[29]，E=1.04，根據(jù)Francis經(jīng)驗(yàn)公式算得：h取hL=60mm，則有：h（3）弓形降液管寬度Wd和截面積Af根據(jù)lw/D=0.66，弓形寬度和面積圖查化工原理課本，得：AfATAf=0.0722AT=0.0722×0.785=0.0567m2Wd=0.124D=0.124×1.0=0.124（4）液體降液管中停留時(shí)間θ=降液管設(shè)計(jì)合理。（5）降液管底隙高度h0h降液管底部?jī)艨崭叨仍O(shè)計(jì)合理。6.2.5流體力學(xué)驗(yàn)證（1）氣體通過浮閥塔板壓力降塔板壓降hP為液層阻力hl和干板壓降hc:干板壓降hcuu0h液層壓降hl氣體通過液層阻力hl，即hl=βhLua=VSAF0=0.3172.510=0.502kg1/2/(s·m1/2)查化工原理下冊(cè)課本，得β＝0.75，故hl=βhL=β（hw+how）=0.75×(0.047+0.013)=0.045mh單板總壓降：P單（2）液泛現(xiàn)象板上不設(shè)進(jìn)口堰，浮閥全開，液體經(jīng)過降液管的壓降有：h降液管清液層高度：Hd=0.071+0.0045=0.0755m由于：H因此降液管不會(huì)發(fā)生液泛。（3）霧沫夾帶校核泛點(diǎn)率=VsρVρL－ρVK及泛點(diǎn)率=VSρ板上液體流經(jīng)長(zhǎng)度ZL=D－2W板上液流面積Ab＝AT－2正常系統(tǒng)，取K=1.0，查資料得泛點(diǎn)負(fù)荷數(shù)，CF帶入數(shù)據(jù)得：泛點(diǎn)率=VsρVρL－ρVK泛點(diǎn)率=VSρ泛點(diǎn)率在80%以下，故霧沫夾帶量滿足要求。（4）塔板負(fù)荷性能圖（1）漏液線以上得，u0由公式：V（2）液相負(fù)荷上限線液相停留時(shí)間θ=A則由公式：L（3）液泛線對(duì)于一般的物系，，時(shí)，出現(xiàn)液泛。取0.198m，根據(jù)他們之間的有：Hd=Φ(HT+hw)=hp+hL+hd=hc+hl+h0+hL+hd整理方程得：aVS2=b－cLS2－da=0.051（A0b=ΦHT+（Φ－β－1）hwc=d=2.84×10-3E（1+β）（3600l將有關(guān)數(shù)據(jù)帶入后得：a=0.051（A0b=ΦHT+（Φ－β－1）hw=0.116c=0.153d=2.84×10?3E（1+β）（3600lw方程為：0.284VS2=0.116－208.95LS2－1.60或VS2=4.08－7357.4LS2－56.4（4）氣相負(fù)荷上限（霧沫夾帶線）泛點(diǎn)率=式中：K—物性系數(shù)，CFAb—板上液流面積，ZK=1，CF取0.112，A按照泛點(diǎn)率為80%計(jì)算：V整理后得：V（5）液相負(fù)荷下限線對(duì)于平直堰，取how2.84取E=1LSmin由以上五個(gè)方程做出浮閥塔板負(fù)荷性能圖如圖6-1所示。圖6-1負(fù)荷性能圖圖6-1中，五條線圍成的區(qū)域?yàn)榫s塔板操作區(qū)，操作點(diǎn)為P，OP為操作線。OP與霧沫夾帶線的交點(diǎn)相應(yīng)氣相負(fù)荷為Vs,max，OP線與氣相負(fù)荷下限線即漏液線的交點(diǎn)相應(yīng)氣相負(fù)荷為Vs,min。可見，本設(shè)計(jì)塔板上限由霧沫夾帶控制，下限有漏液控制。精餾段的操作彈性=Vs,max/Vs,min=1.079/0.235=4.596.2.6塔高計(jì)算①有效傳質(zhì)高度根據(jù)Aspen模擬，塔板的效率估計(jì)為75%，除掉再沸器和冷凝器兩個(gè)塔板，實(shí)際塔板數(shù)為N=——全塔效率圓整，取N=28。②進(jìn)料板間距根生產(chǎn)情況，選擇進(jìn)料板間距為=0.35m，進(jìn)料板數(shù)為7。③塔頂空間高度塔上部空間的高度，是安裝塔盤和人孔。讓液體自由下落，減少塔頂出口處被攔截的液體量，塔頂空間高度一般工藝是1.0～1.5m。取.2m。④塔底空間高度塔底的高度起到緩沖儲(chǔ)存的作用，塔底液體不會(huì)全部被排出，塔底高度取=1.2m。⑤裙座高裙座高計(jì)算公式：H=2.0+⑥封頭高選標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，直邊高=40mm，曲面高==0.8m，封頭高為=0.840m。封頭型號(hào)選擇：EHA2000×16–16MnR⑦人孔(筒體)根據(jù)自己設(shè)計(jì)的工藝情況，要安裝安全維護(hù)，每6層塔盤設(shè)置一個(gè)人孔。苯酐精制塔每7塊板設(shè)一人孔門。檢修孔總數(shù)設(shè)置為5個(gè)。板間距設(shè)計(jì)值為700mm，其直徑值為500mm。所以綜上塔總高為HH6.2.7管口計(jì)算（1）混合液進(jìn)料管取uv=10m/s，V=6.8309m3/h，則管徑d=選用管徑為?70×5mm的管道。核算流速u=（2）塔頂出料管uv=5m/s，V1=0.455m3/h，則管徑d=選用管徑為?102×3.5mm的管道。校核流速u=（3）塔底出料管塔底出料流速取uv=2m管徑為：d=管徑規(guī)格選?89×4.5mm的管道。校核流速u=6.2.8苯酐精餾塔設(shè)計(jì)結(jié)果匯總表6-9苯酐精餾塔設(shè)計(jì)結(jié)果匯總設(shè)計(jì)參數(shù)符號(hào)單位數(shù)值氣相流量VSm3/h832.592液相流量LSm3/h6.531氣相密度ρvKg/m32.510液相密度ρsKg/m3839.123液相表面張力δLmN/m2.804液相粘度μLcP0.294塔徑Dm1.0空塔氣速um/s0.295板間距HTm0.35堰型堰長(zhǎng)lwm0.66堰高h(yuǎn)wm0.047堰上液高度howm0.013板上液高度hLm0.06降液管底隙高度hom0.041安定區(qū)寬度Wsm0.065邊緣區(qū)寬度Wcm0.035鼓泡區(qū)面積Aam20.532浮閥直徑dom0.039浮閥數(shù)目25孔心距tm156.4開孔率Φ5.6%篩孔氣速uom/s7.57每層塔板壓降△PP749操作彈性4.59板上液層高度hlm0.045裙座高度mH1m0.75塔總高度HOm15塔板結(jié)構(gòu)型式單溢流實(shí)際塔板數(shù)N28塔板形式浮閥排列方式正三角形設(shè)備T101水洗塔、T201輕組分塔的設(shè)計(jì)計(jì)算過程與此相同，在此不再贅述，設(shè)計(jì)結(jié)果見表6-17塔設(shè)備設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表。6.4換熱器選型根據(jù)AspenPlus模擬數(shù)據(jù)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行換熱器選型。6.4.1換熱器類型選擇在這個(gè)過程中使用了幾個(gè)熱交換器。自酐合成工段由E101、E102組成，縮合回收工段由E160、E104、E125組成，預(yù)處理工段由E205組成。經(jīng)濟(jì)等各個(gè)方面，本設(shè)計(jì)的換熱器均采用固定管板式換熱器。下面以E102為例介紹換熱的選型過程。1.機(jī)械設(shè)計(jì)提取AspenPlus模擬E102的數(shù)據(jù)，如表6-10所示：表6-10E102的操作參數(shù)操作條件熱流（管程）冷流（殼程）質(zhì)量流量/（kg/h）63906390進(jìn)口溫度/℃25070.16出口溫度/℃120.5195.26進(jìn)口壓力/MPa0.10.1出口壓力/MPa0.090.089利用AspenEDR模擬出來的換熱器E102操作條件和設(shè)備參數(shù)如圖6-3和6-4所示：圖6-3E102操作條件計(jì)算結(jié)果圖6-4E102換熱器的設(shè)備參數(shù)換熱器在軟件里設(shè)計(jì)出來的結(jié)構(gòu)，如圖6-5所示：圖6-5換熱器E102的設(shè)備結(jié)構(gòu)模擬圖2.機(jī)械設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核1)選材由于反應(yīng)物流溫度高，腐蝕性不高，殼體壓力高，殼體材料選0Cr18Ni9，管材選0Cr18Ni9。2)換熱管用軟件模擬出來的換熱管排列如圖6-6所示：圖6-6換熱器E102的列管排布圖根據(jù)JB/t4715-1992《固定管板式換熱器的型式和基本參數(shù)》，對(duì)模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行了四舍五入，圓整后，公稱直徑為340mm，管長(zhǎng)為3000mm，管程N(yùn)=1，殼程N(yùn)=1，公稱壓力為1.0MPa，換熱面積為48.3m2，換熱管規(guī)格為?19×2，管數(shù)n=135根，中間排管數(shù)25。校核后，選換熱器型號(hào)為：BEM-340-設(shè)計(jì)結(jié)果匯總換熱器E102結(jié)構(gòu)尺寸和計(jì)算結(jié)果，如表6-16所示:表6-16換熱器E102主要結(jié)構(gòu)參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)殼體公稱直徑/mm340殼程1管徑/mm?19×2管心距(mm)25管長(zhǎng)/mm3000管子排列方式正三角形管數(shù)/根135折流間距(mm)400傳熱面積/m248.3折流板數(shù)6管程1傳熱量(KW)579.3其他換熱器的計(jì)算和選擇方法相似，在此不再贅述。選型結(jié)果見表6-18（換熱器選型結(jié)果一覽表）。6.4壓縮機(jī)C101的選型本設(shè)計(jì)使用的壓縮機(jī)只有一個(gè)，該壓縮機(jī)用于將空氣壓縮進(jìn)入混合器與鄰二甲苯混合，工藝要求需要將空氣經(jīng)壓縮機(jī)后主要工藝參數(shù)見6-12。6-12壓縮機(jī)C101的進(jìn)出物料工藝參數(shù)壓強(qiáng)/bar氣體流量/(m3/h)溫度/℃進(jìn)口1.147099.425出口1.050809.619.25根據(jù)排氣壓力、排氣流量和平均流體性能，壓縮機(jī)型號(hào)選h710-6.0/0.87，具體選型結(jié)果見表6-19（壓縮機(jī)選型結(jié)果一覽表）。6.5泵的選型6.5.1選型過程本設(shè)計(jì)中涉及到的泵有一臺(tái)，P101。此處介紹鄰二甲苯進(jìn)料泵P101的泵選型過程。泵選型運(yùn)用智能選泵軟件。1.泵P101工藝參數(shù)AspenPlus模擬的結(jié)果，鄰二甲苯采用的輸送泵P101的工藝參數(shù)如下《進(jìn)料溫度為25℃，其中進(jìn)料壓力控制值為1.0bra，體積流量控制值為7.277m3/h，出料控制值為1.0bar。2.揚(yáng)程的計(jì)算揚(yáng)程：H=h+λ揚(yáng)程=泵進(jìn)出口幾何高度差+泵進(jìn)出口壓力差+氣管強(qiáng)度損失。1）高度差：由于泵安裝在地面上，因此泵進(jìn)口和泵出口之間的高差等于泵出口和熱交換器進(jìn)口E102之間的高差，此處，取h=10m；2）壓力差：泵進(jìn)出口壓力，?P=0.6MPaQUOTE；3）進(jìn)出口管徑計(jì)算泵進(jìn)料流速為3m/s，所以，進(jìn)料管徑為：d進(jìn)=4Vuπ圓整后，取30mm。核算進(jìn)料流速：u泵出料流速為5m/s，則出料管徑為：d出=4Vuπ=圓整后，取23mm。核算出料流速：u4）阻力損失計(jì)算由ρ=878.089kg/m3，V=7.277m3/h，u=0.00075Pa.s，u進(jìn)=2.86m/s，d=0.將數(shù)據(jù)代入計(jì)算的，R鋼管絕對(duì)粗糙度ε=0.1，則相對(duì)粗糙度ε/d=3.33，得摩擦阻力系數(shù)λ≈0.0165QUOTE。管長(zhǎng)L≈15m。揚(yáng)程等于：H=h+λ2.智能選泵軟件選泵過程在軟件數(shù)據(jù)輸入界面，輸入H=83.2m，Q=2.02L/s，精度填90%，選單級(jí)單吸泵，數(shù)據(jù)輸入界面如圖6-7所示：圖6-7智能選泵軟件數(shù)據(jù)輸入界面搜索型號(hào)，取第一個(gè)為該泵的型號(hào)，數(shù)據(jù)參數(shù)如圖6-8所示，性能曲線如圖6-9所示，尺寸安裝如圖6-10所示，安裝信息如圖6-11所示：圖6-8泵P101的設(shè)備參數(shù)圖6-9泵P101的工作性能曲線圖圖6-10泵P101的安裝尺寸圖圖6-11泵P101的安裝信息圖6.5.2泵P101的選型結(jié)果綜上，泵P101的計(jì)算和選型結(jié)果見表6-13表6-13泵P101選型結(jié)果項(xiàng)目參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)型號(hào)I×1-65-50-160轉(zhuǎn)速2900r/min流量2.02L/s揚(yáng)程46.5m電機(jī)功率4kw效率60%葉輪直徑125mm泵重量32.5kg介質(zhì)鄰二甲苯汽蝕余量2m選型結(jié)果見表6-20泵的選型結(jié)果一覽表。6.7混合器M101的選型對(duì)于混合罐的主要使用目的是為了將來自不管管線流經(jīng)的物料進(jìn)行充分混合，同時(shí)也能夠起到臨時(shí)存放物料得作用，本圖中有兩個(gè)混合罐M101和M102，以下說明M101的選擇。通過Aspen模擬計(jì)算，得到該設(shè)計(jì)的混合罐M101輸出流量控制在Q=1245.9m3/min，對(duì)其的緩沖時(shí)間t控制在6min，進(jìn)而得到混合罐容積V=Qt=7475.4m3，以及操作壓力P為0.1Mpa，并模擬得到取裝填系數(shù)φ值為0.85。從而算得所需體積：V＇為1465.76m3。依靠模擬計(jì)算后的體積對(duì)混合其進(jìn)行選型，本設(shè)計(jì)將選用公稱容積為2000m3的鋼質(zhì)固定圓筒形儲(chǔ)罐，其標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)為hg21502.1-92。選擇結(jié)果如表6-21所示。6.8冷凝器選型對(duì)于該廠的冷凝器選擇共有2臺(tái)，F(xiàn)101、F102，以下對(duì)F102的選型進(jìn)行介紹。對(duì)數(shù)平均溫差是換熱器中兩種流體溫差的積分平均值。因?yàn)樵诶淠?，板換一系列的換熱器中，溫度是變化的，為了更好的選型計(jì)算所以出來一個(gè)相對(duì)準(zhǔn)確的數(shù)值。表6-14切換冷凝器設(shè)計(jì)依據(jù)溫度名稱參數(shù)氣體進(jìn)口溫度（℃）185氣體出口溫度（℃）180冷卻器進(jìn)口溫度（℃）136冷卻器出口溫度（℃）136換熱量Q（kcal/h）3.1663×105切換冷凝器進(jìn)口溫差：?T1＝185－136＝49℃切換冷凝器出口溫差：?T2＝180－136＝44℃則對(duì)數(shù)平均溫差為：?Tm＝?T1－?T2ln?T1?T2由F＝0.9，K＝100~150kcal/m2·h℃，在操作中，苯酐被凝成固態(tài)在翅片上，傳熱系數(shù)相對(duì)小，K＝10kcal/m2·h℃。根據(jù)傳熱速率方程q=a·K·f·Δtm，可以計(jì)算出傳熱面積aA＝QK·F·?Tm＝3.1663×10因此，可知管殼式換熱器需要換熱面積為764.81m2。綜上，冷凝器的計(jì)算和選型結(jié)果見表6-15。表6-15冷凝器選型結(jié)果設(shè)備位號(hào)名稱類型規(guī)格溫度/℃壓力/bar材料保護(hù)層保溫層F101苯酐冷凝器管殼式冷凝器7950*2960*490013610016MnR碳鋼巖棉F102苯酐冷凝器管殼式冷凝器7950*2960*4900180177216MnR碳鋼巖棉6.9設(shè)備一覽表6-16反應(yīng)器類型設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表表6-17塔設(shè)備類設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表表6-18換熱器類選型結(jié)果一覽表表6-19壓縮機(jī)選型結(jié)果一覽表表6-20泵P101選型結(jié)果一覽表表6-21混合器選型結(jié)果一覽表QUOTE7.生產(chǎn)過程及儀表自動(dòng)化7.1概述自動(dòng)化控制，是指使用控制系統(tǒng)來自動(dòng)化編程的設(shè)備而無需人工干預(yù)，這是化工生產(chǎn)的重要組成部分。自動(dòng)化控制系統(tǒng)有簡(jiǎn)單和復(fù)雜和機(jī)控的。簡(jiǎn)單控制是分別對(duì)：壓力，溫度，流量等進(jìn)行控制?；ば袠I(yè)常用的自動(dòng)控制系統(tǒng)有集散控制系統(tǒng)(DCS)、可編程邏輯控制器(PLC)、安全儀表系統(tǒng)(SIS)。工廠系統(tǒng)采用DCS控制系統(tǒng)，可根據(jù)工業(yè)過程的需要進(jìn)行適當(dāng)，合理的自我診斷。當(dāng)系統(tǒng)某個(gè)組件出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)會(huì)觸發(fā)告警，并集中參數(shù)和管理功能本工藝總體采用性價(jià)比高的DCA控制系統(tǒng)。7.1.1儀表選擇在本設(shè)計(jì)中，用到的儀表有，控制溫度、壓力、流量、物位的儀表。結(jié)合工藝流程，設(shè)備特點(diǎn)，針對(duì)不同工況對(duì)儀表進(jìn)行了不同的選擇。（1）溫度儀表在本設(shè)計(jì)中，使用一個(gè)普通的金屬溫度計(jì)來放置顯示裝置，并使用鎧裝熱電偶和鎧裝熱電阻來集中控制。結(jié)合工藝介質(zhì)的特點(diǎn)，溫度計(jì)外殼材質(zhì)為304，不銹鋼保護(hù)管。（2）壓力儀表在本次設(shè)計(jì)中，壓力檢測(cè)儀器采用彈性壓力表，該儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度準(zhǔn)確，使用壽命長(zhǎng)，耐蝕性強(qiáng)并且價(jià)格相對(duì)較為便宜，目前在工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。同時(shí)，根據(jù)工藝裝置的壓力要求，壓力儀的材料為銅合金材料。（3）流量?jī)x表本設(shè)計(jì)采用金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)檢測(cè)一般管道流量；流量測(cè)量采用螺旋渦輪流量計(jì)，精度高；同時(shí)，也采用了質(zhì)量流量計(jì)和靶式流量計(jì)。（4）物位儀表在設(shè)計(jì)中，就地安裝指示的物位儀表采用直讀式液位計(jì)。7.2泵的控制泵的控制方案如圖8-1所示。圖8-1泵的控制方案泵出口處裝有一開關(guān)，以在緊急情況下關(guān)閉該閥。同時(shí)，在出口處也安裝了一個(gè)開關(guān)，以防止液體泄漏并影響泵的運(yùn)行。泵配有壓力表，泵的流量也需要調(diào)節(jié)，安裝開關(guān)閥門可控制流量。快速流量和慢速流量都可控制。該項(xiàng)目使用清潔水泵和方法，基本單元是現(xiàn)有的清潔水泵，圖8-1顯示了截止閥，排水閥，止回閥，Y型過濾器，軟管過濾器和泵壓力表入口底部有兩個(gè)交叉點(diǎn)。7.3壓縮機(jī)控制方案將氣體壓力增壓的范圍為0.015MPa-0.3MPa，該種增壓設(shè)備稱為壓縮機(jī)。根據(jù)風(fēng)機(jī)壓力分為低壓、中壓、高壓風(fēng)機(jī)，本次選用為離心壓縮機(jī)。壓縮機(jī)方案如圖8-2所示。圖8-2壓縮機(jī)控制方案在壓縮機(jī)的控制，有旁路控制出口壓力或者旁路控制出口處流量。因壓力變化大，不穩(wěn)定，固用旁路控制流量，也就是安裝流量傳遞儀表（FT）和流量遠(yuǎn)傳儀表（FIC）。TIC可將流量信號(hào)傳到電腦，流量得到控制。7.4反應(yīng)器控制方案化學(xué)反應(yīng)器是生產(chǎn)化學(xué)藥品的必不可少的設(shè)備。反應(yīng)堆控制的質(zhì)量與產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)直接相關(guān)。由于反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，物料流，反應(yīng)機(jī)理，傳熱等方面的差異，自動(dòng)控制的難度有很大的不同，自動(dòng)控制的方式也有很大的不同。合成反應(yīng)器如圖8-3所示。圖8-3反應(yīng)器控制方案壓力差設(shè)備裝在反應(yīng)器上部和外部，檢測(cè)其變化。出口物流經(jīng)過溫度指示器，若輸出的溫度符合要求，就可控制反應(yīng)器材料。若溫度太高，要減少溶鹽量，這樣才能冷卻下來。壓力差設(shè)備安裝在反應(yīng)器上部和下部。配有溫度檢測(cè)器和關(guān)閉裝置，以防止過熱影響化學(xué)活性或生產(chǎn)安全。反應(yīng)器的內(nèi)部壓力通過控制流量來控制。如果壓力仍然很低，則應(yīng)采取措施減少釋放量以增加壓力，反之亦然。鄰二甲苯氧化生成苯酐是一種特殊的反應(yīng)，該床可能會(huì)暴露在飛行溫度下。為了降低生產(chǎn)過程中的安全風(fēng)險(xiǎn)，反應(yīng)器中使用了SIS。SIS是降低生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)的保護(hù)系統(tǒng)，包括燃燒管理系統(tǒng)，緊急停車系統(tǒng)和安全保護(hù)系統(tǒng)。7.5換熱器控制方案熱交換器有四種類型：過程后勤熱交換器和公共任務(wù)熱交換器，過程后勤熱交換器，冷凝器和鍋爐。通常選擇熱交換器出口處加熱過程中物料的溫度作為控制變量，而工作變量通常是載熱體流速。換熱器控制方案包括蒸發(fā)溫度調(diào)節(jié)，工藝介質(zhì)分配，流量調(diào)節(jié)和熱交換面積變化。加熱過程中的熱交換器使用串行控制系統(tǒng)，其中蒸汽流量作為主要和次要處理變量。工藝流程和公用工程的換熱器控制方案如圖8-4所示。圖8-4換熱器控制方案該項(xiàng)目中熱交換器是公共工程期間的熱交換器?？刂谱兞渴羌訜徇^程中過程材料熱交換器的出口溫度，控制變量是加熱器流量。加熱時(shí)的熱交換器，控制變量是蒸汽流量，并將主參數(shù)和輔助參數(shù)用作串行控制系統(tǒng)。冷卻時(shí)的熱交換器，控制變量是冷卻介質(zhì)流量，第二個(gè)變量是進(jìn)料流量，主要變量為冷卻溫度。在熱交換器自動(dòng)化方法中，通過控制儀器的流量來實(shí)現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)，將溫度指定的轉(zhuǎn)換表（TT）設(shè)置為熱交換器的出口和管道溫度設(shè)置在冷水遙控（TIC）表中。當(dāng)熱交換器的出口溫度改變時(shí)，調(diào)節(jié)冷卻液閥的開度以進(jìn)行控制。7.6塔設(shè)備控制方案板式精餾塔控制方案見圖8-5。圖8-5板式精餾塔控制方案當(dāng)壓力過低或過高時(shí)，信號(hào)將發(fā)送至頂部排放調(diào)節(jié)器，以調(diào)整閥門開度，以達(dá)到正常壓力。每個(gè)精餾塔進(jìn)料管均配有流量控制點(diǎn)和控制點(diǎn)。在精餾塔的底部設(shè)液位計(jì)以及壓力表，同時(shí)塔頂也有安裝有壓力表，這樣能有效的對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，進(jìn)而計(jì)算塔壓差；除此之外，根據(jù)工藝物流設(shè)計(jì)的需求，也可以采取可公用工程的蒸汽壓力，水流量等，從而有效的對(duì)塔底和塔頂?shù)臏囟冗M(jìn)行調(diào)節(jié)控制。為了保證塔在一定溫度下平穩(wěn)運(yùn)行，在其塔頂處設(shè)置手動(dòng)卸壓閥，對(duì)防止電動(dòng)閥失靈時(shí)無法正常開啟導(dǎo)致的壓力過高無法卸掉。8.車間及設(shè)備布置設(shè)計(jì)車間的布置不僅是設(shè)計(jì)不可或缺的一部分但只能滿足技術(shù)需求但仍必須是經(jīng)濟(jì)，實(shí)用和合理的車間的布局直接影響到項(xiàng)目建設(shè)，日常生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)，設(shè)備維護(hù)和安全以及各種經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的完整性方面的投資。因此，在作坊時(shí)，有必要充分了解相關(guān)信息，仔細(xì)權(quán)衡并仔細(xì)考慮設(shè)備模型，以獲得最佳方案。通常按工藝區(qū)域組合和布置每個(gè)部分的設(shè)備，并設(shè)計(jì)每個(gè)連接的管道部分和設(shè)備的尺寸和材料。8.1項(xiàng)目布置原則化工企業(yè)所需要涉及到的各種原料、材質(zhì)、中間物和產(chǎn)品大多都是易燃、易爆、有毒的化合物質(zhì)。一個(gè)化工生產(chǎn)裝置的布置就意味著一個(gè)污染源的生成，這就使得對(duì)污染源的減少尤為重要，因此在設(shè)計(jì)中就應(yīng)該考慮如何控制生產(chǎn)過程中污染物的生成，采用合理高效的治理辦法對(duì)污染物進(jìn)行管控，使污染物盡可能的減少或消除。我國(guó)在這方面對(duì)于化工工程項(xiàng)目布置的管控嚴(yán)格執(zhí)行環(huán)保“三同時(shí)”政策，即做到同時(shí)設(shè)計(jì)，同時(shí)加工安裝，同時(shí)試車運(yùn)行。8.2設(shè)備布置8.2.1苯酐精制車間苯酐精制車間輕組分塔和精餾塔露天布置，其它輔助設(shè)備按工藝順序布置在相鄰的框架結(jié)構(gòu)上，采用預(yù)處理冷卻器；預(yù)處理池；回流泵；苯酐精制塔回流泵布置在一層。輕組分分離塔，再沸器器；苯酐精制塔，再沸器露天布置。輕組分分離器冷凝器；苯酐精制塔冷凝器；輕組分分離塔回流罐；苯酐精制塔回流罐布置在二層。苯酐精制車間EL±0.000車間布局如圖8-1所示，EL+6.000車間布局如圖8-2所示，A-A車間剖視圖如圖8-3所示，B-B車間剖視圖如圖8-4所示，C-C車間剖視圖如圖8-5所示，D-D車間剖視圖如圖8-6所示。圖8-1車間EL±0.000平面布置圖圖8-2車間EL+6.000平面布置圖圖8-3車間A-A剖面視圖圖8-4車間B-B剖面視圖圖8-5車間C-C剖面視圖圖8-6車間D-D剖面視圖9.公用工程9.1公用工程供應(yīng)9.1.1蒸汽裝置內(nèi)的動(dòng)力蒸汽分6.0MPa、4.0MPa、2.0MPa、1.6MPa、0.6MPa、0.2MPa、~0.3MPa八類，其中1.6MPa蒸汽開工時(shí)由鍋爐房供給，正常生產(chǎn)時(shí)系統(tǒng)自產(chǎn)蒸汽，除供苯酐裝置自身用汽外，有剩余的蒸汽向外界送出。9.1.2循環(huán)水裝置循環(huán)水由自來水站供應(yīng)，主要供鼓風(fēng)機(jī)；泵冷卻水、工藝用循環(huán)水。9.1.3壓縮空氣壓縮空氣由界區(qū)內(nèi)空壓站供應(yīng)，供裝置開停工吹掃和各真空噴射器使用。9.1.4儀表風(fēng)儀表風(fēng)由界區(qū)空壓站供給，供全裝置儀表。9.1.5新鮮水新鮮水由工業(yè)水管網(wǎng)供給，供應(yīng)開停工水沖洗、正常生產(chǎn)時(shí)補(bǔ)充循環(huán)水、消防水。9.1.6氮?dú)獾獨(dú)庥山鐓^(qū)內(nèi)空壓站供給，供苯酐裝置各用氮?dú)恻c(diǎn)。9.2動(dòng)力供應(yīng)控制指標(biāo)動(dòng)力供應(yīng)控制指標(biāo)匯總?cè)绫?-1所示。表9-1動(dòng)力供應(yīng)控制指標(biāo)匯總表名稱項(xiàng)目單位指標(biāo)中壓蒸汽壓力MPa4.0溫度℃4.300.8MPa蒸汽壓力MPa0.8±0.05溫度℃250~270循環(huán)水壓力MPa≮0.40溫度℃≯32工業(yè)風(fēng)壓力MPa≮0.70儀表風(fēng)壓力MPa≮0.45氮?dú)鈮毫Pa0.60±0.110.三廢及其處理10.1三廢及處理我們工廠的大多數(shù)廢氣來自氣相，由氣相，氮?dú)夂退魵饨M成的氣液分離器分離。這些煙氣必須經(jīng)過處理才能排出。從校正塔頂部提取的廢液是馬來酸酐和鄰二甲苯，它們被回收并通過某種方式回收。固體廢物是反應(yīng)器中使用的催化劑，可以安全地掩埋在固定的地方?！叭龔U”綜合表詳見表10-1。表10-1“三廢”綜合表處理后的煙氣濃度應(yīng)符合相關(guān)的排放標(biāo)準(zhǔn)?！洞髿饩C合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16297-1996）。本項(xiàng)目的廢氣主要包括空氣、氮?dú)?，?jīng)過水洗塔處理后排放；固體廢物主要包括R-HYHL-IV催化劑，經(jīng)過定點(diǎn)深埋處理；廢液包括鄰二甲苯、順酐等副產(chǎn)物，可進(jìn)行回收利用10.2噪音來源及危害該工廠的主要聲源是供暖設(shè)備噪音，管道噪音，閥門噪音控制和通風(fēng)噪音。為了解決噪聲問題，我們必須從三個(gè)方面入手，嚴(yán)格控制聲源。建議在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，工人戴上耳罩和其他護(hù)耳器。10.3噪音防護(hù)措施（1）對(duì)于本地噪聲，可以使用聲源隔離方法進(jìn)行保護(hù)，具體方法是在傳播過程中在聲源處，安裝消音器以隔離聲音傳播或安裝振動(dòng)隔離裝置防止聲音通過擴(kuò)散介質(zhì)傳播。（2）在設(shè)計(jì)管道、水泵等這些容易產(chǎn)生噪音的機(jī)械設(shè)備時(shí)，盡量選用低噪音設(shè)備。（3）合理設(shè)計(jì)和規(guī)劃生產(chǎn)區(qū)。在廠房布置過程中，應(yīng)注意生產(chǎn)區(qū)和生活休息區(qū)的分離。11.安全生產(chǎn)在工廠中，我們需要在入口處安裝靜電消除裝置，并在該裝置上安裝防雷措施。關(guān)鍵設(shè)備的管道材料由不燃玻璃纖維增??強(qiáng)塑料制成，主設(shè)備的管道由不燃材料制成。建筑防火各措施應(yīng)符合《消防建筑設(shè)計(jì)法》（GBJ16-87）的要求。11.2事故原因首先，該過程很危險(xiǎn)：該過程中將存在有毒物質(zhì)，例如二氧化碳，氯等。有化學(xué)用品是易燃，易爆和腐蝕性的。設(shè)備故障可能導(dǎo)致安全事故。操作員未能遵守安全法規(guī)程序來操作也會(huì)導(dǎo)致事故。11.3相關(guān)防護(hù)措施廠房區(qū)域嚴(yán)格按照GB50160-2008《石化企業(yè)消防設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求進(jìn)行布置。建筑防火率不低于II級(jí)。有一定的安全距離、防火面積和火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。我廠防爆區(qū)域?yàn)樯a(chǎn)設(shè)備及儲(chǔ)罐區(qū)。這兩個(gè)區(qū)域安裝了防爆和防爆設(shè)備，保護(hù)罩的燈安裝在建筑物內(nèi)。主要安裝區(qū)和建筑物必須有防雷擊的相應(yīng)措施，輔助生產(chǎn)區(qū)按第三類施工。輸送易燃易爆管道采取防靜電接地措施。生產(chǎn)過程中產(chǎn)生CO、氯氣等有毒氣體，生產(chǎn)設(shè)備配備防毒面具、安全眼鏡、防腐材料防護(hù)服、橡膠手套等，避免事故發(fā)生。11.4安全生產(chǎn)措施1.基礎(chǔ)安全措施在施工過程中，嚴(yán)格按照《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的要求設(shè)計(jì)。為防止生產(chǎn)過程中有毒有害氣體的泄漏，在接頭等易泄漏部位安裝可燃?xì)怏w報(bào)警裝置，選用高強(qiáng)度防爆防火電氣設(shè)備、儀表以及開關(guān)。2.廠區(qū)安全布置只有在廠址的選擇基礎(chǔ)確定以后，才能準(zhǔn)確地估計(jì)其所建投入的資金總額和項(xiàng)目開始投產(chǎn)后的成本，才能針對(duì)其經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境影響、社會(huì)效益等情況進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，判斷出該項(xiàng)目的實(shí)施可行性，因此廠址的選擇是實(shí)施項(xiàng)目可行性的重要組成部分。廠址選擇要從以下四個(gè)方面進(jìn)行考慮分析，分別為原料、能源、水源以及周圍配建環(huán)境。罐區(qū)安全布置由于罐區(qū)屬于易燃易爆危險(xiǎn)區(qū)域，因此對(duì)罐區(qū)的布置要與周圍人行通道保持六米以上的距離時(shí)，防止事故發(fā)生無法逃亡，除此之外，對(duì)于成品罐區(qū)的布置要配備完善的消防設(shè)施，包括對(duì)成品罐進(jìn)行噴水裝置的設(shè)置，防止夏季高溫對(duì)灌區(qū)造成危害。2）操作安全當(dāng)進(jìn)入工作現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，需要做好個(gè)人防護(hù)措施，佩戴好安全帽、耳塞、口罩或者是防毒面具等一些防護(hù)用具。12.技術(shù)經(jīng)濟(jì)核算1.原材料投資本設(shè)計(jì)的原材料投資費(fèi)用見表12-1。表12-1原料投資費(fèi)用2．燃料動(dòng)力費(fèi)燃料費(fèi)用見表12-2。表12-2燃料費(fèi)用3.人員工資費(fèi)用對(duì)于該廠大部分采用DCS自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行操作，人員配制方面初步定為60人，其中對(duì)于人員的工資以人均7000元進(jìn)行計(jì)算，故累積直接工資費(fèi)用為504萬元每年。設(shè)備投資其中對(duì)于大型設(shè)備的投資主要有各類反應(yīng)器，精餾塔，換熱器，冷凝器，水洗塔，泵，壓縮機(jī)等設(shè)備，投資總額在12000萬元。經(jīng)累積本項(xiàng)目總投資為25404.1萬元。年銷售收入以目前市場(chǎng)苯酐價(jià)格為6400元/噸進(jìn)行年收入計(jì)算，得該廠一年的銷售總額在32000萬元。資金來源投資建廠所需的項(xiàng)目資金向銀行貸款3億元，期限3年，年利率4.75%。貸款金額3億元，每年還本付息。工廠建設(shè)期為2年，即從第三年（投產(chǎn)年份）到最后5年。式中：P=30000，i=0.0475，n=3；計(jì)算得A=10964.69萬元。對(duì)于還款方式選為每年償還相同數(shù)額的利息，待貸款期限滿后一次還清貸款金額，通過采單利法進(jìn)行利息的計(jì)算，計(jì)算得每年應(yīng)向銀行支付利息大約為10964.69萬元項(xiàng)目總結(jié)本設(shè)計(jì)以濟(jì)南匯錦川化工有限公司生產(chǎn)的高純度鄰二甲苯為原料，采用鄰二甲苯氧化法工藝制得產(chǎn)品苯酐，規(guī)模為年產(chǎn)5萬噸。本設(shè)計(jì)可解決鄰二甲苯的流出問題。在工藝要求下，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行模擬；物料平衡；然后在能量平衡的基礎(chǔ)上進(jìn)行工藝計(jì)算、設(shè)備設(shè)計(jì)和選型。根據(jù)CAD軟件，畫控制點(diǎn)流程圖、設(shè)備車間布置圖、設(shè)備設(shè)計(jì)圖等圖紙。1.利用Aspenplus軟件對(duì)整個(gè)過程進(jìn)行了模擬，并對(duì)主要設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。2.在物料平衡和熱量衡算的基礎(chǔ)上，進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)苯酐合成反應(yīng)器以及精餾塔等標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。選用了6臺(tái)換熱器、1臺(tái)泵、1臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)、2臺(tái)混合罐等標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。換熱器選用Aspenexchange設(shè)計(jì)與評(píng)級(jí)軟件；用智能選泵軟件對(duì)工藝流程中所使用的各種泵進(jìn)行選型、參數(shù)等一系列指標(biāo)。3.在保證生產(chǎn)安全的前提下，提高該廠的生產(chǎn)效率，采用DCS操作系統(tǒng)對(duì)對(duì)生產(chǎn)裝置以及配套裝置進(jìn)行自動(dòng)化操作控制。4.對(duì)該廠的廢水處理也尤為重要，工藝廢水廢氣的處理需要經(jīng)過苯酐冷凝器廢氣經(jīng)水洗塔處理后排放。5.經(jīng)濟(jì)核算結(jié)果表明，市場(chǎng)均價(jià)6400元/噸，初始投資總成本為25404.1萬元，總收益為3.2億元。項(xiàng)目從銀行貸款3億元，期限3年，年還款10964.69萬元。參考文獻(xiàn)馬偉棉.苯酐生產(chǎn)工藝進(jìn)展[J].河北化工,2006(09):21-22.孫陸晶,劉俊凱.工業(yè)萘產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及前景分析[J].石油化工技術(shù)與經(jīng)濟(jì),2015,31(06):6-8+13.呂海洋.國(guó)內(nèi)外苯酐技術(shù)及市場(chǎng)分析預(yù)測(cè)[J].化學(xué)業(yè),2017,35(01):33-35.宏章.苯酐的技術(shù)進(jìn)展與市場(chǎng)分析[J].精細(xì)化工原料