年產(chǎn)30萬噸合成甲醇分廠設(shè)計(jì)第一章概述41.1工程概述4工程名稱4工程簡(jiǎn)介41.2設(shè)計(jì)依據(jù)及原那么41.2.1設(shè)計(jì)依據(jù)41.2.2設(shè)計(jì)原那么41.3工藝特點(diǎn)51.4產(chǎn)品方案51.5主要物料規(guī)格及消耗61.6排污要求6公用工程61.8廠址概況61.9產(chǎn)品文獻(xiàn)綜述6產(chǎn)品甲醇簡(jiǎn)介7工程建設(shè)的目的及意義8第二章工藝方案確實(shí)定及流程模擬92.1概述92.2甲醇合成的反響及動(dòng)力學(xué)分析92.2.1甲醇合成的反響92.2.2反響動(dòng)力學(xué)分析102.3合成工藝112.3.1甲醇生產(chǎn)工藝112.3.2工藝流程確實(shí)定142.3.3合成工序工藝操作條件確實(shí)定162.3.4催化劑172.4工藝流程模擬18182.4.2合成192.4.3別離工段20第三章物料衡算和熱量衡算213.1概述21物料衡算的意義21物料衡算遵循的原那么21物料衡算結(jié)果223.4.1全段工藝的物料衡算223.5熱量衡算33熱量衡算原那么33熱量衡算34第四章設(shè)備設(shè)計(jì)及選型40概述404.2甲醇合成反響器的選擇404.2.1列管式反響器內(nèi)部結(jié)構(gòu)及空速的計(jì)算404.2.2反響器內(nèi)徑、壁厚、外徑的計(jì)算414.2.3反響器塔高的計(jì)算414.3壓縮機(jī)的選擇414.3.1選型原那么414.3.2選型介紹414.4閃蒸罐設(shè)計(jì)424.5精餾塔的選擇424.5.1精餾段塔徑的計(jì)算424.5.2提餾段塔徑的計(jì)算444.5.3塔高確實(shí)定：454.6泵的選擇454.7換熱器的選擇464.8回流罐，儲(chǔ)罐的選擇474.9設(shè)備選型一覽表48第五章總圖及車間布置515.1總圖設(shè)計(jì)51．1布置原那么51．2參照要求及標(biāo)準(zhǔn)515.1.3布局情況介紹51反響車間55輔助車間和公用工程555.1.6開展用地及綠化565.1.7其它布局說明565.2車間布置57車間布置依據(jù)57車間布置原那么575.2.3車間整體布置57合成工段車間布置58第六章自動(dòng)控制及儀表606.1全廠自控水平和主要控制方案606.1.1概述606.1.2自控水平606.1.3主要控制方案606.1.4通訊網(wǎng)絡(luò)616.2儀表選型確實(shí)定616.2.1選型原那么616.2.2控制室監(jiān)控系統(tǒng)626.3動(dòng)力供給626.3.1儀表電源626.3.2儀表氣源626.4典型設(shè)備控制方案626.4.1精餾塔的控制626.4.2離心泵控制方案—直接節(jié)流法調(diào)節(jié)636.4.3壓縮機(jī)的控制646.4.4換熱器的控制646.4.5儲(chǔ)罐的控制64第七章環(huán)境保護(hù)及評(píng)價(jià)66概述66環(huán)保目的66環(huán)境保護(hù)遵守依據(jù)667.1.3控制及保護(hù)目標(biāo)66廢氣中主要污染物的特征和危害67對(duì)人體的健康危害67對(duì)植物的危害67環(huán)境保護(hù)治理措施68廢氣68廢水68廢渣69總結(jié)69第一章概述1.1工程概述年產(chǎn)30萬噸合成甲醇分廠設(shè)計(jì)本工程以總廠造氣分廠的凈化合成氣作為原料，充分合理利用原料氣組分的現(xiàn)有資源及成熟的生產(chǎn)工藝，設(shè)計(jì)一座合成甲醇的分廠，對(duì)分廠的科學(xué)開展進(jìn)行規(guī)劃，擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，減少烴原料化工對(duì)石油資源的過度依賴，對(duì)優(yōu)化資源利用有重要意義。1.2設(shè)計(jì)依據(jù)及原那么1.2.1設(shè)計(jì)依據(jù)〔1〕課程設(shè)計(jì)工程設(shè)計(jì)任務(wù)書〔2〕“十二五〞國家政策?！?〕根據(jù)甲醇合成的相關(guān)資料，包括開展規(guī)劃、自然條件、交通條件、政府政策等。〔4〕《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》和《中華人民共和國勞動(dòng)平安法》等相關(guān)的國家法律、法規(guī)。1.2.2設(shè)計(jì)原那么(1)工程建設(shè)遵守國家的各項(xiàng)政策、法規(guī)和法令，符合國家的產(chǎn)業(yè)政策、投資方向及行業(yè)和地區(qū)的規(guī)劃，貫徹有關(guān)部門的頒發(fā)標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)合理安排建設(shè)周期，嚴(yán)格控制工程建設(shè)工程的生產(chǎn)規(guī)模和投資；(2)采用成熟而先進(jìn)可靠的工藝生產(chǎn)技術(shù)，確保操作運(yùn)行穩(wěn)定、盡可能節(jié)能降耗、三廢排放少、產(chǎn)品質(zhì)量好；(3)堅(jiān)持表達(dá)“社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保效益和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益并重〞的原那么，按照國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)開展的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，行業(yè)、地區(qū)的開展規(guī)劃，在工程調(diào)查、選擇中對(duì)工程進(jìn)行詳細(xì)全面的論證。(4)重視環(huán)境保護(hù)、平安和工業(yè)衛(wèi)生，設(shè)計(jì)中選用清潔生產(chǎn)工藝，三廢治理、消防、平安、勞動(dòng)保護(hù)措施必須與主體裝置同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)建設(shè)、同時(shí)投運(yùn)，污染物的排放必須到達(dá)規(guī)定的指標(biāo)，并保證工廠平安運(yùn)行和操作人員的健康不受損害；(5)產(chǎn)品生產(chǎn)和質(zhì)量指標(biāo)符合國家及地方頒發(fā)的各項(xiàng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；(6)在保證工藝生產(chǎn)平安、可靠的前提下，盡可能利用國產(chǎn)化的設(shè)備、材料，并控制投資在合理范圍內(nèi)；1.3工藝特點(diǎn)德國Lurgi公司開發(fā)的甲醇合成工藝，該流程采用管殼型反響器，催化劑裝在管內(nèi)，反響熱由管間沸騰水帶走，并副產(chǎn)中壓蒸汽。生產(chǎn)過程中可通過控制所產(chǎn)中壓蒸汽壓力來調(diào)節(jié)催化床層溫度，反響溫度易控制、徑向溫度5℃左右。由于反響溫度平穩(wěn)，催化劑的作用得到很好發(fā)揮，原料氣的單程轉(zhuǎn)化率得以提高，副反響少，粗甲醇質(zhì)量較好。1.4產(chǎn)品方案本工程通過Lurgi低壓甲醇合成工藝，利用凈化合成氣生產(chǎn)甲醇，其產(chǎn)品規(guī)格為到達(dá)國家標(biāo)準(zhǔn)〔GB388-85〕一級(jí)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)控制指標(biāo)為下表：表1.1產(chǎn)品規(guī)格組分CH3OH醛、酮總量水分摩爾分率1.5主要物料規(guī)格及消耗本工程的主要原料為凈化合成氣，整個(gè)工程所需的主要原料規(guī)格見下表：表1.2原料規(guī)格來自總廠造氣分廠的凈化合成氣，壓強(qiáng)3.5Mpa，溫度313.15K，組成為：組分COCO2H2N2摩爾分率1.6排污要求含醇?xì)怏w用管道送至總廠鍋爐房燃燒處理；工藝廢水含有機(jī)物總量＜0.002，用專用管路送至總廠水處理分廠。供電、供水、供惰性氣、供汽、機(jī)修等公用工程由總廠統(tǒng)一安排、配套提供。1.8廠址概況一側(cè)靠河、另一側(cè)靠廠內(nèi)公路的狹長(zhǎng)平地，寬度60m，長(zhǎng)度無限制。1.9產(chǎn)品文獻(xiàn)綜述甲醇作為化工原料，主要用于制備甲醛、對(duì)苯二甲酸二甲酯、鹵甲烷、炸藥、醫(yī)藥、染料、農(nóng)藥及其他有機(jī)化工產(chǎn)品。隨著世界能源的消耗日益增加，天然氣和石油資源日益緊張，在甲醇的應(yīng)用方面開發(fā)了許多新的領(lǐng)域，如甲醇作為非石油基燃料迅速進(jìn)入燃料市場(chǎng)，成為汽油的代用燃料與汽油滲燒得到迅速開展；甲醇直接合成汽油；甲醇也可合成甲基叔丁基醚〔MTBE〕作為無鉛汽油的優(yōu)質(zhì)添加劑，具有重要的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益；此外甲醇還可作為合成蛋白質(zhì)的碳來源，也具有廣闊的前途。合成甲醇的工業(yè)化始于1923年，用高壓合成〔溫度300~400℃，壓力30MPa〕，一直沿用至20世紀(jì)60年代中期。1966年，英國開發(fā)了ICI低壓法〔溫度230~270℃，壓力5~10MPa〕。1971年，德國開發(fā)了魯奇低壓法；1973年，意大利開發(fā)成功氨-甲醇聯(lián)合生產(chǎn)方法〔聯(lián)醇法〕。自20世紀(jì)70年代中期以后，世界上新建和擴(kuò)建的甲醇均為低壓法。甲醇合成的原料氣為CO和H2,可可由煤、天然氣、輕油、重油、裂解氣及焦?fàn)t氣來制取。今年的開展可以看出，從天然氣出發(fā)生產(chǎn)甲醇的原料路線備受重視，其投資費(fèi)用和消耗指標(biāo)都低于煤和石油，而天然氣儲(chǔ)量較石油豐富。目前世界上以天然氣作原料合成甲醇的能力占總能力的80%以上?！?〕物理性質(zhì)：外觀與性狀：無色澄清液體，有刺激性氣味。微有乙醇樣氣味，易揮發(fā)，易流動(dòng)，燃燒時(shí)無煙有藍(lán)色火焰，能與乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑和水互溶，能與多種化合物形成共沸混合物，能與多種化合物形成溶劑混溶，溶解性能優(yōu)于乙醇，能溶解多種無機(jī)鹽，如碘化鈉、氯化鈣、硝酸銨、硫酸銅、硝酸銀、氯化銨和氯化鈉等。易燃，與空氣混合的爆炸極限為6.0%-36.5%〔體積〕。有毒，一般誤飲5～10ml可致眼睛失明，大量飲用會(huì)導(dǎo)致死亡。〔2〕化學(xué)性質(zhì)：甲醇對(duì)金屬特別是黃銅有輕微的腐蝕性。易燃，燃燒時(shí)有無光的淡藍(lán)色火焰。蒸氣能與空氣形成爆炸混合物．爆炸極限6.0%-36.5%(vol)。純品略帶乙醇味，粗品刺鼻難聞。有毒可直接侵害人的肢體細(xì)胞組織．特別是侵害視覺神經(jīng)網(wǎng)膜，致使失明。正常人一次飲用4-10g純甲醇可產(chǎn)生嚴(yán)重中毒。飲用7-8g可導(dǎo)致失明，飲用30-100g就會(huì)死亡?！?〕作用與用途：甲醇是最簡(jiǎn)單的飽和醇，也是重要的化學(xué)工業(yè)根底原料和清潔液體燃料，它廣泛用于有機(jī)合成、醫(yī)藥、農(nóng)藥、涂料、染料、汽車和國防等工業(yè)中。用于制造甲醛和農(nóng)藥〔殺蟲劑、殺蟲螨〕、醫(yī)藥〔磺胺類、合霉素類〕等的原料、合成對(duì)苯二甲酸二甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯的原料之一、醋酸、氯甲烷、甲胺和硫酸二甲酯等多種有機(jī)產(chǎn)品等，并用作有機(jī)物的萃取劑和酒精的變性劑等。根本作用是，用作有機(jī)原料、溶劑及防凍劑。主要用于制甲醛、香精、染料、醫(yī)藥、火藥、防凍劑等。是根底的有機(jī)化工原料和優(yōu)質(zhì)燃料。主要應(yīng)用于精細(xì)化工，塑料等領(lǐng)域，用來制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲脂等多種有機(jī)產(chǎn)品，也是農(nóng)藥、醫(yī)藥的重要原料之一，經(jīng)常作為氣相色譜和液相色譜分析的溶劑。甲醇在深加工后可作為一種新型清潔燃料，也參加汽油摻燒。工程建設(shè)的目的及意義能源和環(huán)境是世界經(jīng)濟(jì)和社會(huì)開展面臨的兩大主題。如何有效地解決由于全球經(jīng)濟(jì)迅猛開展帶來的能源危機(jī)和環(huán)境污染不但是全世界關(guān)注的焦點(diǎn)，也是我國實(shí)施可持續(xù)開展的主要屏障。為了解決能源問題我國在石油替代燃料方面做了大量工作。從我國“缺油、富煤〞的能源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)看甲醇的開展前景廣闊。甲醇甲醇原料來源廣泛、生產(chǎn)工藝成熟，主要來自煤化工和天然氣合成可以利用煤炭、天然氣、煤層氣、生物質(zhì)等制成。本設(shè)計(jì)遵循“工藝技術(shù)可靠科學(xué)、優(yōu)化生產(chǎn)平安環(huán)保〞的原那么。通過設(shè)計(jì)可以加深對(duì)甲醇生產(chǎn)知識(shí)的掌握，將課本知識(shí)實(shí)地應(yīng)用于具體的設(shè)計(jì)中，使理論與實(shí)踐得到一定的結(jié)合。對(duì)國內(nèi)外的甲醇生產(chǎn)工藝有了進(jìn)一步的了解，對(duì)所學(xué)專業(yè)的使命感有了更深的認(rèn)識(shí)。第二章工藝方案確實(shí)定及流程模擬2.1概述隨著甲醇作為重要化工原料用途的日益拓寬和替代日趨緊張的汽油而用作潔凈燃料，甲醇在許多國家得以開發(fā)、推廣和應(yīng)用．工業(yè)合成甲醇的工藝技術(shù)得到了迅猛開展，并日趨成熟，特別是20世紀(jì)6O年代中期以后，為了降低甲醇生產(chǎn)的投資、降低生產(chǎn)過程中的動(dòng)力消耗、實(shí)現(xiàn)較溫和的生產(chǎn)操作條件、改善粗甲醇的質(zhì)量和降低生產(chǎn)本錢，人們成功研制了低壓合成甲醇的銅基催化劑，實(shí)現(xiàn)了高壓合成法向低壓合成法的轉(zhuǎn)變，并使低壓合成工藝得到迅速開展。低壓法臺(tái)成甲醇生產(chǎn)工藝始于1966年，由英國帝國化學(xué)工業(yè)(ICI)公司開發(fā)，簡(jiǎn)稱ICI低壓甲醇臺(tái)成工藝；隨后當(dāng)時(shí)的西德魯奇〔Lurgi)公司于1971年開發(fā)了另一種低壓法合成甲醇工藝，簡(jiǎn)旅Iurgi低壓甲醇合成工藝。這兩種低壓法臺(tái)成甲醇工藝便成了以后低壓合成甲醇的主要工藝。我國從2O世紀(jì)7O年代以來所建的甲醇裝置主要采用這兩種工藝，如四J1I維尼綸廠和哈爾濱氣化廠建的ICI低壓甲醇合成裝置；在齊魯二化、濮陽和安陽等地相繼建成了Lurg[低壓甲醇合成裝置。隨著這兩種工藝在我國近幾十年的推廣應(yīng)用，它們?cè)诩夹g(shù)方面的差異也日漸顯露出來，從前認(rèn)為ICI反響器可實(shí)現(xiàn)單臺(tái)大規(guī)模生產(chǎn)，Iurgi反響器由于制造困難而難于放大?，F(xiàn)在由于機(jī)械制造技術(shù)的不斷改良，國內(nèi)Iurg[反響器單臺(tái)能力已達(dá)2O萬t／a。本文將著重從這兩種工藝的流程情況、床層溫度分布狀況、催化劑的使用效果及動(dòng)力消耗等方面進(jìn)行分析比擬和初步探討。2.2甲醇合成的反響及動(dòng)力學(xué)分析2.2.1甲醇合成的反響甲醇合成反響體系主要發(fā)生以下反響：CO+2H2=CH3OH(1)CO2+3H2=CH3OH+H2O(2)CO2+H2=CO+H2O(3)由于其中只有兩個(gè)為獨(dú)立反響,在進(jìn)行化學(xué)平衡計(jì)算時(shí)只需考慮其中兩個(gè)反響。2.2.2反響動(dòng)力學(xué)分析根據(jù)《甲醇工學(xué)》所提供的數(shù)據(jù)以及AspenPlus所提供的物性計(jì)算方法和化學(xué)反響動(dòng)力學(xué)方法，可以采用以下簡(jiǎn)化方法進(jìn)行甲醇合成系統(tǒng)的化學(xué)動(dòng)力學(xué)計(jì)算：物性計(jì)算方法：BWR-LS化學(xué)反響方程：反響速率方程：在SI制下，速率方程式中各系數(shù)可表為：速率常數(shù)：平衡常數(shù)：P=5MPa吸附系數(shù)：反響動(dòng)力學(xué)，它主要研究作用于物體的力與物體運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。動(dòng)力學(xué)的研究對(duì)象是運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)小于光速的宏觀物體。動(dòng)力學(xué)是物理學(xué)和天文學(xué)的根底，也是許多工程學(xué)科的根底。2.3合成工藝2.3.1甲醇生產(chǎn)工藝〔1〕甲醇生產(chǎn)工藝國內(nèi)國外的開展情況木材干餾后的液體產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)甲醇，故甲醇俗稱木精、木醇。在自然界只有某些樹葉或果實(shí)中含有少量的游離態(tài)甲醇，絕大多數(shù)以酯或醚的形式存在。1857年法國的M·貝特洛在實(shí)驗(yàn)室用一氯甲烷在堿性溶液中水解也制得了甲醇。1923年德國BASF公司首先用合成氣在高壓下實(shí)現(xiàn)了甲醇的工業(yè)化生產(chǎn)，直到1965年，這種高壓法工藝是合成甲醇的唯一方法。1966年英國ICI公司開發(fā)了低壓法工藝，接著又開發(fā)了中壓法工藝。1971年德國的Lurgi公司相繼開發(fā)了適用于天然氣－渣油為原料的低壓法工藝。從70年代中期起，國外新建裝置大多采用低壓法工藝。世界上典型的甲醇合成工藝主要有ICI工藝、Lurgi工藝和三菱瓦斯化學(xué)公司(MCC)工藝。目前，國外的液相甲醇合成新工藝具有投資省、熱效率高、生產(chǎn)本錢低的顯著優(yōu)點(diǎn)，尤其是LPMEOHTM工藝，采用漿態(tài)反響器，特別適用于用現(xiàn)代氣流床煤氣化爐生產(chǎn)低的原料氣，在價(jià)格上能夠與天然氣原料相競(jìng)爭(zhēng)。我國的甲醇生產(chǎn)始于1957年，50年代在吉林、蘭州和太原等地建成了以煤或焦炭為原料來生產(chǎn)甲醇的裝置。60年代建成了一批中小型裝置，并在合成氨工業(yè)的根底上開發(fā)了聯(lián)產(chǎn)法生產(chǎn)甲醇的工藝。70年代四川維尼綸廠引進(jìn)了一套以乙炔尾氣為原料的95kt/a低壓法裝置，采用英國ICI技術(shù)。1995年12月，由化工部第八設(shè)計(jì)院和上?；ぴO(shè)計(jì)院聯(lián)合設(shè)計(jì)的200kt/a甲醇生產(chǎn)裝置在上海太平洋化工公司順利投產(chǎn)，標(biāo)志著我國甲醇生產(chǎn)技術(shù)向大型化和國產(chǎn)化邁出了新的一步。2000年，杭州林達(dá)公司開發(fā)了擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的JW低壓均溫甲醇合成塔技術(shù)，打破長(zhǎng)期來被ICI、Lurgi等國外少數(shù)公司所壟斷擁的局面，并在2004年獲得國家技術(shù)創(chuàng)造二等獎(jiǎng)。2005年，該技術(shù)成功應(yīng)用于國內(nèi)首家焦?fàn)t氣制甲醇裝置上。國內(nèi)主要的研究單位有南華集團(tuán)研究院、西南化工研究院、齊魯石化公司研究院等。對(duì)于我國，從資源背景看，煤炭?jī)?chǔ)量遠(yuǎn)大于石油、天然氣儲(chǔ)量，隨著石油資源緊缺、油價(jià)上漲，因此在大力開展煤炭潔凈利用技術(shù)的背景下，在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)煤是我國甲醇生產(chǎn)最重要的原料。近年來,甲醇技術(shù)開展很快,主要趨向?yàn)?生產(chǎn)的原料轉(zhuǎn)向天然氣、烴類加工尾氣。從甲醇生產(chǎn)的實(shí)際情況核算,采用天然氣為原料比用固體為原料的投資可降低50%;采用乙炔尾氣那么經(jīng)濟(jì)效果更為顯著。目前國際上,生產(chǎn)甲醇的原料以天然氣為主約占90%,以煤為原料只占2%。國內(nèi)近年來以煤為原料生產(chǎn)甲醇的比例在逐步上升,這與中國的能源結(jié)構(gòu)有關(guān)。生產(chǎn)規(guī)模大型化,單系列最大規(guī)模達(dá)225萬噸/年,即單系列日產(chǎn)7500公斤。規(guī)模擴(kuò)大后,可降低單位產(chǎn)品的投資和本錢。充分回收系統(tǒng)的熱量。產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)壓力的蒸汽,以驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)及鍋爐給水泵、循環(huán)水泵的透平,實(shí)現(xiàn)熱能的綜合利用。采用新型副產(chǎn)中壓蒸汽的甲醇合成塔,降低能耗。采用節(jié)能技術(shù),如氫回收技術(shù)、預(yù)轉(zhuǎn)化、工藝?yán)淠猴柡图夹g(shù)、燃燒空氣預(yù)熱技術(shù)等,降低甲醇消耗?！?〕甲醇的工藝流程目前工業(yè)上幾乎都是采用一氧化碳、二氧化碳加壓催化氫化法合成甲醇.典型的流程包括原料氣制造、原料氣凈化、甲醇合成、粗甲醇精餾等工序。天然氣、石腦油、重油、煤及其加工產(chǎn)品(焦炭、焦?fàn)t煤氣)、乙炔尾氣等均可作為生產(chǎn)甲醇合成氣的原料.天然氣與石腦油的蒸氣轉(zhuǎn)化需在結(jié)構(gòu)復(fù)雜造價(jià)很高的轉(zhuǎn)化爐中進(jìn)行.轉(zhuǎn)化爐設(shè)置有輻射室與對(duì)流室,在高溫,催化劑存在下進(jìn)行烴類蒸氣轉(zhuǎn)化反響。重油局部氧化需在高溫氣化爐中進(jìn)行，以固體燃料為原料時(shí),可用間歇?dú)饣蜻B續(xù)氣化制水煤氣，間歇?dú)饣ㄒ钥諝?、蒸汽為氣化?將吹風(fēng)、制氣階段分開進(jìn)行,連續(xù)氣化以氧氣、蒸汽為氣化劑,過程連續(xù)進(jìn)行。甲醇生產(chǎn)中所使用的多種催化劑,如天然氣與石腦油蒸氣轉(zhuǎn)化催化劑、甲醇合成催化劑都易受硫化物毒害而失去活性,必須將硫化物除凈。氣體脫硫方法可分為兩類,一類是干法脫硫,一類是濕法脫硫。干法脫硫設(shè)備簡(jiǎn)單,但由于反響速率較慢,設(shè)備比擬龐大，濕法脫硫可分為物理吸收法、化學(xué)吸收法與直接氧化法三類。甲醇的合成是在高溫、高壓、催化劑存在下進(jìn)行的,是典型的復(fù)合氣-固相催化反響過程。隨著甲醇合成催化劑技術(shù)的不斷開展,目前總的趨勢(shì)是由高壓向低、中壓開展。粗甲醇中存在水分、高級(jí)醇、醚、酮等雜質(zhì),需要精制。精制過程包括精餾與化學(xué)處理?；瘜W(xué)處理主要用堿破壞在精餾過程中難以別離的雜質(zhì),并調(diào)節(jié)PH。精餾主要是除去易揮發(fā)組分,如二甲醚、以及難以揮發(fā)的組分,如乙醇高級(jí)醇、水等。甲醇生產(chǎn)的總流程長(zhǎng),工藝復(fù)雜,根據(jù)不同原料與不同的凈化方法可以演變?yōu)槎喾N生產(chǎn)流程。下面簡(jiǎn)述高壓法、中壓法、低壓法三種方法及區(qū)別〔1〕高壓法高壓工藝流程一般指的是使用鋅鉻催化劑,在300—400℃,30MPa高溫高壓下合成甲醇的過程。自從1923年第一次用這種方法合成甲醇成功后,差不多有50年的時(shí)間,世界上合成甲醇生產(chǎn)都沿用這種方法,僅在設(shè)計(jì)上有某些細(xì)節(jié)不同,例如甲醇合成塔內(nèi)移熱的方法有冷管型連續(xù)換熱式和冷激型多段換熱式兩大類,反響氣體流動(dòng)的方式有軸向和徑向或者二者兼有的混合型式,有副產(chǎn)蒸汽和不副產(chǎn)蒸汽的流程等。近幾年來,我國開發(fā)了25-27MPa壓力下在銅基催化劑上合成甲醇的技術(shù),出口氣體中甲醇含量4%左右,反響溫度230-290℃。〔2〕中壓法中壓法是在低壓法研究根底上進(jìn)一步開展起來的,由于低壓法操作壓力低,導(dǎo)致設(shè)備體積相當(dāng)龐大,不利于甲醇生產(chǎn)的大型化。因此開展了壓力為10MPa左右的甲醇合成中壓法。它能更有效地降低建廠費(fèi)用和甲醇生產(chǎn)本錢。例如ICI公司研究成功了51-2型銅基催化劑,其化學(xué)組成和活性與低壓合成催化劑51-1型差不多,只是催化劑的晶體結(jié)構(gòu)不相同,制造本錢比51-1型高貴。由于這種催化劑在較高壓力下也能維持較長(zhǎng)的壽命,從而使ICI公司有可能將原有的5MPa的合成壓力提高到l0MPa,所用合成塔與低壓法相同也是四段冷激式,其流程和設(shè)備與低壓法類似?！?〕低壓法ICl低壓甲醇法為英國ICl公司在1966年研究成功的甲醇生產(chǎn)方法。從而打破了甲醇合成的高壓法的壟斷,這是甲醇生產(chǎn)工藝上的一次重大變革,它采用51-1型銅基催化劑,合成壓力5MPa。聯(lián)邦德國Lurgi公司的管束型副產(chǎn)蒸汽合成塔及美國電動(dòng)研究所的三相甲醇合成系統(tǒng)。70年代,我國輕工部四川維尼綸廠從法國Speichim公司引進(jìn)了一套以乙炔尾氣為原料日產(chǎn)300噸低壓甲醇裝置(英國ICI專利技術(shù))。80年代,齊魯石化公司第二化肥廠引進(jìn)了聯(lián)邦德國Lurge公司的低壓甲醇合成裝置。2.3.2工藝流程確實(shí)定1、ICI法和Lurgi法的工藝比擬：在ICI低壓甲醇臺(tái)成工藝中，由于冷激氣的分層參加，在整個(gè)反響床層中的溫度呈現(xiàn)較大范圍波動(dòng)的特點(diǎn)，觸媒初期，床層溫度210℃～240C，后期控制在240℃～270C。具體如圖1所示而且由于用四股冷激氣來控制床層溫度，實(shí)際難于操作，易出現(xiàn)超溫或垮塔現(xiàn)象。Lurgi低壓甲醇臺(tái)成工藝中，合成塔為管殼式，管程為反響催化床層，反響熱被殼程中的水汽化產(chǎn)生中壓蒸汽帶走，生產(chǎn)過程中可通過控制所產(chǎn)中壓蒸汽壓力來調(diào)節(jié)催化床層溫度，反響溫度易控制、徑向溫差5C左右，軸向(除反響器入口外)幾乎沒有溫差。2、兩種工藝中催化劑使用效果的比擬在低壓法合成甲醇工藝中，臺(tái)成塔床層溫度及其分布是影響催化劑使用效果的重要外因之一，溫度過高易使催化劑晶粒粗化，活性降低而過早老化，溫度過低那么會(huì)使催化劑的活性得不到有效的發(fā)揮。ICI低壓甲醇臺(tái)成工藝中合成塔床層溫度隨床層高度的變化而不同，催化劑床層溫度波動(dòng)較大，這特點(diǎn)也就決定了：(1)不同床層高度的催化劑活性不同，催化劑的整體活性不能有效發(fā)揮．催化劑的時(shí)空產(chǎn)率低，經(jīng)濟(jì)效益低；(2)不同床層高度的催化劑老化失活的程度與速度不同，不利于保護(hù)和延長(zhǎng)催化劑的使用壽命，催化劑的有效利用率低。而在Lurgi低壓甲醇合成工藝中，由于合成塔整個(gè)催化劑床層溫度平穩(wěn)均勻，并由合成塔殼程的水所產(chǎn)中壓蒸汽來調(diào)節(jié)控制，因而具有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)便于整爐催化劑催化作用最大限度的發(fā)揮，時(shí)空產(chǎn)率高，經(jīng)濟(jì)效益好；(2)當(dāng)催化劑使用到中期和后期時(shí)，其活性有所降低，這時(shí)可通過提高合成塔殼程所產(chǎn)中壓蒸汽壓力來適當(dāng)提高反響床層溫度，從而提高催化劑的活性，延長(zhǎng)催化劑使用壽命。3、出塔氣中甲醇含量和粗甲醇質(zhì)量的比擬在ICI低壓甲醇合成工藝中，由于催化劑的催化作用受床層溫度波動(dòng)的影響和玲激氣分層參加所產(chǎn)生的稀釋效應(yīng)，原料氣的單程轉(zhuǎn)化率低，出塔氣中的甲醇含量只有3～4，而且溫度的波動(dòng)使得副反響增加，粗甲醇質(zhì)量下降。在Iurgi低壓甲醇合成工藝中，由于反響溫度平穩(wěn)，催化劑的作用得到很好發(fā)揮，原料氣的單程轉(zhuǎn)化率得以提高，出塔氣甲醇含量一般到達(dá)5～7，而且副反響少，粗甲醇質(zhì)量較好。4、兩種工藝動(dòng)力消耗的比擬ICI低壓甲醇臺(tái)成工藝中，由于原料氣的單程轉(zhuǎn)化率低，為了有效地利用原料氣及減少馳放氣排放量，這就要求生產(chǎn)中必須有很大的循環(huán)氣量；而Lurgi低壓甲醇合成工藝中，單程轉(zhuǎn)化率較高，要求的循環(huán)氣量就比ICI低壓甲醇臺(tái)成工藝少得多，具體比擬如下：ICI低壓甲醇合成工藝中循環(huán)氣：新鮮氣=10：1Lurgi低壓甲醇臺(tái)成工藝中循環(huán)氣：新鮮氣=5：l由于ICI低壓甲醇合成工藝要求的循環(huán)量比Lurgi低壓甲醇合成工藝多，這就決定了其生產(chǎn)過程中的動(dòng)力消耗比Lurgi低壓甲醇合成工藝要大；且有關(guān)設(shè)備管道的尺寸也要比Lurgi低壓甲醇合成工藝的大，其一次性投資也要比Lurg~低壓甲醇合成工藝多。通過上述比擬得出如下結(jié)論：Lurgi低壓甲醇合成工藝比ICI低壓甲醇合成工藝動(dòng)力消耗低，生產(chǎn)本錢也較低Lurgi低壓甲醇合成工藝比ICI低壓甲醇臺(tái)成工藝可更有效地提高產(chǎn)品質(zhì)量和原料氣的單程轉(zhuǎn)化率。Lurgi低壓甲醇合成工藝還能利用反響熱副產(chǎn)中壓蒸汽，能量的利用比ICI低壓甲醇合成工藝更為有效。ICI法最大的特點(diǎn)是合成塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，材料沒有特殊要求，設(shè)備易制造；而Lurgi甲醇臺(tái)成塔管材采用雙相不銹鋼，加工較復(fù)雜。Lurgi低壓甲醇合成工藝反響床層的溫度比ICI低壓甲醇合成工藝的床層溫度更易于控制和調(diào)節(jié)，并且反響床層溫度的分布也更臺(tái)理，因而催化劑活性高，時(shí)空產(chǎn)率比ICI法高一倍左右.2.3.3合成工序工藝操作條件確實(shí)定〔1〕操作溫度甲醇合成催化床層的操作溫度主要是由催化劑的活性溫度區(qū)決定的。操作溫度的控制同樣是一個(gè)操作費(fèi)用的控制問題，在設(shè)計(jì)中，需要延長(zhǎng)催化劑的使用壽命，防止催化劑的迅速老化和活性衰減速度加快。一般而言，在催化劑的使用初期，反響溫度維持較底的數(shù)值，隨著使用時(shí)間的增加，逐步提高反響溫度。例如副產(chǎn)蒸汽型等溫甲醇合成塔采用國產(chǎn)銅系催化劑，使用前期，可控制床層零點(diǎn)溫度230～240℃，熱點(diǎn)溫度260℃左右；后期，可控制床層零點(diǎn)溫度260～270℃，熱點(diǎn)溫度290℃。設(shè)計(jì)采用的甲醇合成塔為列管式等溫反響器，管間走的是沸騰水，可以副產(chǎn)蒸汽，床層內(nèi)溫差很小，接近最正確溫度操作曲線。設(shè)計(jì)中采用的甲醇合成催化劑為國產(chǎn)的銅系XCN-98，由它的性質(zhì)可知：適合使用的溫度范圍為200～290℃。〔2〕操作壓力壓力是甲醇合成反響過程的重要工藝條件之一。甲醇合成反響時(shí)分子數(shù)變少，因此增加壓力對(duì)反響有利，由于壓力高，組分的分壓提高，因而催化劑的生產(chǎn)強(qiáng)度也提高。操作壓力的選用與催化劑的活性有關(guān)。早期的高壓法合成甲醇工藝采用的是鋅基催化劑，由于活性差，需要在高溫高壓下操作，其操作壓力為25～35Mpa，操作溫度350～420℃。至較高的壓力和溫度下，一氧化碳和氫生成甲烷、異丁醇等副產(chǎn)物，這些副反響的反響熱高于甲醇合成反響，使床層溫度提高，副反響加速，如果不及時(shí)控制，會(huì)造成溫度猛升而損壞催化劑。近年來普遍使用的銅基甲醇合成催化劑，其活性溫度范圍在200～300℃，有較高的活性，對(duì)于規(guī)模小于30萬噸/a的工廠，操作壓力一般可降為5Mpa左右；對(duì)于超大型的甲醇裝置，為了減少設(shè)備尺寸，合成系統(tǒng)的操作壓力可以升至10Mpa左右。設(shè)采用的是低壓法〔入塔壓強(qiáng)為5.14MPa〕合成甲醇。〔3〕氣體組成對(duì)于甲醇合成原料氣，即合成工序的新鮮氣，應(yīng)維持f=〔H2-CO2〕/(CO+CO2)=2.10～2.15，并保持一定的CO2。由于新鮮氣中〔H2-CO2〕/(CO+CO2)略大于2，而反響過程中氫與一氧化碳、二氧化碳的化學(xué)計(jì)量比分別為2:1和3:1，因此循環(huán)氣中〔H2-CO2〕/(CO+CO2)遠(yuǎn)大于2。合成塔中氫氣過量，對(duì)減少副反響是有利的。甲醇合成過程中，需要一定的二氧化碳存在以保持催化劑的高活性。二氧化碳的存在可以降低反響系統(tǒng)的熱效應(yīng)，這對(duì)維持床層溫度也是有利的。但是過高的二氧化碳含量會(huì)降低合成系統(tǒng)的生產(chǎn)能力，粗甲醇含水增加，增加精餾系統(tǒng)的負(fù)荷和能耗。所以二氧化碳的含量應(yīng)該盡可能低一些，一般不超過5%?！?〕空速空速不僅是一個(gè)和合成回路氣體循環(huán)量相關(guān)聯(lián)的工藝控制參數(shù)，也是一個(gè)影響綜合經(jīng)濟(jì)效益的變量。甲醇合成過程中，首先甲醇合成塔內(nèi)的氣體空速必須滿足催化劑的使用要求，國產(chǎn)銅基催化劑，一般要求氣體空速在8000～20000h-1之間?？账龠^低，結(jié)炭等副反響加劇，空速過高，系統(tǒng)阻力加大或合成系統(tǒng)投資加大，能耗增加，催化劑的更換周期縮短。空速的選擇需要根據(jù)每一種催化劑的特性，在一個(gè)相對(duì)較小的范圍內(nèi)變化。XCN-98的空速要求為6000～15000h-1，本設(shè)計(jì)空速定為12000h-1。2.3.4催化劑甲醇催化劑的制備是衡量合成甲醇工業(yè)技術(shù)水平上下的關(guān)鍵技術(shù)之一,甲醇工業(yè)的開展很大程度上取決于催化劑的研制及其性能改良。在甲醇生產(chǎn)中,很多工業(yè)指標(biāo)和操作條件都是由催化劑的性質(zhì)決定的。隨著甲醇工業(yè)的快速開展,對(duì)甲醇合成催化劑的研究開發(fā)提出了更高的要求。國內(nèi)外研究人員都在積極開發(fā)、應(yīng)用新型甲醇合成催化劑,以提高甲醇的產(chǎn)量和質(zhì)量,節(jié)約能源,降低本錢。甲醇合成催化劑一般可分為鋅鉻催化劑、銅基催化劑、鈀系催化劑和鉬系催化劑。

下面我們主要研究和探討銅基催化劑:銅基催化劑是一種低溫低壓甲醇合成催化劑,其主要組CuO/ZnO/Al2O3(Cu-Zn-Al),由英國ICI公司和德國Lurgi公司先后研制成功。低(中)壓法銅基催化劑的操作溫度為210℃~300℃,壓力為5MPa-10MPa,比傳統(tǒng)的合成工藝溫度低得多,對(duì)甲醇反響平衡有利。其特點(diǎn)是:a)活性好,單程轉(zhuǎn)化率為7%-8%;b)選擇性高,大于99%,其雜質(zhì)只有微量的甲烷、二甲醚、甲酸甲酯,易得到高純度的精甲醇;c)耐高溫性差,對(duì)硫敏感。目前工業(yè)上甲醇的合成主要使用銅基催化劑。銅基催化劑的失活：催化劑的活性是決定甲醇合成新工藝開發(fā)成功與否的關(guān)鍵因素之一。甲醇生產(chǎn)過程中,常會(huì)發(fā)生催化劑中毒、高溫?zé)Y(jié)等現(xiàn)象,這些非正?，F(xiàn)象既縮短了甲醇合成催化劑的使用壽命,又影響了甲醇的質(zhì)量。影響催化劑使用壽命的因素很多,包括熱失活、積炭、中毒失活、污染失活、強(qiáng)度下降等。2.4工藝流程模擬工藝流程模擬如下：壓縮由分廠來的凈化合成氣壓力為MPa，溫度為40℃，其CO的摩爾分?jǐn)?shù)含量為0.282，經(jīng)原料氣壓縮機(jī)升壓至MPa，溫度預(yù)熱到℃，然后合成氣與循環(huán)氣相混合進(jìn)入混合器，然后再經(jīng)對(duì)流段的合成氣和循環(huán)氣經(jīng)過換熱器加熱到230℃。此過程可簡(jiǎn)述為：合成氣經(jīng)合成氣壓縮機(jī)壓縮，與循環(huán)氣混合升壓至MPa后，首先經(jīng)過合成塔進(jìn)出氣換熱器加熱。2.4.2合成加熱后的合成氣與循環(huán)氣進(jìn)入合成塔，合成氣進(jìn)塔溫度為230℃，在此，合成氣進(jìn)行甲醇合成反響，放出的熱量用于產(chǎn)生蒸汽。反響后的氣體出塔溫度為260℃，甲醇出口濃度為55%左右。出合成塔的高溫氣體熱量用于加熱入塔合成氣，然后經(jīng)水冷至40℃左右，經(jīng)氣液別離器冷凝別離出粗甲醇。不凝的氣體經(jīng)馳放少量惰性氣體后，大局部循環(huán)回合成氣壓縮機(jī)循環(huán)段，與新鮮氣混合再進(jìn)合成塔。弛放氣大局部返回至一段爐作燃料使用。Lurgi反響器屬等溫型列管反響器，反響熱靠管外沸騰的水很快移走，產(chǎn)生飽和蒸汽。該蒸汽降壓后和轉(zhuǎn)化工段產(chǎn)生的飽和蒸汽一起過熱，作為合成壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)透平的動(dòng)力，以及汽提塔的汽提蒸汽。2.4.3別離工段在預(yù)分餾塔中，除去粗甲醇中殘留的溶解氣體以及二甲醚為代表的低沸物。塔頂設(shè)置兩級(jí)冷凝器，預(yù)餾塔一級(jí)冷凝器將出塔器中大局部甲醇冷凝下來，進(jìn)入精餾塔。不凝氣、低沸物及少量甲醇進(jìn)入預(yù)分餾塔二級(jí)冷凝器，將絕大局部甲醇冷凝下來進(jìn)入甲醇萃取槽，進(jìn)一步別離出甲醇。預(yù)塔操作壓力MPa，粗甲醇送入預(yù)塔前須加熱到沸點(diǎn)℃，然后在塔內(nèi)別離成塔頂氣和塔底液，塔頂氣主要是含甲醇的輕餾分，塔底再沸器用合成氣加熱保持塔底液在沸騰狀態(tài)。廢液經(jīng)塔底流出，此時(shí)，塔頂甲醇?xì)饪蛇_(dá)99.9%，塔底甲醇含量小于0.008，從而實(shí)現(xiàn)甲醇的精餾。精餾塔塔底污水含甲醇。本流程將上述廢水大局部作萃取水循環(huán)用于預(yù)塔，余量那么送往轉(zhuǎn)化工段中的汽提塔經(jīng)汽提處理后，作除鹽水回收，從而實(shí)現(xiàn)了甲醇蒸餾過程中廢水的零排放。第三章物料衡算和熱量衡算3.1概述化工過程的物料衡算和熱量衡算，都是利用物理與化學(xué)的根本定律來計(jì)算的。物料衡算的依據(jù)是質(zhì)量守恒定律，熱量衡算的依據(jù)是熱力學(xué)第一定律。對(duì)于任何一個(gè)體系或任何一個(gè)化工過程，不管是物理加工過程還是化學(xué)加工過程，也不管是總過程還是單元過程，都采用質(zhì)量守恒定律、熱力學(xué)第一定律來進(jìn)行物料和能量的衡算。通過計(jì)算，從中找出主副產(chǎn)品的生成量，確定原材料的消耗定額，確定各物流的流量、組成和狀態(tài)，確定每一設(shè)備內(nèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)換與能量傳遞的速度。從而為確定最正確操作條件、設(shè)備選型以及設(shè)備尺寸確實(shí)定、管路設(shè)施與公用工程的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。3.2物料衡算的意義在化學(xué)工程中，設(shè)計(jì)或改造工藝流程和設(shè)備、了解和控制生產(chǎn)操作過程、核算生產(chǎn)過程的經(jīng)濟(jì)效益，確定原材料消耗定額，確定生產(chǎn)過程的損耗量，對(duì)現(xiàn)有的工藝過程進(jìn)行分析，選擇最有效的工藝路線，對(duì)設(shè)備進(jìn)行最正確設(shè)計(jì)以及確定最正確操作條件等都要進(jìn)行物料衡算。而且，化學(xué)工程的開發(fā)與放大都以物料衡算為根底的。物料衡算是質(zhì)量守恒定律的一種表現(xiàn)形式，凡引入某一設(shè)備的物料成分、質(zhì)量等于操作后所得產(chǎn)物的成分、質(zhì)量加上損失的物料。物料衡算遵循的原那么對(duì)一般的體系而言，物料分布均可表示為：∑(物料的累積量)=∑(物料進(jìn)入量)-∑(物料流出量)+∑(反響生成量)-∑(反響消耗量) 特別地，當(dāng)系統(tǒng)沒有化學(xué)反響時(shí)，那么可簡(jiǎn)化為：∑(物料的累積量)=∑(物料進(jìn)入量)-∑(物料流出量)在穩(wěn)定狀態(tài)下有：∑(物料進(jìn)入量)=∑(物料流出量)3.4物料衡算結(jié)果本工程為混合C4處理工程，將全流程分為DMF法丁二烯抽提工段、MTBE合成與正丁烯聯(lián)產(chǎn)工段兩局部。在工藝流程設(shè)計(jì)中，根據(jù)反響進(jìn)程將兩個(gè)工段分別進(jìn)行ASPENPLUS流程模擬，并在此根底上完成了流程中各操作單元的物料衡算與熱量衡算。3.4.1全段工藝的物料衡算流程圖如以下圖圖3-1總流程圖〔1〕甲醇反響器圖3-2甲醇反響器物料流股圖工程進(jìn)料出料TemperatureC230260PressurebarVaporFrac11MoleFlowkmol/hrMassFlowkg/hrVolumeFlowcum/hrEnthalpyGcal/hrMassFlowkg/hrCOCO2H2N2CH4CH3OH0H2O0CH3OCH30CH3CH2OH0C2H4O20MassFracCOCO2H2N2CH4CH3OH0H2O0CH3OCH300CH3CH2OH00C2H4O200MoleFlowkmol/hrCOCO2H2N2CH4CH3OH0H2O0CH3OCH30CH3CH2OH0C2H4O20MoleFracCOCO2H2N2CH4CH3OH0H2O0CH3OCH300CH3CH2OH00C2H4O200表3-1甲醇反響器物料流股衡算表別離器的物料衡算圖3-3別離器物料流股圖工程進(jìn)料塔頂出料塔底出料TemperatureC404040PressurebarVaporFrac1MoleFlowkmol/hrMassFlowkg/hrVolumeFlowcum/hrEnthalpyGcal/hrMassFlowkg/hrCOCO2H2N2CH4CH3OH0H2O0CH3OCH30CH3CH2OH0C2H4O20MassFracCOCO2H2N2CH4CH3OH0H2O0CH3OCH300CH3CH2OH00C2H4O200MoleFlowkmol/hrCOCO2H2N2CH4CH3OH0H2O0CH3OCH30CH3CH2OH0C2H4O20MoleFracCOCO2H2N2CH4CH3OH0H2O0CH3OCH300CH3CH2OH00C2H4O200表3-2別離器物料流股衡算表第一精餾塔的物料衡算圖3-4第一精餾塔物料流股圖工程進(jìn)料塔頂出料塔底出料TemperatureC65Pressurebar1023VaporFrac010MoleFlowkmol/hrMassFlowkg/hrVolumeFlowcum/hrEnthalpyGcal/hrMassFlowkg/hrCO0CO20H20N20CH40CH3OHH2OCH3OCH30CH3CH2OHC2H4O2MassFracCO00CO20H200N20CH400CH3OHH2O0CH3OCH30CH3CH2OH0C2H4O20MoleFlowkmol/hrCO0CO20H20N20CH40CH3OHH2O0CH3OCH30CH3CH2OH0C2H4O2MoleFracCO00CO20H20N20CH40CH3OHH2O0CH3OCH300CH3CH2OH0C2H4O20表3-3第一精餾塔物料流股衡算表〔4〕第二精餾塔的物料衡算圖3-5第二精餾塔物料流股圖工程進(jìn)料塔頂出料塔底出料TemperatureC78Pressurebar3VaporFrac000MoleFlowkmol/hrMassFlowkg/hrVolumeFlowcum/hrEnthalpyGcal/hrMassFlowkg/hrCO000CO2000H2000N2000CH4000CH3OHH2OCH3OCH3000CH3CH2OHC2H4O20MassFracCO000CO2000H2000N2000CH4000CH3OH1H2O0CH3OCH3000CH3CH2OH0C2H4O2000MoleFlowkmol/hrCO000CO2000H2000N2000CH4000CH3OHH2OCH3OCH3000CH3CH2OHC2H4O20MoleFracCO000CO2000H2000N2000CH4000CH3OH1H2O0CH3OCH3000CH3CH2OH0C2H4O2000表3-4第二精餾塔物料流股衡算表〔5〕閃蒸罐的物料衡算圖3-6閃蒸罐物料流股圖工程進(jìn)料塔頂出料塔底出料TemperatureCPressurebar201010VaporFrac10MoleFlowkmol/hrMassFlowkg/hrVolumeFlowcum/hrEnthalpyGcal/hrMassFlowkg/hrCOCO2H2N2CH4CH3OHH2OCH3OCH3CH3CH2OHC2H4O2MassFracCO0CO2H20N2CH40CH3OHH2OCH3OCH3CH3CH2OH0C2H4O2MoleFlowkmol/hrCOCO2H2N2CH4CH3OHH2OCH3OCH3CH3CH2OHC2H4O2MoleFracCO0CO2H2N2CH4CH3OHH2O0CH3OCH30CH3CH2OH0C2H4O20表3-5閃蒸罐物料流股衡算表3.5熱量衡算為了使生成保持在適宜的工藝條件下進(jìn)行，必須掌握物料帶入或帶出體系的熱量，控制熱量的供給速率和放熱速率，并且熱量衡算可為提高熱量利用率，降低能耗提供依據(jù)。工程依據(jù)化工設(shè)計(jì)中關(guān)于熱量衡算的根本思想和要求，遵循根本標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)際工藝相結(jié)合的原那么，進(jìn)行熱量衡算。它的能量平衡方程為：其中，——表示輸入設(shè)備熱量的總和；——表示輸出設(shè)備熱量的總和；——表示損失熱量的總和。其中，Q——設(shè)備的熱負(fù)荷；W——輸入系統(tǒng)的機(jī)械能；——離開設(shè)備的各物料焓之和；——進(jìn)入設(shè)備的各物料焓之和。在進(jìn)行全廠的能量衡算時(shí)，是以單元設(shè)備為根本單位，考慮由機(jī)械能轉(zhuǎn)換、化學(xué)反響釋放和單純的物理變化帶來的熱量變化。最終對(duì)全廠工藝進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)的熱量平衡計(jì)算，進(jìn)而用于指導(dǎo)節(jié)能降耗設(shè)計(jì)工作?！?〕甲醇反響器的熱量衡算圖3-7甲醇反響器模擬負(fù)荷圖HeatdutyMMBtu/hrQ=-107.227MMBtu/hr表3-6甲醇反響器負(fù)荷計(jì)算表工程進(jìn)料出料TemperatureCPressurebarVaporFrac11MoleFlowkmol/hrMassFlowkg/hrVolumeFlowcum/hrEnthalpyMMBtu/hr∑HMMBtu/hr表3-7甲醇反響器能量信息表Q總W總Error00表3-8能量平衡計(jì)算表〔單位：MMBtu/hr〕〔2〕別離器的熱量衡算圖3-8別離器模擬負(fù)荷圖HeatdutyMMBtu/hrQ=-2.78056MMBtu/hr表3-9甲醇反響器負(fù)荷計(jì)算表工程進(jìn)料塔頂出料塔底出料TemperatureC404040PressurebarVaporFrac1MoleFlowkmol/hrMassFlowkg/hrVolumeFlowcum/hrEnthalpyMMBtu/hr∑HMMBtu/hr表3-10甲醇反響器能量信息表Q總W總Error00表3-11能量平衡計(jì)算表〔單位：MMBtu/hr〕〔3〕第一精餾塔的熱量衡算圖3-9第一精餾塔冷凝器模擬負(fù)荷圖圖3-10第一精餾塔再沸器模擬負(fù)荷圖CONDENSERREBOILERHeatdutyMMBtu/hrQ=表3-12第一精餾塔負(fù)荷計(jì)算表工程進(jìn)料塔頂出料塔底出料TemperatureC65Pressurebar1023VaporFrac10MoleFlowkmol/hrMassFlowkg/hrVolumeFlowcum/hrEnthalpyMMBtu/hr∑HMMBtu/hr表3-13第一精餾塔能量信息表Q總W總Error0．0002表3-14能量平衡計(jì)算表〔單位：MMBtu/hr〕〔4〕第二精餾塔的熱量衡算圖3-13第二精餾塔冷凝器模擬負(fù)荷圖圖3-14第二精餾塔再沸器模擬負(fù)荷圖CONDENSERREBOILERHeatdutyMMBtu/hrW=-218.4144MMBtu/hrQ=214.1664MMBtu/hr表3-15第二精餾塔負(fù)荷計(jì)算表工程進(jìn)料塔頂出料塔底出料TemperatureCPressurebar3VaporFrac000MoleFlowkmol/hrMassFlowkg/hrVolumeFlowcum/hrEnthalpyMMBtu/hr表3-16第二精餾塔能量信息表Q總W總Error0表3-17能量平衡計(jì)算表〔單位：MMBtu/hr〕〔5〕閃蒸罐的熱量衡算圖3-15閃蒸罐模擬負(fù)荷圖HeatdutyMMBtu/hr0Q=0MMBtu/hr表3-18閃蒸罐負(fù)荷計(jì)算表工程進(jìn)料塔頂出料塔底出料TemperatureCPressurebar201010VaporFrac10MoleFlowkmol/hrMassFlowkg/hrVolumeFlowcum/hrEnthalpyMMBtu/hr表3-19閃蒸罐能量信息表Q總W總Error000表3-20能量平衡計(jì)算表〔單位：MMBtu/hr〕第四章設(shè)備設(shè)計(jì)及選型化工設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)與選型是在物料衡算和熱量衡算的根底上進(jìn)行的。其目的是決定工藝設(shè)備的類型、規(guī)格、主要尺寸和臺(tái)數(shù)，為車間布置、施工圖設(shè)計(jì)及公共工程提供足夠的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。甲醇合成反響主要采用的是魯奇的工藝，一般采用的是固定床列管式反響器和絕熱床反響器。此次設(shè)計(jì)用到的主要設(shè)備有：甲醇合成反響器、精餾塔、合成氣壓縮機(jī)、泵、換熱器、儲(chǔ)罐等。4.2甲醇合成反響器的選擇甲醇合成反響主要采用的是魯奇的工藝，一般采用的是固定床列管式反響器和絕熱床反響器。當(dāng)反響熱效應(yīng)不大，管徑較細(xì)，管外用傳熱良好的恒溫流體進(jìn)行控溫時(shí)，反響管內(nèi)各處可近似地視作等溫。由于反響過程中的熱效應(yīng)不大，不需要強(qiáng)化的傳熱方式。4.2.1列管式反響器內(nèi)部結(jié)構(gòu)及空速的計(jì)算a.催化劑的用量為：b.反響器的空速:c.管數(shù)N的計(jì)算：d.床層壓降的計(jì)算:4.2.2反響器內(nèi)徑、壁厚、外徑的計(jì)算反響器的內(nèi)徑：反響器的壁厚：反響器的外徑：4.2.3反響器塔高的計(jì)算其塔高為：4.3壓縮機(jī)的選擇在這里我們選用離心式壓縮機(jī)，離心式壓縮機(jī)相比往復(fù)式壓縮機(jī)有很多優(yōu)點(diǎn)：離心式壓縮機(jī)體積??；離心式壓縮機(jī)流量大，供氣均勻，調(diào)節(jié)方便；離心式壓縮機(jī)內(nèi)易損部件少，可連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)且平安可靠；離心式壓縮機(jī)因無潤(rùn)滑油污染氣體，有利于保護(hù)催化劑，并可以取消往復(fù)式催化劑所需要的油過濾器，簡(jiǎn)化了工藝流程。4.3.1選型原那么〔1〕適中選擇冷卻介質(zhì)。〔2〕對(duì)于腐蝕性氣體，選擇抗腐蝕材料?！?〕對(duì)于易燃易爆的介質(zhì)需對(duì)密封性具有高可靠性?！?〕由工藝要求選擇，確定進(jìn)出口壓力，計(jì)算總壓力比，得到壓縮機(jī)的級(jí)數(shù)。4.3.2選型介紹計(jì)算出總的壓縮比為。根據(jù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)選擇適宜的壓縮機(jī)，根據(jù)排氣壓力、排氣流量以及介質(zhì)的性質(zhì)，本工程選擇了三星系列空氣、天然氣、氮?dú)錃饴?lián)合壓縮機(jī)，型號(hào)為SM2000，其規(guī)格如下：容量4109m3/h，排氣壓力15—80bar，功率13-1297kw，冷卻介質(zhì)選擇水冷。尺寸〔L×W×H〕為10.0x6.5x5.0〔m〕，重量30000kg。4.4閃蒸罐設(shè)計(jì)塔徑計(jì)算計(jì)算公式:由aspenplus計(jì)算可知V=氣液別離器的選型時(shí)一般考慮能容納50％機(jī)組的充灌量。氣液別離器筒徑計(jì)算公式：4.5精餾塔的選擇在完成了全流程模擬的根底之上，我們得到了塔設(shè)備設(shè)計(jì)所需要的最根本的數(shù)據(jù)?；谶@些數(shù)據(jù)，在滿足工藝要求的條件下，充分考慮到設(shè)備的固定投資費(fèi)用及操作費(fèi)用，我們進(jìn)行了塔設(shè)備的選型、設(shè)計(jì)和校核等等工作。設(shè)計(jì)主要包括工藝參數(shù)設(shè)計(jì)、根本參數(shù)設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)。工藝參數(shù)設(shè)計(jì)對(duì)該塔的生產(chǎn)能力、別離效果、物料和能量等操作參數(shù)作了設(shè)計(jì)，根本參數(shù)設(shè)計(jì)那么完成了塔尺寸、塔壁厚、塔板形式及開孔形式等的設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)那么完成了塔設(shè)備的封頭、開口、地基等等的設(shè)計(jì)，同時(shí)完成了機(jī)械性能的校核。明。詳細(xì)的設(shè)備裝配圖見工藝設(shè)計(jì)施工圖。精餾塔的設(shè)計(jì)牽涉到眾多的參數(shù)：產(chǎn)品組成、產(chǎn)品的流量、操作壓力、塔板數(shù)、進(jìn)料位置、回流比、再沸器熱負(fù)荷、冷凝器冷卻負(fù)荷、塔徑、塔高。4.5.1精餾段塔徑的計(jì)算工業(yè)用的精餾塔類型主要有填料塔和板式塔。兩種類型的塔器各有特點(diǎn)：不同任務(wù)，操作條件，介質(zhì)性質(zhì)情況下，選擇適宜的精餾塔能夠充分發(fā)揮塔的作用，既能保證平安穩(wěn)定生產(chǎn)，又能降低生產(chǎn)本錢，下表列出了填料塔和板式塔的使用特點(diǎn)。表4-1工程塔型填料塔板式塔壓降小尺寸填料，壓降較大，而大尺寸填料及規(guī)整填料，那么壓降較小較大空塔氣速小尺寸填料氣速較小，而大尺寸填料及規(guī)整填料那么氣速可較大較大塔效率傳統(tǒng)的填料，效率較低，而新型亂堆及規(guī)整填料那么塔效率較高較穩(wěn)定，效率高液氣比對(duì)液體量有一定要求適用范圍較大扶持量較小較大材質(zhì)金屬及非金屬材料均可一般用金屬材料安裝，檢修較難較容易造價(jià)新型填料，投資較大大直徑塔時(shí)造價(jià)較低動(dòng)能通過上面的比擬，我們可以看到，板式塔雖然壓降高，但其空塔氣速大，塔效率高且穩(wěn)定，液氣比適用范圍較大，安裝和檢修容易，大直徑塔的造價(jià)低，這些特點(diǎn)能夠滿足我們?cè)O(shè)計(jì)中處理量大，塔效率高，液氣比范圍廣等要求。綜合考慮，我們優(yōu)先選擇板式塔。板式塔的種類很多，隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，板式塔的結(jié)構(gòu)也在不斷的變化，不同類型的塔設(shè)備使用范圍不同。參數(shù):查Smith關(guān)聯(lián)圖得到氣體負(fù)荷因子，由于液泛氣速：取泛點(diǎn)百分率為0.8，可求出設(shè)計(jì)氣速為：u=0.8*umax所以塔徑：，按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整。塔截面積：實(shí)際空塔氣速：u=VS/AT4.5.2提餾段塔徑的計(jì)算動(dòng)能參數(shù):查Smith關(guān)聯(lián)圖得到氣體負(fù)荷因子，由于液泛氣速：取泛點(diǎn)百分率為0.8，可求出設(shè)計(jì)氣速為：u=0.8*umax所以塔徑：按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整為：D=塔截面積：實(shí)際空塔氣速：u=VS/AT4.5.3塔高確實(shí)定：4.6泵的選擇化工生產(chǎn)中，泵的作用至關(guān)重要，種類很多。在泵的選擇過程中，我們需要對(duì)每個(gè)工段的特點(diǎn)進(jìn)行具體分析和選擇。根據(jù)所輸送的流體性質(zhì)〔如黏性液體，含雜質(zhì)的流體等〕選擇不同類型、不同用途的泵。流量、揚(yáng)程必須滿足工作中所需的最大負(fù)荷。額定流量一般直接采用工作中的最大流量，額定揚(yáng)程一般取裝置所需揚(yáng)程的1.05倍到1.1倍。盡量選用效率高的泵。為防止發(fā)生汽蝕，要求泵的必需汽蝕余量小于裝置汽蝕余量，如果達(dá)不到此要求，需設(shè)法增大裝置的汽蝕余量，如降低泵的安裝高度。按輸送工質(zhì)的特殊要求選泵，如工質(zhì)易燃、易爆、有毒、腐蝕性強(qiáng)、含有氣體、低溫液化氣、高溫?zé)嵊偷?，他們有的?duì)防泄漏的密封有特殊要求，因此選用泵的時(shí)候各有特殊要求。所選擇的泵應(yīng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于操作與維修、體質(zhì)小重量輕、設(shè)備投資少等特點(diǎn)。當(dāng)符合要求的泵有兩種以上的規(guī)格的時(shí)候，應(yīng)綜合考慮指標(biāo)高的為最終選定的泵型號(hào)。據(jù)分析，壓頭需要如此大，但是流量卻很小的泵沒有，所以將流量設(shè)定為由得取泵進(jìn)口段的流速為，那么進(jìn)口管徑取泵出口段的流速為，那么出口管徑選擇進(jìn)口管徑為D1=，出口管徑為D2=那么=2\*GB2⑵泵揚(yáng)程計(jì)算管出料端壓頭損失：道進(jìn)料阻力損失為泵所需要的揚(yáng)程：泵最終要到達(dá)，那么其揚(yáng)程需到達(dá)。所以最終的泵揚(yáng)程需要以上。=3\*GB2⑶泵選型選型是考慮以下要求：輸送介質(zhì)為丙烷溶液，其蒸汽壓力高，對(duì)泵的抗汽蝕性能要求高。流量小，揚(yáng)程大。甲醇為易燃易爆、有毒物品，要求密封性高，防靜電，防爆?？煽啃砸蟾?。4.7換熱器的選擇在固定管板式式換熱器中，對(duì)于流體流徑的選擇一般可以考慮以下幾點(diǎn)：(1)不潔凈和易結(jié)垢的流體宜走管內(nèi)，以便于清洗管子。(2)腐蝕性的流體宜走管內(nèi)，以免殼體和管子同時(shí)受腐蝕，而且管子也便于清洗和檢修。(3)壓強(qiáng)高的流體宜走管內(nèi)，以免殼體受壓。(4)飽和蒸氣宜走管間，以便于及時(shí)排除冷凝液，且蒸氣較潔凈，冷凝傳熱系數(shù)與流速關(guān)系不大。(5)被冷卻的流體宜走管間，可利用外殼向外的散熱作用，以增強(qiáng)冷卻效果。(6)需要提高流速以增大其對(duì)流傳熱系數(shù)的流體宜走管內(nèi)，因管程流通面積常小于殼程，且可采用多管程以增大流速。(7)粘度大的液體或流量較小的流體，宜走管間，因流體在有折流擋板的殼程流動(dòng)時(shí)，由于流速和流向的不斷改變，在低Re(Re>100)下即可到達(dá)湍流，以提高對(duì)流傳熱系數(shù)。從兩物流的操作壓力看，應(yīng)使醇類混合物走管程，冷卻水走殼程。定性溫度：可取流體進(jìn)口溫度的平均值。殼程流體煤油的定性溫度為℃管程流體水的定性溫度為℃故可通過計(jì)算的壁厚為：壁厚需經(jīng)過圓整。法蘭的選擇本換熱器的法蘭選擇不同的密封形式。法蘭的材料查閱相關(guān)資料。經(jīng)模擬后其壓力是否可以到達(dá)設(shè)計(jì)壓力的要求，符合要求時(shí)此法蘭的選擇符合工藝要求。管板與殼體的連接設(shè)計(jì)由于本換熱器為固定管板式換熱器，所以管板與殼體采用焊接結(jié)構(gòu)，查得不同直徑管道的壁厚。折流板的最小厚度查得在現(xiàn)在的直徑條件下，折流板的最小厚度，模擬的換熱器最少有幾個(gè)半弓形折流板。4.8回流罐，儲(chǔ)罐的選擇儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)罐體和封頭的材料的選擇設(shè)計(jì)儲(chǔ)罐，力求：①減少蒸發(fā)損失；②防止空氣污染；③保證儲(chǔ)液不受空氣污染。儲(chǔ)罐形式主要有立式儲(chǔ)罐、臥式儲(chǔ)罐以及球型儲(chǔ)罐，對(duì)于此儲(chǔ)罐的應(yīng)該選用哪種形式，需要考慮實(shí)際要求，雖然球型儲(chǔ)罐具有用材省受力均勻以及風(fēng)載平安系數(shù)高等優(yōu)勢(shì)，但根據(jù)目前國內(nèi)生產(chǎn)制造技術(shù)的開展情況而言，球型儲(chǔ)罐的生產(chǎn)制造以及裝配技術(shù)還不是十分完善，由于球罐本身對(duì)于設(shè)計(jì)以及建造要求較高，如假設(shè)建造不當(dāng)或不合標(biāo)準(zhǔn)極易發(fā)生平安事故，因此暫不考慮使用球罐設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)溫度與設(shè)計(jì)壓力確實(shí)定儲(chǔ)罐通常置于室外，罐內(nèi)產(chǎn)物的溫度和壓力直接受大氣溫度的影響由于本設(shè)計(jì)甲醇為生產(chǎn)的精制甲醇，為了保證生產(chǎn)，選擇原料儲(chǔ)存天數(shù)為15天，那么15天的儲(chǔ)量為：V=qVt當(dāng)取儲(chǔ)罐的裝填系數(shù)為0.85時(shí)，那么總儲(chǔ)罐體積為：因此，需要選用兩個(gè)內(nèi)浮頂立式圓筒形儲(chǔ)罐,在根據(jù)儲(chǔ)存壓力和溫度選擇適宜的材料。回流罐設(shè)計(jì)〔1〕回流罐的操作條件：根據(jù)模擬結(jié)果得知回流罐的相關(guān)數(shù)據(jù)：溫度、壓力、液體或氣體密度、體積流量、質(zhì)量流量?！?〕回流罐罐的選型：貯罐儲(chǔ)存根據(jù)儲(chǔ)存溫度、壓力可分為：常溫壓力儲(chǔ)存、低溫壓力儲(chǔ)存和低溫常壓儲(chǔ)存。本回流罐采用常溫壓力儲(chǔ)存。常溫壓力儲(chǔ)存的貯罐壓力隨氣溫而變化，并接近或略低于氣溫下的飽和蒸汽壓力。貯罐形式的選擇主要取決于單罐的容積大小和加工條件。當(dāng)貯罐公稱容積大于120立方米時(shí)選用球形罐，小于120立方米時(shí)選用臥式罐。和臥式罐相比，球形罐具有鋼材耗量少、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，但加工制造、安裝比擬復(fù)雜，焊接工作量大，安裝費(fèi)用高。臥式罐的殼體由筒體和封頭組成。取回流罐的停留時(shí)間為15min，那么可計(jì)算出其容積V，取裝填系數(shù)為0.85，對(duì)回流罐需要的容積V進(jìn)行圓整，選擇不同形式的回流罐。取高徑比H/D，那么由V=0.785D2H，解得D，圓整。根據(jù)HG5-1580臥式橢圓形封頭儲(chǔ)罐系列選擇回流罐為公稱容積，在操作溫度、壓力下選擇筒體材料，由SW6-98算出筒體厚度為δ，大小規(guī)格與設(shè)計(jì)的一樣。4.9設(shè)備選型一覽表塔設(shè)備一覽表名稱類型直徑/mm筒體高度/mm封頭形式裙座高度/mm設(shè)計(jì)溫度/℃設(shè)計(jì)壓力/MPa殼體材料裙座材料第一精餾塔篩板塔230046000標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭200012016MnR(正火)Q-235A精餾塔篩板塔280051000標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭200012016MnR(正火)Q-235A換熱器一覽表設(shè)備位號(hào)類型管長(zhǎng)/mm換熱管規(guī)格/mm管心距/mm管程數(shù)E0101浮頭式3000Φ25×2322E0201浮頭式3000Φ19×2252E0301管板式3000Φ25×2321E0302管板式4500Φ19×2251E0303浮頭式3000Φ25×2321E0304管板式2000Φ19×2251反響器一覽表名稱類型直徑/mm高度/mm封頭形式裙座高度/mm設(shè)計(jì)溫度/℃操作壓力/MPa殼體材料裙座材料重量/kg甲醇合成反響器列管式12004800標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭20002506Q-235AQ-235A6000儲(chǔ)罐、回流罐一覽表名稱類型操作溫度/℃操作壓力/bar材料重量/kg別離回流罐臥式橢圓型封頭216MnDR1000精餾塔回流罐臥式橢圓型封頭1Q235-A5000甲醇原料儲(chǔ)罐內(nèi)浮頂罐251020R15000泵一覽表名稱型號(hào)溫度/℃壓力/atm額定流量/m3/h額定揚(yáng)程/m氣蝕余量/m效率/%電機(jī)功率/kw轉(zhuǎn)速/r/min進(jìn)口出口別離塔塔頂回流泵IH50-32-1251402027052900精餾塔塔頂回流泵IR100-80-125160307072900精餾塔塔頂出料泵IR80-65-125130157052900壓縮機(jī)選型一覽表名稱型號(hào)級(jí)數(shù)排氣量/m3/h額定循環(huán)功率/kw進(jìn)口壓力/MPa出口壓力/MPa進(jìn)口溫度/℃出口溫度/℃尺寸重量/kg合成氣壓縮機(jī)SM50001350640××24000循環(huán)氣壓縮機(jī)SM50001300640××11000第五章總圖及車間布置5.1總圖設(shè)計(jì)5.1．1布置原那么1.符合生產(chǎn)要求及工藝流程,符合國家現(xiàn)行的有關(guān)法律法規(guī)的要求2．節(jié)約用地，按功能分區(qū)，合理確定通道寬度。3.生產(chǎn)管理、生活方便4.平安、衛(wèi)生6.裝置的生產(chǎn)流程及工業(yè)管道線走向順暢，線路短捷。7.滿足工廠防火防爆及衛(wèi)生防護(hù)的要求。5.1．2參照要求及標(biāo)準(zhǔn)1.《工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》2.《廠礦道路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》3.《石油化工企業(yè)防火標(biāo)準(zhǔn)》4.《化工管道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》5.《化工工廠總圖運(yùn)輸施工圖設(shè)計(jì)文件編制深度規(guī)定》5.1.3布局情況介紹〔1〕綜述本廠設(shè)計(jì)總體形狀為長(zhǎng)方形，占地面積為9600平方米。廠內(nèi)設(shè)置有東西和南北共兩條主干道，分別通往廠區(qū)的西大門和南大門，其中南北主干道將工廠劃分為生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)兩大體塊。廠區(qū)共分五大塊：生活區(qū)，生產(chǎn)區(qū)，儲(chǔ)運(yùn)區(qū)，行政區(qū)，輔助生產(chǎn)區(qū)。〔2〕區(qū)域面積表格5-1各區(qū)域面積名稱面積/平方米生產(chǎn)車間685別離車間775職工宿舍364總控制室190化驗(yàn)室100維修室206消防站186倉庫200職工宿舍364儲(chǔ)罐473行政辦公樓476活動(dòng)室150醫(yī)務(wù)室門衛(wèi)室10036〔3〕局域系數(shù)表格5-2局域系數(shù)工程單位數(shù)據(jù)廠區(qū)占地面積平方米9600建筑物、構(gòu)筑物占地面積平方米3755綠化面積平方米1887道路占地面積平方米1690建筑系數(shù)%綠化系數(shù)%廠區(qū)利用系數(shù)%〔4〕分項(xiàng)說明廠區(qū)布置圖生活布置圖如下：廠前區(qū)為生活區(qū)，位于工廠的西部，主要包括職工食堂和行政辦公樓以及活動(dòng)的籃球場(chǎng)。生產(chǎn)區(qū)布置圖如下：生產(chǎn)區(qū)位于工廠南部，生產(chǎn)區(qū)布置以滿足工藝流程要求為前提，兼具考慮了縮短原材料和制品運(yùn)輸路程為原那么進(jìn)行布置，而且重視環(huán)境，通風(fēng)要求，結(jié)構(gòu)緊湊。既充分利用了土地資源，同時(shí)又減少運(yùn)輸距離，還能減少能量散失。生產(chǎn)區(qū)又分為兩局部：生產(chǎn)車間，別離車間。罐區(qū)布置圖如下：包括儲(chǔ)罐和倉庫，位于在生產(chǎn)區(qū)右側(cè)，靠近主反響車間的位置，方便了原材料的輸入和成、制品的轉(zhuǎn)運(yùn)。成品罐區(qū)前還設(shè)置有足夠?qū)挼膱?chǎng)地，可方便的進(jìn)行裝、卸貨。4.行政區(qū)：行政區(qū)包含：行政樓，醫(yī)務(wù)室，活動(dòng)室，停車場(chǎng)，門衛(wèi)室?？梢苑奖愎竟芾砗瓦\(yùn)行