第一章總論1.概述1.1選題依據(jù)丙烯腈在有機(jī)化工中扮演重要角色，丙烯系的聚合物都離不開它，ABS塑料、苯乙烯塑料、聚丙烯腈纖維都是其主要的下游產(chǎn)品。丙烯腈的高分子聚合的性質(zhì)十分顯著，廣泛應(yīng)用于建筑以及精細(xì)化工行業(yè)。1.2生產(chǎn)意義及作用丙烯腈是聚合性質(zhì)十分突出，下游產(chǎn)品很多。合成羊毛，既腈綸，就是一種以丙稀腈作為原料制得的纖維;在新材料領(lǐng)域的應(yīng)用上，以丙烯腈為原料的ABS樹脂，可與多種樹脂配混為共混物，也是最近新材料的研究熱點(diǎn);丙烯腈還可電解加氫偶聯(lián)制得己二腈,由己二腈加氫又可制尼龍66的原料己二胺[1]。丙烯腈下游產(chǎn)品品系繁雜，加之近幾年新工藝與新產(chǎn)品的不斷問世，世界范圍內(nèi)的丙烯腈是供不應(yīng)求的。我國(guó)也不例外，并且每年丙烯腈的需求量還在穩(wěn)步增長(zhǎng)。與高需求量所不符合的是我國(guó)的丙烯腈產(chǎn)能的嚴(yán)重不足，大量依賴進(jìn)口。為了響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，抓緊產(chǎn)業(yè)升級(jí)和供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革，將產(chǎn)能抓在自己手里，建設(shè)一個(gè)大型丙烯腈生產(chǎn)裝置是必要的。1.3丙烯腈物理性質(zhì)丙烯腈，英文名Acrylonifrile（簡(jiǎn)稱為ACN），化學(xué)分子式：CH2=CH-CN；分子量：53.1。無色或淡黃色液體，有特殊氣味，沸點(diǎn)：77.3℃冰點(diǎn)：－83.5℃生成熱：184.2kJ/mol(25℃)燃燒熱：1761.5kJ/mol聚合熱：72.4kJ/mol蒸汽壓：11.0KPa(20℃)閃點(diǎn)：0℃自燃點(diǎn)：481℃爆炸極限在空氣中3.0%～17%（體積）/水分配系數(shù)的對(duì)數(shù)值為-0.92毒性：劇毒，毒作用似氫氰酸溶解性：溶于丙酮、苯、四氯化碳、乙醚、乙醇等有機(jī)溶劑，微溶于水[2]。1.4丙烯腈化學(xué)性質(zhì)丙烯腈由于分子結(jié)構(gòu)帶有C=C雙鍵及-CN鍵，所以化學(xué)性質(zhì)非?；顫?，可以發(fā)生加成、聚合、腈基及氫乙基化等反應(yīng)[3]。在丙烯腈的C=C雙鍵上會(huì)發(fā)生加成反應(yīng)和聚合反應(yīng)，純丙烯腈在光的作用下能自行聚合，所以會(huì)加相對(duì)少量阻聚劑在丙烯腈成品及丙烯腈生產(chǎn)過程中，如對(duì)苯酚甲基醚（阻聚劑MEHQ）、對(duì)苯二酚等。除發(fā)生自聚外，丙烯腈還能與苯乙烯、丁二烯、乙酸乙烯、丙烯酰胺等發(fā)生共聚反應(yīng)，由此可制得合成纖維、塑料、涂料和膠粘劑等[4]。丙烯腈經(jīng)電解加氫偶聯(lián)反應(yīng)可以制得已二腈。氰基的水解、醇解等都是氰基反應(yīng)。而丙烯酰胺，則由丙烯腈和水制得。氰乙基化反應(yīng)是丙烯腈與醇、硫醇、胺、氨、酰胺、醛、酮等反應(yīng)；1，3丙二胺可由丙烯腈與氨反應(yīng)制得，該產(chǎn)物可用作紡織溶劑、聚氨酯溶劑和催化劑。1.5國(guó)內(nèi)外發(fā)展前景及發(fā)展?fàn)顩r國(guó)外情況近年來隨著丙烯腈下游產(chǎn)品腈綸、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯/苯乙烯（ABS/AS）、丙烯酰胺、丁腈橡膠和丁腈膠乳、己二腈和己二胺等方面的發(fā)展[5]。最近二十年丙烯腈的產(chǎn)量都在穩(wěn)步增長(zhǎng)。世界主要生產(chǎn)商及產(chǎn)能見表1-1。表1-1世界丙烯腈需求及預(yù)測(cè)（萬噸）地區(qū)2001年2002年2003年2004年2005年2010年中東303030303535亞洲230250270280315340拉丁美洲202025253030北美洲706045454070歐洲130130130125100100全世界約480約490約500約510約520約550我國(guó)曾經(jīng)從國(guó)外引進(jìn)多臺(tái)丙烯腈的生產(chǎn)裝置，基本上都用于中石油中石化等煉油企業(yè)，這也從側(cè)面說明，丙烯腈是煉油項(xiàng)目的重要環(huán)節(jié)。表1-2我國(guó)丙烯腈主要生產(chǎn)裝置及2012年產(chǎn)量（萬噸每年）生產(chǎn)廠商2012年產(chǎn)量備注中國(guó)石油大慶煉化公司84.8丙烯酰胺中國(guó)石油大慶石化公司85腈綸/ABS中國(guó)石油撫順石化公司80.3腈綸中國(guó)石油吉林石化公司298.7ABS中國(guó)石化上海石化分公司143.2腈綸中國(guó)石化安慶石化分公司77.4腈綸上海賽科石油化工股份有限公司254.8中國(guó)石化齊魯石化分公司102.6腈綸齊泰化工責(zé)任有限公司8.0中國(guó)石油蘭州石油化工公司24.6丁腈橡膠/ABS合計(jì)1159.4改革開放以來我國(guó)的丙烯腈的產(chǎn)量增加了將近15倍。在經(jīng)濟(jì)快速的增長(zhǎng)的情況下，我國(guó)的丙烯腈的產(chǎn)能也在不斷增長(zhǎng)，但還尚未達(dá)成丙烯腈的完全自給，每年仍需大量進(jìn)口來填補(bǔ)丙烯腈的產(chǎn)能缺口。表1-32012年中國(guó)大陸丙烯腈主要進(jìn)口情況國(guó)家或地區(qū)進(jìn)口量/kt所占比例，%美國(guó)147.026.5韓國(guó)148.026.6中國(guó)臺(tái)灣120.021.6日本96.017.3俄羅斯17.03.0其他27.45.0合計(jì)55.4100從表1-3可以看出，我國(guó)每年都要從日美韓等地進(jìn)口55.4噸丙烯腈來填補(bǔ)產(chǎn)能缺口。1.6丙烯腈生產(chǎn)工藝1.6.1環(huán)氧乙烷法工藝環(huán)氧乙烷法是早期的丙烯腈的合成方法，在環(huán)氧乙烷中引入羥基和氰基，然后脫水便得到了丙烯腈。但是因?yàn)榍杷岬母叱杀疽约按嬖趧《?，生產(chǎn)成本被堆高，因此如今已經(jīng)被淘汰。1.6.2丙烷氨氧化法以美國(guó)BP公司、日本三菱化成公司為代表的主要丙烯腈生產(chǎn)商開始了以丙烷為原料的生產(chǎn)丙烯腈的技術(shù)開發(fā)工作。該技術(shù)主要合成工藝有兩種：一是BP

公司開發(fā)的丙烷直接氨氧化法，在特定的催化劑下，以純氧為氧化劑，同時(shí)進(jìn)行丙烷氧化脫氫和丙烯氨氧化法反應(yīng)[6]；二是三菱化成公司開發(fā)的獨(dú)特循環(huán)工藝，主要是丙烷氧化脫氫后生成丙烯，然后再以常規(guī)氨氧化法生產(chǎn)丙烯腈[7]。其主要特點(diǎn)是采用選擇性烴的吸附分離體系的循環(huán)工藝，可將循環(huán)物流中的惰性氣體和碳氧化物選擇性除去，原料丙烷和丙烯100%回收，從而降低了生產(chǎn)成本[8]。1.6.3丙烯氨氧化法（sohio法）丙烯氨氧化法相比于環(huán)氧乙烷法更為成熟和經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，全球90%以上的裝置都采用了這種工藝。本工藝使用丙烯，氨、氧氣三種原料直接一步催化生成丙烯腈，不過這種方法也存在副反應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生乙腈、氰酸、二氧化碳等副產(chǎn)物。具體反應(yīng)如下圖所示。丙烯氨氧化法是在室溫下反應(yīng)，使用流化床反應(yīng)器，在反應(yīng)器底部把原料以空氣、丙烯、空氣以10:1:1.5投入。由于反應(yīng)體系會(huì)放出大量熱量，因此需要大量撤熱水來回收熱量。待反應(yīng)體系冷卻下來，分離提純之后便得到了高純度的丙烯腈。1.7丙烯腈回收和精餾工藝選擇從反應(yīng)器氣中出來的氣體有大量丙烯腈與乙腈混合物，如使用蒸餾來分離二者，二者沸點(diǎn)差為4℃，相對(duì)揮發(fā)度為1.15，采用普通蒸餾方法分離需要的理論板太多。更好的辦法是使用萃取精餾，由于乙腈能與水互溶，并且二者之間的極性差異，以水做萃取劑，通過影響丙烯腈與已經(jīng)之間的相對(duì)揮發(fā)度從而達(dá)到萃取分離的目的。不同于傳統(tǒng)萃取精餾，本設(shè)計(jì)選用側(cè)線精餾塔技術(shù)，在萃取精餾塔中部抽出乙腈與水的混合物，其中的已經(jīng)含量較高，可以大大節(jié)約熱能。1.8主要原料及產(chǎn)品規(guī)格1.8.1原料指標(biāo)表1-4原料指標(biāo)序號(hào)原料名稱指標(biāo)名稱指標(biāo)單位控制指標(biāo)丙烯含量（V/V）%乙烯含量1丙烯丙炔含量丙二烯含量丁烯和丁二烯含量丁烯和丁二烯含量總硫mg/kg總硫外觀--無色透明液體外觀2氨含量氨含量%氨含量殘留物含量%1.8.2產(chǎn)品指標(biāo)表1-5產(chǎn)品指標(biāo)序號(hào)指標(biāo)名稱單位指標(biāo)范圍優(yōu)級(jí)品一等品合格品1外觀——透明液體，無懸浮物2色度：Pt-CO號(hào)≤5≤5≤103密度（20℃）0.800~0.8074酸度（以乙酸計(jì)）mg/kg2030——5PH值（5%的水溶液）——6.0~8.06滴定值（5%的水溶液）mL≤2.0≤2.0≤3.01.8.3副產(chǎn)品指標(biāo)表1-6副產(chǎn)品指標(biāo)名稱項(xiàng)目單位指標(biāo)氫氰酸氫氰酸×10-2（wt）>99.5丙烯腈×10-6（wt）<50乙腈乙腈×10-2（wt）=35丙烯腈×10-2（wt）=0.2氫氰酸×10-2（wt）=5稀硫銨液硫銨×10-2（wt）20-26重組分×10-2（wt）2.0-3.0總氰×10-6（wt）<1000第二章工藝流程設(shè)計(jì)2.1工藝流程簡(jiǎn)述本工藝采用丙烯氨氧化法生產(chǎn)丙烯腈。本工藝得到副產(chǎn)物乙腈和氰酸，還伴隨少量雜質(zhì)。但是勝在工藝簡(jiǎn)單，只需要簡(jiǎn)單的把原料投入到流化床反應(yīng)器中即課，之后便能得到丙烯腈。工藝流程的工段主要都是預(yù)處理工段，只有一個(gè)主要反應(yīng)工段。圖2-1年產(chǎn)18萬噸丙烯腈項(xiàng)目全流程模擬流程圖2.1.1反應(yīng)工段丙烯氨氧化反應(yīng)工段主要包括一個(gè)流化床反應(yīng)器以及撤熱水系統(tǒng)。由于反應(yīng)的主副反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，所以維持體系溫度及時(shí)轉(zhuǎn)移反應(yīng)熱就變得至關(guān)重要。本反應(yīng)的反應(yīng)溫度435℃，反應(yīng)過程中放出的熱量由垂直安裝在反應(yīng)器內(nèi)U形撤熱水管中的撤熱水引出，并產(chǎn)生一定溫度、壓力的過熱蒸汽，供空氣壓縮機(jī)、制冷機(jī)驅(qū)動(dòng)蒸汽透平。2.1.2磷銨急冷工段磷銨急冷工段由脫輕塔、解吸塔和氨精餾塔組成。富液進(jìn)入脫輕塔脫除少量丙烯腈和已經(jīng)等輕組分。之后的富液進(jìn)行進(jìn)一步解吸，可以在塔頂?shù)玫焦I(yè)氨水。把工業(yè)氨水泵圖案精餾塔繼續(xù)精制在塔頂?shù)玫?9.6%的無水氨，以提升經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。2.1.3乙腈精制工段乙腈精制裝置工藝流程由三塔一釜組成組成。第二脫氰塔塔頂蒸出的氫氰酸等物質(zhì)送去焚燒處理單元?；瘜W(xué)處理釜脫氫氰酸的乙腈從T-201以氣相側(cè)線抽出，在化學(xué)處理釜處理后的物料進(jìn)入減壓共沸塔。由于乙腈和水二者是互溶體系，只能通過在減壓和加壓共沸塔里改變壓力來影響體系的共沸點(diǎn)，來進(jìn)行脫水。2.1.4四效蒸發(fā)工段由于反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生大量有毒廢水，所以需要將廢水進(jìn)行焚燒處理。在四效蒸發(fā)工段可以將有毒廢水進(jìn)行濃縮分級(jí)從而方便進(jìn)入急冷塔去進(jìn)行焚燒。由于蒸發(fā)大量水需要消耗大量能量，而濃縮后的廢水減少了含水量，降低了焚燒時(shí)的能耗。2.2丙烯腈回收精餾工段模擬圖2-1丙烯腈回收精餾工段模擬急冷塔頂部的氣體在驟冷塔的冷卻器中進(jìn)一步冷卻至40°C，冷凝水通過冷凝水冷卻器冷卻至10℃并注入吸收塔的中間最終選用數(shù)據(jù)為吸收塔30塊理論板，吸收水用量305000kg/hr，氣體由塔底進(jìn)入，液體部分冷卻至10℃后由塔中部第15塊板處進(jìn)料。本工藝應(yīng)該控制塔頂?shù)囊译娴臐舛?，若乙腈與丙烯腈混合進(jìn)入之后的工段將無法有效分離。根據(jù)《操作工》的指標(biāo)，塔頂?shù)挠拖嘁译娌荒艹^200ppm。由于側(cè)線乙腈的技術(shù)的存在，取消了解析塔，節(jié)省了大量熱能。復(fù)合塔的工藝為乙腈從側(cè)線采出，采出氣相進(jìn)入乙腈塔，乙腈塔為乙腈與水初分離的裝置。由于整個(gè)系統(tǒng)會(huì)作為大循環(huán)，因此乙腈塔應(yīng)將大部分乙腈采出，否則，后續(xù)接好循環(huán)后，乙腈的濃度會(huì)大幅攀升，將無法保證成品塔中乙腈的濃度水平。因此設(shè)計(jì)此側(cè)線時(shí)需要考慮乙腈的回收率。側(cè)線出料的位置將會(huì)影響塔頂丙烯腈、氫氰酸的回收率，同時(shí)，受乙腈精制單元所限，側(cè)線出料不能夾帶過多的丙烯腈及氫氰酸，根據(jù)《操作工》給出的工藝指標(biāo)，乙腈塔頂餾出物的丙烯腈含量必須少于0.15%。最終選擇側(cè)線出料量為5200kg/hr，設(shè)計(jì)結(jié)果乙腈塔頂餾出物丙烯腈濃度為582ppm，ACN濃度為48.2%，氫氰酸含量為953ppm?；厥账敱╇鏉舛葹?4.7%，乙腈含量為123ppm，基本滿足要求?；厥账兔撉杷崴荚O(shè)置了分層器，目的是借用丙烯腈與水部分互溶的性質(zhì)來去除體系里的水分。盡管成品塔內(nèi)的產(chǎn)品濃度很高，但是輕組分此時(shí)為共沸物，難以采集，需要中間側(cè)線氣相出產(chǎn)品。若僅有丙烯腈與水，則采出液相丙烯腈濃度更高，之所以采出氣相，主要是考慮聚合物等重組分的影響[9]。在丙烯腈精制段中，精制回收率為91.6％。將乙腈精制階段的乙腈與反應(yīng)器出口進(jìn)行比較，乙腈的回收率為98.62%，氫氰酸的回收率為96%。2.2.1物料回流主要設(shè)備的參數(shù)及模擬結(jié)果如表2-1～2-6所示。表2-2T102參數(shù)模擬結(jié)果設(shè)備名稱關(guān)鍵結(jié)果吸收塔理論板數(shù)30進(jìn)料位置13115塔頂采出（kmol/h）3210.333回流比0塔頂溫度（℃）4.2塔底溫度（℃）4.2操作壓力（atm）1表2-3T103參數(shù)模擬結(jié)果設(shè)備名稱關(guān)鍵結(jié)果萃取精餾塔理論板數(shù)50進(jìn)料位置1252534塔頂采出（kmol/h）780.583餾出物進(jìn)料比0.05246塔頂溫度（℃）81.3塔底溫度（℃）115.2操作壓力（atm）1表2-4T104參數(shù)模擬結(jié)果設(shè)備名稱關(guān)鍵結(jié)果乙腈塔理論板數(shù)30進(jìn)料位置31塔頂采出（kmol/h）47.239回流比5塔頂溫度（C）79.5塔底溫度103.4操作壓力（atm）1表2-5T105參數(shù)模擬結(jié)果設(shè)備名稱關(guān)鍵結(jié)果脫氫氰酸理論板數(shù)30進(jìn)料位置1322塔頂采出（kmol/h）1146.02回流比5塔頂溫度（℃）0塔底溫度（℃）76.6操作壓力（atm）0.78表2-6T106參數(shù)模擬結(jié)果設(shè)備名稱關(guān)鍵結(jié)果成晶塔理論板數(shù)25進(jìn)料位置15塔頂采出（kmol/h）287.045回流比45塔頂溫度（℃）38.6塔底溫度（℃）45.7操作壓力（atm）0.3第三章物料衡算3.1衡算方法物料衡算是根據(jù)質(zhì)量守恒定律，利用某進(jìn)出化工過程中某些已知物流的流量和組成，通過建立有關(guān)物料的平衡式和約束式，求出其他未知物流的流量和組成的過程[10]。系統(tǒng)中物料衡算一般表達(dá)式為：系統(tǒng)中的積累=輸入-輸出+生成-消耗式中，生成或消耗項(xiàng)是化學(xué)反應(yīng)消耗和生成的能量；不同的過程有積累量的情況不同。而積累量為零時(shí)，稱為穩(wěn)定狀態(tài)過程。穩(wěn)定狀態(tài)過程時(shí)，可以簡(jiǎn)化為：輸入=輸出-生成+消耗對(duì)無化學(xué)反應(yīng)的穩(wěn)定過程，又可表示為：輸入=輸出3.2回收系統(tǒng)物料衡算圖3-1回收系統(tǒng)工藝路線圖表3-1回收系統(tǒng)總物料衡算入口出口物流編號(hào)111131132+循環(huán)水114116物流說明吸收后富水溶劑水塔釜液粗丙烯腈粗乙腈Temperature（℃）66.068.0115.23833540.679.5Pressure（bar）1.7001.2001.71.0201.100VaporFrac0.0000.00000.0000.000MoleFlow（kmol/hr）19628.0677775.04226865.6834489.47247.239MassFlow（kg/hr）67323.646140364.32485011.3121484.6471167.30VolumeFlow（cum/hr）396.538147.789538.69876827.9171.598Enthalpy（Gcal/hr）-1280.881-524.563-1788.50799.212-2.051MassFlow（kg/hr）C3H60.2740.0001.589e-260.0110.000C3H80.1340.0005.4026e-190.0020.000NH30.0000.00000.0000.000O20.1490.0001.948e-190.0020.000N28.3150.0004.297e-200.0510.000AN18205.3880.0002.8493e-1318203.4050.680ACN565.1000.1140.394423732.651562.168HCN1923.6720.0001.7803e-101919.6461.113ACL0.0000.00000.0000.000H2O345711.750140000.00483752.4471355.748603.344CO0.1300.0003.6419e-180.0010.000CO214.3730.0003.0584e-203.0310.000MAP0.0000.00000.0000.000DAP0.0000.00000.0000.000C4H5NO401.138163.330564.3725750.0950.0002AN493.222200.878694.0968950.0040.000NAOH0.0000.00000.0000.000C4H4N20.0000.00000.0000.000NACN0.0000.00000.0000.000H3O+0.0000.00000.0000.000NA+0.0000.00000.0000.000NAOH(S)0.0000.00000.0000.000NAOH:(S)0.0000.00000.0000.000NACN(S)0.0000.00000.0000.000CN-0.0000.00000.0000.000OH-0.0000.00000.0000.000NACL0.0000.00000.0000.000MassFracC3H60.0000.0003.2762e-320.0000.000C3H80.0000.0001.1139e-240.0000.000NH30.0000.00000.0000.000O20.0000.0004.0164e-250.0000.000N20.0000.0008.8596e-260.0000.000AN0.0500.0005.8748e-190.8470.001ACN0.0020.0008.1323e-070.0000.482HCN0.0050.0003.6706e-160.0890.001ACL0.0000.00000.0000.000H2O0.9410.9970.997404470.0630.517CO0.0000.0007.5089e-240.0000.000CO20.0000.0006.3058e-260.0000.000MAP0.0000.00000.0000.000DAP0.0000.00000.0000.000C4H5NO0.0010.0010.001163620.0000.0002AN0.0010.0010.001431090.0000.000NAOH0.0000.00000.0000.000C4H4N20.0000.00000.0000.000NACN0.0000.00000.0000.000H3O+0.0000.00000.0000.000NA+0.0000.00000.0000.000NAOH(S)0.0000.00000.0000.000NAOH:(S)0.0000.00000.0000.000NACN(S)0.0000.00000.0000.000CN-0.0000.00000.0000.000OH-0.0000.00000.0000.000NACL0.0000.00000.0000.0003.3丙烯腈精制系統(tǒng)物料衡算圖3-2丙烯腈精制系統(tǒng)工藝路線圖表3-2丙烯腈精制系統(tǒng)物料衡算入口出口物流編號(hào)114119124125126121物流說明粗丙烯腈氫氰酸共沸物丙烯腈成品重組分廢水Temperature（℃）40.60.038.645.147.235.5Pressure（bar）1.0200.7800.3000.3240.3301.050VaporFrac0.0000.0000.0001.0000.0000.000MoleFlow（kmol/hr）489.47270.9506.500333.6132.09376.125MassFlow（kg/hr）21484.6471918.022300.00017700.000117.7191446.940VolumeFlow（cum/hr）27.9172.6760.38627268.9470.1491.523Enthalpy（Gcal/hr）9.2121.7400.10414.8430.077-4.952MassFlow（kg/hr）C3H60.0110.0020.0000.0000.0000.000C3H80.0020.0000.0000.0000.0000.000NH30.0000.0000.0000.0000.0000.000O20.0020.0000.0000.0000.0000.000N20.0510.0010.0000.0000.0000.000AN18203.4050.000276.87917696.432104.383111.223ACN2.6510.0000.0092.5680.0270.047HCN1919.6461916.0280.0670.0000.0002.911ACL0.0000.0000.0000.0000.0000.000H2O1355.7480.23423.0450.9980.0001331.470CO0.0010.0000.0000.0000.0000.000CO23.0311.7550.0000.0000.0000.000MAP0.0000.0000.0000.0000.0000.000DAP0.0000.0000.0000.0000.0000.000C4H5NO0.0950.0000.0000.0000.0860.0082AN0.0040.0000.0000.00013.2231.281NAOH0.0000.0000.0000.0000.0000.000C4H4N20.0000.0000.0000.0000.0000.000NACN0.0000.0000.0000.0000.0000.000H3O+0.0000.0000.0000.0000.0000.000NA+0.0000.0000.0000.0000.0000.000NAOH(S)0.0000.0000.0000.0000.0000.000NAOH:(S)0.0000.0000.0000.0000.0000.000NACN(S)0.0000.0000.0000.0000.0000.000CN-0.0000.0000.0000.0000.0000.000OH-0.0000.0000.0000.0000.0000.000NACL0.0000.0000.0000.0000.0000.000MassFracC3H60.0000.0000.0000.0000.0000.000C3H80.0000.0000.0000.0000.0000.000NH30.0000.0000.0000.0000.0000.000O20.0000.0000.0000.0000.0000.000N20.0000.0000.0000.0000.0000.000AN0.8470.0000.9231.0000.8870.077ACN0.0000.0000.0000.0000.0000.000HCN0.0890.9990.0000.0000.0000.002ACL0.0000.0000.0000.0000.0000.000H2O0.0630.0000.0770.0000.0000.920CO0.0000.0000.0000.0000.0000.000CO20.0000.0010.0000.0000.0000.000MAP0.0000.0000.0000.0000.0000.000DAP0.0000.0000.0000.0000.0000.000C4H5NO0.0000.0000.0000.0000.0010.0002AN0.0000.0000.0000.0000.1120.001NAOH0.0000.0000.0000.0000.0000.000C4H4N20.0000.0000.0000.0000.0000.000NACN0.0000.0000.0000.0000.0000.000H3O+0.0000.0000.0000.0000.0000.000NA+0.0000.0000.0000.0000.0000.000NAOH(S)0.0000.0000.0000.0000.0000.000NAOH:(S)0.0000.0000.0000.0000.0000.000NACN(S)0.0000.0000.0000.0000.0000.000CN-0.0000.0000.0000.0000.0000.000OH-0.0000.0000.0000.0000.0000.000NACL0.0000.0000.0000.0000.0000.000第四章熱量衡算4.1熱量衡算原則設(shè)計(jì)依據(jù)化工設(shè)計(jì)中關(guān)于熱量的衡算，都盡量在實(shí)際工程情況與理論計(jì)算情況之間尋找一個(gè)平衡點(diǎn)。其中一個(gè)主要依據(jù)是能量平衡方程：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。對(duì)于連續(xù)系統(tǒng)：Q+W=∑Hout-∑Hin其中，Q——設(shè)備的熱負(fù)荷。W——輸入系統(tǒng)的機(jī)械能?！艸out——離開設(shè)備的各物料焓之和。∑Hin——進(jìn)入設(shè)備的各物料焓之和。在進(jìn)行熱量衡算時(shí)，是以單元設(shè)備為基本單位，考慮由機(jī)械能轉(zhuǎn)換、化學(xué)反應(yīng)釋放和單純的物理變化帶來的熱量變化。最終對(duì)整個(gè)工藝流程進(jìn)行全方位的熱量平衡計(jì)算，然后用來開展節(jié)能降低耗損的設(shè)計(jì)工作。4.2回收系統(tǒng)熱量衡算表4-1回收系統(tǒng)部分換熱器熱量衡算來源說明熱負(fù)荷[Gcal/hr]E116回收塔冷凝器-7.2152E117回收塔再沸器33.9077E118乙腈塔冷凝器-2.6139E110回收塔尾氣冷凝器-0.0033總計(jì)24.0753表4-2回收系統(tǒng)能量衡算入口出口物流編號(hào)111131132+循環(huán)水114116V110物流說明吸收后富水溶劑水塔釜液粗丙烯腈粗乙腈回收塔頂尾氣Temperature（℃）66.068.0115.240.679.510.0Pressure（bar）1.7001.2001.71.0201.1001.02VaporFrac0.0000.00000.0000.0001.000MoleFlow（kmol/hr）19628.0677775.04226865.6834489.47247.2390.715MassFlow（kg/hr）367323.646140364.322485011.3121484.6471167.30524.768VolumeFlow（cum/hr）396.538147.789538.69876827.9171.59816.509Enthalpy（Gcal/hr）-1280.881-524.563-1788.5089.212-2.051-0.021∑Hin(Gcal/hr)-1805.444∑Hout(Gcal/hr)-1781.368表4-3熱量平衡計(jì)算一覽表QHinHoutError24.075-1805.444-1781.3684.1537E-054.3丙烯腈精制系統(tǒng)熱量衡算表4-4丙烯腈精制系統(tǒng)部分熱量衡算來源說明熱負(fù)荷[Gcal/hr]E111脫氫氰酸塔進(jìn)料預(yù)熱器0.2775E119脫氫氰酸塔冷凝器-2.7848E120脫氫氰酸塔再沸器3.4329E112脫氫氰酸塔側(cè)線冷卻器-0.7510E121成品塔冷凝器-2.5125E122成品塔再沸器4.9365總計(jì)2.5986表4-5丙烯腈精制系統(tǒng)能量衡算入口出口物流編號(hào)114V-106119124125126121物流說明粗丙烯腈脫氰塔不凝氣氫氰酸共沸物丙烯腈成品重組分廢水Temperature（℃）40.60.00.038.645.147.235.5Pressure（bar）1.0200.7800.7800.3000.3240.3301.050VaporFrac0.0001.0000.0000.0001.0000.0000.000MoleFlow（kmol/hr）489.4720.05570.9506.500333.6132.09376.13MassFlow（kg/hr）21484.6471.9781918.022300.00017700.000117.7191447VolumeFlow（cum/hr）27.9171.5952.6760.38627268.9470.1491.523Enthalpy（Gcal/hr）9.212-0.0021.7400.10414.8430.077-4.952∑Hin(Gcal/hr)9.212∑Hout(Gcal/hr)11.810表4-6熱量平衡計(jì)算一覽表QHinHoutError2.5989.21211.8101.9900E-04第五章設(shè)備選型及計(jì)算5.1塔設(shè)備設(shè)計(jì)5.1.1概述在化工、石油化工及煉油中，由于煉油工藝和化工生產(chǎn)工藝過程的不同，以及操作條件的不同，塔設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)形式和材料也不同。在化工廠的建設(shè)過程中，塔設(shè)備所占據(jù)的費(fèi)用一般都在整個(gè)設(shè)備的四分之一以上。塔設(shè)備所耗用的鋼材料重量在各類工藝設(shè)備中所占的比例也較多，例如在年產(chǎn)250萬噸常壓減壓煉油裝置中耗用的鋼材重量占62.4%，在年產(chǎn)60~120萬噸催化裂化裝置中占48.9%。因此，塔設(shè)備的設(shè)計(jì)和研究，對(duì)石油、化工等工業(yè)的發(fā)展起著重要的作用。5.1.2.塔型的類型與選擇板式塔和填料塔的比較表5-1板式塔和填料塔性能比較塔型填料塔板式塔壓降壓降小，適于要求壓力降小的場(chǎng)合一般比填料塔大空塔氣速空塔氣速較大空塔氣速較小塔效率塔徑越大，效率越低但是在1.4m以下效率較高效率穩(wěn)定、大塔效率比小塔有所提高液-氣比對(duì)液體噴淋量有一定要求適用范圍較大持液量較小較大安裝、檢修較困難較容易材質(zhì)金屬及非金屬耐腐蝕材料均可一般用金屬材料制作造價(jià)小直徑塔造價(jià)低，直徑越大越貴大直徑時(shí)一般比填料塔造價(jià)低重量重較輕綜合考慮兩種塔的特點(diǎn)，工藝要求，建設(shè)時(shí)的制造難度，落成后的維護(hù)工作，最終選擇板式精餾塔。5.1.3塔板性能比較及應(yīng)用范圍板式塔分為穿流式與溢流式。目前板式塔大多采用溢流式塔板。穿流式塔板操作不穩(wěn)定，很少使用。各種塔板的性能比較表5-2各種塔板性能比較塔盤型式結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)主要應(yīng)用范圍泡罩塔圓形泡罩復(fù)雜彈性好無泄漏費(fèi)用高、板間距大、壓力降比較大用于具有特定要求的場(chǎng)合浮閥塔條形浮閥簡(jiǎn)單操作彈性較好；塔板效率較高；處理能力較大沒有特別的缺點(diǎn)適用于加壓及常壓下的氣液傳質(zhì)過程穿流型篩板(溢流式)簡(jiǎn)單正常負(fù)荷下的效率高；費(fèi)用最低；壓力降小穩(wěn)定操作范圍窄；要么擴(kuò)大孔徑，否則易堵物料；容易發(fā)生液體泄漏適于處理量變動(dòng)少且不析出固體物的系統(tǒng)波紋篩板簡(jiǎn)單比篩板壓力降稍高，但具有同樣的優(yōu)點(diǎn)；氣液分布好柵板簡(jiǎn)單處理能力大；壓力降小；費(fèi)用便宜適用于粗蒸餾各種塔板的應(yīng)用范圍表5-3各類塔盤的處理能力比較塔盤類型塔板效率處理能力操作彈性壓降結(jié)構(gòu)成本泡罩板1.01.051復(fù)雜1篩板1.2~1.41.430.5簡(jiǎn)單0.4~0.5浮閥板1.2~1.31.590.6一般0.7~0.9舌型板1.1~1.21.530.8簡(jiǎn)單0.5~0.65.1.4設(shè)計(jì)結(jié)果（1）塔設(shè)備選擇廠區(qū)共需要選擇八個(gè)塔，并對(duì)T103萃取解析塔詳細(xì)設(shè)計(jì)。（2）流體力學(xué)數(shù)據(jù)精餾塔的精餾段和提餾段的計(jì)算方法不同，并且變徑塔和等徑塔計(jì)算方法也不同。在這個(gè)項(xiàng)目里，由于兩段的熱狀態(tài)不同，應(yīng)當(dāng)采用變徑塔，所以計(jì)算時(shí)精餾他和提餾段應(yīng)分別計(jì)算，所以都選用提餾段和精餾段的符合最大的兩塊板進(jìn)行計(jì)算。表5-4計(jì)算用流體力學(xué)數(shù)據(jù)板數(shù)液相溫度氣相溫度液相流速氣相流速液相密度氣相密度液相粘度氣相粘度液相表面張力℃℃cum/hrcum/hrkg/cumkg/cumcPcPdyne/cm965.94866.951174.17333344.82922.5491.1270.4250.0089863.56928563493.47493.502485.16373603.95925.0210.4730.3010.0123359.503406以第一個(gè)塔為例，進(jìn)行計(jì)算。5.2計(jì)算塔徑初選塔板間距設(shè)溢流堰的高堰上清液層高度板上液層高度想要求塔徑應(yīng)該先求出空塔氣速u，而根據(jù)化工原理下冊(cè)160頁的公式，可知式中—液相密度，kg/m3；—?dú)庀嗝芏?，kg/m3；—極限空塔氣速，m/s；C—負(fù)荷系數(shù)，m/s。史密斯關(guān)聯(lián)圖如下：可查表得：表面張力為22.3mN/m，則：則最大允許空塔速度：為避免霧沫夾帶及液泛的發(fā)生，一般情況在此取安全系數(shù)0.8，所以，初算塔徑圓整后取D=2.8mm。塔板間距HT，一般都根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取。設(shè)計(jì)時(shí)通常根據(jù)塔徑的大小，由下表列出的塔板間距的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值選取。5-5踏板間距的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值塔徑D/m0.3~0.50.5~0.80.8~1.61.6~2.02.0~2.4>2.4板間距Ht/mm200~300300~350350~450450~600500~800>800對(duì)應(yīng)板間距范圍為≥800mm，故滿足條件，假設(shè)成立。實(shí)際塔載面積：實(shí)際空塔氣速：與上述計(jì)算過程相同，得到下段塔的塔徑為4.5m。5.3塔高的計(jì)算（1）實(shí)際塔板模擬數(shù)據(jù)得出，N=98（2）塔頂空間高HD塔頂空間高度一般取1.0~1.5m，這里取HD=1m。（3）塔板間距HTHT=0.8m（4）開設(shè)人孔的板間距HT由于開設(shè)了人孔，應(yīng)當(dāng)滿足HT≥600mm，這里取H‵T=800mm。（5）人孔數(shù)S這里取8塊板設(shè)置一個(gè)人孔，塔板人孔數(shù)應(yīng)該是12個(gè)，再加上塔頂與塔底的人孔，總共是13個(gè)（6）進(jìn)料段空間高度HF一般HF要比HT大，取HF=1m。（7）塔底空間高度HB塔底空間不宜太小，最好預(yù)留10ml左右的儲(chǔ)量，以免生產(chǎn)時(shí)塔底液被排干凈。對(duì)于塔底產(chǎn)量較大的塔，塔底容量可取小些，取2~5min的儲(chǔ)量。取塔底空間高度為1.5m。（8）裙座高度筒體高度大于10m，塔徑1.4m>1m，故采用圓柱形裙座（9）封頭高度H2=0.9m。綜上所述，總的塔高H=91.7m5.4塔體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)表5-6塔體計(jì)算結(jié)果參數(shù)上段塔下段塔塔板編號(hào)(實(shí)際)1—4849—98塔板層數(shù)4850塔內(nèi)徑，m2.84.5板間距，mm800800液流程數(shù)22Ａd/Ａt,%12.111.6開孔率,%10.10.堰長(zhǎng)，mm1760/27892793/4483堰高，mm5050底隙/側(cè)隙，mm50/5050/50降液管寬，mm311/252486/393受液盤寬，mm311/252486/393受液盤深，mm6060堰型平堰平堰塔板形式圓形浮閥圓形浮閥塔板編號(hào)1#—48#1#—50#溢流強(qiáng)度，m3/mh49.16109.16停留時(shí)間，s12.448.75降液管液泛，%40.1553.85閥孔動(dòng)能因子，(m/s)(kg/m3)0.513.8911.48單位塔板壓降，Pa903.40860.51降液管內(nèi)線速度,m/s0.060.09降液管底隙速度,m/s0.300.64基本信息1項(xiàng)目名稱18萬噸丙烯腈廠7校核人2裝置名稱萃取精餾塔8日期2018-5-203塔的名稱T103上段9說明4塔板編號(hào)(實(shí)際)1#—48#10計(jì)算選用的理論版24#5塔板層數(shù)4811塔板編號(hào)(理論)1#—24#6塔板形式圓形浮閥12分段說明上段塔工藝設(shè)計(jì)條件液相氣相1質(zhì)量流量kg/h154513.597質(zhì)量流量kg/h41290.412密度kg/m3893.118密度kg/m31.803體積流量m3/h173.019體積流量m3/h22973.384粘度cp0.3210粘度cp0.015表面張力dyn/cm59.8211安全因子/0.826體系因子/0.9512充氣因子/0.60塔板結(jié)構(gòu)參數(shù)1塔徑m2.806孔數(shù)#515.712板間距m0.80007開孔密度#/m2137.793塔截面積m26.15758溢流程數(shù)/24開孔區(qū)面積m23.74279堰的形式/平堰5開孔率%10.00溢流區(qū)尺寸兩側(cè)中心1降液管面積比%12.1411.422堰徑比%62.8499.603降液管頂部寬度m0.31100.25164彎折距離m0.05250.10505降液管底部寬度m0.25850.14666受液盤深度m0.06000.06007受液盤寬度m0.31100.25168堰高m0.05000.05009降液管底隙m0.05000.050010降液管頂部面積m20.74750.703511降液管底部面積m20.56980.410212頂部堰長(zhǎng)m1.75952.788713底部堰長(zhǎng)m1.62102.796214進(jìn)口堰高度m15進(jìn)口堰寬度m圓形浮閥參數(shù)1浮閥孔徑m0.03952單閥重量kg0.03363748工藝計(jì)算結(jié)果正常操作150%操作50%操作1空塔氣速m/s1.03641.55460.51822空塔動(dòng)能因子m/s(kg/m3)^0.51.38942.08410.69473空塔容量因子m/s0.04650.06980.02334孔速m/s10.363715.54565.18195孔動(dòng)能因子m/s(kg/m3)^0.513.894020.84116.94706漏點(diǎn)氣速m/s3.72963.72963.72967漏點(diǎn)動(dòng)能因子m/s(kg/m3)^0.55.00005.00005.00008相對(duì)泄露量kg液/100kg液9溢流強(qiáng)度m^3/(h.m)49.162373.743424.581110流動(dòng)參數(shù)/0.16790.16790.167911板上液層高度m0.08810.09990.074012堰上液層高度m0.03810.04990.024013液面梯度m14板上液層阻力m液柱0.04410.05000.037015干板壓降m液柱0.05920.13310.029716總板壓降m液柱0.10320.18310.066717霧沫夾帶kg液/kg氣0.00550.02600.000318降液管液泛%40.152461.427728.253319降液管內(nèi)液體高度m0.20480.31330.144120降液管停留時(shí)間s12.44278.295124.885421降液管內(nèi)線速度m/s0.06430.09640.032122降液管底隙速度m/s0.29650.44470.148223降液管底隙阻力m液柱0.01340.03030.003424穩(wěn)定系數(shù)/2.77884.16821.389425降液管最小停留時(shí)間s3.00003.00003.0000負(fù)荷性能圖參數(shù)1操作點(diǎn)橫坐標(biāo)m3/h173.012操作點(diǎn)縱坐標(biāo)10^3m3/h22.973操作上限百分比--150.00%4操作下限百分比--50.00%55%漏液時(shí)漏點(diǎn)動(dòng)能因子m/s(kg/m3)^0.55.00610%漏液時(shí)漏點(diǎn)動(dòng)能因子m/s(kg/m3)^0.5X液相體積流量m3/hY氣相體積流量10^3*m3/h0-操作線1-液相下限線2-液相上限線3-漏液線4-霧沫夾帶線5-液泛線表5-7上段塔校核計(jì)算說明書第六章項(xiàng)目建設(shè)地與廠址廠房建設(shè)6.1項(xiàng)目建設(shè)地6.1.1廠址建設(shè)地本設(shè)計(jì)計(jì)劃建廠與江蘇省連云港市的徐圩新區(qū)，位于連云港市的市區(qū)附近。廠址選在連云港市的斯?fàn)柊罟S附近，作為一個(gè)子項(xiàng)目促進(jìn)生產(chǎn)。圖6-1連云港市在全國(guó)位置徐圩新區(qū)的位置如圖6-2所示。圖6-2徐圩新區(qū)的位置6.1.2項(xiàng)目建設(shè)地自然情況連云港市位于我國(guó)東部沿海地區(qū)，江蘇省東北部。連云港作為一個(gè)港口城市，坐落與海州灣的西岸，緊鄰黃海。陸地上位于山東江蘇兩省交界處。連云港市東西橫跨129千米，南北相距132千米。陸地面積7499.9平方千米，水域面積1759.4平方千米。從地形地貌上來看，連云港市位于山東丘陵于淮北平原的交匯處，河流高山，湖泊小島，你能找到所有地形都能在連云港找到，這里的人生活習(xí)俗結(jié)合了南北方的文化，形成了極具地方特色的文化。在氣候上，同大多數(shù)中國(guó)城市一樣屬于季節(jié)性的季風(fēng)氣候，但由于臨近海洋，連云港的氣候還帶有一定的海洋性氣候的特征。四季分明，雨量適中，是連云港的氣候特點(diǎn)。6.1.3連云港市經(jīng)濟(jì)情況連云港市的經(jīng)濟(jì)組成中，三大產(chǎn)業(yè)的分布十分均衡的，其中又以工業(yè)為主導(dǎo)，工業(yè)又以高新技術(shù)的制造業(yè)為支柱，俗稱三新一高，既新材料、新能源、新醫(yī)藥和高端制造業(yè)。斯?fàn)柊?、虹港石化、?rùn)眾制藥等多家化工相關(guān)企業(yè)坐落于連云港市，其中還有七家銷售破百億的企業(yè)。在連云港的制造商，大多都是生產(chǎn)高附加值的產(chǎn)品，這在進(jìn)行的產(chǎn)業(yè)升級(jí)的中國(guó)來說，連云港能爭(zhēng)取到更多的資源和政策傾斜。在連云港這座城市上的頭銜很多，比如一帶一路重要戰(zhàn)略支點(diǎn)（21世紀(jì)海上絲綢之路的起點(diǎn)）、上海合作組織出?；兀ㄉ虾：献鹘M織東進(jìn)太平洋的窗口）、江蘇自由貿(mào)易試驗(yàn)區(qū)的重要部分（多個(gè)自貿(mào)試驗(yàn)區(qū)坐落在連云港）。不論從產(chǎn)業(yè)上還是從政策上，連云港市的經(jīng)濟(jì)前途是一片光明。而徐圩新區(qū)是國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)設(shè)立的國(guó)家東中西區(qū)域合作示范區(qū)的先導(dǎo)區(qū)。依托新區(qū)內(nèi)港區(qū)的交通優(yōu)勢(shì)和工業(yè)園區(qū)的產(chǎn)品優(yōu)勢(shì),海外業(yè)務(wù)的拓展更加便利。6.2廠區(qū)廠房建設(shè)廠區(qū)布置總面積為5.50188公頃，呈矩形布置，南北相距178米，東西橫跨309米。廠區(qū)依據(jù)不同用途被分為了七大區(qū)域。而有一條寬九米的支路橫跨廠區(qū)中央，用以連接各個(gè)區(qū)域。在反應(yīng)區(qū)、儲(chǔ)罐區(qū)均設(shè)有環(huán)形消防通道。 食堂、宿舍等生活區(qū)域獨(dú)立于工廠之外；廠區(qū)內(nèi)部設(shè)置醫(yī)療站以及行政辦公場(chǎng)所。設(shè)置包括控制室、化驗(yàn)室、機(jī)修室等設(shè)施。廠內(nèi)設(shè)施完整，功能齊全。廠區(qū)設(shè)置5個(gè)進(jìn)出口。一號(hào)門位于廠區(qū)西南角，作為廠區(qū)的正門，進(jìn)門便能看見辦公樓。二號(hào)門與三號(hào)門位于主路兩頭，作為側(cè)門和消防通道，平時(shí)用于分擔(dān)正門的通勤壓力，緊急情況則用作消防通道。四號(hào)門五號(hào)門位于廠區(qū)東南角靠近裝卸區(qū)，需要能夠讓大型貨車進(jìn)出，而四號(hào)門用于進(jìn)廠，五號(hào)門則用于出廠。布置如圖6-3所示。圖6-3丙烯腈生產(chǎn)總廠址布置圖連云港市全年風(fēng)向頻率最高是東南方向，最低是東北方向。因此將辦公樓與中控室等人員密集的區(qū)域放置在高頻風(fēng)向的上風(fēng)處，將事故池和焚燒池等高污染的區(qū)域放置在東北處，由于連云港靠海，廠區(qū)東北方向并沒有城市，所以不用擔(dān)心高頻的東南風(fēng)會(huì)造成污染。生產(chǎn)裝置則集中放置在廠區(qū)中間，便于運(yùn)輸調(diào)度。與此同時(shí)，中控室設(shè)置朝向西側(cè)，并采取這樣措施來避免西曬，中控室內(nèi)部采取人工照明來避免采光不足的問題。并且中控室內(nèi)部設(shè)備都應(yīng)作防電磁干擾處理和抗震處理，避免廠區(qū)內(nèi)的生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)中控室造成干擾。第七章車間布置7.1車間設(shè)備布置原則車間設(shè)備布置顧名思義就是確定各設(shè)備在車間內(nèi)的幾何位置和相對(duì)位置。在設(shè)計(jì)布置時(shí)也應(yīng)注意以下方面：（1）設(shè)備的布置盡量按工藝順序布置；（2）設(shè)備布置要滿足安裝和檢修的要求；（3）相同的設(shè)備或同類型設(shè)備要盡可能布置在一起；（4）有效利用車間建筑面積和土地；（5）車間的三防措施一定要符合規(guī)定；（6）注意車間的發(fā)展和廠房的擴(kuò)建；（7）考慮建廠地區(qū)的氣象和地質(zhì)等條件；（8）考慮車間的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及節(jié)能等問題。7.2車間布置方法模型設(shè)計(jì)法將車間各設(shè)備用模型成比例縮小來設(shè)計(jì)布置方案。這種方法很直觀，錯(cuò)誤少，但是在工程上難以攜帶，模型一般都用于效果展示，而不用于實(shí)際施工。圖樣法圖樣法則是在車間各平面和剖面標(biāo)注設(shè)備和安裝尺寸，并按一定比例將其投影繪制出來并標(biāo)注設(shè)備名稱，最后匯總則制定施工圖紙。圖樣法可以和模型法相結(jié)合，以模型法做效果展示，在模型的基礎(chǔ)上繪制平面施工圖紙。這樣做出來的圖紙精度更高，錯(cuò)誤更少。7.3車間劃分丙烯腈回收和精餾車間如圖7-1，分別為丙烯腈回收和精餾車間三層俯視圖和正面視角剖面布置圖。車間布置使用的是多層與單層相結(jié)合的形式。在設(shè)備集中的區(qū)域設(shè)置防火墻，各設(shè)備之間保持安全距離，并且對(duì)戶外的露天設(shè)備做遮陽保護(hù)和圍欄保護(hù)。設(shè)備的朝向必須與工藝流程方向一致，減少橫向的物料運(yùn)輸，節(jié)省一部分運(yùn)輸?shù)哪芰俊Ｍ瑫r(shí)車間的每一層設(shè)置泄爆孔和10°～20°的坡度并做好地漏，防止雨水沉積。圖7-1丙烯腈回收和精餾車間裝置布置圖第八章自動(dòng)控制8.1自動(dòng)控制原理工廠的中控室有的控制系統(tǒng)采用集中分散式控制系統(tǒng)（DCS）。DCS系統(tǒng)主要通過在工廠的各個(gè)設(shè)備和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)安裝的傳感器，傳出的物性數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)和設(shè)備內(nèi)部的反應(yīng)過程。同時(shí)在關(guān)鍵控制點(diǎn)安裝有電子閥，進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控對(duì)關(guān)鍵控制節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行操控。8.2重要控制點(diǎn)下圖為重要的控制點(diǎn)：圖8-1流量記錄調(diào)節(jié)儀流量記錄調(diào)節(jié)儀：維持系統(tǒng)是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的控制過程，控制反應(yīng)的時(shí)間，并且影響反應(yīng)溫度的變化。圖8-2溫度指示調(diào)節(jié)控制溫度指示調(diào)節(jié)控制：確保進(jìn)入設(shè)備的物料達(dá)到工藝要求的溫度。根據(jù)反應(yīng)需要，調(diào)節(jié)閥門的大小，來調(diào)節(jié)進(jìn)料流量的多少。表8-1重要控制點(diǎn)編號(hào)內(nèi)容位置控制要求壓力填料塔壁處常壓操作1溫度填料塔壁處70.9℃原料量FIC13320.45kg/h壓力填料塔壁處常壓操作2溫度填料塔壁處108℃原料量FIC577.92kg/h第九章經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)9.1概述年產(chǎn)18萬噸丙烯腈回收和精餾項(xiàng)目是新建項(xiàng)目。該項(xiàng)目是基于可行性報(bào)告的市場(chǎng)調(diào)研，同時(shí)兼顧實(shí)際施工的難度和廠址的選定，同時(shí)確保項(xiàng)目工藝達(dá)標(biāo)排放，工廠的有序組織和盡可能經(jīng)濟(jì)的投資等多方因素的綜合考量下，多次論證和研究所得出的綜合性最佳方案。9.2項(xiàng)目總投資估算9.2.3投資估算及融資表9-1項(xiàng)目投資估算表（單位：萬元）序號(hào)工程或費(fèi)用名稱估算價(jià)值占建設(shè)投資比例（%）建筑工程（取20%）設(shè)備購(gòu)置安裝工程（30%）其他費(fèi)用合計(jì)一建設(shè)投資9788443381269510546773661固定資產(chǎn)投資9788443381269566821861.1工程費(fèi)用8438421881265763283821.1.1主要生產(chǎn)項(xiàng)目73373668611006550281.1.2輔助生產(chǎn)車間367183455027511.1.3公用工程7343669110155031.2固定資產(chǎn)其他費(fèi)用1350215038353851.2.1環(huán)保項(xiàng)目180018001.2.2總圖運(yùn)輸3503501.2.3廠區(qū)服務(wù)項(xiàng)目3503501.2.4生活福利項(xiàng)目100010001.2.5廠外項(xiàng)目38382無形資產(chǎn)費(fèi)用2680268032.1技術(shù)轉(zhuǎn)讓費(fèi)100010002.2土地使用權(quán)168016803其他資產(chǎn)費(fèi)用2520252034預(yù)備費(fèi)用534653467基本預(yù)備費(fèi)53465346建設(shè)投資合計(jì)978844338126951054677366100二建設(shè)期利息40384038三固定資產(chǎn)投資978844338126951458481405四流動(dòng)資金1全額流動(dòng)資金83508350230%鋪底流動(dòng)資金25052505五項(xiàng)目總投資978844338126952293489755六項(xiàng)目規(guī)模總投資9788443381269513051798719.2.3.1流動(dòng)資金估算流動(dòng)資金估算，按分項(xiàng)詳細(xì)估算法進(jìn)，流動(dòng)資金主要用于盈利之前工廠的日常運(yùn)營(yíng)，估算總額為8349.917267萬元?？偼顿Y =固定資產(chǎn)投資+固定資產(chǎn)投資方向調(diào)節(jié)稅+建設(shè)期利息+流動(dòng)資金 =81404.7699+0+4038.382946+8349.917267=89754.68717萬元9.2.3.2項(xiàng)目總投資估算及資金籌措項(xiàng)目啟動(dòng)資金為16782萬元，借款72973萬元，以項(xiàng)目設(shè)備為抵押向中國(guó)國(guó)家開發(fā)銀行借款，利率6.4%。投資分年使用計(jì)劃按第一年50%，第二年50%；表9-2項(xiàng)目總投資使用計(jì)劃與資金籌措表見表序號(hào)年份項(xiàng)目合計(jì)123451總投資897553868338683608215687001.1建設(shè)投資7736638683386831.2建設(shè)期利息40381.3流動(dòng)資金8350608215687002資金籌措897553868338683608215687002.1項(xiàng)目資本金（20%）167825119511918254702102.1.1用于建設(shè)投資1023951195119業(yè)主110239511951192.1.2用于建設(shè)期利息4038業(yè)主140382.1.3用于流動(dòng)資金25051825470210業(yè)主1250518254702102.2債務(wù)資金729733356433564425710984902.2.1用于建設(shè)投資671283356433564銀行16712833564335642.2.3流動(dòng)資金借款5845425710984902.3其他資金9.2.4定員及工資全廠定員為567人，工資及福利費(fèi)總共3402萬元（人均5000元一年）。9.3財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)9.3.1年銷售收入及稅金估算表9-3產(chǎn)品銷售收入一覽表（含稅價(jià)）序號(hào)產(chǎn)品產(chǎn)量（萬噸/年）價(jià)格（元/噸）總值（萬元）1丙烯腈產(chǎn)量18115382076842乙腈產(chǎn)量0.432008586373氰化鈉2.751025628204合計(jì)244525表9-4年銷售稅金序號(hào)名稱數(shù)值（%）1增值稅172城市維護(hù)建設(shè)稅73教育費(fèi)附加稅5正常情況下年?duì)I業(yè)收入估算值為244525萬元，納稅780萬元。9.3.2總成本估算根據(jù)需要，該項(xiàng)目做了總成本費(fèi)用估算表?？偝杀举M(fèi)用估算正常年為176840萬元，其中經(jīng)營(yíng)成本正常年為169489萬元。成本各項(xiàng)費(fèi)用計(jì)算說明原材料及燃動(dòng)力價(jià)格表9-5原材料及燃動(dòng)力費(fèi)用一覽表（不含稅價(jià)）序號(hào)名稱規(guī)格單價(jià)（元/噸）用量（噸/年）費(fèi)用（萬元）1液氨化學(xué)級(jí)256467210.81185602丙烯工業(yè)級(jí)8120136967.81197683催化劑SANC08427351506904氫氧化鈉化學(xué)級(jí)200920594.954455合計(jì)143472表9-6燃料及公用工程費(fèi)用序號(hào)名稱單價(jià)用量費(fèi)用（萬元）1低壓蒸汽（0.4MPa）200元/噸710341噸/年121422冷卻水（20-25℃）0.5元/噸93448576噸/年39933電0.7元/千瓦時(shí)12054543度/年515合計(jì)16651工資及福利費(fèi)總計(jì)3402萬元。基本折舊及待攤費(fèi)固定資產(chǎn)原值為70859.11161萬元，按平均年限法計(jì)算折舊，折舊年限為10年，年折舊額為6731.615603萬元無形資產(chǎn)年攤銷費(fèi)為268萬元，其他資產(chǎn)為2520萬元，年攤銷費(fèi)用504萬元修理費(fèi)每年4107萬元。其他費(fèi)用其他費(fèi)用估算公式為：其他制造費(fèi)率取2%。得到其他制造費(fèi)用為667萬元。9.3.3利潤(rùn)估算利潤(rùn)總額正常年為20753萬元。10%的稅后利潤(rùn)用作公積金。表9-7利潤(rùn)與利潤(rùn)分配表序號(hào)年份項(xiàng)目合計(jì)345671營(yíng)業(yè)收入5568731388611785351983731983731983732營(yíng)業(yè)稅金及附加42225467027807807803總成本費(fèi)用4368631327501652101802681790871778554補(bǔ)貼收入5利潤(rùn)總額1157885565126231732518506197386彌補(bǔ)以前年度虧損7應(yīng)納稅所得額1157885565126231732518506197388所得稅28947139131564331462749359凈利潤(rùn)(5-8)868414174946712994138801480410期初未分配利潤(rùn)12022711可供分配利潤(rùn)(9+10)2070683596872512168130541397812提取任意盈余公積金692036087312171305139813可供投資者分配的利潤(rùn)2001483236785310951117481258014應(yīng)付優(yōu)先股股利16各投資方利潤(rùn)分配66346323617未分配利潤(rùn)13380332367853109511174812580息稅前利潤(rùn)119055795812081142261384213442息稅折舊攤銷前利潤(rùn)14868615462195852173021346209459.3.4財(cái)務(wù)盈利能力分析分別根據(jù)各項(xiàng)投資估算，得到下列財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)指標(biāo)。表9-8部分財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)指標(biāo)一覽表序號(hào)財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)指標(biāo)本廠值行業(yè)基準(zhǔn)值1所得稅后財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率（FIRR）22.04%122所得稅后財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值（ic=12%）40142.19253萬元3所得稅前財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率26.44%4所得稅前財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值（ic=%）60042.26221萬元5所得稅后投資回收期（含建設(shè)期）6.14年6所得稅前投資回收期（含建設(shè)期）5.68年7投資利潤(rùn)率21.90%8投資利稅率27.37%9資本金利潤(rùn)率117%數(shù)據(jù)表現(xiàn)良好。大大超出行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，從經(jīng)濟(jì)角度有可行性。9.3.5不確定性分析（1）敏感度