaharaH,OnoM,KonishiM,etal.Partialhydrogenationofbenzenetocyclohexene[J].Appliedsurfacescience,1997,121:448-451姚玉英主編.化工原理(下冊)[M].天津:天津大學出版社,1997,12.楊平輝,曾令平.苯加氫合成環(huán)己烷系統(tǒng)有效能分析[J].化工設計,1999(03):12+14-16+3.StruijkJ,MoeneR,KampT,etal.Partialliquid-phasehydrogenationofbenzenetocyclohexeneoverrutheniumcatalystsinthepresenceofanaqueoussaltsolution[J].AppliedCatalysisA:General,1992,89(1):77-102.梁志武,陳聲宗.化工設計-4版.北京:化學工業(yè)出版社,2015.9