年產(chǎn)14萬噸丙烯腈項目——初步設(shè)計說明書年產(chǎn)14萬噸丙烯腈項目——初步設(shè)計說明書年產(chǎn)14萬噸丙烯腈項目初步設(shè)計說明書

目錄第一章項目總論 371.1項目概覽 371.2設(shè)計依據(jù)和原則 371.2.1設(shè)計依據(jù) 371.2.2設(shè)計原則 381.3原料及燃料消耗 381.3.1原料來源及規(guī)格 381.3.2燃料及公用工程消耗 381.4產(chǎn)品方案 39第二章總圖運輸 412.1設(shè)計依據(jù) 412.2設(shè)計范圍 412.3廠址概況 412.4總平面布置 422.4.1總平面布置的要求 432.4.2廠區(qū)總體布局概述 432.4.3廠區(qū)面積計算 442.4.4總平面布置各項技術(shù)指標(biāo)： 442.4.5工藝裝置的布置 442.4.6輔助生產(chǎn)及公用工程設(shè)施 452.4.7倉儲設(shè)施的布置 462.4.8運輸設(shè)施的布置 462.4.9生產(chǎn)管理及生活服務(wù)設(shè)施 462.5廠內(nèi)運輸設(shè)計 472.5.1廠內(nèi)運輸設(shè)計要求 472.5.2本廠運輸設(shè)計 48第三章工藝設(shè)計方案 493.1設(shè)計目標(biāo) 493.2工藝路線分析 493.2.1主體工藝路線選擇 493.2.2急冷工藝選擇 493.2.3萃取精餾塔工藝選擇 503.2.4脫氫氰酸塔工藝選擇 503.3催化劑的選擇 503.3.1反應(yīng)機(jī)理 503.3.2當(dāng)前主要催化劑體系介紹 513.3.3本項目催化劑的選擇 523.4動力學(xué)參數(shù)整定 533.4.1反應(yīng)器模型的構(gòu)建 533.4.2SANC-08催化劑的動力學(xué)參數(shù)整定、 543.5優(yōu)化模擬年產(chǎn)13萬噸丙烯腈反應(yīng)器參數(shù) 593.5.1反應(yīng)溫度的選擇 593.5.2反應(yīng)壓力的選擇 603.5.3氨比(氨與丙烯摩爾比)對收率的影響 613.5.4反應(yīng)器及進(jìn)料參數(shù)確定 613.5.5空比和催化劑負(fù)載量的二維尋優(yōu) 623.5.6反應(yīng)器優(yōu)化模擬小結(jié) 623.6反應(yīng)器設(shè)計 633.6.1反應(yīng)器類型選擇 633.6.2反應(yīng)器尺寸計算 65反應(yīng)器直徑的確定 65反應(yīng)器床層高度計算 653.6.3分布板設(shè)計 663.6.4旋風(fēng)分離器設(shè)計 663.6.5撤熱管設(shè)計 683.7工藝流程介紹 703.7.1工藝流程概述 703.8Aspen流程模擬 753.8.1主要物性方法選擇及參數(shù)整定 753.8.2體系雜質(zhì)分析 763.8.3反應(yīng)工段模擬 783.8.4磷銨急冷工段模擬 783.8.5丙烯腈回收精制工段模擬 813.8.6乙腈精制工段模擬 843.8.7四效蒸發(fā)工段模擬 853.8.8水集成模擬 863.9工藝特色 86第四章設(shè)備選型方案 88第五章控制系統(tǒng)設(shè)計 895.1工廠裝置簡況及控制概述 895.2化工自動化內(nèi)容 895.1.1自動檢測系統(tǒng) 895.1.2自動信號和聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng) 905.1.3自動操縱及自動開停車系統(tǒng) 905.1.4自動控制系統(tǒng) 905.3控制系統(tǒng)選擇 915.3.1簡單控制系統(tǒng) 915.3.2復(fù)雜控制系統(tǒng) 915.3.3程序控制系統(tǒng) 915.3.4集散控制系統(tǒng)DCS 915.4過程控制與檢測 925.4.1工藝流程簡介 925.4.2泵和壓縮機(jī)的控制方案 955.4.3換熱器的控制方案 985.4.4反應(yīng)器的控制方案 1035.4.5精餾塔的控制方案 1045.4.7儲罐控制 1055.4.8其他控制方案 1055.5緊急停車系統(tǒng)（ESD） 1065.6安全儀表系統(tǒng)（SIS）設(shè)計 1075.6.1安全儀表系統(tǒng)（SIS）簡介 1075.6.2SIS設(shè)計 109第六章空壓站、氮氧站、冷凍站 1146.1設(shè)計依據(jù) 1146.2空壓站 1146.2.1壓縮空氣用途 1146.2.2儀表空氣質(zhì)量要求 1146.2.3安全開車規(guī)程 1156.3氮氧站 1156.3.1氮氣站 1156.3.2氧氣站 1156.3.3流程特點 1166.4冷凍站 116第七章供電與配電工程 1177.1設(shè)計依據(jù) 1177.2設(shè)計范圍與步驟 1177.3用電要求 1187.3.1全廠電力消耗核算 1187.3.2負(fù)荷分級與電源要求 1207.4供電條件 1207.5供配電系統(tǒng)設(shè)計 1217.5.1變電所和配電間 1217.5.2高壓供電系統(tǒng)設(shè)計 1217.5.3車間降壓變電所設(shè)計 1227.5.5廠區(qū)高壓配電系統(tǒng)設(shè)計 1247.6危險區(qū)劃分和設(shè)備選擇 1247.6.1危險區(qū)劃分 1247.6.2危險區(qū)域電氣設(shè)備選擇 1247.6.3電氣設(shè)備 1257.7繼電保護(hù)的選擇與整定 1267.8照明網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 126第八章防雷和防靜電工程 1288.1概述 1288.2設(shè)計依據(jù) 1288.3防雷措施 1288.3.1廠區(qū)建筑物防雷措施 1288.3.2露天儲罐、氣罐及戶外架空管道防雷措施 1298.3.3防靜電與接地保護(hù) 129第八章防雷和防靜電工程 1318.1概述 1318.2設(shè)計依據(jù) 1318.3防雷措施 1318.3.1廠區(qū)建筑物防雷措施 1318.3.2露天儲罐、氣罐及戶外架空管道防雷措施 1328.3.3防靜電與接地保護(hù) 132第九章電信工程 1349.1設(shè)計依據(jù) 1349.2電信方案 1349.2.1通信系統(tǒng)總述 1349.2.2行政管理電話 1359.2.3生產(chǎn)調(diào)度電話 1359.2.4擴(kuò)音呼叫/通話系統(tǒng) 1359.2.5無線對講電話 1359.2.6火災(zāi)自動報警系統(tǒng) 1359.2.7可燃?xì)狻⒍練鈭缶到y(tǒng) 1369.2.8電信外部線路。 136第十章土建 13710.1設(shè)計依據(jù) 13710.3項目建設(shè)地自然情況 14010.4建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計 14010.4.1建筑設(shè)計范圍 14010.4.2廠區(qū)布置小結(jié) 141第十一章給排水工程 14211.1概述 14211.2編制依據(jù) 14211.3設(shè)計原則 14211.4給水系統(tǒng)設(shè)計 14311.4.1生活用水系統(tǒng) 14311.4.2工藝用水系統(tǒng) 14311.4.3冷卻水系統(tǒng) 14411.3.5消防用水系統(tǒng) 14411.3.6雜用水系統(tǒng) 14411.4排水系統(tǒng)設(shè)計 14511.4.1生活污水系統(tǒng) 14511.4.2生產(chǎn)廢水系統(tǒng) 14511.4.3冷卻水排放 14611.4.4雨水排放系統(tǒng) 146第十二章管路布置 14712.1設(shè)計依據(jù) 14712.2管道選型 14712.2.1管徑的一般要求 14712.2.2管徑的計算依據(jù) 14812.2.3最經(jīng)濟(jì)管徑的選定 14812.2.4管壁厚度 14812.2管道編號 14912.2.1管道號組成 14912.2.2管道號各部分含義說明 15012.3工藝管道編號及選型結(jié)果 15212.4管道布置 15612.4.1管道敷設(shè)原則 15612.4.2泵的管道布置 15612.4.3換熱器的管道布置 15712.4.4塔的管道布置 15712.4.5管廊上的管道布置 15712.4.6其他管道布置 158第十三章供熱工程 15913.1概述 15913.2蒸汽系統(tǒng) 15913.2.1設(shè)計原則 15913.2.2設(shè)計方案 160第十四章采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié) 16114.1設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)與依據(jù) 16114.2廠址所在地氣候條件 16114.3設(shè)計范圍 16114.4設(shè)計方案 16214.4.1通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計 16214.4.2空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計 16214.4.3采暖系統(tǒng)設(shè)計 162第十五章環(huán)境保護(hù) 16315.1設(shè)計依據(jù) 16315.2主要污染源及主要污染物 16315.3環(huán)保治理措施 16415.3.1廢氣 16415.3.2廢水 16515.3.3廢渣 16515.3.4噪聲 166第十六章節(jié)水與節(jié)能 16716.1設(shè)計說明 16716.2節(jié)水 16716.2.1節(jié)水途徑 16716.2.2節(jié)水措施 16716.3節(jié)能 16916.3.1換熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計與熱集成 16916.3.2設(shè)備選用 16916.3.3采暖通風(fēng)節(jié)能 169第十七章儲運 17017.1設(shè)計依據(jù) 17017.2儲存系統(tǒng) 17017.3運輸系統(tǒng) 17017.3.1物料運輸 17017.3.2運輸線路布置 171第十八章維修 17318.1設(shè)計原則 17318.2設(shè)備維護(hù) 17318.2.1巡回檢查 17318.2.2同步檢修與協(xié)同檢修 17318.2.3壓力容器、管道的定期檢修 17418.2.4泵的檢查與處理 17418.2.5安全檢修要求 17418.3維修管理 175第十九章消防 17619.1設(shè)計依據(jù) 17619.2主要危險物 17619.3事故發(fā)生可能性及危險性分析 17719.3.1危險特性 17719.3.2燃燒爆炸的原因 17819.4消防安全措施 17819.4.1各可燃物的滅火方法 17819.4.2基礎(chǔ)消防措施 17919.4.3廠區(qū)消防布置 17919.4.4生產(chǎn)過程的防火防爆 17919.5消防系統(tǒng) 18019.5.1穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng) 18019.5.2泡沫滅火系統(tǒng) 18019.5.3其它滅火系統(tǒng) 180第二十章職業(yè)安全及工業(yè)衛(wèi)生 18120.1設(shè)計規(guī)范 18120.2職業(yè)安全 18120.2.1工業(yè)毒物 18120.2.2燃燒與爆炸 18420.2.3噪聲 18820.2.4腐蝕 18920.3工業(yè)衛(wèi)生 18920.3.1車間的衛(wèi)生特征分級 18920.3.2工作場所 19020.3.3輔助用室 19120.3.4浴室、存衣室、盥洗室的設(shè)置 192第一章項目總論1.1項目概覽隨著中日、中菲關(guān)系的進(jìn)一步惡化，通過馬六甲海峽進(jìn)口石油的通道很容易被切斷，政府新建的從緬甸到XX的輸油管線具有國家戰(zhàn)略意義。中緬油氣管道做為國家四大原油通道之一，全長2466公里。隨著中國石油需求量的不斷增加，未來將會有越來越多的原油從緬甸輸送到XX，XX很可能成為未來中國重要的石油化工生產(chǎn)基地。中國石油XX煉油項目是中緬油氣管道配套項目，是中國石油建設(shè)四大油氣戰(zhàn)略通道、推進(jìn)“兩種資源、兩個市場”的重要支撐項目。該項目要求與中緬油氣管道同步建成，同步投運，原油加工能力為1000萬噸/年。本項目為XXXXX千萬噸煉油項目配備了一套年產(chǎn)13萬噸丙烯腈的子項目，建廠于XX省XX市XX煉化廠。項目使用丙烯氨氧化法制丙烯腈，產(chǎn)品制得純度為97%的丙烯腈氣體，年產(chǎn)量為13萬噸；下游使用10萬噸丙烯腈與丁二烯、苯乙烯共聚制得ABS樹脂，具有質(zhì)輕、耐寒、抗沖擊性能好等優(yōu)點；剩余3萬噸丙烯腈用于制丁烯橡膠NBR。國內(nèi)NBR存在較大供需缺口，市場前景好，能夠滿足汽車、制鞋、建筑、電子電氣等行業(yè)發(fā)展的需求，緩解國內(nèi)供需矛盾。本項目不僅僅能夠緩解國內(nèi)丙烯腈短缺的情況，也是西南地區(qū)石化產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，有利于西南石化產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，經(jīng)濟(jì)效益與社會效益明顯。1.2設(shè)計依據(jù)和原則1.2.1設(shè)計依據(jù)2013年“中國石化-三井化學(xué)杯”第七屆全國大學(xué)生化工設(shè)計競賽指導(dǎo)書XXXXX煉油項目有關(guān)供水、供電、項目征用土地意見和建設(shè)項目環(huán)境保護(hù)意見的批文及資料。本組編制的可行性報告化工工程設(shè)計相關(guān)規(guī)定國家經(jīng)濟(jì)、建筑、環(huán)保等相關(guān)政策1.2.2設(shè)計原則認(rèn)真貫徹落實國家基本建設(shè)的有關(guān)政策、法規(guī)，合理安排建設(shè)周期，嚴(yán)格控制工程建設(shè)項目的生產(chǎn)規(guī)模和投資。嚴(yán)格遵循現(xiàn)行消防、安全、衛(wèi)生、勞動保護(hù)等有關(guān)規(guī)定、規(guī)范，保障生產(chǎn)安全順利進(jìn)行和操作人員的安全。產(chǎn)品生產(chǎn)和質(zhì)量指標(biāo)符合國家及地方頒發(fā)的各項相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。注重環(huán)境保護(hù)，設(shè)計中選用清潔生產(chǎn)工藝，在生產(chǎn)過程中減少“三廢”排放，同時采用行之有效的“三廢”治理措施，嚴(yán)格執(zhí)行“三廢”治理、“三同時”的方針。堅持體現(xiàn)“社會經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保效益和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益并重”的原則，按照國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的長遠(yuǎn)規(guī)劃，行業(yè)、地區(qū)的發(fā)展規(guī)劃，在項目調(diào)查、選擇中對項目進(jìn)行詳細(xì)全面的論證。1.3原料及燃料消耗 1.3.1原料來源及規(guī)格本項目所涉及的主要原料為丙烯、氨、空氣等，具體規(guī)格、消耗量及來源參看表1-1表1-1主要原料消耗原料名稱規(guī)格數(shù)量（萬噸/年）來源丙烯工業(yè)級14.75總廠提供液氨工業(yè)級7.24云天化集團(tuán)1.3.2燃料及公用工程消耗本項目的燃料及公用工程消耗具體參看表1-3-2表1-2主要燃料與公用工程消耗序號名稱單價用量（噸/年）費用（萬）1低壓蒸汽（0.4MPa）200元/噸710341121422冷卻水20-250.5元/噸9344857639933電0.7元/千瓦時12054543度/年5154合計166511.4產(chǎn)品方案以丙烯、氨和氧氣為原料，采用丙烯氨氧化法工藝，生產(chǎn)工業(yè)級丙烯腈，同時副產(chǎn)工業(yè)級乙腈和氫氰酸。表1-3本項目產(chǎn)品規(guī)格產(chǎn)品名稱試驗方法規(guī)格（%）級別產(chǎn)量（萬噸/年）丙烯腈GB7717.1-1994100優(yōu)等品14乙腈SH/T1627.1-1996100優(yōu)等品0.43氫氰酸99.91.52注：該產(chǎn)量以一年開工330天計。表1-4GB7717.1-1994工業(yè)用丙烯腈標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)名稱優(yōu)等品質(zhì)量指標(biāo)外觀透明液體，無懸浮物色度≦5酸度≦0.0020密度（20℃）g/m30.800—0.807酸度（5%水溶液）6.0—9.0水分%（m/m）≦0.45總?cè)ㄒ砸胰┯嫞?（m/m）≦0.005總酸（以氫氰酸計），%（m/m）≦0.0005過氧化物（以過氧化氫計），%（m/m）≦0.00002丙烯醛，%（m/m）≦0.001丙酮，%（m/m）≦0.01乙腈，%（m/m）≦0.015銅，%（m/m）≦0.00001鐵，%（m/m）≦0.00001沸程（常壓下），℃74.5—79.0表1-53SH/T1627.1-1996工業(yè)用乙腈標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)名稱優(yōu)等品質(zhì)量指標(biāo)色度≦10酸度（以乙酸計）≦0.003密度（20℃）g/m30.781—0.784酸度（5%水溶液）6.0—9.0水分%（m/m）≦0.3氨%（m/m）≦0.0006氫氰酸，%（m/m）≦0.001過氧化物（以過氧化氫計），%（m/m）≦0.00002丙烯腈，%（m/m）≦0.01丙酮，%（m/m）≦0.005重組分（丙腈），%（m/m）≦0.1銅，%（m/m）≦0.00005鐵，%（m/m）≦0.00005純度%≥99.5第二章總圖運輸2.1設(shè)計依據(jù)《石油化工企業(yè)總圖管理規(guī)定》XXX文件（2003）《石油化工企業(yè)廠區(qū)總平面布置設(shè)計規(guī)范》SH/T3053-2002《石油化工企業(yè)廠區(qū)總平面布置設(shè)計規(guī)》SH/T3053—2002《石油化工儲運系統(tǒng)灌區(qū)設(shè)計規(guī)范》SHT3007—2007《化工企業(yè)總圖運輸設(shè)計規(guī)范》GB50489-2009《化工企業(yè)建設(shè)節(jié)約用地若干規(guī)定》GB50187—2012《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50016—2010《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》GB50160—2008《工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計規(guī)范》GB50187—2012《壓縮機(jī)廠房建筑設(shè)計規(guī)定》HG/T20673-2005《化工裝置設(shè)備布置設(shè)計工程規(guī)定》HG20546—2009本項目廠區(qū)位于XX省XX市XX煉化廠。廠區(qū)的工程地質(zhì)與水文地質(zhì)資料、地震烈度等，參考初步設(shè)計說明書的“第八章土建”。2.2設(shè)計范圍

本章主要介紹廠內(nèi)總平面布置、場內(nèi)交通運輸設(shè)計規(guī)范及特點。2.3廠址概況本項目位于XX省XX市XX市城區(qū)西部昆畹公路45千米處的XX鎮(zhèn)，距XX市區(qū)12千米，為XXXXX煉油項目的一個子項目。廠址選擇在總廠附近。項目廠址所在地如圖2-1所示。圖2-1項目廠址所在地2.4總平面布置本廠的總平面布置，是在總體規(guī)劃的基礎(chǔ)上，根據(jù)企業(yè)的性質(zhì)、規(guī)模、生產(chǎn)流程、交通運輸、環(huán)境保護(hù)以及防火、安全、衛(wèi)生、施工及檢修等要求，結(jié)合場地自然條件，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，設(shè)計多種方案后擇優(yōu)確定而來的。圖2-2廠區(qū)平面布置圖2.4.1總平面布置的要求 本項目的廠區(qū)總平面布置是嚴(yán)格按照2.1節(jié)中所列設(shè)計規(guī)范的要求進(jìn)行設(shè)計的。在進(jìn)行化工廠總平面布置之前，分析了全廠生產(chǎn)流程順序、各部分的生產(chǎn)特點和火災(zāi)危險性，同時考慮了廠區(qū)地形和風(fēng)向，選擇了合理的朝向，使人員集中的建筑物有良好的采光及自然通風(fēng)條件。根據(jù)設(shè)計規(guī)范的要求，為了節(jié)約土地，提高土地利用率，需要按照功能分區(qū)集中布置。其中工藝裝置，在滿足生產(chǎn)、操作、安全和環(huán)保的要求許可時，應(yīng)聯(lián)合集中布置，集中控制，建筑物宜合并布置。街區(qū)需要合理劃分，廠區(qū)通道寬度需要足夠。各類倉儲，宜按儲存貨物的性質(zhì)和要求，宜合并設(shè)計為大體量容器，并提高機(jī)械化裝卸作業(yè)程度，有效地利用空間。生產(chǎn)管理及醫(yī)療設(shè)施等，宜按使用功能合理組合。設(shè)計規(guī)范還規(guī)定總平面布置應(yīng)當(dāng)防止和減少有害氣體、煙、霧、粉塵、振動、噪音對周圍環(huán)境的污染，污染大的設(shè)施應(yīng)遠(yuǎn)離對污染敏感的設(shè)施，并避免環(huán)境重復(fù)污染。產(chǎn)生噪音污染的設(shè)施，宜相對集中布置，并應(yīng)遠(yuǎn)離生產(chǎn)管理設(shè)施和有安靜要求的場所。2.4.2廠區(qū)總體布局概述 廠區(qū)布置為矩形，長為308.99m，寬為178.06m，總面積為55018.8m2。本廠區(qū)按照功能分區(qū)集中布置，即物料裝卸區(qū)、儲存設(shè)施區(qū)、工藝裝置區(qū)、輔助設(shè)施區(qū)、行政管理區(qū)、其他設(shè)施區(qū)等。本項目廠區(qū)中間有一條橫貫廠區(qū)的主干道，寬度為20米，作為主要的物流線。在主干道的兩側(cè)分布著很多支路，貫通整個廠區(qū)。在反應(yīng)區(qū)、儲罐區(qū)均設(shè)有環(huán)形消防通道。 本廠區(qū)儲存設(shè)施區(qū)分為原料區(qū)（丙烯和液氨）及產(chǎn)品區(qū)（丙烯腈和乙腈），中間設(shè)置隔堤。 本項目設(shè)計將食堂、宿舍等生活區(qū)域獨立于工廠之外；廠區(qū)內(nèi)部設(shè)置醫(yī)療站以及行政辦公場所以及控制室、化驗室、機(jī)修室等。廠內(nèi)設(shè)施完整，功能齊全。廠區(qū)中裝卸區(qū)、三廢處理區(qū)等易產(chǎn)生污染的區(qū)域被安排在廠區(qū)全最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)，盡量減少其對管理區(qū)、醫(yī)療站等人相對密集的區(qū)域的影響。廠區(qū)設(shè)置5個進(jìn)出口。其中一號門為廠區(qū)正門，正對辦公樓，主要用于公司職員上下班出入；二號門及三號門由橫貫廠區(qū)的主干道相連，作為側(cè)門，用于車輛、人員進(jìn)出與緊急疏散；四號門及五號門均設(shè)置在裝卸區(qū)，專門用于貨運車輛進(jìn)出。2.4.3廠區(qū)面積計算總占地面積:55018.8（m2）建構(gòu)筑物：19106（m2）道路、廣場占地面積19050.7（m2）2.4.4總平面布置各項技術(shù)指標(biāo)：表2-SEQTable\*ARABIC1化工廠總平面布置設(shè)計的各項技術(shù)指標(biāo)廠區(qū)占地面積55018.8平方米建、構(gòu)筑物占地面積19106平方米道路、廣場用地面積19050平方米發(fā)展用地3016平方米出入口個數(shù)5個2.4.5工藝裝置的布置根據(jù)設(shè)計規(guī)范，工藝裝置工藝裝置在廠區(qū)內(nèi)布置應(yīng)相對集中，形成一個或幾個裝置街區(qū)。根據(jù)工藝流程，整個主生產(chǎn)區(qū)可以分為以下幾個生產(chǎn)單元：丙烯腈反應(yīng)、精制單元；乙腈精制單元；四效蒸發(fā)單元；氰化鈉單元；磷銨單元。為了使廠區(qū)布置更加合理，在設(shè)計過程中采用集成化的布局方案，將所有車間整合到一個反應(yīng)區(qū)當(dāng)中，節(jié)省了場地與管廊管線的成本。工藝生產(chǎn)裝置宜布置在人員集中場所全年最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)，并位于散發(fā)可燃?xì)怏w的儲運設(shè)施全年最小頻率風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。根據(jù)選址地點XXXX的風(fēng)玫瑰圖可以看出，全年最小頻率風(fēng)向是東北風(fēng)。在廠區(qū)平面布置中，人員主要集中于辦公樓、中控室、化驗室等地方，這一塊處于都位于廠區(qū)的南面，工藝生產(chǎn)裝置對其影響較小。同時可能散發(fā)可燃?xì)怏w的成品罐區(qū)和原料罐區(qū)處于工藝生產(chǎn)裝置的東北側(cè)，這一方向上全年的風(fēng)頻率都較低。控制室的位置應(yīng)該靠近主要工藝裝置或主要控制設(shè)備，本設(shè)計中的控制中心距離工藝生產(chǎn)區(qū)比較靠近，又在一定的安全距離以外。控制室朝向高壓或者有爆炸危險的生產(chǎn)設(shè)備區(qū)一側(cè)的外墻，應(yīng)為密閉式或控制室整體采用抗暴型結(jié)構(gòu)。此外，控制室還應(yīng)該避免噪音、振動以及電磁干擾較大的場所對其的干擾。本設(shè)計中，使用較多的樹木作為隔音屏障，使得控制中心與噪音較大的工藝裝置區(qū)以及機(jī)修/電修車間隔開。工藝生產(chǎn)裝置內(nèi)儲罐對液化烴、可燃液體和可燃?xì)怏w有特殊要求，盡量不設(shè)置中間儲罐，并且工藝生產(chǎn)裝置的主生產(chǎn)區(qū)不宜進(jìn)行綠化。2.4.6輔助生產(chǎn)及公用工程設(shè)施輔助生產(chǎn)區(qū)主要有罐區(qū)、配電室、化驗室、生化池、機(jī)修室、火炬、焚燒爐、消防水池、事故應(yīng)急池、生化處理池、冷凍站、裝卸區(qū)等，按照相應(yīng)功能集成布置成幾個街區(qū)。 中心化驗室的布置按照設(shè)計規(guī)范的要求，中心化驗室應(yīng)該布置在生產(chǎn)管理區(qū)內(nèi)，不應(yīng)布置在散發(fā)毒性、腐蝕性及其它有害氣體、粉塵以及循環(huán)水冷卻塔等產(chǎn)生大量水霧設(shè)施的全年最大頻率風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。本設(shè)計方案中，將中心化驗室布置在生產(chǎn)管理區(qū)內(nèi)，遠(yuǎn)離散發(fā)毒性、腐蝕性及其它有害氣體、粉塵的設(shè)施，并處于其全年最小風(fēng)頻率的下風(fēng)側(cè)。生化池的布置根據(jù)設(shè)計規(guī)范的要求，生化池宜位于廠區(qū)邊緣或廠區(qū)外的單獨地段，且地勢及地下水位較低處；并應(yīng)布置在廠區(qū)全年最大頻率的下風(fēng)側(cè)，且應(yīng)注意其對周圍環(huán)境的影響。本設(shè)計方案充分考慮了以上要求，將生化池設(shè)在全場西北側(cè)邊緣地帶，幾乎處于全年最大頻率風(fēng)的下風(fēng)側(cè)。三廢處理區(qū)的布置三廢處理區(qū)主要包括廢液槽、火炬、焚燒爐，宜位于生產(chǎn)區(qū)、全廠性重要設(shè)施全年最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)，并符合環(huán)保要求；在符合人身與生產(chǎn)安全要求的前提下，宜靠近火炬氣的主要排放源。本設(shè)計方案中，綜合考慮各方面因素，將這三者布置于西北角區(qū)域。2.4.7倉儲設(shè)施的布置倉儲設(shè)備的設(shè)計依據(jù)的規(guī)范是《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》GB50160-2008。在設(shè)計方案中，丙烯和液氨按照液化烴設(shè)計，產(chǎn)品按照可燃液體設(shè)計。丙烯和液氨分為一個罐組，由于該罐組總?cè)莘e超過8000m3，因此在中間添加隔堤。產(chǎn)品丙烯腈、乙腈分為一個罐組。兩個罐組的防火堤之間留有15寬的消防通道。液化烴球罐之間的間距為0.5D，可燃液體儲罐之間的間距為0.4D，防火堤距離儲罐的距離為儲罐高度的一半。其余設(shè)計均依照GB50160-2008執(zhí)行。2.4.8運輸設(shè)施的布置 裝卸區(qū)的布置罐區(qū)汽車裝卸設(shè)施應(yīng)該位于廠區(qū)邊緣、空氣流通的地段或布置在廠區(qū)外。遠(yuǎn)離人員集中的場所、明火和散發(fā)火花的地點及廠區(qū)主要人流出入口和人流較多的道路。本設(shè)計中，裝卸區(qū)設(shè)置在廠區(qū)的東側(cè)，緊鄰四號門和五號門（主要貨流運輸出入口），同時遠(yuǎn)離人流較多的道路和可能產(chǎn)生明火和散發(fā)火花的地點。 貨車停車場的布置停車場的布置應(yīng)該靠近貨流出入口或者倉儲區(qū)布置，減少空車程。本設(shè)計中，專用于貨物運輸車輛的停車場位于洗滌裝卸區(qū)的內(nèi)，卸貨后的車輛可以暫時停在這片停車場內(nèi)。2.4.9生產(chǎn)管理及生活服務(wù)設(shè)施 廠前區(qū)的布置生產(chǎn)管理區(qū)及生活服務(wù)設(shè)施應(yīng)根據(jù)工廠規(guī)模，按其性質(zhì)和使用功能，宜布置在廠前區(qū)。設(shè)計規(guī)范要求廠前區(qū)布置在廠區(qū)的主要人流出入口，宜位于廠區(qū)全年最小頻率風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)，并且環(huán)境潔凈的地段；建筑群體的組合及空間景觀應(yīng)與周圍的環(huán)境相協(xié)調(diào)。 辦公樓的布置 本工廠辦公樓正對工廠正門，方便人員進(jìn)出與企業(yè)辦公。 廠區(qū)出入口的布置設(shè)計規(guī)范要求廠區(qū)的出入口不少于2個，人流和貨流出入口應(yīng)該分開布置；主要人流出入口應(yīng)設(shè)在工廠主干道通往居住區(qū)和城鎮(zhèn)的一側(cè)，主要貨流入口應(yīng)位于主要貨流方向，靠近運輸繁忙的倉儲區(qū)，并與廠外運輸線路連接方便；主要出入口應(yīng)設(shè)置門衛(wèi)室。本設(shè)計方案中共設(shè)置了5個出入口。其中1號門主要服務(wù)人流；2號、3號門用作人流、物流及緊急疏散；4號、5號門負(fù)責(zé)物流。5個出入口均設(shè)有門衛(wèi)室。 圍墻的設(shè)置設(shè)計規(guī)范要求建筑為與圍墻的間距應(yīng)大于5米（圍墻自墻軸線算起，建筑物、構(gòu)筑物自最外邊軸線算起）。本設(shè)計中建構(gòu)筑物與圍墻的最小間距為5米，符合規(guī)范。2.5廠內(nèi)運輸設(shè)計2.5.1廠內(nèi)運輸設(shè)計要求運輸線路的布置，應(yīng)符合下列要求：滿足生產(chǎn)、運輸、安裝、檢修、消防及環(huán)境衛(wèi)生的要求，線路短捷，人流、貨流組織合理；劃分功能分區(qū)，并與區(qū)內(nèi)主要建筑物軸線平行或垂直，宜呈環(huán)形布置，使廠區(qū)內(nèi)、外部運輸、裝卸、貯存形成一個完整的、連續(xù)的運輸系統(tǒng)；與豎向設(shè)計相協(xié)調(diào)，有利于場地及道路的雨水排除；與廠外道路連接方便、短捷；建設(shè)工程施工道路應(yīng)與永久性道路相結(jié)合。2.5.2本廠運輸設(shè)計本項目廠區(qū)中間有一條橫貫廠區(qū)的主干道，寬度為20米，作為主要的物流線。在主干道的兩側(cè)分布著很多支路，貫通整個廠區(qū)。在反應(yīng)區(qū)、儲罐區(qū)均設(shè)有環(huán)形消防通道。本設(shè)計方案中共設(shè)置了5個出入口。其中1號門主要服務(wù)人流；2號、3號門用作人流、物流及緊急疏散；4號、5號門負(fù)責(zé)物流。5個出入口均設(shè)有門衛(wèi)室。本設(shè)計中，裝卸區(qū)設(shè)置在廠區(qū)的東北側(cè)，緊鄰4號、5號門（主要貨流運輸出入口），同時遠(yuǎn)離人流較多的道路和可能產(chǎn)生明火和散發(fā)火花的地點。專用于貨物運輸車輛的停車場位于裝卸臺的南側(cè)，卸貨后的車輛可以暫時停在這片停車場內(nèi)。而專屬于生產(chǎn)管理區(qū)的車輛擁有獨立的停車場，緊靠1號門和周圍各生產(chǎn)管理部門，交通極為便利。這樣的設(shè)計有利于人流與貨流的分離。廠內(nèi)所有的道路最窄處不小于5m，絕大多數(shù)不小于10m，可允許檢修車輛的通行及確保消防車能夠迅速地抵達(dá)失火地點。本廠地面全部達(dá)到無土化，地面以水泥澆筑，可以承受最大載重汽車引起的壓力，同時利于清潔。消防、應(yīng)急綜合線人流線物流線消防、應(yīng)急綜合線人流線物流線圖2-3廠區(qū)道路運輸規(guī)劃特點第三章工藝設(shè)計方案3.1設(shè)計目標(biāo)本項目的目標(biāo)是為中國石油天然氣集團(tuán)公司XX煉油廠設(shè)計一座丙烯腈分廠。要求以總廠的丙烯與氨為原料合成丙烯腈，并盡量采取可行的措施減少系統(tǒng)對環(huán)境的不利影響，對排出的污染物提出合理的治理方案。本設(shè)計擬建產(chǎn)量為13萬噸/年的丙烯腈廠，以滿足下游產(chǎn)業(yè)對丙烯腈日益增長的需求。3.2工藝選擇3.2.1主體工藝路線選擇由丙烯制丙烯腈的工藝稱為丙烯氨氧化法，本法由美國Sohio公司（現(xiàn)BP）首先開發(fā)成功，并于1960年建成第一套工業(yè)化裝置。由于丙烯已能由石油烴熱裂解大量廉價值得，反應(yīng)又可一步合成，丙烯氨氧化法的生產(chǎn)成本僅為以環(huán)氧乙烷、乙炔、乙醛等為原料的丙烯腈生產(chǎn)成本的50%。由于生產(chǎn)工藝不使用氫氰酸，生產(chǎn)安全性也較其他方法好得多。BP公司開發(fā)成功的丙烯氨氧化工藝（又稱sohio法），現(xiàn)已成為世界各國生產(chǎn)丙烯腈的主要方法，目前全球總生產(chǎn)能力95%左右采用這種工藝。中國引進(jìn)的丙烯腈生產(chǎn)裝置也全部采用丙烯氨氧化法生產(chǎn)工藝。本項目設(shè)計的主體仍采用丙烯氨氧化法生產(chǎn)工藝，同時結(jié)合國內(nèi)自主研發(fā)的技術(shù)及國內(nèi)外專利報道進(jìn)行了一些技術(shù)改進(jìn)。3.2.2急冷工藝選擇反應(yīng)氣體離開反應(yīng)器后首先進(jìn)入急冷塔，除去未反應(yīng)的氨，避免氨與丙烯腈反應(yīng)生成各種聚合物造成損失。傳統(tǒng)工藝中，以硫酸作為吸收劑，脫除反應(yīng)氣體中的氨。經(jīng)氨中和回收的硫酸銨結(jié)晶中的氰化物含量一般難以降低到使用標(biāo)準(zhǔn)，用作肥料時，肥效低，還會造成土地板結(jié)，不收農(nóng)民歡迎。對此，目前改進(jìn)的方法主要有兩類。BP公司及中國上海石油化工研究院等都在對催化劑及工藝進(jìn)行改進(jìn)，使氨全部轉(zhuǎn)化，從而免去硫酸銨處理的麻煩，甚至中和塔都可以除去。在丙烷氨氧化工藝中，由于反應(yīng)轉(zhuǎn)化率低，BP-Amoco公司提出了一種氨循環(huán)利用的工藝，即以磷酸二氫按吸收反應(yīng)氣體中的氨氣生成磷酸氫二銨。加熱后，磷酸氫二銨可以分解產(chǎn)生磷酸二氫按和氨氣，氨經(jīng)干燥后，可以循環(huán)使用。3.2.3萃取精餾塔工藝選擇萃取精餾塔的目的為分離丙烯腈與乙腈，乙腈的沸點為81.5℃，與丙烯腈的沸點相差約4℃，其相對揮發(fā)度α在此溫度范圍內(nèi)約為1.15，采用普通蒸餾方法分離需100塊以上理論板。若采用萃取精餾，選擇水為萃取劑，乙腈能與水互溶，由于乙腈的極性比丙烯腈強(qiáng)，水的加入使丙烯腈與乙腈之間的相對揮發(fā)度大大提高。傳統(tǒng)萃取精餾工藝中，乙腈全部由塔底排出，需要設(shè)置乙腈解吸塔。本隊選用側(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。3.2.4脫氫氰酸塔工藝選擇傳統(tǒng)工藝脫氫氰酸塔在常壓下操作，塔頂獲得氫氰酸濃度不高，需要經(jīng)氫氰酸精餾塔進(jìn)一步精制。國產(chǎn)負(fù)壓脫氰技術(shù)，在降低脫氫氰酸塔壓力，提高脫氫氰酸塔效率，在脫氫氰酸塔頂可以獲得99.5%的氫氰酸，可以省去氫氰酸精餾塔。3.3催化劑選擇3.3.1反應(yīng)機(jī)理已有機(jī)理研究表明丙烯進(jìn)行選擇性氨氧化反應(yīng)需要催化劑具有雙功能活性中心：一種承擔(dān)對丙烯分子的活化，另一種承擔(dān)化學(xué)吸附和氧(氮)的插入。將上述兩種活性中心分別組合即形成具有雙功能的活性中心。機(jī)理研究還表明，丙烯氨氧化過程遵循Mars和Krevelen的Redox循環(huán)機(jī)理，即參與的氧種是催化劑中的晶格氧，活性相本身被還原，氣相氧通過吸附、解離和遷移不斷補(bǔ)充被消耗掉的晶格氧，使催化劑再生，完成一個Redox循環(huán)。因此，為實現(xiàn)丙烯氨氧化過程的RedoX循環(huán)，催化劑中還要引入Fe、Ce等變價金屬元素，形成Fe2+／Fe3+、Ce3+／Ce4+等體系。此外，還需引入其他一些助催化劑元素構(gòu)成多組合復(fù)合氧化物體系，以提高催化劑的活性和穩(wěn)定性，降低催化劑最佳操作溫度，提高丙烯腈收率等。3.3.2當(dāng)前主要催化劑體系介紹適合丙烯氨氧化的催化劑種類繁多，但根據(jù)構(gòu)成催化劑的基礎(chǔ)組合是氧化鉬還是氧化銻，可分為金屬鉬酸鹽和金屬銻酸鹽體系。這兩大類催化劑在丙烯腈的生產(chǎn)過程中仍然廣泛使用著。多組合復(fù)合金屬鉬酸鹽催化劑鉬酸鹽催化劑主要有鉬鉍鐵系、鉬鉍鎢系、鉬鉍銻系及鉬鈰碲系等，其中鉬鉍鐵系催化劑在丙烯氨氧化過程中占主導(dǎo)地位，約90％的丙烯腈工業(yè)裝置使用的是該催化劑。鉬系代表性的催化劑有美國Sohio公司的C-41、C-49及我國的MB-82、MB-86。一般認(rèn)為，其中Mo—Bi是主催化劑，P—Ce是助催化劑，具有提高催化劑活性和延長催化劑壽命的作用。按質(zhì)量計，Mo—Bi占活性組分的大部分，單一的MoO3雖有一定的催化活性，但選擇性差，單一的Bi03對生成丙烯腈無催化活性，只有二者的組合才表現(xiàn)出較好的活性、選擇性和穩(wěn)定性。單獨使用P—Ce時，對反應(yīng)不能加速或極少加速，但當(dāng)它們和Mo—Bi配合使用時，能改進(jìn)MO—Bi催化劑的性能。一般來說，助催化劑的用量在