目录
摘要 ................................................................................................................................. I 1.概述 .. (1)
1.1生产方法简介及设计方法的确定 (1)
1.1.1氯乙烯单体的制备方法的选取 (1)
1.1.2聚合方法选取 (1)
1.2产品的基本性能 (1)
1.3产品的应用状况 (2)
1.4有关设计参数 (3)
2.物料衡算. (4)
2.1聚合釜物料衡算 (4)
2.2出料槽物料衡算 (5)
2.3汽提塔物料衡算 (6)
2.4离心部分物料衡算 (7)
2.5气流干燥部分物料衡算 (8)
2.6沸腾干燥部分物料衡算 (8)
2.7筛分包装部分物料衡算 (8)
2.8物料衡算总平衡 (9)
3.热量衡算. (11)
4关键设备的选型 (12)
4.1聚合釜的选型 (12)
4.2其他设备的选型 (12)
5.车间设备布置设计 (13)
5.1车间设备布置的原则 (13)
5.1.1车间设备布置的原则 (13)
5.1.2车间设备平面布置的原则 (13)
5.1.3车间设立面布置的原则 (13)
5.2车间设备布置 (14)
5.2.1车间设备平面布置 (14)
5.2.2车间设备立面布置 (14)
6.公用工程 (15)
6.1供水 (15)
6.2供电 (15)
6.3供暖 (15)
6.4通风 (15)
参考文献 (16)
致谢 (17)
年产5万吨PVC生产车间的工艺设计
摘要
本设计是年产5万吨聚氯乙烯（P VC）车间合成工段初步设计。本文对聚氯乙烯的研究，生产和应用进行了详细的概述，阐述了其在化学工业中的作用和地位。并介绍了氯乙烯的制备方法和确定了聚氯乙烯的生产工艺。在确定聚氯乙烯生产工艺的基础上进行了物料衡算，热量衡算，设备选型和车间设计等过程。文中还对供电、供水、采暖等方案进行了简单的阐述。
关键词：氯乙烯，乙烯氯氧化，聚氯乙烯，悬浮聚合，反应釜选型
1.概述
1.1生产方法简介及设计方法的确定
1.1.1 氯乙烯单体的制备方法的选取
氯乙烯单体可由电石乙炔法和乙烯氧氯化法制备，本工艺采用乙烯氧氯化法制备氯乙烯单体。此方法中氧氯化部分主要采用美国古德里奇技术，直接氧化和裂解是西德赫斯特公司的技术。全套装置由直接氧氯化单元、二氯乙烷精馏单元、二氯乙烷裂解单元、氯乙烯精馏单元、废水处理单元和残液焚烧单元组成。
1.1.2聚合方法选取
聚氯乙烯按聚合方法分四大类：悬浮法聚氯乙烯，乳液法聚氯乙烯、本体法聚氯乙烯、溶液法聚氯乙烯。本工艺设计采用悬浮发生产聚乙烯。悬浮法(主要是水相悬浮法)生产的氯化聚氯乙烯为非均质产品,溶解度相对于溶液法产品低,
但热稳定性高,主要用于制造管材、管件、板材等[5]悬浮聚合反应机理和动力学与本体聚合相同，需要研究的式成粒机理和颗粒控制。
氯乙烯悬浮聚合过程大致如下：
将水、分散剂、其他助剂、引发剂先后加入聚合釜中，抽真空和冲氮气牌氧气，然后加单体，升温至预定温度聚合。在聚合过程中温度压力保持恒定。后期压力下降0.1-0.2MPa，相当于80-85%转化率，结束聚合，如降压过多，将使树脂致密。聚合结束后，回收单体，出料，经后处理工序，即得聚氯乙烯树脂成品。
1.2产品的基本性能
聚氯乙烯是无定形的线型、非结晶的聚合物，基本无支链，链节排列规整。聚合度n的数目一般为500～20000。聚氯乙烯树脂为白色粉末，相对密度约1.4。聚氯乙烯塑料有较高的机械强度，良好的化学稳定性。
聚氯乙烯分子中含有大量的氯，使其具有较大的极性，同时具有很好的耐燃性。
聚氯乙烯塑料有优良的耐酸碱、耐磨、耐燃烧和绝缘性能。但是对光和热的稳定性差。在不加热稳定剂的情况下，聚氯乙烯100℃时开始分解，130℃以上分解更快。受热分解出氯化氢气体，使其变色，由白色→浅黄色→红色→褐色→黑色。阳光中的紧外线和氧会使聚氯乙烯发生光氧化分解，因而使聚氯乙烯的柔性下降，最后发脆。同时，上述良好的力学和化学性能迅速下降。解决的办法是在加工过程中加入稳定剂，如硬脂酸或其他脂肪酸的镉、钡、锌盐。
聚氯乙烯的抗冲击性能差,耐寒性不理想，硬质聚氯乙烯塑料的使用温度下限为-15℃，软质聚氯乙烯塑料为-30℃。
聚氯乙烯的透水汽率很低。硬聚氯乙烯长期浸入水中的吸水率小于0.5%，浸24小时为0.05%，选用适当增塑剂的软聚氯乙烯吸水率不大于0.5%。聚氯乙烯室温下的耐磨性超过普通橡胶。聚氯乙烯的电性能取决于聚合物中残留物的数量和各种添加剂。聚氯乙烯的电性能还与受热情况有关，当聚氯乙烯受热分解时，由于氯离子的存在而降低其电绝缘性。
1.3产品的应用状况
PVC树脂可以采用多种方法加工成制品，悬浮聚合的PVC树脂可以挤出成型、压延成型、注塑成型、吹塑成型、粉末成型或压塑成型。分散型树脂或糊树脂通常只采用糊料涂布成型，用于织物的涂布和生产地板革。糊树脂也可以用于搪塑成型、滚塑成型、蘸塑成型和热喷成型。
发达国家PVC树脂的消费结构中主要是硬制品，美国和西欧硬质品占大约2/3的比例，日本占55%；硬质品中主要是管材和型材，占大约70～80%。PVC 软制品市场大约占全部PVC市场的30%，软制品主要包括织物的压延和涂层、电线电缆、薄膜片材、地面材料等。硬质品PVC树脂近年来增长比软制品快。
在全世界范围内一半以上的PVC树脂用于与建筑有关的市场，使PVC行业容易受到经济的波动影响。建筑领域是PVC树脂增长最快的市场，在其它市场中的增长率仅为1.4%/年。增长最快的用途是管材、板壁、和门窗等。
我国聚氯乙烯硬制品应用份额也呈增长趋势，管材、型材和瓶类所占份额由1996年25%增长到1998年的40%，但至今我国聚氯乙烯的应用还是软制品的份额较多。1998年软制品占PVC总用量的51%（其中薄膜为20%，塑料鞋10%，电缆料5%，革制品11%，泡沫和单板等5%），硬制品占40%（其中板材16%，管材9%，异型材8%，瓶3%，其它4%），地板墙纸等占9%。
聚氯乙烯塑料一般可分为硬质和软质两大类。硬制品加工中不添加增塑剂，而软制品则在加工时加入大量增塑剂。聚氯乙烯本来是一种硬性塑料，它的玻璃化温度为80～85℃。加入增塑剂以后，可使玻璃化温度降低，便于在较低的温度下加工，使分子链的柔性和可塑性增大，并可做成在常温下有弹性的软制品。常用的增塑剂有邻苯二甲酸二辛酯、邻酯。一般软质聚氯乙烯塑料所加增塑剂的量为聚氯乙烯的30%～70%。聚氯乙烯在加工时添加了增塑剂、稳定剂、润滑剂、着色剂、填料之后，可加工成各种型材和制品。
⑴一般软塑料制品。利用挤出机可以挤成软管、塑料线、电缆和电线的包皮。利用注射成型的方法并配合各种模具，可制成塑料凉鞋、鞋底、拖鞋等。
⑵薄膜。利用压延机可将聚氯乙烯制成规定厚度的透明或着色薄膜，用这种
方法生产的薄膜称为压延薄膜。也可以将聚氯乙烯的粒状原料利用吹塑成型机吹制成薄膜，用这种方法生产的薄膜称为吹塑薄膜。聚氯乙烯塑料薄膜上可以印花（如印制包装装潢图案和商标等）。薄膜的用途很大，可以通过剪裁、热合方法加工成包装袋、雨衣、桌布、窗帘、充气玩具等。宽幅的透明薄膜可以建造温室和塑料大棚，或者用作地膜。
⑶涂层制品。将聚氯乙烯糊状涂料涂敷在布或纸上，然后在100℃以上将它们塑化，就可制成有衬底的人造革。如果将聚氯乙烯软片用压延机直接压延成有一定厚度时，就制成无衬底的人造革，可压出各种花纹。人造革用于制造皮包、皮箱、沙发和汽车的座垫、地板革以及书的封面等。
⑷泡沫塑料。软质聚氯乙烯在混炼时加入适量的发泡剂，经发泡成型法可制成泡沫塑料，用做泡沫拖鞋、凉鞋、鞋垫、坐垫和防震缓冲的包装材料，也可以用挤出机制成低发泡硬质板材，可代替木材作为建筑材料。
⑸利用热成型法可将聚氯乙烯制成薄壁透明容器，或用于真空吸塑包装材料。这种方法制成的片材也是优良的装饰材料。
⑹糊状制品。将聚氯乙烯分散在液体增塑剂中，使其溶胀和塑化成增塑溶胶，再加入乳液（一种胶粘剂）、稳定剂、填料、着色剂，经过充分搅拌，脱气泡后，可配制成聚氯乙烯糊状制品，可用浸渍法、浇铸法、搪塑法涂敷在各种制品表面，起保护（防腐蚀）、美化作用。
⑺硬管和板材。聚氯乙烯中加入稳定剂、润滑剂和填料，经过混炼之后，可用挤出机挤成各种口径的硬管、异形管、波纹管，用做下水管、引水管、电线套管或楼梯扶手。用压延法制成的聚氯乙烯薄片经重叠热压，可制成各种厚度的硬质板材，它可以切割成所需形状，然后利用聚氯乙烯焊条用热空气流焊接成各种耐化学腐蚀的贮槽、通风管道和各种形状的容器、反应罐。
⑻门窗。它可用硬质聚氯乙烯异形材料组装而成，已经和木门窗、钢窗、铝合金门窗共同占领了建筑市场。
1.4有关设计参数
1.生产周期300天,7800-8000h/Y
2.反应温度55℃
3.反应时间9h
4.转化率92%
5.消耗定额VC 1.015-1.064t/T PVC
6.原辅材料: 去离子水,单体氯乙烯(VCM),分散剂KH-21(聚乙烯醇),PH调节
剂,反应调节剂(-巯基乙醇),引发剂(偶氮二异庚腈),防粘釜剂,终止剂(丙酮缩氨基巯脲),缓释阻垢剂(H-9),碱液(42%)等。
2.物料衡算.
本工艺的配方如下（以单体质量为参考标准）：
去离子水150 单体100 引发剂0.04
分散剂0.08 PH缓冲剂0.06 终止剂0.02
反应调节剂0.0015 缓蚀阻垢剂0.002 消泡剂0.002
采用顺流程的计算顺序进行物料衡算，先求出VC单体的每批投料量。该工艺为年产5万吨，开工330天，计划每天生产2批。后处理损失为5%。
每批应生产聚合物的量=50000000/（330*2*0.95）=7.94*104 Kg/B
假设引发剂（0.04%单体质量）全部结合到聚合物中，并且单体92%转化为
聚合物。则VCM单体的投料量= Kg/B 物料流程图如下
2.1聚合釜物料衡算
进入聚合釜内VCM单体M1=8.664*104 Kg/B
去离子水的质量M2=1.5* M1=129970 kg/B
引发剂的质量M3=0.0004 M1=34.66 kg/B
终止剂的质量M4=0.002 M1=17.33 kg/B
分散剂的质量M5=0.0008M1=69.32 kg/B
PH缓冲剂用量M60.0006 M1=51.99 kg/B
调节剂的质量M7=0.000015M1=1.30 kg/B
防粘釜剂的质量M8=0.00002M1=1.73 kg/B
二次用水的质量M9=400 kg/B
M1+M2+M3+…+M8=53099.47 kg/B
所生成的聚合物质量：8.664*104×92%×99%=78920 kg/B
损失PVC的质量：M损=8.664*104×92%×1%=797.13 kg/B
对聚合釜作全物料衡算得：计算结果是正确的。
计算结果整理成表得：
表1
物料名称进料kg/B 出料kg/B
VCM 86640 6932
水129970 130370 引发剂34.66 34.66
终止剂17.33 17.33
分散剂69.32 69.32
PH缓冲剂51.99 51.99
反应调节剂 1.30 1.30
二次用水400 400
防粘釜剂 1.73 1.73
PVC 78920 损失PVC 797.13 合计217197.79 217197.79
2.2出料槽物料衡算
出料槽中损失的PVC量为M损=8.664*104×92%×1%=797.13 kg/B
因此出料槽中含PVC量为78920-797.13=78120 kg/B
由于出料槽中VCM含量为450ppm，过出料中VCM的量为：
78120×450×10-6=35.15 kg/B
因此回收的VCM量M回1=6932-35.15=6896.85 kg/B
此阶段需要加入碱液和通入蒸汽，按工艺条件加入42%NaOH溶液12升，其重量为1.45*12=17.4 kg，其中含有纯NaOH7.508 kg。有工艺计算可得需要加入水蒸气量为800kg
对出料槽做总物料衡算：可得物料衡算结果是正确的。
计算结果整理成表得：
物料名称进料kg/B 出料kg/B
VCM 6932 35.15
水130370 131180
蒸汽800
所有助剂178.49 178.49 碱液NaOH 7.31水10.09 NaOH 7.31
PVC 78920 78120 回收VCM 6896.85
损失PVC 797.13 合计217214.93 217214.93
2.3汽提塔物料衡算
从这一步开始到筛分包装为连续过程，因此，计算标准相应的转换为千克/小时。根据全年的生产任务和生产时间可以求出：
每小时生产的PVC量为：5×107/(330×24)=6313 kg/h
产品中的含水量为0.3%，折合绝干树脂含量为：
6313×0.997=6294 kg/h
考虑到聚合釜内PVC的损失，则进入汽提塔内绝干树脂量为：
6294/0.95×0.98=6493 kg/h
以6493 kg/h为基准求出汽提塔进料中其他各组分相应的量：
因此进入汽提塔内的水量为：131180×6493/78120=10900 kg/h
进入汽提塔内的分散剂等为：178.49×6493/78120=14.84 kg/h
进入汽提塔内的VC单体为：35.15×6493/78120=2.92 kg/h
损失的PVC的量为：6294/0.95×0.01=66.25 kg/h
故出料中含PVC量为：6493-66.25=6427kg/h
已知出料中VCM含量为20ppm，故出料中含PVC的量为：
6427×20×10-6=0.128kg/h
求蒸汽冷凝量
条件：进入汽提塔内的物料初始温度为60℃，汽提塔内压强为0.06MPa，在此压强下水的沸点为86℃，潜热为2293.9kj/kg，水蒸气的比热容Δ向蒸汽的扩散能由蒸汽的潜热和显热提供，而且单体的扩散能为71kj/mol,假定在塔内有35%蒸汽冷凝，其余在塔顶冷凝。
则物料升温所需热量衡算表如下：
重量kg/h t初t末Δt C P kj/(kg.℃吸热kj/h 水10900 60 80 20 4.2 915600 VC 2.92 60 80 20 0.848 49.52
PVC 6493 60 80 20 1.764 229073.1 又因为单体的扩散能为：（2.92-0.128）/62.5×10-3×71=3169.44 kj/h
故所需的总热量：
Q总=915600+49.52+229073.1+3169.44=1147892 kj/h
设汽的流量为V，则
Q总=2.31（142-86）V+0.35V×2293.9=1147892 kj/h
故得V=1219.26 kg/h
计算结果整理成表得：
表4
物料名称进料kg/h 出料kg/h
PVC 6493 6427
水10900 12100
蒸汽冷凝1219.26
分散剂和NaOH等22.15 22.15
VC 2.92 0.128
回收VC 2.79
损失PVC 66.25
合计18615.66 18615.66
2.4离心部分物料衡算
离心操作中PVC的损失量为：6294/0.95×0.005=33.13 kg/h
离心脱水后的湿物料中仍含有20%的水分，则含水量为：
（6427-33.13）×0.2/0.8=1598.47 kg/h
假设此阶段将所有助剂都离心脱除了。
计算结果整理成表得：
表5
物料名称进料kg/h 出料kg/h
PVC 6427 6393.87
湿物料含水1598.47
母液含水12100 10500
分散剂等14.87 14.87
PVC损失33.13
合计18549.15 18549.15
2.5气流干燥部分物料衡算
气流干燥损失的PVC量为：6294/0.95×0.005=33.13 kg/h
则出料PVC量为：6393.87-33.13=6360.74 kg/h
已只气流干燥后的含水量为5%，则含水量为：
16360.74×0.05/0.95=334.78 kg/h
整理计算结果得：
表6
物料名称进料kg/h 出料kg/h PVC 6393.87 6360.74 水1598.47 334.78
PVC损失33.13
脱走水分1263.69 合计7992.34 7992.34
2.6沸腾干燥部分物料衡算
PVC损失量为：6294/0.95×0.005=33.13 kg/h
所以出料的PVC量为：6360.74-33.13=6327.61 kg/h
假设出料中水分含量为0.3%，则所含水量为
6327.61×0.003/0.997=19.04 kg/h
整理计算结果得：
表7
物料名称进料kg/h 出料kg/h PVC 6360.74 6327.61 水334.78 19.04
PVC损失33.13
脱走水分315.74
合计6695.52 6695.52
2.7筛分包装部分物料衡算
绝干PVC损失量为：6294/0.95×0.005=33.13 kg/h
则包装入库的绝干PVC树脂量为：6327.61-33.13=6294.48 kg/h
随着PVC树脂损失的相应的水的量为：33.13×0.003/0.997=0.10kg/h
整理计算结果得：
表8
物料名称进料kg/h 出料kg/h
PVC 6327.61 6294.48
水19.04 19.03
PVC损失33.13
损失水分0.10
合计6346.65 6346.65
2.8物料衡算总平衡
(1)聚合釜及出料槽属于间歇操作，计算标准为kg/B，由前面计算结果可知：投入VCM单体的量为86640 kg/B，经过聚合釜及出料槽减压后的量为6392 kg/B，出料为35.15 kg/B，PVC的总损失为1594.26 kg/B.
由以上结果可得间歇部分物料总平衡表如下：
表9
物料名称进料kg/h 出料kg/h
VCM 86640 35.15
水129970 131180
二次进水400
分散剂等178.49 178.49
碱液水10.09 NaOH 7.31 NaOH 7.31
PVC 78120
损失PVC 1594.26
回收VCM 6896.85
合计218012.06 218012.06
(2)从气提开始一直到筛分包装都是连续操作，计算基准为kg/h。由前面的计算结果可知，进入气提塔的VC的量为2.92kg/h，进过气提后VC单体的量降为0.128kg/h，气提塔内冷凝的水的总量为10900+1219.26=12119.26kg/h，离心后母液含水总量为10500kg/h，PVC损失总量为198.75kg/h。
整理可得连续操作部分总物料平衡表如下：
表10
物料名称进料kg/h 出料kg/h
VCM 2.92 0.128
水10900
蒸汽冷凝水1219.26
分散剂等14.84 14.84 6493 17323.76 6294
回收VCM 2.79
最终物料中含水19.03
损失PVC 198.75 母液10500
损失水1583.44 合计18630.02 18630.02
3.热量衡算.
由于热量衡算较为繁琐，因此此处只选择聚合釜做热量衡算。
反应前的原料和釜的升温阶段是物料由25℃加热至55℃，升温时间是0.5小时此阶段加热介质为饱和蒸汽，压力为0.4MPa，温度为142℃。
此阶段升温所需总热量是壶体及壶内物料升温达到聚合条件所消耗的热量。
即Q1+Q2+Q3=Q4
其中Q1——水升温数所需的热量（由于分散剂等含量甚微，故并入水中一起计算）；
Q2——VC单体升温所需的热量；Q3——釜体升温所需的热量；
Q4——蒸汽所提供的热量。
已知条件如下表：
表11
重量kg/h t初t 末△t Cp kj/(kg.℃) 水86640 25 55 30 4.2
VCM 129970 25 55 30 0.848
釜体51660 25 55 30 0.504
计算如下：
Q1:去离子水（分散剂等）升温消耗热量
Q1=q m1Cp1△t=86640×4.2×（55-25）=1.092×107kj/B
Q2:单体升温消耗的热量
Q2= q m2Cp2△t=12997×0.848×（55-25）=3.306×106kj/B
Q3:聚合壶升温消耗热量
Q3= q m3Cp3△t=51660×0.504×(55-25)=7.811×105kj/B
Q4:蒸汽所提供能量
Q4=Q1+Q2+Q3=1.50*107 kj/B
由于改聚合反应为恒温聚合，而反应为放热反应，因此需要通循环冷却水冷却，聚合反应的聚合热查文献可得为2.29*104千卡/kg，因此可求出每批的反应热为Q=86640*22900*4.18=8.293*109 kj/B。
假设进口处冷却水的温度为5，出口处水的温度为10，则循环冷却水用量为W=kg/B
4关键设备的选型
4.1聚合釜的选型
本工艺采用间歇氯乙烯悬浮聚合生产PVC,可采用如下方法计算聚合釜的体积。
间歇操作周期为；
日产量Wd=50000*103/330=1.51*105 kg/d；
故每批反应液的体积为：V R==39.295m3；
反应液的总体积为：V T= V R/0.7=56.13 m3；
对于此反应可选用国产3
70m不锈钢聚合釜，此釜的直径为3810mm，筒体切线长度为4928mm，长径比为1.293，釜重51660kg。此釜封头高度根据国标h=0.25D=952.5mm，封头直边高度为50mm。反应釜的壳套厚度选取100mm。4.2 其他设备的选型
其它的设备主要是泵的选择。工业生产中有进料泵、回流泵、塔底泵、循环泵、产品泵等，石油化工泵的选择应该满足流量，扬程、压力、温度、气蚀余量等工艺参数的要求，满足介质特性的要求和现场安装的要求。在选泵时：首先要综合考虑泵的流量。一方面，应按设计要求达到的能力确定泵的流量，并使之与其他设备能力协调平衡；另一方面，也要根据生产需要确定泵的流量。在确定泵的流量时应综合考虑装置的富裕能力及装置内各设备能力的协调平衡。
其次根据生产要求确定泵的扬程。选泵时，由于工艺过程设计中管道系统压力降计算比较复杂，因此泵的扬程要留有适当的余量，一般为正常需要扬程的1.05～1.1倍。
最后根据流体输送设备的特性曲线确定蚌型选泵时，确定哪一种设备，应在生产上所需要的流量和扬程后进行。
5.车间设备布置设计
5.1车间设备布置的原则
5.1.1车间设备布置的原则
1 从经济和压降观点出发，设备布置应顺从工艺流程，但若与安全、维修和施工有矛盾时，允许有所调整。
2 根据地形、主导风向等条件进行设备布置，有效的利用车间建筑面积（包括空间）和土地（尽量采用露天布置及建筑物能合并者尽量合并）。
3 明火设备必须布置在处理可燃液体或气体设备的全年最小频率风向的下侧，并集中布置在装置（车间）边缘。
4控制室和配电室应布置在生产区域的中心部位，并在危险区外。
5 充分考虑本装置（车间）与其他部门在总平面布置图上的位置，力求紧凑、联系方便，缩短输送管线，达到节省管材费用及运行费用的目的。
6 留有发展的余地
7 所采取的劳动保护、防火要求、防腐蚀措施要符合有关标准、规范的要求。
8 有毒、有腐蚀性介质的设备应分别集中布置，并设围堰，以便集中处理。
9 设备安全通道、人流、物流方向应错开。
10 设备布置应整齐，尽量使主要管道走向一致[13]。
5.1.2 车间设备平面布置的原则
车间平面布置首先必须适合全厂总平面布置的要求，应尽可能使个车间的平面布置在总体上达到协调、整齐、紧凑、美观，相互融合，浑成一体。其次，必须从生产需要出发，最大限度的满足生产包括设备维修的要求。即要符合流程、满足生产、便于管理、便于运输、利于设备安装和维修。第三，生产要安全。即要全面妥善的解决防火、防爆、防毒、防腐、卫生等方面的问题，符合国家的各项有关规定。第四，要考虑将来扩建及增建的余地，为今后生产发展、品种改革、技术改造提供方便。但这些一定要最有效的利用车间的建筑面积（包括空间）和土地（设备装置能露天布置的尽量露天布置，建筑物能合并的应尽量合并）。
5.1.3 车间设立面布置的原则
厂房的立面形式有单层、多层和单层与多层相结合的形式。多层厂房占地少但造价高，而单层厂房占地多但造价低。采用单层还是多层主要应根据工艺生产的需要。例如制碱车间的碳化塔，根据工艺要求须放在厂房内，但塔有比较高，且操作岗位安排在塔的中部以便观察塔内情况，这样就需要设计多层厂房；另一
种情况是：设备大部分露天布置，厂房内只需要安置泵或风机，这种情况可设计成单层厂房。
对于为新产品工业化生产而设计的厂房，由于生产过程中对工艺流程和设备需要不断改进和完善，一般都设计一个较高的单层厂房，利用便于移动、拆装、改建的钢制操作平台代替钢筋混凝土操作台，以适应工艺流程和设备变化的需要。
5.2车间设备布置
5.2.1车间设备平面布置
车间平面布置按其外形一般分为长方形、L形、T形和Ⅱ形等。长方形便于总平面图的布置，节约用地，有利于设备排列，缩短管线，易于安排交通出入口，有较多可供自然采光和通风的墙面；但有时由于厂房总长度较长，在总图布置有困难时，为了适应地形的要求或者生产的需要，也有采用L形、T形和Ⅱ形的，此时应充分考虑采光、通风和立面等各方面的因素。
5.2.2车间设备立面布置
化工厂厂房可根据工艺流程的需要设计成单层、多层或单层与多层相结合的形式。一般来说单层厂房建设费用较低，因此除了由于工艺流程的需要必须设计成多层外，工程设计中一般多采用单层。有时因受建设场地的限制或者为了节约用地，也有设计成多层的。对于为新产品工业化生产而设计的厂房，由于在生产过程中对于工艺路线还需不断改进和完善，所以一般都设计成一个高单层厂房，利用便于移动、拆装、改建的钢操作台代替钢筋混凝土操作台或多层厂房的楼板，以适应工艺流程改变的需要。
6. 公用工程
6.1供水
化工生产中的大量用水，主要用于工艺用水和冷却用水两类。在本设计中工艺用水不与产品接触，故不做讨论，对于冷却水应该满足下列几点要求：（1）温度尽可能低，全年温度变化小；
（2）不会有水垢和泥渣沉积引起的危害；
（3）对金属的腐蚀性小；
（4）不会促进生物或微生物的生长，从而引起管道和换热设备的堵塞。
6.2供电
车间用电通常有工厂的变电所或由供电网直接供电。车间用电一般最高为6000伏，中小型电机只有380伏。通常在车间附近或在车间内部设置变电室，将电压降低后分配给各用电设备使用。
6.3供暖
采暖目前主要以锅炉方式提供热量，使在较低温度的环境下，仍能保持适宜的工作或生活条件的一种技术手段，它按设备的布置情况主要分为集中采暖和局部采暖。
6.4 通风
车间通风的目的是排除余热、余湿、有害气体和粉尘等，使车间内作业带的空气保持适宜的温度、湿度和卫生要求，以保证操作者的政策卫生条件。通风的方式主要有：自然通风、机械通风两大类，在本设计中主要采用自然通风，但在设备附近有局部通风的设施。
参考文献
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致谢
首先，感谢我们丁老师对我的指导。两个星期来，我时刻体会着丁老师严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，我想这是够我一生受用的人格魅力。在课程设计的整个过程，丁老师都给了我无私的指导。正是在丁老师科学、严谨的指导下，我的设计才能顺利进行，也才得以顺利完成。再次向丁老师表示深深的敬意和感谢！
同时也感谢班级其他同学，他们在日常的工作和学习中都给予我很多的帮助和关心，谢谢！
一、项目概况 1、项目名称：年产18万吨合成氨、30万吨尿素项目 2、合作方式：独资、合资、合作、贷款等均可 3、建设单位：XX煤业有限责任公司及合作单位 4、建设性质：新建 5、建设范围：内蒙古自治区XX自治旗XX矿区 6、建设内容及规模：以XX矿区丰富的褐煤资源为依托，建设年产合成氨18万吨、尿素 30 万吨的项目。可联产轻质油4752吨/年、煤焦油 14454吨/年，氨水(16%)27720吨/年、粗酚1980吨/年 7、建设期限：项目建设期为4年，即2005年4月-2008年9月。 8、投资估算及资金筹措： 投资规模：总投资为147215万元，其中建设投资 138703万元，流动资金8512万元。 本项目资金来源可以是贷款、风险投资等。 9、经济评价 经济评价一览表
二、项目区基本情况 1．地理位置 XX矿区位于内蒙古自治区呼伦贝尔市XX自治旗境内的东北部，地处大兴安岭西麓。其地理坐标是东经120°24′～120°38′、北纬49°09′～49°16′。矿区西连海拉尔区，东接牙克石市，南临巴彦嵯岗苏木，北至海拉尔河，与陈巴尔虎旗隔河相望，南北宽约13.7Km，东西长约46.1Km，总面积385.7Km2。XX火车站东距牙克石18Km，西距呼伦贝尔市64Km，滨州铁路线由东向西穿过XX矿区，北有301国道，铁路经过牙克石可达齐齐哈尔，哈尔滨乃至全国各地，经海拉尔可达满州里市，民航经海拉尔机场可达北京、呼和浩特等地，交通十分方便。 2．煤炭资源及煤质情况 ⑴资源情况 XX煤业公司拥有XX矿区、扎尼河矿区、伊敏河东区、陈旗巴彦哈达矿区、莫达木吉矿区五大矿区。煤炭储量丰富，XX矿区精查储量17.3亿吨；扎尼河矿区预计储量15.8亿吨；伊敏河东区普查储量58.4亿吨，其中详查储量6.1亿吨，精查储量2.3亿吨；巴彦哈达区预计储量49.0亿吨；莫达木吉矿区普查储量30.0亿吨。煤田内煤层集中，赋存稳定，构造较简单，倾角小，沼气含量低，埋藏较深，适宜于井工大型机械集约化连续生产。 ⑵煤质情况
年产20万吨合成氨项目 可行性研究报告 第一章总论 1.1概述 1.1.1项目名称、主办单位名称、企业性质及法人 项目名称：20万吨/年合成氨项目 主办单位：X 企业性质：股份制 企业法人： 邮编： 电话： 传真： 1.1.2可行性研究报告编制的依据和原则 1.1. 2.1编制依据 1.原化工部化计发（1997）426号文“化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定”（修订本）； 2.《中华人民共和国工程建设标准强制性条文》； 3.《建设项目环境保护设计规定》[（87）国环字第002号]及国务院
（98）253号文； 4.《建设项目环境保护管理办法》； 5. 污水综合排放标准：（GB8978－96）； 6.大气污染物综合排放标准：（GB1629-1996）； 7.合成氨工业水污染物排放标准：（GB13458－2001）； 8. 环境空气质量标准：（GB3095－1996）； 9.锅炉大气污染物排放标准（GB13271－2001）； 10.恶臭污染物排放标准（GB14554－93）； 11.城市区域环境噪声标准（GB3096－93）； 12..工业企业厂界噪声标准（GB12348－90）； 1.1. 2.2编制原则 1.实事求是的研究和评价，客观地为上级主管部门审议该项目提供决策依据。 2.坚持可持续发展战略，企业生态环境建设，实现社会、经济、环境效益的统一。 3.坚持以人为本的原则，创造优美的企业环境。 4.合理有序的安排用地结构，用地功能布局考虑产业用地与生态环境协调发展。 5.根据工厂的区域位臵及性质，严格控制污染，污水的排放应遵循大集中小分散的原则。 6.在满足生产工艺及兼顾投资的前提下，尽可能地推广新技术、新工艺、新设备新材料的应用，以体现本工程的先进性。
《课程设计》 设计成绩： 批阅人： 批阅日期： 设计题目：年产2.8亿芍甘片生产车间工艺设计 设计者： 班级： 学号： 指导教师： 设计日期： 南京中医药大学药学院
设计任务书 一、设计题目 年产2.8亿芍甘片生产车间工艺设计 二、设计条件 （1）生产制度 年工作日：250天；1天2班，每班8 h，一天2班。 （2）药剂规格及原辅材料的消耗 依照各“中药制药分离技术课程设计”而定 ①规格：0.35 g/片 ②主要工序及原辅材料可参照 a. 药材干浸膏提取率：7.5%，干浸膏粉碎过筛收率：98% b.干法制粒：干浸膏粉末和辅料比为30:70，收率为98% c. 整粒、总混：收率为99% d. 压片、包衣：收率为98% e. 包装：内包收率为99%；外包无损耗 三、设计内容与要求 （1）确定工艺流程及净化区域划分； （2）物料衡算； （3）设备选型； （4）按GMP规范要求设计生产工艺流程图和车间工艺平面图； （5）编写设计说明书； 四、设计成果 （1）设计说明书一份 包括工艺概述、工艺流程及净化区域划分说明、物料衡算、设备选型及主要设备一览表、车间工艺平面布置原则、技术要求和说明。 （2）工艺流程图； （3）提取车间、制剂车间平面布置图（1∶100） 五、设计时间
设计时间为2周，从2015年6月12日至2016年6月24日。 目录 1 片剂生产工艺概述 (05) 1.1项目概述 (05) 1.2设计目的和意义……………………………………… 07 1.3设计内容 (07) 1.4 设计指导思想和设计原则 (08) 2 生产工艺流程简述 (08) 2.1生产方案、产品类型与包装方式 (08) 2.2生产规模、制度与方式 (09) 2.3工艺流程 (09) 2.3.1工艺流程制定的原则 (09) 2.3.2制粒压片工艺 (09) 2.3.3片剂的生产工艺 (11) 2.3.4工艺简介 (12) 3 物料衡算 (14)
目录 概述 (1) 第一章总则 (7) 1.1 编制依据 (7) 1.1.1 法律、法规及国务院规范性文件 (7) 1.1.2 部门规章及规范性文件 (7) 1.1.3 地方性法规及规范性文件 (8) 1.1.4 导则、规范 (10) 1.1.5 规划文件 (10) 1.1.6 项目文件及资料 (10) 1.2 评价目的、原则及重点 (11) 1.2.1 评价目的 (11) 1.2.2 评价原则 (11) 1.2.3 评价重点 (12) 1.3 环境质量功能区划分 (12) 1.4 评价因子 (12) 1.5 污染控制与环境保护目标 (13) 1.6 评价工作等级及评价范围 (15) 1.6.1 评价工作等级 (15) 1.6.2 评价范围 (19) 1.7 评价标准 (19) 1.7.1 环境质量标准 (19) 1.7.2 污染物排放标准 (21) 第二章环境现状调查与评价 (25) 2.1 自然环境概况 (25) 2.1.1 地理位置 (25) 2.1.2 地质地貌 (25) 2.1.3 水文特征 (26) 2.1.4 气象气候 (27) 2.2 吉林松原石油化学工业循环经济园区概况 (27) 2.2.1 规划基本情况 (27) 2.2.2 园区总体发展重点及准入要求 (28) 2.2.3 规划功能布局 (32) 2.2.4 园区基础设施规划情况 (33) 2.3 环境空气质量现状调查与评价 (36) 2.3.1 常规污染物 (36) 2.3.2 特征污染物 (38)
2.4 地表水环境现状调查与评价 (41) 2.5 地下水环境质量现状调查与评价 (43) 2.6 土壤环境质量现状调查与评价 (44) 2.7 声环境质量现状调查与评价 (45) 第三章建设项目概况及工程分析 (46) 3.1 项目概况 (46) 3.1.1 项目名称、性质、建设单位及建设地点 (46) 3.1.2 周围环境敏感情况 (46) 3.1.3 总投资及来源 (46) 3.1.4 项目建设内容及工程组成 (47) 3.1.5 建设规模和产品方案 (52) 3.1.6 厂区平面布置及其合理性分析 (54) 3.1.7 主要生产设备 (60) 3.1.8 劳动定员及工作制度 (68) 3.1.9 项目建设进度 (69) 3.2 工程分析 (69) 3.2.1 原辅材料供应及消耗 (69) 3.2.2 公用工程供应及消耗 (74) 3.2.3 可燃气体排放系统 (82) 3.2.4 储运系统 (83) 3.2.5 生产工艺及排污环节 (91) 3.3 水平衡、物料平衡分析 (116) 3.3.1 水平衡 (116) 3.3.2 蒸汽平衡 (121) 3.3.3 物料平衡 (121) 3.3.4 硫平衡 (127) 3.3.5 氮平衡 (127) 3.3.6 燃料气平衡 (127) 3.4 拟建项目污染影响因素分析 (128) 3.4.1 施工期 (128) 3.4.2 运营期 (129) 3.4.3 运营期环境风险 (146) 3.5 拟建项目非正常排放情况分析 (159) 3.5.1 废水非正常排放 (159) 3.5.2 废气非正常排放 (159) 3.6 清洁生产分析 (162) 3.6.1 工艺技术先进性及合理性分析 (162) 3.6.2 原料及产品先进性分析 (177)
工艺设计的基本原则和程序 一、工艺设计的基本原则 水泥厂工艺设计的基本原则可归纳如下： (1)根据计划任务书规定的产品品种、质量、产量要求进行设计。 计划任务书规定的产品产量往往有一定范围，设计产量在该范围之内或略超出该范围，都应认为是合适的；但如限于设备选型，设计达到的产量略低干该范围，则应提出报告，说明原因，取得上级同意后，按此继续设计。 对于产品品种，如果设计考虑认为计划任务书的规定在技术上和经济上有不适当之处，也应提出报告，阐明理由，建议调整，并取得上级的同意。例如，某大型水泥厂计划任务书要求生产少量特种水泥，设计单位经过论证，认为大型窑改变生产品种，在技术上和经济上均不合理，建议将少量特种水泥安排给某中小型水泥厂生产，经上级批准后，改变了要求的品种。 窑、磨等主机的产量，除了参考设备说明和经验公式计算以外，还应根据国内同类型主机的生产数据并参考国内外近似规格的主机产量进行标定。在工厂建成后的较短时期内，主机应能达到标定的产量；同时，标定的主机产量应符合优质、高产、低消耗和设备长期安全运转的要求，既要发挥设备能力，但又不能过分追求强化操作。 (2)选择技术先进、经济合理的工艺流程和设备。 工厂的工艺流程和主要设备确定以后，整个工厂设计可谓大局已定。工厂建成后，再想改变其工艺流程和主要设备，将是十分困难的。例如，要把湿法厂改为干法厂，固然困难；要把旧干法厂改为新型干法厂，也非易事。例如，为了利用窑尾废气余热来烘干原料，生料磨系统也得迁移，输送设备等也得重新建设，诸如此类的情况，在某些条件下就不一定可行。 在选择生产工艺流程和设备时，应尽量考虑节省能源，采用国内较成熟的先进经验和先进技术；
计算基准按1000Nm 3新鲜原料气。 本工段计算中全部采用绝对压力，为简便计算，下文中的压力单位中“绝对”二字略去不写。 1、工艺流程： 3、压力： ①系统压力为30MPa ； ②废热锅炉产蒸汽压力为2.5MPa ； ③计算循环机进出口气体温升时，其进出口压差取2.5MPa ； ④系统压力降忽略不计。 4、温度： ①新鲜气温度为35℃； ②合成塔底进气温度190℃； ③合成塔出口（至废热锅炉）气体温度约为320℃； ④废热锅炉出口气体温度195℃，进入合成塔前预热器； ⑤入水冷器气体温度80℃； ⑥水冷器出口气体温度为35℃； ⑦废热锅炉进口软水温度约为122℃； ⑧冷却水供水温度为30℃，冷却回水温度为40℃； ⑨进循环机气体温度28℃； ⑩氨库来源氨温度20℃。 5、气体组成： ①合成塔进出口气体中氨含量为3%； 塔前预热器 去氢回收
②合成塔出口气体中氨含量为16.7%； ③循环气中H 2/N 2为3； ④循环气中（CH 4+Ar ）含量为15%； ⑤各气体组分在液氨中的溶解量忽略不计。 6、年操作日：285。 7、参考书： ①《小氮肥工艺设计手册》 ②《合成氨工艺》 二、物料衡算 基准：1000Nm 3新鲜气为基准 1、 合成物料衡算： ?、放空气体量V 1及其组成 V 1= 15% 0.38%) (1.21%1000+?=106Nm 3 查手册查得35℃时，气相中平衡氨含量为：y*NH3=9.187%，取过饱和度为10%，则： y NH3=9.187%?（100%+10%）=10.11% y H2= %17.56%)15%11.10%100(43 =--? y N2=72.18%)15%44.10%100(4 1 =--?% y CH4=15%%42.1138.0%21.1% 21.1=+? y Ar =15%%58.3% 38.0%21.1% 38.0=+? （2）、氨产量V 4 由气量平衡：V 2－V 0＝V 3－V 1－V 4 ① 由于氨合成时体积减少，故：Ｖ2－V 3＝V 4＋10.11%V 1 ② 式中：V 0——补充新鲜气 Nm 3 V 1——放空气体积 Nm 3 V 2——进入合成塔混合气体积 Nm 3 V 3——出合成塔混合气体体积 Nm 3 V 4——冷凝成产品氨（液氨）的体积 Nm 3 301000Nm V = 31106Nm V = 由①、②解得：V4= 31064.4412 106 1011.1100021011.1Nm V V =?-=- （3）、合成塔出口气体3V 及其组成（进入循环机中氨含量控制在3%）
目录 一、绪论 (1) 、概述 (3) 、设计任务的依据 (1) 二、装置流程及说明 (2) 、生产工艺流程说明 (2) 、粗苯洗涤 (4) 、粗苯蒸馏 (4) 三、吸收工段工艺计算 (7) 、物料衡算 (7) 、气液平衡曲线 (8) 、吸收剂的用量 (9) 、塔底吸收液 (10) 、操作线 (10) 、塔径计算 (10) 、填料层高度计算 (13) 、填料层压降计算 (16) 四、脱苯工段工艺计算 (17) 、管式炉 (17) 、物料衡算 (18) 、热量衡算 (22)
五、主要符号说明 (25) 六、设计心得 (26) 七、参考文献 (27)
一、绪论 概述 氨是重要的化工产品之一，用途很广。在农业方面，以氨为主要原料可以生产各种氮素肥料，如尿素、硝酸铵、碳酸氢氨、氯化铵等，以及各种含氮复合肥料。液氨本身就是一种高效氮素肥料，可以直接施用。目前，世界上氨产量的85%—90%用于生产各和氮肥。因此，合成氨工业是氮肥工业的基础，对农业增产起着重要的作用。合成氨工业对农业的作用实质是将空气中游离氮转化为能被植物吸收利用的化合态氮，这一过程称为固定氮。 氨也是重要的工业原料，广泛用于制药、炼油、纯碱、合成纤维、合成树脂、含氮无机盐等工业。将氨氧化可以制成硝酸，而硝酸又是生产炸药、染料等产品的重要原料。生产火箭的推进剂和氧化剂，同样也离不开氨。此外，氨还是常用的冷嘲热讽冻剂。 合成氨的工业的迅速发展，也促进了高压、催化、特殊金属材料、固体燃料气化、低温等科学技术的发展。同时尿素的甲醇的合成、石油加氢、高压聚合等工业，也是在合成氨工业的基础上发展起来的。所以合成氨工业在国民经济中占有十分重要的地位，氨及氨加工工业已成为现代化学工业的一个重要部门。 在合成氨工业中，脱硫倍受重视。合成氨所需的原料气，无论是天然气、油田气还是焦炉气、半水煤气都人含有硫化物，这些硫化物主要是硫化氢（S H 2）、二硫化碳（2CS ）、硫氧化碳（COS ）、硫醇（SH -R ）和噻吩（S H C 44）等。其中硫化氢属于无机化合物，常称为“无机硫”。 合成氨在生产原料气中硫化物虽含量不高，但对生产的危害极大。 ①腐蚀设备、管道。含有S H 2的原料气，在水分存在时，就形成硫氢酸（HSH ），腐蚀金属设备。其腐蚀程度随原料气中S H 2的含量增高而加剧。 ②使催化剂中毒、失活。当原料气中的硫化物含量超过一定指标时，硫化物与催化剂活性中心结合，就能使以金属原子或金属氧化物为活性中心的催化剂中毒、失活。包括转化催化剂、高温变换催化剂、低温变换催化剂、合成氨催化剂
总论 1.1项目提出背景及项目实施必要性 1.1.1国家发展战略的要求 从我国苯乙烯的发展现状来看，国内需求的巨大缺口和持续强劲的增长势头，是我国苯乙烯生产不断增长的原动力；我国的苯乙烯市场仍呈产不足需的现状。2012 年，国内纯苯供应将进一步的增长虽然我国苯乙烯的产能和产量增速明显，但依然没有改变我国苯乙烯供不应求的局面，2012年我国的苯乙烯的进口依存度高达69.2%，虽然同比下降了5.3个百分点，但供需缺口依然较大。从长远来看。石油和化学工业是我国国民经济的能源原材料产业、基础产业和支柱产业。“十三五”是我国全面建成小康社会的决胜阶段，是我国由石油和化学工业大国向强国跨越的关键时期。为推动“十三五”时期，我国石油和化学工业的持续发展，资源环境约束不断增强，对纯度不高的丙烷等石油裂解气的综合利用要求不断提高，因此利用丙烷制备乙烯，进而制备苯乙烯符合国家的战略要求 1.1.2产业链优化配置的需要 据调研，主营业务为石油炼制和烃类衍生物的生产与销售。目前拥有以800万吨/年原油加工、65万吨/年乙烯、140万吨/年芳烃装置为核心的43套大型石油化工生产装置，年产聚烯烃塑料、聚酯原料、橡胶原料、基本有机化工原料、成品油等5大类44种商品700多万吨，广泛应用于轻工、纺织、电子、食品、汽车、航空以及现代化农业等各个领域，公司年销售收入400多亿元。我们设计的大概的丙烷的产能是40万吨每年，使乙烯的年产量增加，尽可能的逼近一百万吨，也能填补扬子石化苯乙烯的空缺，平稳之后形成一体化的产业链。 1.1.3原子经济性和清洁生产的优势 绿色化学的“原子经济性”是指在化学品合成过程中，合成方法和工艺应尽可能多得把反应过程中所用的所有原材料转化到最终产物中；化学反应的“原子经济性”（AtomEconomy）概念是绿色化学的核心内容之一，在我们设计的三个反应联合应用下，可以做到苯乙烯产量的最大化，而不会产生过多的废物，尤其是完全利用了可能的副产物苯，避免了其可能造成的污染和风险，从而将芳烃的利用发挥到了极致；对于产生的废气，经过模拟计算可知，其组分含有大量乙烯、氢气及其他轻烃，与乙烯厂的原料相似，可以作为乙烯厂的生产原料。 清洁生产是指将综合预防的环境保护策略持续应用于生产过程和产品中，以期减少对人类和环境的风险。清洁生产从本质上来说，就是对生产过程与产品采
年产30万吨合成氨工艺设计毕业论文 目录 摘要........................................................................ I Abstract................................................................... II ...................................................................... IV 1 综述.................................................................. - 1 - 1.1 氨的性质、用途及重要性.......................................... - 1 - 1.1.1 氨的性质................................................... - 1 - 1.1.2 氨的用途及在国民生产中的作用............................... - 1 - 1.2 合成氨生产技术的发展............................................ - 2 - 1.2.1世界合成氨技术的发展....................................... - 2 - 1.2.2中国合成氨工业的发展概况................................... - 4 - 1.3合成氨转变工序的工艺原理......................................... - 6 - 1.3.1 合成氨的典型工艺流程介绍................................... - 6 - 1.3.2 合成氨转化工序的工艺原理................................... - 8 - 1.3.3合成氨变换工序的工艺原理................................... - 8 - 1.4 设计方案的确定.................................................. - 9 - 1.4.1 原料的选择................................................. - 9 - 1.4.2 工艺流程的选择............................................. - 9 - 1.4.3 工艺参数的确定............................................ - 10 - 1.4.4 工厂的选址................................................ - 11 - 2 设计工艺计算......................................................... - 1 3 -
年产20万吨乙二醇项目初步设计说明书
目录 第一章总论 (12) 1.1项目概况 (12) 1.2设计依据 (12) 1.3设计原则 (12) 1.4产品规模及方案 (13) 1.4.1项目规模 (13) 1.4.2产品方案 (13) 1.5原料来源 (14) 1.6辅助设计软件 (14) 第二章技术经济 (16) 2.1 工程概况 (16) 2.2 设计依据 (16) 2.3主要经济数据 (16) 2.4表格 (16) 第三章总图运输 (18) 3.1设计依据 (18) 3.1.1.设计法规和标准、规 (18) 3.2设计围 (20) 3.3厂区概况 (20) 3. 3.1厂址位置 (20) 3. 3.2厂址交通条件 (21) 3.3.3 环境治理条件 (24) 3.3.4 产业基础条件 (25) 3. 3.5 公用工程条件 (25) 3.3.6 人力资源条件 (26) 3.4总平面布置 (27) 3.4.1总平面布置的一般要求 (28)
3.4.2 总平面布置的要求 (31) 3.4.3 厂区总体布局概述 (32) 3.4.4 总平面布置的各项技术指标 (32) 3.4.5 工艺装置的布置 (33) 3.4.6 辅助生产及公用工程设施 (33) 3.4.7 仓储设施的布置 (33) 3.4.8 运输设施的布置 (34) 3.4.9 生产管理及生活服务的设施 (34) 3.5 场运输设计 (36) 3.5.1 厂运输设计要求 (36) 3.5.2 本厂运输设计 (37) 第四章化工工艺及系统 (38) 4.1项目背景 (38) 4.2生产工艺的选择 (40) 4.2.1工艺方案的比较 (40) 4.2.2工艺方案的确定 (41) 4.3工艺简要流程图： (42) 4.3.1环氧乙烷生产 (42) 4.3.2乙二醇生产 (43) 4.4工艺路线简介 (43) 4.4.1环氧乙烷生产工段 (43) 4.4.2二氧化碳吸收工段 (49) 4.4.3乙二醇生产工段 (53) 4.4.4乙二醇精制工段 (63) 4.4.5乙二醇生产全流程 (65) 4.5催化剂的选择 (65) 4.5.1银催化剂的选择 (65) 4.5.2负载型双核桥联配合物催化剂 (66) 4.5.3碳酸乙烯酯水解催化剂 (66)
安徽昊源化工集团有限公司新建20万吨/年Φ1800合成氨系统 基础设计说明书 南京国昌化工科技有限公司
总目录 一、前言 二、气象条件 三、工艺设计条件要求 四、设计能力计算（详细数据见物料热量衡算表） 五、G CΦ1800三轴一径合成塔技术特点 六、Φ1800合成系统工艺流程及特点（见流程图） 七、Φ1800合成系统主要设备技术规格 八、平面布置说明 九、土建说明 十、电器说明 十一、仪表说明 十二、保温与防腐 十三、安全与环保 附表、合成系统物料热量衡算表 附表、系统主要工艺管线流速计算表 附表、工艺仪表条件表（另附） 附图、Φ1800合成系统带控制点的工艺流程图 附图、Φ1800合成系统循环机工艺流程图 附图、Φ1800合成系统设备平面布置图 附图、Φ1800合成框架工艺条件图 附图、Φ1800合成塔外筒条件图 附图、Φ3000/Φ3400废热锅炉条件图
附图、Φ1400气-气换热器条件图附图、套管式水冷器条件图 附图、Φ1400冷交换器条件图 附图、Φ1600/Φ2200氨冷器条件图附图、Φ1400氨分离器条件图 附图、Φ1400循环机油分条件图附图、Φ1600新鲜气氨冷器条件图附图、Φ1000新鲜气油分条件图
一、前言 安徽昊源化工集团有限公司根据企业发展及市场需要,目前准备将合成氨生产线进行能力扩大,产品结构重组：新建二套Φ1600中压联醇系统，一套Φ1400高压醇烷化系统和一套Φ1800氨合成系统。为此受安徽昊源化工集团有限公司委托,我公司将承接一期工程的Φ1800氨合成新系统及相关配套工程的基础设计。 二、气象条件 年平均气温： 14.1℃ 极端最高气温： 40.3℃ 极端最低气温： -18.3℃ 降雨量： 771.7mm 年最大降雨量： 1263.8 mm 年平均气压： 1007.3毫巴 年平均湿度： 68.92%㎜㎜ 年平均风速： 2.7m/s 年最大风速： 32m/s 地震列度： 7级 雪载荷： 400N/m2 三、工艺设计条件要求 根据合同技术条件要求，工艺设计条件如下： 1．入塔气体成份 H2N2CH4Ar NH3 ％58 20.5 14 4.5 3 2．新鲜气成份
目录 一、绪论 (1) 1.1 合成氨概述 (1) 1.2 煤气化技术发展 (1) 二、生产方法的选择及论证 (2) 2.1 生产方法的介绍 (2) 2.2 生产方案的选择及论证 (3) 三、常压固定床间歇气化法 (3) 3.1 固定床气化法的特点 (3) 3.2 半水煤气制气原理 (3) 3.3 发生炉内燃料分布情况 (4) 3.4间歇式制半水煤气工艺流程 (5) 四、工艺计算 (5) 4.1工艺计算方法及已知条件确定 (5) 4.2理想气化过程原料煤消耗量 (6) 4.3煤气发生炉的物料及热量衡算 (7) 4.4 吹风阶段的物料及热量衡算 (8) 4.4.1物料衡算 (8) 4.4.2热量衡算 (10) 4.5 制气阶段的物料及热量衡算 (11) 4.5.1 物料衡算 (11) 4.5.2 热量衡算 (14) 五、设计的体会和收获 (16) 六、参考文献 (17)
一、绪论 1.1 合成氨概述 氨是一种重要的化工原料，特别是生产化肥的原料，它是由氢和氮合成。合成氨工业是氮肥工业的基础。为了生产氨，一般均以各种燃料为原料。首先，制成含H 2 和CO等 组分的煤气，然后，采用各种净化方法，除去气体中的灰尘、H 2S、有机硫化物、CO、CO 2 等有害杂质，以获得符合氨合成要求的洁净的1：3的氮氢混合气，最后，氮氢混合气经过压缩至15Mpa以上，借助催化剂合成氨。 我国能源结构中，煤炭资源占很大比重。煤的气化是煤转化技术中最主要的方面，并已获得广泛的应用。煤气化提供洁净的可以管道输送的气体燃料。当前城镇及大中型企业要求实现煤气化的迫切性越来越大，至今以合成气为原料的合成含氮、含氧化物、烃类及燃料的C化学技术已经获得相当成功，并且这方面的开发活动至今仍方兴未衰。目前还在建设采用各种煤气化技术的工业化装置。煤气化在各方面的应用都依赖于煤气化技术的发展，这主要因为煤气化环节往往在总投资及生产成本中占相当大的比重。 我国合成氨工业原料路线是煤汽油并举，以煤为主。合成产量60%以上是以煤为原料，全国现有1000多家大中小型以煤为原料的合成氨厂。随着油价的不断上涨，今后将停止以油为原料的新设备建设，并要求进行以煤代油的技术改造。 1.2 煤气化技术发展 煤炭气化，是以煤或焦碳为原料，用氧气（空气、富氧或纯氧）水蒸汽或氢气等作为气化剂（或称气化介质），在高温条件下通过化学反应将煤或焦碳中的可燃部分转化为气体燃料的过程。煤炭气化包括煤的热解、气化和燃烧3部分。煤炭气化时所得的可燃气体称气化煤气。当前国内外煤完全气化技术发展的趋势，概括地可以归纳出如下几点：（1）气化向大型化方向发展，因为大型化可以提高单位设备的生产能力： （2）使用氧气为气化剂，提高煤气化炉的操作温度： （3）提高煤气化操作压力，几乎各种类型的新开发的气化炉都采用加压气化的工艺； （4）扩大气化煤种的范围，随着采煤机械化和水力采煤技术的发展，原煤中的碎煤产率越来越多，为了适应这种趋势，一些新开发的新气化方法都用碎煤或粉煤气化； （5）开发利用无污染的气化方法，许多开发的气化方法，都考虑了在工艺过程中消
毕业设计 题目名称：年产30万吨合成氨转变工序设计 摘要 氨是重要的基础化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。合成氨生产经过多年的发展，现已发展成为一种成熟的化工生产工艺。 本设计是以天然气为原料年产三十万吨合成氨转变工序的设计。近年来合成氨工业发展很快，大型化、低能耗、清洁生产均是合成氨设备发展的主流，技术改进主要方向是开发性能更好的催化剂、降低氨合成压力、开发新的原料气净化方法、降低燃料消耗、回收和合理利用低位热能等方面上。 设计采用的工艺流程简介：天然气经过脱硫压缩进入一段转化炉，把CH4和烃类转化成H2，再经过二段炉进一步转化后换热进入高变炉，在催化剂作用下大部分CO和水蒸气反应获H2和CO2，再经过低变炉使CO降到合格水平，去甲烷化工序。 本设计综述部分主要阐述了国内外合成氨工业的现状及发展趋势以及工艺流程、参数的确定和选择，论述了建厂的选址；介绍了氨变换工序的各种流程并确定本设计高-低变串联的流程。工艺计算部分主要包括转化段和变换段的物料衡算、热量衡算、平衡温距及空速计算。设备计算部分主要是高变炉催化剂用量的具体计算，并根据设计任务做了转化和变换工序带控制点的工艺流程图。 本设计的优点在于选择较为良好的厂址和原料路线，确定良好的工艺条件、合理的催化剂和能源综合利用。另外，就是尽量减少设备投资费用。 关键字：合成氨；天然气；转化；变换；
Abstract Ammonia is the most important one of basic chemical products, plays an important role in the national economy. Ammonia production after years of development, now has developed into a mature chemical production processes. The design is based on annual output of 300,000 tons of natural gas as raw material, the design of synthetic ammonia transformation process. In recent years, the large-scale industrial development soon ammonia, low energy consumption, the clean production of synthetic ammonia equipment development are the main direction of technical improvement, is to develop better performance of catalyst, reducing ammonia synthesis pressure, the development of new materials gas purification methods, reduce fuel consumption, low heat recovery and reasonable utilization, etc. The design process used in brief are: compressed natural gas after desulfurization and conversion into a furnace, the methane and hydrocarbons into hydrogen, through the Secondary reformer further transformed into the highly variable furnace heat exchanger, the great catalyst part of the reaction of carbon monoxide and hydrogen and carbon dioxide vapor, then through the low-temperature shift to reduce to an acceptable level of carbon monoxide to methanation process. The design review described some of the major domestic and international situation and the development of synthetic ammonia industry trends and technological process, parameter identification and selection, discusses the plant's location; introduced the transformation process of the various processes and determine the design of high temperature shift and low temperature Transformation series of the process. Calculation of some of the major transformation process, including segment and transform section material balance, heat balance, equilibrium temperature and airspeed calculation. Calculation of some of the major equipment is a high temperature shift catalyst of specific terms, and according to the design task to do the conversion and transformation process flow chart with control points. Advantage of this design is to choose a better site and raw materials line to determine the
第一章总论 1.1 项目名称与承办单位 1.1.1 项目名称 新建年产20万吨高浓度复合肥生产线项目 1.1.2 承办单位 单位名称： 单位性质：有限责任公司 法人代表： 1.1.3 法定地址 1.2 可行性研究报告编制的依据、原则和研究范围 1.2.1 编制依据 （1）当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录（2000年修订）； （2）国家产业结构调整指导目录（2005年本）； （3）河南省外经贸发展促进资金使用方向； （4）行业建设项目可行性研究报告编制内容和深度的规定要求； （5）化工有限责任公司提供的基础资料、技术数据。1.2.2 可行性研究报告编制原则
（1）依据国家行业产业政策、技术政策以及国家、行业、地区发展的长远规划、工程基础资料，公正、客观和科学地论证项目建设的可行性； （2）工艺技术力求先进合理，设备选型尽量国产化，工艺布置简捷流畅，平面布局合理，以节约投资； （3）注意环境保护与劳动安全卫生，选用先进可靠的技术设备，使污染物消除在生产过程中，以便于改善生产条件，消除对周围环境的污染，做到文明生产； （4）节约能源，广泛采用能耗少的工艺和设备。 1.2.3 可行性研究报告研究的范围 （1）项目建设的必要性和经济意义； （2）市场前景分析与需求预测； （3）产品方案与建设规划； （4）厂址位置及建设条件； （5）工艺技术方案； （6）总图运输与公用工程； （7）节水、节能； （8）环境保护； （9）劳动保护、安全生产和工业卫生； （10）企业组织和劳动定员； （11）项目管理与实施进度安排；
（12）投资估算与资金筹措。 （13）经济效益分析。 1.3 承办企业概况 XX化工有限责任公司，始建于XXX年。厂址位于XXXX。公司设有东西两个厂，建有硫酸车间、精细化工车间，复合肥车间等X个车间和一个西分厂。主要产品有过磷酸钙、复合肥、各种配方肥。公司占地面积X万余m2，建有铁路专用线，现有总资产XXX余万元，年综合生产能力XX万余吨，废气等治理设施通过了环保验收。公司现有总资产XXX余万元，其中固定资产XXX万元。2007年销售收入XXX亿元。 公司拥有一批专业精湛的工程技术人员，全厂XX余名职工中，就有XX名具有中高级技术职称的科技人员，占职工总数的XXX%，其中有X人是高级经济师和高级工程师。并配备了先进的检测仪器和精良的生产设备。公司建有一整套科学先进的现代化管理制度和健全的机构，包括办公室、生产科、设备科、技术科、全质办、供应科、销售科。通过了ISO9001质量保证体系认证和ISO14001环境管理体系认证。 1.4 项目提出的背景、投资的必要性和经济意义 1.4.1 项目提出的背景 为推进经济结构的战略性调整，促进产业升级，提高竞争力，国家颁布了《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术
年产20万吨乙二醇项目可行性研究报告 （此文档为word格式，下载后您可任意修改编辑）
目录 第一章总论 (1) 1.1 项目情况 (1) 1.2 编制的依据和原则 (1) 1.3 项目背景 (2) 1.4 建设意义 (3) 1.5 研究结论 (3) 1.5.1 项目概况 (3) 1.5.2 主要技术经济指标 (5)
1.5.3 结论 (6) 第二章原料及产品介绍 (7) 2.1 原料性质 (7) 2.1.1 乙烯 (7) 2.1.2 甲醇 (8) 2.1.3 氧气 (9) 2.2 产品性质 (11) 2.2.1 乙二醇 (11) 2.2.2 碳酸二甲酯 (12) 第三章市场分析及预测 (15) 3.1 乙二醇市场分析及价格预测 (15) 3.1.1 世界供需分析与预测 (15) 3.1.2 国内供需分析及预测 (17) 3.1.3 乙二醇价格分析与预测 (21) 3.2碳酸二甲酯市场分析 (23) 3.2.1 碳酸二甲酯产能分析 (23) 3.2.2 碳酸二甲酯需求分析及预测 (24) 3.3 国内乙二醇上游原料市场分析 (26) 3.3.1 乙烯市场分析 (26) 3.3.2 甲醇市场分析 (29) 3.4 国内乙二醇下游产品市场分析 (33) 3.4.1 聚酯产能分析 (33) 3.4.2 聚酯需求分析 (34) 第四章建设规模和产品方案 (36) 4.1产业政策等符合性分析 (36) 4.1.1 产业政策符合性分析 (36) 4.1.2 行业准入符合性分析 (36)
4.1.3 所在地或园区发展规划符合性分析 (36) 4.2建设规模 (36) 4.2.1 确定建设规模的依据 (37) 4.2.2 多方案比选 (37) 4.2.3 推荐的建设规模 (38) 4.3 产品方案 (39) 4.3.1 确定产品方案的依据 (39) 4.3.2 推荐的产品方案 (39) 4.3.3 主要产品规格 (40) 第五章原料、辅助材料供应 (42) 5.1 原辅料需求清单及来源 (42) 5.2 原料供应 (42) 5.2.1 原料品种、数量及来源 (42) 5.2.2 原料规格 (43) 5.3 催化剂供应 (44) 5.3.1 催化剂品种、数量 (44) 5.3.2 催化剂规格 (44) 5.4 主要化学品供应 (44) 5.4.1 主要化学品品种、数量及来源 (44) 5.4.2 主要化学品技术规格 (45) 5.5 公用工程供应 (45) 第六章工艺技术方案 (47) 6.1 工艺方案简介 (47) 6.1.1 石油路线工艺 (47) 6.1.2 煤化路线工艺 (50) 6.2 工艺技术方案 (53) 6.2.1工艺技术方案的选择 (53)
年产20万吨合成氨合成工 段工艺设计书 1.1 概述 氨是一种重要的含氮化合物。氮是蛋白质质中不可缺少的部分，是人类和一切生物所必须的养料；可以说没有氮，就没有蛋白质，没有蛋白质，就没有生命。大气中存在有大量的氮，在空气中氨占78％（体积分数）以上，它是以游离状态存在的。但是，如此丰富的氮，通常状况下不能为生物直接吸收，只有将空气中的游离氮转化为化合物状态，才能被植物吸收，然后再转化成人和动物所需的营养物质。把大气中的游离氮固定下来并转变为可被植物吸收的化合物的过程，称为固定氮。目前，固定氮最方便、最普通的方法就是合成氨，也就是直接由氮和氢合成为氨，再进一步制成化学肥料或用于其它工业。 在国民经济中，氨占有重要地位，特别是对农业生产有着重大意义。氨主要用来制作化肥。液氨可以直接用作肥料，它的加工产品有尿素、硝酸铵、氯化氨和碳酸氢氨以及磷酸铵、氮磷钾混等。氨也是非常重要的工业原料，在化学纤维、塑料工业中，则以氨、硝酸和尿素作为氮元素的来源生产己酰胺、尼龙-6、丙烯腈等单体和尿醛树脂等产品。由氨制成的硝酸，是各种炸药和基本原料，如三硝基申苯，硝化甘油以及其它各种炸药。硝酸铵既是优良的化肥，又是安全炸药，在矿山开发等基本建设中广泛应用。 氨在其他工业中的应用也非常广泛。在石油炼制、橡胶工业、冶金工业和机械加工等部门以及轻工、食品、医药工业部门中，氨及其加工产品都是不可缺少的。例如制冷、空调、食品冷藏系统大多数都是用氨作为制冷剂。
1.2 氨的性质 1.2.1 氨的物理性质 氨在常温下是无色气体，比空气轻，具有刺激性臭味，能刺激人体感官粘膜空气中，含氨大于0.01％时即会引起人体慢性中毒。 气态氨易溶于水，成为氨水，氨水呈弱碱性。氨在水中的溶解度随压力增大而降低。氨水在溶解时放出大量热。氨水中的氨极易挥发。 常压下气态氨需冷却到-33.35 ℃（沸点）才能液化。而在常温下需加压到 0.87MPa 时才能液化。液氨为无色液体，气化时吸收大量的热。 1.2.2 氨的化学性质 ⑴ 氨与氧在催化剂作用下生成氮的氧化物,并能进一步与水作用,制得硝酸： 3224546NH O NO H O +→+ ⑵ 氨与酸或酐反应生成盐类,是制造氮肥的基本反应： 3244242)NH H SO NH SO +=（ 3343 NH HNO NH NO += 34 NH HCl NH Cl += 334424NH H PO NH H PO += ⑶ 氨与二氧化碳作用生成氨基甲酸铵,进一步脱水成为尿素： 32422NH CO NH COONH += ()42222NH COONH CO NH H O =+ ⑷ 氨与二氧化碳和水作用,生成碳酸氢铵： 32243NH CO H O NH HCO ++= (5) 氨可与盐生成各种络合物，如CuCl 2?6NH 3、CuSO 4?4NH 3。 氨与空气(或氧)的混合气,在一定浓度围能发生剧烈的氧化作用而爆 炸。在常温常压下，氨与空气爆炸极限为15%～28%(NH 3)。100℃，0.1 MPa 下，