年產(chǎn)100萬噸對二甲苯項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)說明書

目錄第一章總論 第一章總論1.1項(xiàng)目概述PX學(xué)名對二甲苯，是一種重要的工業(yè)原料，在化纖、合成樹脂、農(nóng)藥、塑料、醫(yī)藥等眾多化工生產(chǎn)領(lǐng)域有著廣泛的用途。它主要用來合成聚酯纖維、PTA(精對苯二甲酸)、非纖維用聚酯等。正是由于PX的下游產(chǎn)業(yè)如此繁榮，它才成為化工領(lǐng)域的一個(gè)重要角色。從上世紀(jì)90年代起，全球?qū)X的需求量便一直呈增長趨勢。根據(jù)美國化學(xué)品市場協(xié)會(huì)（CMAI）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2007—2011年，全球PX的年均消費(fèi)量增長率為3.7%，2011年，全球PX消費(fèi)量為30.9Mt。而我國BTX芳烴消費(fèi)量增速遠(yuǎn)高于世界平均水平，2007—2011年，PX的年均消費(fèi)量增長率為14.1%，2011年P(guān)X消費(fèi)量達(dá)10.5Mt，占亞洲總消費(fèi)量的48.5%，占世界總消費(fèi)量的34.1%。據(jù)CMAI預(yù)測，未來十年，我國PX的消費(fèi)增長率為7.8%，其產(chǎn)能的年增長率為5.6%,國內(nèi)的PX仍將維持供不應(yīng)求的局面。本項(xiàng)目采用改進(jìn)的芳烴聯(lián)合生產(chǎn)裝置，原料選擇為催化重整裝置中的重整脫戊烷油，節(jié)省了預(yù)加氫與催化重整裝置，大大節(jié)約投資，吸附分離結(jié)晶分離相結(jié)合大大節(jié)約能耗，在HAT-100催化劑中甲苯歧化與C9芳烴烷基轉(zhuǎn)移，在RIC-200催化劑中，間二甲苯（MX）、鄰二甲苯（OX）與乙苯（EB）發(fā)生異構(gòu)化，生產(chǎn)大量的對二甲苯（PX），該工藝能充分的利用原料生產(chǎn)對二甲苯，原子利用率高，減少環(huán)境污染，大大提高整個(gè)過程的綜合經(jīng)濟(jì)效益，在當(dāng)今環(huán)保問題日益得到重視的情況下，本項(xiàng)目具有重要的意義。1.2設(shè)計(jì)依據(jù)和原則1.2.1設(shè)計(jì)依據(jù)2014年“恒逸-三井化學(xué)杯”第八屆全國大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競賽設(shè)計(jì)任務(wù)書。XX石化XXX大煉油項(xiàng)目有關(guān)供水、供電、項(xiàng)目征用土地意見和建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)意見的批文及資料。本組編制的項(xiàng)目可行性報(bào)告?；すこ淘O(shè)計(jì)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(jì)原則（1）認(rèn)真貫徹落實(shí)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。（2）嚴(yán)格控制工程建設(shè)項(xiàng)目的生產(chǎn)規(guī)模和投資。（3）嚴(yán)格遵循現(xiàn)行消防、安全、衛(wèi)生、勞動(dòng)保護(hù)等有關(guān)規(guī)定、規(guī)范，保障。（4）生產(chǎn)安全順利進(jìn)行和操作人員的安全。（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）注重環(huán)境保護(hù)，設(shè)計(jì)中選用清潔生產(chǎn)工藝，在生產(chǎn)過程中減少“三廢”。（7）排放，同時(shí)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(shí)”的方針。（8）堅(jiān)持體現(xiàn)“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”的原則。（9）按照國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)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(xiàng)目調(diào)查、選擇中對項(xiàng)目進(jìn)行詳細(xì)全面的論證。1.3項(xiàng)目規(guī)模及工藝1.3.1項(xiàng)目規(guī)模根據(jù)國家在“十二五”中提出的要求，秉承合理投資、可持續(xù)發(fā)展的原則，結(jié)合市場需求和產(chǎn)品性質(zhì)，以及企業(yè)自身情況考慮，經(jīng)過可行性研究和調(diào)查之后，確定設(shè)計(jì)100萬噸/年對二甲苯項(xiàng)目。本項(xiàng)目的產(chǎn)品方案以國家的行業(yè)政策和行業(yè)的發(fā)展規(guī)劃為依據(jù)進(jìn)行確定，并充分考慮國內(nèi)國際的市場前景和市場容量。因此本項(xiàng)目一期工程產(chǎn)品方案為聯(lián)產(chǎn)高純度PX（對二甲苯）100.0萬噸/年、OX（鄰二甲苯）9.8萬噸/年和苯24.9萬噸/年、重芳烴8.5萬噸/年以及非芳烴25.5萬噸/年。在生產(chǎn)過程中副產(chǎn)的其他產(chǎn)品可以繼續(xù)利用，仍然具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值，從而提高經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的提升。1.4原料來源本項(xiàng)目的主要原料為石化總廠催化重整裝置提供的重整脫戊烷油。本廠是XXX石化的一部分，所以XXX石化能為本廠提供充足的原料。1.5項(xiàng)目建設(shè)意義在現(xiàn)代生活中，PX用途廣泛，與我們的生活息息相關(guān)，主要用于生產(chǎn)PTA（精對苯二甲酸）、DMT（對苯二甲酸二甲脂）、PET（聚酯）等。作為人民生活的保障的基礎(chǔ)原料，PX在人們?nèi)粘Ｉ钪幸巡豢苫蛉?。不僅如此，PX也是我國國民經(jīng)濟(jì)鏈條中的重要一環(huán)。PX的緩建與停建，使得我國PX的對外依存度大幅提高。2013年P(guān)X的總消費(fèi)量1641萬噸，進(jìn)口占905萬噸，比重達(dá)到了55%，而且今年還會(huì)有所增長。所以，在中國的PX市場上，目前處于一種供不應(yīng)求的狀態(tài)。所以我們要大力發(fā)展PX項(xiàng)目，在做好各方面的安全措施的前提下，拉動(dòng)我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。與此同時(shí)，本項(xiàng)目的另一產(chǎn)品OX（鄰二甲苯），它是生產(chǎn)苯酐（鄰苯二甲酸酐，PA）、染料、殺蟲劑等的化工原料。鄰二甲苯衍生物是鄰苯二甲醛，可用于制備鄰苯二甲酸酯增塑劑。其中鄰二甲苯90%左右用于生產(chǎn)苯酐，將OX直接投放市場，擁有廣闊的市場前景。本項(xiàng)目的第三產(chǎn)品苯，苯最重要的用途是做化工原料，苯經(jīng)取代反應(yīng)、加成反應(yīng)、氧化反應(yīng)等生成的一些列化合物可作為制取塑料、橡膠、纖維、染料、去污劑、殺蟲劑等的原料。大約10%的苯用于制造苯系中間體的基本原料。綜合我們產(chǎn)品的市場價(jià)值，本項(xiàng)目具有很廣闊的市場前景。1.6輔助設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用本設(shè)計(jì)中，應(yīng)用了以下輔助設(shè)計(jì)工具軟件：（1）用AspenPlus進(jìn)行流程模擬和工藝優(yōu)化；（2）用AspenEnergyAnalyzer進(jìn)行熱集成優(yōu)化；（3）用AspenProcessEconomicAnalyzer進(jìn)行過程經(jīng)濟(jì)評價(jià)分析；（4）用ASPENExchangeDesignandRating進(jìn)行換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選型；（5）用CUP-TOWER進(jìn)行了塔設(shè)備的設(shè)計(jì)；（6）用SW6-2011進(jìn)行化工設(shè)備的強(qiáng)度校核；（7）用Auto-CAD進(jìn)行化工制圖；（8）用SmartPlant3D軟件進(jìn)行三維配管（9）用SketchUp軟件進(jìn)行三維建模（10）用Lumion軟件進(jìn)行渲染第二章總圖運(yùn)輸2.1設(shè)計(jì)依據(jù)表2.1采用的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范名稱標(biāo)準(zhǔn)號《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2006《化工企業(yè)總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50489-2009《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》TGB50160-2008T《石油化工企業(yè)廠區(qū)總平面布置設(shè)計(jì)規(guī)范》SH/T3053-2002《石油化工儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)灌區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》SH/T3007—2007《工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50187—2012《壓縮機(jī)廠房建筑設(shè)計(jì)規(guī)定》HG/T20673—2005《化工裝置設(shè)備布置設(shè)計(jì)工程規(guī)定》HG/T20546—20092.2設(shè)計(jì)范圍本章主要介紹廠內(nèi)總平面布置、場內(nèi)交通運(yùn)輸設(shè)計(jì)規(guī)范及特點(diǎn)。2.3廠址概況本項(xiàng)目位于江蘇省XXX市徐圩新區(qū)的石化產(chǎn)業(yè)集群內(nèi)，東北靠徐圩港區(qū)，西北鄰IGCC多聯(lián)產(chǎn)工業(yè)園，東部為埓子口濕地與善后河，南接徐圩-板浦公路，226省道貫穿其間。石化產(chǎn)業(yè)集群用地西邊有一片發(fā)展備用地。石化產(chǎn)業(yè)集群用地毗鄰黃海，大部分為灘涂和鹽田，水資源供應(yīng)充足，環(huán)境承載力大；南部和西部生態(tài)資源條件較好，可起到一定的生態(tài)屏障作用；緊鄰徐圩港區(qū)，有港口運(yùn)輸優(yōu)勢，30萬噸級原油碼頭和原油儲(chǔ)備項(xiàng)目，可以為石化產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供充足的原材料；石化產(chǎn)業(yè)集群用地再向南有燕尾化工區(qū)和XXX化工區(qū)，已形成一定的化工產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。石化產(chǎn)業(yè)集群是徐圩臨港重化工產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，主要發(fā)展煉化一體化、基礎(chǔ)化工原料、高分子合成材料以及石油精細(xì)化工等產(chǎn)業(yè)細(xì)類。石化產(chǎn)業(yè)集群分區(qū)功能特點(diǎn)主要有三個(gè)方面：其一，充分利用港口30萬噸級原油碼頭與原油儲(chǔ)備發(fā)展煉化一體化項(xiàng)目，打造基礎(chǔ)化工原材料基地；其二，依托煉化一體化項(xiàng)目，做大做強(qiáng)有機(jī)化工原料產(chǎn)業(yè)，并發(fā)展以合成樹脂與合成橡膠為主的高分子合成材料產(chǎn)業(yè)；其三，發(fā)展特色石油精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)，建設(shè)特色精細(xì)化工園區(qū)。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(yùn)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(jì)多種方案后擇優(yōu)確定而來的。圖2.1廠區(qū)平面布置圖：2.4.1總平面布置的一般規(guī)定石油化工企業(yè)廠區(qū)總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)，必須貫徹“十分珍惜和合理利用每寸土地，切實(shí)保護(hù)耕地”的基本國策，因地制宜，節(jié)約用地，提高土地利用率。石油化工企業(yè)廠區(qū)總平面設(shè)計(jì)應(yīng)作到:符合國情，布置合理，生產(chǎn)安全，技術(shù)先進(jìn)，保護(hù)環(huán)境，節(jié)省投資，運(yùn)營費(fèi)低，有利于提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。廠區(qū)總平面布置，應(yīng)在總體布置的基礎(chǔ)上，根據(jù)工廠的性質(zhì)、規(guī)模、生產(chǎn)流程、交通運(yùn)輸、環(huán)境保護(hù)、防火、防爆、安全、衛(wèi)生、施工、檢修、生產(chǎn)、經(jīng)營管理等要求，結(jié)合場地自然條件、廠外設(shè)施、遠(yuǎn)期發(fā)展等因素，緊湊、合理地布置，經(jīng)方案比較后擇優(yōu)確定?？偲矫娌贾茫瑧?yīng)符合下列要求:1、工藝裝置，在滿足生產(chǎn)、操作、安全和環(huán)保的要求許可時(shí)，應(yīng)聯(lián)合集中布置，集中控制，其建筑物宜合并布置；2、合理劃分街區(qū)和確定廠區(qū)通道寬度，街區(qū)及建筑物、構(gòu)筑物的布置宜規(guī)整；3、各類倉庫，宜按儲(chǔ)存貨物的性質(zhì)和要求，宜合并設(shè)計(jì)為天體量或多層倉庫，并提高機(jī)械化裝卸作業(yè)程度，有效地利用空間；4、生產(chǎn)管理及生活服務(wù)設(shè)施，宜按使用功能合理組合，設(shè)計(jì)為多功能綜合性建筑；5、鐵路線路、裝卸及倉儲(chǔ)設(shè)施的布置，應(yīng)根據(jù)其性質(zhì)及使用功能，相對集中，避免或減少鐵路進(jìn)線在廠區(qū)內(nèi)形成的扇形地帶；6、廠區(qū)應(yīng)合理地劃分為面積較大的街區(qū)。廠區(qū)總平面應(yīng)按功能分區(qū)布置，并符合下列要求:1、各功能區(qū)之間具有經(jīng)濟(jì)合理的物料輸送、動(dòng)力供應(yīng)和交通運(yùn)輸?shù)葪l件，并便于經(jīng)營管理；2、各功能區(qū)內(nèi)部布置緊湊、合理并與相鄰功能區(qū)相協(xié)調(diào)；3、輔助生產(chǎn)和公用工程設(shè)施按具體條件，可布置在工藝裝置生產(chǎn)區(qū)內(nèi)，也可自成一區(qū)布置；4、廠區(qū)通道寬度，應(yīng)按以下因素經(jīng)計(jì)算確定；5、通道兩側(cè)街區(qū)內(nèi)的建筑物、構(gòu)筑物及露天設(shè)施對防火、防爆和衛(wèi)生防護(hù)的間距要求；6、各種管廊、管線、運(yùn)輸線路、豎向設(shè)計(jì)、綠化等的布置要求；7、施工、安裝和檢修的要求；8、處理不良地質(zhì)條件的要求；9、在一條通道內(nèi)，可按需要分段布置為不同寬度的通道；10、約廠區(qū)通道的預(yù)留寬度，應(yīng)為該通道計(jì)算寬度的10%—20%；11、總平面布置應(yīng)結(jié)合場地的地質(zhì)條件進(jìn)行設(shè)計(jì)，并符合下列要求；12、對地基沉降控制嚴(yán)格或?qū)Τ两得舾屑盎A(chǔ)荷載較大的設(shè)備、建筑物和構(gòu)筑物應(yīng)布置在地質(zhì)均勻、地基承載力較大的地段；13、液化烴儲(chǔ)罐和大型儲(chǔ)罐，宜布置在土質(zhì)均勻的地段；14、地下構(gòu)筑物和有地下室的建筑物，宜布置在地下水位較低、填方高度與地下構(gòu)筑物埋深相適應(yīng)的填方地段；15、有可能造成污染地下水的生產(chǎn)、儲(chǔ)存和裝卸設(shè)施的布置，應(yīng)考慮地下水位及其流向，宜將其布置在可能受影響地段的下游?？偲矫娌贾脩?yīng)結(jié)合場地的地質(zhì)條件進(jìn)行設(shè)計(jì)，并符合下列要求:1、對地基沉降控制嚴(yán)格或?qū)Τ两得舾屑盎A(chǔ)荷載較大的設(shè)備、建筑物和構(gòu)筑物應(yīng)布置在地質(zhì)均勻、地基承載力較大的地段；2、液化烴儲(chǔ)罐和大型儲(chǔ)罐，宜布置在土質(zhì)均勻的地段；3、地下構(gòu)筑物和有地下室的建筑物，宜布置在地下水位較低、填方高度與地下構(gòu)筑物埋深相適應(yīng)的填方地段；4、有可能造成污染地下水的生產(chǎn)、儲(chǔ)存和裝卸設(shè)施的布置，應(yīng)考慮地下水位及其流向，宜將其布置在可能受影響地段的下游；5、總平面布置，應(yīng)結(jié)合地理位置和氣象條件等，選擇合理的朝向，使人員集中的建筑物有良好的采光及自然通風(fēng)條件；6、U形、山形的建筑物布置，宜將開口方向面向全年最大頻率風(fēng)向:其開口方向與全年最大頻率風(fēng)向的夾角不宜大于45度。建筑體形成的半封閉內(nèi)院的寬度不宜小于內(nèi)院兩翼建筑物較高屋檐的高度，且不得小于12m;當(dāng)可能有有害氣體進(jìn)入內(nèi)院時(shí)，內(nèi)院寬度不得小于15m。散發(fā)有害氣體和粉塵的廠房，其建筑形體不得設(shè)計(jì)成U形、山形；7、總平面布置，應(yīng)防止和減少有害氣體、煙、霧、粉塵、振動(dòng)、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，并避免對環(huán)境重復(fù)污染；8、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。9、總平面布置，應(yīng)使建筑群體的平面布置與空間景觀相協(xié)調(diào)，并與廠外環(huán)境相適應(yīng)。運(yùn)輸線路的布置應(yīng)符合下列要求：1、運(yùn)輸線路布置應(yīng)與鐵路進(jìn)線方位、碼頭的位置和廠外道路相適應(yīng)，作到內(nèi)外協(xié)調(diào)。使物流順暢、短捷，避免或減少折返迂回運(yùn)輸；2、合理組織人流、貨流，避免運(yùn)輸繁忙的線路與人流交叉和運(yùn)輸繁忙的鐵路與道路平面交叉；3、鐵路線路應(yīng)布置在廠區(qū)邊緣地帶，可作為鐵路貨位用的沿鐵路線的場地，不宜布置與鐵路運(yùn)輸作業(yè)無關(guān)的建筑物和構(gòu)筑物；4、廠區(qū)內(nèi)道路宜為環(huán)形布置，方便生產(chǎn)聯(lián)系，滿足工廠交通運(yùn)輸、消防、安裝、檢修和雨水排除等要求；5、廠外專用碼頭的陸域部分應(yīng)滿足工廠運(yùn)輸要求，并與廠區(qū)運(yùn)輸線路具有良好的銜接；6、廠區(qū)道路設(shè)計(jì)應(yīng)考慮基建、檢修期間大件設(shè)備的運(yùn)輸與吊裝要求。同時(shí)兼顧與廠外公路的運(yùn)輸銜接?？偲矫娌贾妙A(yù)留發(fā)展用地時(shí)，應(yīng)符合下列要求:1、分期建設(shè)的工廠，前后期工程應(yīng)統(tǒng)籌安排，全面規(guī)劃，使前期建設(shè)的項(xiàng)目集中、緊湊，布置合理，并與后期工程合理銜接；2、后期工程用地宜預(yù)留在廠區(qū)外;當(dāng)在廠內(nèi)或在街區(qū)內(nèi)預(yù)留發(fā)展用地時(shí)，應(yīng)有可靠的依據(jù)；3、預(yù)留發(fā)展用地除滿足工藝裝置的發(fā)展用地外，還應(yīng)考慮輔助生產(chǎn)設(shè)施、公用工程設(shè)施、倉儲(chǔ)設(shè)施和管線敷設(shè)等相應(yīng)的發(fā)展用地；4、運(yùn)輸線路應(yīng)近期、遠(yuǎn)期結(jié)合，根據(jù)貨物的品種和運(yùn)量統(tǒng)一規(guī)劃，分期建設(shè)，合理預(yù)留。使近期布置集中;遠(yuǎn)期發(fā)展方便；5、一次建成的工廠，應(yīng)根據(jù)工廠的發(fā)展趨勢和當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)條件及城鎮(zhèn)規(guī)劃要求，在布置上應(yīng)考慮允許的工廠發(fā)展端；6、在預(yù)留發(fā)展用地內(nèi)，不得修建永久性設(shè)施。2.4.2總平面布置的要求從工程角度來看，工廠總平面布置應(yīng)該注意并滿足以下要求：1、工廠總平面布置應(yīng)該滿足生產(chǎn)和運(yùn)輸要求；2、工廠總平面布置應(yīng)該滿足安全和衛(wèi)生要求；3、工廠總平面布置必須貫徹節(jié)用用地的原則；4、工廠總平面布置應(yīng)該考慮工廠發(fā)展的可能性妥善處理工廠分期建設(shè)問題；5、工廠總平面布置應(yīng)考慮各種自然條件和周圍環(huán)境的影響；6、工廠總平面布置應(yīng)為施工安裝創(chuàng)造有利條件；7、工藝流程順直，物料管線短捷，盡量縮短各裝置和設(shè)備之間的物料輸送距離。2.4.3廠區(qū)總體布局概述廠區(qū)布置為矩形，長為516m，寬為319m，總面積為164604㎡。本廠區(qū)按照功能分布集中控制，即物料裝卸區(qū)，儲(chǔ)罐區(qū)，工藝裝置區(qū)，輔助生產(chǎn)區(qū)，行政管理區(qū)，生活區(qū)以及其他設(shè)施區(qū)等。本項(xiàng)目廠區(qū)中間有一條橫貫廠區(qū)的主干道，寬度為12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(gè)廠區(qū)，在儲(chǔ)罐區(qū)、生產(chǎn)區(qū)，輔助生產(chǎn)區(qū)均設(shè)有環(huán)形消防通道。本廠的儲(chǔ)罐區(qū)分為原料區(qū)以及產(chǎn)品區(qū)。廠區(qū)內(nèi)部設(shè)置食堂、值班室、消防站、配電站、醫(yī)務(wù)室、中控室、分析室、檢修室壓縮站等。場內(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)，盡量減少其對中控室、行政樓、食堂值班室等人群相對密集的區(qū)域的影響。廠區(qū)設(shè)置四個(gè)進(jìn)出口。其中一號東門為廠區(qū)正門，正對行政樓，主要用于公司職員上下班出入，屬于人流出入口。二號東門為消防站，發(fā)生緊急事故時(shí)方便消防車進(jìn)出，方便緊急疏散。南門和西門與主干道相連，專門用于貨車運(yùn)送貨物等。2.4.4總平面布置的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)表2.1化工廠總平面布置設(shè)計(jì)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)序號指標(biāo)名稱面積/㎡序號指標(biāo)名稱單位/%1廠區(qū)占地面積1646045廠區(qū)利用系數(shù)74.562建筑總面積62465.96建筑系數(shù)37.953道路總面積53189.67道路用地系數(shù)32.314綠化占地面積36321.78綠化率22.062.4.5工藝裝置的布置根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，工藝裝置區(qū)在廠區(qū)內(nèi)布置應(yīng)相對集中，形成一個(gè)或幾個(gè)裝置街區(qū)。根據(jù)工藝流程，整個(gè)主生產(chǎn)區(qū)可以分為以下幾個(gè)生產(chǎn)單元：抽提車間、歧化及烷基轉(zhuǎn)移車間、二甲苯分餾車間、吸附結(jié)晶分離車間、異構(gòu)化車間。為了使廠區(qū)布置更加合理，在設(shè)計(jì)過程中采用集成化的布局方案，將所有車間整合到一個(gè)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(chǔ)運(yùn)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(diǎn)XXX的風(fēng)玫瑰圖可以看出，全年最大頻率風(fēng)向是東南風(fēng)。在廠區(qū)平面布置中，人員主要集中于辦公樓、中控室、分析室等地方，這一塊處于都位于廠區(qū)的東南面，工藝生產(chǎn)裝置對其影響較小。同時(shí)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)裝置的西北側(cè)，處于全年最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)，對整個(gè)廠區(qū)影響較小?？刂剖业奈恢脩?yīng)該靠近主要工藝裝置或主要控制設(shè)備，本設(shè)計(jì)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(xiǎn)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爆型結(jié)構(gòu)。此外，控制室還應(yīng)該避免噪音、振動(dòng)以及電磁干擾較大的場所對其的干擾。本設(shè)計(jì)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(chǔ)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(chǔ)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)、分析室、三廢處理站、檢修室、消防站、公用工程站、配電站、變電站等，按照相應(yīng)功能集成布置成幾個(gè)街區(qū)。2.4.7倉儲(chǔ)設(shè)施的布置倉儲(chǔ)設(shè)備的設(shè)計(jì)依據(jù)的規(guī)范是《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50160-2008。在設(shè)計(jì)方案中，設(shè)有非芳烴儲(chǔ)罐、苯儲(chǔ)罐、鄰二甲苯儲(chǔ)罐、重芳烴儲(chǔ)罐、環(huán)丁砜儲(chǔ)罐、PDEB儲(chǔ)罐、4個(gè)重整脫戊烷油儲(chǔ)罐、2個(gè)對二甲苯儲(chǔ)罐。由于這些罐組的總?cè)莘e超過8000m3，所以中間添加防火堤和隔堤，防火堤設(shè)置為1.4米。其余設(shè)計(jì)均按照GB50160-2008執(zhí)行。2.4.8運(yùn)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(diǎn)及廠區(qū)主要人流出入口和人流較多的道路。本設(shè)計(jì)中，裝卸區(qū)設(shè)置在廠區(qū)的西南側(cè)，緊鄰南門和西門（主要貨流運(yùn)輸出入口），同時(shí)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(diǎn)。貨物停車場的布置貨物停車場的布置應(yīng)該靠近貨流出入口或者倉儲(chǔ)區(qū)布置，減少空車程。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)將貨物停車場布置在倉庫旁邊，卸貨后的車輛可以暫時(shí)停在這片停車場內(nèi)。2.4.9生產(chǎn)管理及生活服務(wù)的設(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(jì)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)。行政樓的布置本工廠行政樓正對工廠正門，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(jì)規(guī)范要求廠區(qū)的出入口不少于2個(gè)，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(yùn)輸繁忙的倉儲(chǔ)區(qū)，并與廠外運(yùn)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(jì)中共設(shè)置了四個(gè)出入口，其中一號東門是主要的人流入口，二號東門消防入口，作為人員緊急疏散。南門和西門是物流入口。四個(gè)出入口均設(shè)置門衛(wèi)室。圍墻的設(shè)置設(shè)計(jì)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(jì)中建構(gòu)筑物與圍墻的最小間距為5米，符合規(guī)范。2.4.10豎向布置豎向布置的任務(wù)是確定建構(gòu)筑物的標(biāo)高以合理地利用廠區(qū)的自然地形，使工程建設(shè)中土方工程量減少，并滿足工廠排水要求。2.4.11基本要求1.確定豎向布置方式，選擇設(shè)計(jì)地面的形式；2.確定全廠建構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)標(biāo)高，與廠外運(yùn)輸線路相互銜接；3.確定工程場地的平整方案及場地排水方案；4.進(jìn)行工廠的土石方工程規(guī)劃，計(jì)算土石方工程量，擬定土石方調(diào)配方案,確定設(shè)置各種工程構(gòu)筑物和排水構(gòu)筑物。2.4.12布置方式根據(jù)工廠場地設(shè)計(jì)的整平面之間連接或過渡方法的不同，豎向布置的方式可分為平坡式、階梯式和混合式三種。平坡式:整個(gè)廠區(qū)沒有明顯的標(biāo)高差或臺階，即設(shè)計(jì)整平面之間的連接處的標(biāo)高沒有急劇變化或者標(biāo)高變化不大的豎向處理方式稱為平坡式豎向布置。這種布置對生產(chǎn)運(yùn)輸和管網(wǎng)敷設(shè)的條件較階梯式好，適應(yīng)于一般建筑密度較大，鐵路、道路和管線較多，自然地形坡度小于4‰的平坦地區(qū)或緩坡地帶。采用平坡式布置時(shí)，平整后的坡度不宜小于5‰以利于場地的排水。階梯式:整個(gè)工程場地劃分為若干個(gè)臺階、臺階間連接處標(biāo)高變化大或急劇變化，以陡坡或擋土墻相連接的布置方式稱階梯式布置。這種布置方式排水條件較好，運(yùn)輸和管網(wǎng)敷設(shè)條件較差，需設(shè)護(hù)坡或擋土墻，適用于在山區(qū)、丘陵地帶的布置?；旌鲜?在廠區(qū)豎向設(shè)計(jì)中，平坡式和階梯式均兼有的設(shè)計(jì)方法稱之為混合式。這種方式多用于廠區(qū)面積比較大或廠區(qū)局部地形變化較大的工程場地設(shè)計(jì)中，在實(shí)際工作中往往多采用這種方法。2.5場內(nèi)運(yùn)輸設(shè)計(jì)2.5.1廠內(nèi)運(yùn)輸設(shè)計(jì)要求運(yùn)輸線路的布置，應(yīng)符合下列要求：(1)滿足生產(chǎn)、運(yùn)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；(2)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(yùn)輸、裝卸、貯存形成一個(gè)完整的、連續(xù)的運(yùn)輸系統(tǒng)；(3)與豎向設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào)，有利于場地及道路的雨水排除；(4)與廠外道路連接方便、短捷；(5)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(yùn)輸設(shè)計(jì)本項(xiàng)目廠區(qū)中間有一條橫貫廠區(qū)的主干道，寬度為12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(gè)廠區(qū)。在生產(chǎn)區(qū)、儲(chǔ)罐區(qū)均設(shè)有環(huán)形消防通道。本設(shè)計(jì)方案中共設(shè)置了4個(gè)出入口。其中一號東門主要作為人流出入口；二號東門作為人流、物流及緊急疏散；西門和南門負(fù)責(zé)物流。4個(gè)出入口均設(shè)有門衛(wèi)室。本設(shè)計(jì)中，裝卸區(qū)設(shè)置在廠區(qū)的裝卸區(qū)設(shè)置在廠區(qū)的西南側(cè)，緊鄰南門和西門（主要貨流運(yùn)輸出入口），同時(shí)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(diǎn)。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(diǎn)。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(shí)利于清潔。第三章原料供應(yīng)和產(chǎn)品銷售3.1原料、輔助材料的供應(yīng)3.1.1原料、輔助材料的規(guī)格和用量原料的選擇應(yīng)該滿足環(huán)境友好型、成本經(jīng)濟(jì)性和來源穩(wěn)定性三要求。本項(xiàng)目中所涉及到的主要原料為重整脫戊烷油，該項(xiàng)目的輔助材料主要是HAT-100催化劑、RIC-200型催化劑、環(huán)丁砜萃取劑、PDEB脫附劑等。其用量和規(guī)格如表3.1：表3.1原料和產(chǎn)物的用量和規(guī)格類別名稱純度/%沸點(diǎn)/℃原料重整脫戊烷油//產(chǎn)物對二甲苯≥99.7%138.87鄰二甲苯≥98.0%144.4苯≥99.9%80.1重芳烴//非芳烴//3.1.2原料、輔助材料的來源本項(xiàng)目的主要原料重整脫戊烷油主要來源于XX石化集團(tuán)XXX石化股份有限公司的催化重整裝置。公司每年的重整脫戊烷油產(chǎn)量是200萬噸。而本項(xiàng)目每年所需要的重整脫戊烷油為172萬噸。所以原料來源豐富，并且可以直接從總廠用管道輸送，供應(yīng)便利。催化劑需外購。3.2產(chǎn)品銷售3.2.1產(chǎn)品規(guī)格本項(xiàng)目的主要產(chǎn)品是對二甲苯。表3.2產(chǎn)品產(chǎn)量一覽表序號產(chǎn)品名稱單位數(shù)量備注1對二甲苯萬噸/年100.0≥99.7%2鄰二甲苯萬噸/年9.8≥98.0%3苯萬噸/年24.9≥99.9%4重芳烴萬噸/年8.5/5非芳烴萬噸/年25.5/3.2.2產(chǎn)品銷售1.營銷理念環(huán)保、節(jié)能、務(wù)實(shí)、創(chuàng)新是本廠的口號，當(dāng)代化工廠不只是要能生產(chǎn)出符合大眾消費(fèi)的產(chǎn)品，更要將可持續(xù)發(fā)展的概念融入到生產(chǎn)管理以及產(chǎn)品銷售中。2.質(zhì)量保證一個(gè)企業(yè)要在市場競爭中立于不敗之地，優(yōu)良的產(chǎn)品品質(zhì)是非常重要的，因此在產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中要按照既定的生產(chǎn)方案進(jìn)行，并且分析化驗(yàn)人員要嚴(yán)格執(zhí)行分析化驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，以確保本廠出廠產(chǎn)品符合規(guī)范。3.品牌提升品牌提升策略，就是把品牌的宣傳推介與企業(yè)的建設(shè)同步，以形成一種長期穩(wěn)定而協(xié)調(diào)發(fā)展的具有戰(zhàn)略性的工作。通過戰(zhàn)略性的推進(jìn)，改善和提高品牌的各項(xiàng)要素，如品牌的功能、品牌的創(chuàng)新點(diǎn)、品牌的優(yōu)勢、品牌與同類產(chǎn)品的不同之處等，通過各種形式的宣傳，提高品牌知名度和美譽(yù)度。提升品牌戰(zhàn)略，既要求量，同時(shí)更要求質(zhì)。求量，即不斷地提高品牌的宣傳力度；求質(zhì)，即不斷地提高品牌的美譽(yù)度。4.價(jià)格優(yōu)勢針對原料來源，產(chǎn)品銷售市場，交通運(yùn)輸條件等影響因素，選擇合理的廠址是降低生產(chǎn)成本的一個(gè)很重要方面；調(diào)整工藝參數(shù)，合理優(yōu)化工藝流程是實(shí)現(xiàn)廠區(qū)節(jié)能降耗的關(guān)鍵所在；考慮到設(shè)備的使用安全和使用年限問題，在允許范圍內(nèi)制定合理的生產(chǎn)產(chǎn)量，是決定企業(yè)一年獲益多少的先決條件；在保證獲利的情況下，根據(jù)市場行情制定適當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品價(jià)格，在保質(zhì)保量的情況下，打好價(jià)格戰(zhàn)，這是本廠在競爭中的優(yōu)勢，以盡量低的成本，獲得更大的回報(bào)。5.多層次營銷多層次營銷是一種超過三層傭金支付方式的銷售結(jié)構(gòu)，越來越受到各國的重視。從理論上講它是最能調(diào)動(dòng)人積極性的銷售模式。多層次營銷的魅力在于，通過層層努力，使企業(yè)的隊(duì)伍越來越強(qiáng)大，這支隊(duì)伍，就是企業(yè)的寶貴資產(chǎn)，只要組織管理好這支隊(duì)伍，企業(yè)一定獲益頗豐。6.網(wǎng)上營銷互聯(lián)網(wǎng)不受時(shí)空的限制，可以輕松地完成跨地域性的營銷，節(jié)約銷售渠道的大量人力、物力投入。通過公司自建的網(wǎng)站銷售平臺，顧客可以從容、全面地介紹公司和產(chǎn)品，讓客戶更為直觀地進(jìn)行比對，有利于突出企業(yè)的優(yōu)勢。在互聯(lián)網(wǎng)上日益深化的商業(yè)化過程中，域名作為企業(yè)組織的標(biāo)識作用日顯突出，雖然目前還不能從中獲取商業(yè)利潤，但越來越多企業(yè)紛紛注冊上網(wǎng)。域名的商業(yè)作用和識別功能已引起注重戰(zhàn)略發(fā)展企業(yè)的重視，所以本廠將在網(wǎng)上注冊公司的網(wǎng)站，雖然在專業(yè)化工網(wǎng)站進(jìn)行注冊可以吸引行業(yè)內(nèi)的客戶，但它的影響力和覆蓋面都是有限的。百度推廣是一種按效果付費(fèi)的網(wǎng)絡(luò)推廣方式，用少量的投入就可以給企業(yè)帶來大量的潛在客戶，有效提升企業(yè)銷售額和品牌知名度。它按照給企業(yè)帶來的潛在客戶的訪問數(shù)量計(jì)費(fèi)，企業(yè)可以靈活控制網(wǎng)絡(luò)推廣投入，獲得最大回報(bào)。因此本廠還需借助百度推廣平臺來推廣產(chǎn)品。除此之外，考慮到本廠產(chǎn)品的海外營銷，我們還需借助B2B電子商務(wù)平臺。目前國內(nèi)比較出名的是連續(xù)五年被評為全球最大B2B網(wǎng)站的阿里巴巴，故本廠借助阿里巴巴網(wǎng)上貿(mào)易平臺，將進(jìn)一步擴(kuò)大產(chǎn)品市場，并與國際市場接軌，更好地完成產(chǎn)品銷售。7.售后服務(wù)在市場激烈競爭的今天，隨著消費(fèi)者維權(quán)意識的提高和消費(fèi)觀念的變化，消費(fèi)者在選購產(chǎn)品時(shí)，不僅注意到產(chǎn)品實(shí)體本身，在同類產(chǎn)品的質(zhì)量和性能相似的情況下，更加重視產(chǎn)品的售后服務(wù)。因此，企業(yè)在提供價(jià)廉物美的產(chǎn)品的同時(shí)，向消費(fèi)者提供完善的售后服務(wù)，已成為現(xiàn)代企業(yè)市場競爭的新焦點(diǎn)?？蛻粼谑褂没ぎa(chǎn)品過程中受他們生產(chǎn)工藝、設(shè)備裝置、技術(shù)水平的不同會(huì)出現(xiàn)不同的問題，本廠會(huì)派出工程技術(shù)人員幫助客戶查找和解決問題，這也是本廠樹立企業(yè)良好形象，發(fā)展客戶關(guān)系的好機(jī)會(huì)。第四章生產(chǎn)工藝與流程模擬4.1項(xiàng)目背景PX學(xué)名對二甲苯，是一種重要的工業(yè)原料，在化纖、合成樹脂、農(nóng)藥、塑料、醫(yī)藥等眾多化工生產(chǎn)領(lǐng)域有著廣泛的用途。它主要用來合成聚酯纖維、PTA(精對苯二甲酸)、非纖維用聚酯等。聚酯纖維（中國商品名為滌綸）是市場上最經(jīng)濟(jì)，最常用的纖維，是現(xiàn)代紡織業(yè)最重要的一種原料，目前還沒有新的合成或天然纖維可以取代它。PTA是PX最重要的下游產(chǎn)品之一，正在越來越多的取代鋁、玻璃、陶瓷、紙張等材料。非纖維用聚酯（包括瓶級、包裝用膜片級和其他用途）和人們的日常生活也有廣泛聯(lián)系，如用于制造裝飲用水的聚酯瓶，我國以瓶級聚酯為主的非纖維用聚酯已占聚酯總產(chǎn)能的20%左右,當(dāng)前聚酯瓶已廣泛應(yīng)用于飲料、飲用水、食用油、醫(yī)藥、食品以及化妝品等的包裝。所以說，PX是一種重要的化工原料。正是由于PX的下游產(chǎn)業(yè)如此繁榮，它才成為化工領(lǐng)域的一個(gè)重要角色。從上世紀(jì)90年代起，全球?qū)X的需求量便一直呈增長趨勢。根據(jù)美國化學(xué)品市場協(xié)會(huì)（CMAI）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2007—2011年，全球PX的年均消費(fèi)量增長率為3.7%，2011年，全球PX消費(fèi)量為30.9Mt。而我國BTX芳烴消費(fèi)量增速遠(yuǎn)高于世界平均水平，2007—2011年，PX的年均消費(fèi)量增長率為14.1%，2011年P(guān)X消費(fèi)量達(dá)10.5Mt，占亞洲總消費(fèi)量的48.5%，占世界總消費(fèi)量的34.1%。據(jù)CMAI預(yù)測，未來十年，我國PX的消費(fèi)增長率為7.8%，其產(chǎn)能的年增長率為5.6%,國內(nèi)的PX仍將維持供不應(yīng)求的局面。4.2生產(chǎn)工藝選擇4.2.1工藝方案比較對二甲苯是石化工業(yè)的基本有機(jī)原料之一，在化纖、合成樹脂、農(nóng)藥、塑料、醫(yī)藥等眾多化工生產(chǎn)領(lǐng)域有著廣泛的用途。對二甲苯的工業(yè)化生產(chǎn)方法主要有甲苯擇形歧化工藝、甲苯甲基化工藝、傳統(tǒng)工藝。目前國外甲苯擇形歧化工藝又可以分為?？松梨诘腜xMax工藝、UOP的PXPlus工藝、埃克森美孚的MSTDP工藝。甲苯擇形歧化工藝只要通過分離混合二甲苯，通過分離、吸附和異構(gòu)化三個(gè)單元就可以制得對二甲苯。甲苯甲基化即甲苯用甲醇烷基化生產(chǎn)對二甲苯，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。近來GTC技術(shù)公司開始出售由印度石化公司(1PCL)開發(fā)的甲苯甲基化工藝(GT-TolAkl)。傳統(tǒng)的芳烴組合裝置原料一般為石腦油和裂解汽油，經(jīng)過加氫、催化重整、抽提、歧化、分離、吸附和異構(gòu)化工段得到對二甲苯，技術(shù)成熟。（1）甲苯擇形歧化工藝擇形催化的概念由Weisz和Frilette首次提出，甲苯擇形歧化反應(yīng)時(shí)典型的擇形催化反應(yīng)，甲苯擇形歧化技術(shù)（甲苯選擇性歧化技術(shù)）利用產(chǎn)物分子在擇形催化劑內(nèi)的擴(kuò)散差異效應(yīng)，得到PX含量大于90%混合二甲苯，而其他二甲苯生產(chǎn)工藝來源只能得到PX含量為24%左右混合二甲苯。甲苯擇形歧化催化劑一般采用孔徑大小與二甲苯分子尺寸相當(dāng)?shù)腪SM-5沸石作為反應(yīng)活性中心。催化劑制備的關(guān)鍵在于，通過對分子篩進(jìn)行調(diào)變以提高對位選擇性，包括分子篩外表面的酸性位，以避免擴(kuò)散出孔道的對二甲苯異構(gòu)化為熱力學(xué)平衡組成的混合二甲苯。甲苯擇形歧化技術(shù)的混合二甲苯產(chǎn)物經(jīng)以及冷凍結(jié)晶即可直接分離生產(chǎn)高純度的PX產(chǎn)品，也可進(jìn)入吸附、結(jié)晶分離單元，提高進(jìn)口PX的濃度，有效提高芳烴聯(lián)合裝置的PX產(chǎn)能，降低PX工業(yè)生產(chǎn)的物耗能耗。甲苯擇形歧化反應(yīng)的主反應(yīng)為甲苯的對位擇形歧化反應(yīng)，主要反應(yīng)物是苯和高PX濃度混合二甲苯。XX石化開發(fā)的SD甲苯擇形歧化工藝于2005年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。國外已工業(yè)化的甲苯擇形歧化技術(shù)有ExxonMobil公司的MSTDP和PxMax技術(shù)、UOP公司的PX-Plus工藝等。甲苯擇形歧化工藝能生產(chǎn)較多的苯，且原料只能為純甲苯，尚不能替代傳統(tǒng)的歧化與烷基轉(zhuǎn)移工藝，但可以作為增產(chǎn)PX的輔助手段。與傳統(tǒng)的PX生產(chǎn)工藝相比，甲苯擇形歧化技術(shù)與結(jié)晶分離工藝組合的PX生產(chǎn)工藝，具有工藝流程簡單、投資小、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。不過經(jīng)濟(jì)效益太差，不適合大規(guī)模生產(chǎn)。（2）甲苯甲基化工藝廣義的甲苯甲基化技術(shù)是指以甲苯和甲基化試劑（如甲烷、甲醇和二甲醚等）為原料，通過甲基化試劑與甲苯反應(yīng)，生成二甲苯和其他小分子的增產(chǎn)碳八芳烴技術(shù)。狹義的甲苯甲基化技術(shù)，僅指以甲醇為甲基化試劑與甲苯進(jìn)行甲基化反應(yīng)，生成二甲苯和水的反應(yīng)過程，也簡稱“甲基化”技術(shù)。按照反應(yīng)物中PX選擇性的高低，甲苯甲基化技術(shù)可分為平衡型甲苯甲基化技術(shù)簡稱MTX技術(shù)和甲苯擇形甲基化技術(shù)MTPX。與甲苯歧化與烷基轉(zhuǎn)移技術(shù)和甲苯擇形歧化技術(shù)相比，甲苯甲基化技術(shù)的甲苯利用率高。按照化學(xué)計(jì)量反應(yīng)，在甲苯甲基化反應(yīng)過程中，1摩爾的甲苯可生產(chǎn)1摩爾的碳八芳烴，而傳統(tǒng)的甲苯歧化技術(shù)和甲苯擇形歧化技術(shù)，1摩爾的甲苯只可生成0.5摩爾的碳八芳烴。甲苯甲基化技術(shù)拓展了芳烴生產(chǎn)原料的多元化，實(shí)現(xiàn)了煤資源的高效利用，促進(jìn)了煤化工與石油化工的結(jié)合。近年來，國外BP、陶氏化學(xué)（源聯(lián)合碳化物）、杜邦、ExxonMobil、GTC和Sabic等公司加大了甲苯甲醇擇形甲基化制PX技術(shù)的研究開發(fā)。2000年初，GTC公司得到印度石化公司的許可、在世界范圍銷售GT-TolaAlk甲苯甲基化工藝技術(shù)。該技術(shù)用高硅沸石催化劑，是甲苯與甲醇發(fā)生擇形甲基化反應(yīng)，生產(chǎn)對二甲苯，PX選擇性可達(dá)到85%以上。甲苯甲基化反應(yīng)時(shí)碳正離子親電取代反應(yīng)機(jī)理，甲醇在催化劑的B酸位質(zhì)子化，生成相應(yīng)的碳正離子，以甲氧基離子形式來進(jìn)攻催化劑上弱吸附的甲苯，在苯環(huán)上甲基的誘導(dǎo)作用下，甲基轉(zhuǎn)移到苯環(huán)上，最后質(zhì)子又回到催化劑的B酸位。甲苯甲基化工藝可以用來增產(chǎn)PX，不適合作為主要設(shè)備大量生產(chǎn)PX，因?yàn)檫@個(gè)反應(yīng)的成本比較高，經(jīng)濟(jì)效益差，同時(shí)這種工藝會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，廢水處理比較復(fù)雜，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一，受市場波動(dòng)的影響較大。（3）傳統(tǒng)工藝采用石腦油或加氫裂解汽油為原料，以獲取苯、甲苯和二甲苯為目的產(chǎn)品的裝置稱為芳烴聯(lián)合裝置。芳烴聯(lián)合裝置通常包括：石腦油加氫、催化重整、芳烴抽提、歧化及烷基轉(zhuǎn)移、二甲苯分餾、二甲苯異構(gòu)化、吸附、結(jié)晶分離等裝置。不同性質(zhì)的原料及產(chǎn)品方案，決定了芳烴聯(lián)合裝置的組成及各個(gè)裝置的規(guī)模。來自常減壓裝置的直餾石腦油，通過加氫預(yù)處理了及汽提脫除石腦油中的硫、氮、砷等雜質(zhì)，雜質(zhì)含量合格的精制石腦油與來自加氫裂化裝置的重石腦油送至催化重整裝置。在催化重整裝置中，石腦油中的烷烴和環(huán)烷烴在催化劑的作用下轉(zhuǎn)化成芳烴，催化劑連續(xù)再生。催化重整生成油分離出芳烴去芳烴抽提裝置，芳烴去二甲苯分餾裝置，液化氣可作為蒸汽裂解原料，干氣作為燃料氣出裝置，戊烷可作為蒸汽裂解原料或送輕烴回收裝置，同時(shí)副產(chǎn)氫氣。芳烴抽提過程可以采用液-液抽提或抽提蒸餾。對于重整生成油，芳烴抽提主要采用抽提蒸餾技術(shù)，以環(huán)丁砜為溶劑，將催化重整的芳烴和異構(gòu)化裝置的少量含苯烴分離成芳烴（抽出油）和非芳烴（重整抽余油）；重整抽余油可用作蒸汽裂解裝置原料或用于生產(chǎn)己烷。對于加氫裂解汽油，常采用液液抽提技術(shù)，主要以環(huán)丁砜為溶劑，將加氫裂解汽油經(jīng)抽提、分餾得到苯、甲苯和芳烴，芳烴進(jìn)入二甲苯分餾裝置；抽提還得到裂解汽油抽余油，可用作催化重整裝置原料。來自催化重整裝置的芳烴、來自加氫裂解汽油的芳烴與異構(gòu)化裝置以及歧化及烷基轉(zhuǎn)移的芳烴進(jìn)入二甲苯塔進(jìn)行分離，塔頂混合二甲苯送到吸附、結(jié)晶分離裝置，塔底的芳烴送到重芳烴塔，重芳烴塔頂芳烴去歧化及烷基轉(zhuǎn)移裝置，或根據(jù)物料平衡情況，一部分作為汽油調(diào)和組分送出裝置。重芳烴塔底物料送至煉油廠焦化裝置或作為燃料油使用或作為產(chǎn)品出廠。如果聯(lián)產(chǎn)鄰二甲苯，則二甲苯塔底的富含OX的芳烴進(jìn)OX塔，塔頂產(chǎn)OX，塔底的芳烴進(jìn)重芳烴塔。歧化及烷基轉(zhuǎn)移裝置以甲苯和二甲苯分餾裝置來的芳烴（可含部分芳烴）為原料，通過歧化反應(yīng)和烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)生成芳烴并副產(chǎn)一定數(shù)量的苯，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)分餾分離出苯、甲苯芳烴。苯作為產(chǎn)品送出裝置，甲苯循環(huán)回歧化反應(yīng)裝置，芳烴送到二甲苯分餾裝置。從二甲苯分餾裝置來的重整脫戊烷油進(jìn)入吸附、結(jié)晶分離裝置的吸附塔，吸附塔采用逆流模擬移動(dòng)床工藝，利用分子篩吸附劑對芳烴同分異構(gòu)體吸附能力的差異將對二甲苯從重整脫戊烷油中分離出來。對二甲苯作為產(chǎn)品送出裝置，幾乎不含對二甲苯的芳烴抽余液送到異構(gòu)化裝置。在異構(gòu)化裝置中，吸附分離裝置來的芳烴抽余液在催化劑作用下，通過異構(gòu)化反應(yīng)使其組成重新達(dá)到熱力學(xué)平衡，以得到更多的對二甲苯，反應(yīng)產(chǎn)物脫除餾分后，芳烴去二甲苯分餾裝置。圖4.1芳烴聯(lián)合裝置原則流程圖改傳統(tǒng)工藝具有技術(shù)成熟，產(chǎn)量大產(chǎn)率高和利潤大的優(yōu)點(diǎn)，但是這個(gè)工藝路線過長，有4個(gè)反應(yīng)單元，原料成分太復(fù)雜，需要大量的動(dòng)力學(xué)熱力學(xué)數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)難度較大，投資大，回收周期長。4.2.2工藝方案選擇傳統(tǒng)工藝技術(shù)成熟，適合大量生產(chǎn)對二甲苯，不過傳統(tǒng)工業(yè)流程復(fù)雜，投資建設(shè)成本過大，因此考慮改進(jìn)傳統(tǒng)工藝與大型煉廠結(jié)合，建設(shè)煉化一體化。XXX石化即將建設(shè)500萬噸/年的催化重整裝置，該裝置每年將生成200萬噸的重整脫戊烷油。從重整脫戊烷油制取對二甲苯可以省去催化重整裝置的建設(shè)費(fèi)用與操作費(fèi)用，同時(shí)可以獲得可觀的經(jīng)濟(jì)收益，因此我們選擇由重整脫戊烷油制取對二甲苯的改進(jìn)工藝。經(jīng)過改進(jìn)，工藝與傳統(tǒng)工藝比較，減少了催化重整工段，將由抽提工段，歧化及烷基轉(zhuǎn)移工段，二甲苯分餾工段，吸附、結(jié)晶分離工段和異構(gòu)化工段構(gòu)成。在抽提工段增加預(yù)分離塔分離重整脫戊烷油。4.3工藝路線介紹4.3.1抽提工段（1）芳烴抽提技術(shù)從重整產(chǎn)物中分離芳烴的方法有多種，目前工業(yè)上廣泛應(yīng)用的是液——液溶劑抽提法和溶劑抽提蒸餾法。液——液溶劑抽提法目前世界上已工業(yè)化的芳烴液——液抽提法很多，主要的溶劑有甘醇類溶劑（Udex法）、環(huán)丁砜（Sulfolane法）、N-甲基吡咯烷酮（Arosolan法）、二甲基亞砜（IFP法）及N-甲?；鶈徇‵ormax法）。.Sulfolane法和Formax法能耗最低，而芳烴回收率最高，產(chǎn)品純度相對也高，但Formax法的溶劑N-甲?；a啉來源相對困難，且工業(yè)經(jīng)驗(yàn)較少，應(yīng)用遠(yuǎn)沒有環(huán)丁砜廣泛。由于甘醇類溶劑在國內(nèi)貨源廣，且價(jià)格相對便宜，加之腐蝕情況較輕，因而以三乙二醇醚或四乙二醇醚為溶劑簡化的Udex法在國內(nèi)也有一定市場。溶劑抽提蒸餾法較常見的溶劑抽提蒸餾法有兩種：KRUPPWUDE公司60年代中葉開發(fā)的MORPHYLANE法和UOP開發(fā)的環(huán)丁砜抽提蒸餾工藝（ED）。這兩種工藝相似，主要是溶劑不同。石油化工科學(xué)研究院也開發(fā)了自己的抽提蒸餾工藝（EDA），以環(huán)丁砜加助溶劑作為混合溶劑。該工藝用于單苯抽提裝置優(yōu)勢明顯，而對于苯、甲苯抽提裝置，與液-液抽提相比，能耗基本相當(dāng)，但流程簡單，投資略低。圖4.2抽提工段工藝流程圖經(jīng)比較后，抽提蒸餾具有設(shè)備投資小的優(yōu)勢，并且可以節(jié)約水資源，因此選擇抽提蒸餾工藝。抽提蒸餾進(jìn)料應(yīng)為苯，甲苯以及非芳烴，要加預(yù)分離塔進(jìn)行。來自原料儲(chǔ)罐的重整脫戊烷油（組成如表4.1所示）與來自歧化汽提塔的非芳烴進(jìn)入抽提進(jìn)料罐混合，經(jīng)過預(yù)分離塔預(yù)熱器，加熱至70℃，進(jìn)入預(yù)分離塔分離，塔頂?shù)玫奖健⒓妆脚c非芳烴送至抽提蒸餾塔，塔釜的C8+送至二甲苯分餾工段，抽提蒸餾塔用于分離芳烴與非芳烴，新鮮環(huán)丁砜與循環(huán)的環(huán)丁砜從塔頂加入，塔頂蒸出的非芳烴與少量環(huán)丁砜的蒸汽送入非芳烴蒸餾塔進(jìn)行環(huán)丁砜的回收，釜液送至環(huán)丁砜回收塔回收釜液中的環(huán)丁砜。非芳烴蒸餾塔塔頂產(chǎn)生的非芳烴作副產(chǎn)品出廠，釜液環(huán)丁砜循環(huán)使用。環(huán)丁砜回收塔回收芳烴中的環(huán)丁砜，塔頂產(chǎn)出的苯與甲苯送至歧化及烷基轉(zhuǎn)移工段。表4.1重整脫戊烷油組成名稱組成苯TOL 0.207OX 0.069MX 0.113PX 0.052EB 0.05C6H14 0.0.048甲苯0.207鄰二甲苯0.069間二甲苯0.113對二甲苯0.052乙苯0.050非芳烴0.118C9芳烴0.236重芳烴0.1074.3.2歧化及烷基轉(zhuǎn)移工段甲苯與重芳烴歧化與烷基轉(zhuǎn)移工藝專利技術(shù)主要有S-TDT、Tatoray及Transplus。Tatoray技術(shù)于1969年工業(yè)化，采用絕熱固定床反應(yīng)器，絲光沸石催化劑，臨氫操作，反應(yīng)原料為甲苯和C9芳烴。該工藝工業(yè)化后催化劑不斷更新?lián)Q代，反應(yīng)空速由最初T-81的0.5h-1到后來的1.7h-1轉(zhuǎn)化率由原來的35.5%到后來的47%；操作周期由最初的3個(gè)月延長到36個(gè)月。該工藝具有反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單、反應(yīng)流程簡單、轉(zhuǎn)化率高、選擇性高等特點(diǎn)，而且該工藝不僅可以處理甲苯，還可以分利用C9芳烴，最大限度的滿足生產(chǎn)ＰＸ的要求，因此在與其它工藝的競爭中，Tatoray工藝始終處于優(yōu)勢地位。Trans-Plus工藝：該工藝是Mobil-CPC開發(fā)的一種芳烴烷基轉(zhuǎn)移技術(shù)，1997年在臺灣首次工業(yè)應(yīng)用。該工藝的主要反應(yīng)包括芳烴脫烷基、烷基轉(zhuǎn)移和歧化反應(yīng)。該反應(yīng)使用Beta-沸石的TransPlus催化劑，使用C9+A與甲苯或苯為原料，反應(yīng)生成苯、混合二甲苯或甲苯和混合二甲苯。該工藝C9原料中C10含量可以高達(dá)25%，也可以處理100%的C9+原料，Mobil稱該工藝的C9+原料可以含C11A并且反應(yīng)的氫油比低（1～3），空速較高（WHSH為2.5～3.5h-1），轉(zhuǎn)化率為45～50%。S-TDT工藝：：XX石化集團(tuán)上海石化研究院（SRIPP）自80年代開始進(jìn)行歧化工藝技術(shù)和催化劑的研究，90年代其研制的歧化催化劑ZA-92、ZA-95、HAT-96、HAT-97等相繼實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化，替代了UOP的TA系列催化劑，催化劑的性能（液收和單程轉(zhuǎn)化率）均達(dá)到或超過TA-3、TA-4催化劑，該催化劑具有抗C10A和抗結(jié)焦能力強(qiáng)的特點(diǎn)，可以認(rèn)為該工藝是Tatory工藝的改進(jìn)，達(dá)到國際先進(jìn)水平。方案比較結(jié)果：Trans-Plus工藝技術(shù)在反應(yīng)空速及H2/HC上比其它兩家略有優(yōu)勢。Tatoray及Trans-Plus工藝技術(shù)在新鮮進(jìn)料C9芳烴中允許C10芳烴含量上比上海院的技術(shù)有優(yōu)勢。S-TDT以HAT催化劑為核心，集合了熱集成技術(shù)、固定床反應(yīng)器大型化技術(shù)及流場優(yōu)化，采用冷熱雙級高分技術(shù)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗。綜上，本項(xiàng)目采用XX石化S-TDT技術(shù)。圖4.3歧化及烷基轉(zhuǎn)移工段工藝流程圖來自抽提工段的苯和甲苯送至分隔壁塔分離苯和甲苯，得到高純度的甲苯送至進(jìn)料混合器與二甲苯分餾工段的C9A與少量C10A混合后，與循環(huán)氫和補(bǔ)充氫一起進(jìn)加熱爐，氫烴比為3，加熱后進(jìn)入固定床反應(yīng)器進(jìn)行歧化及烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)。反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)分離罐頂部分離出富氫氣體，大部分富氫氣體循環(huán)返回至反應(yīng)器，少部分富氫氣體排放；液體產(chǎn)物從分離罐底部送入汽提塔，經(jīng)汽提塔分離出輕組分后，送至分隔壁塔，分離出苯、甲苯和C8+芳烴餾分。其中甲苯作為原料循環(huán)至歧化與烷基轉(zhuǎn)移單元，而C8+芳烴餾分被送至二甲苯分餾單元進(jìn)行分離。4.3.3二甲苯分餾工段圖4.4二甲苯分餾工段工藝流程圖來自異構(gòu)化脫庚烷塔底、預(yù)分離塔塔底、分隔壁塔塔底的C8+混合后進(jìn)入二甲苯塔分離，二甲苯塔脫除C9+芳烴，塔頂液體送至吸附、結(jié)晶分離工段進(jìn)料，釜液進(jìn)入鄰二甲苯塔，產(chǎn)出鄰二甲苯，塔釜的C9+芳烴送至重芳塔處理，重芳塔脫除C10+芳烴，為歧化單元提供C9~C10芳烴原料，塔釜的C10+芳烴作為重芳烴產(chǎn)品送出裝置。4.3.4吸附、結(jié)晶分離工段圖4.5吸附、結(jié)晶分離工段工藝流程圖目前采用吸附分離方法生產(chǎn)對二甲苯的工藝技術(shù)主要有三種：（1）日本東麗公司的Aromax（2）美國UOP公司的Parex（3）法國IFP公司的EluxylAromax法工藝特點(diǎn):吸附塔24床層，臥式、床層間靠外部管線聯(lián)通。采用144個(gè)大型氣動(dòng)閥門，控制閥門的開閉實(shí)現(xiàn)模擬移動(dòng)吸附-解吸操作。用電子計(jì)算機(jī)控制。對原料要求高：非芳烴<200PPM，水份<10PPM。吸附劑吸附容量及選擇性比Parex法吸附劑差，因此同樣對二甲苯產(chǎn)量時(shí)，裝置規(guī)模大。Parex法工藝特點(diǎn)：吸附塔24床層、立式、床層互通。采用一個(gè)特殊“旋轉(zhuǎn)閥”，靠“旋轉(zhuǎn)閥”的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)模擬移動(dòng)吸附-解吸操作。用數(shù)字控制器和PLC控制。對原料要求不高，非芳烴允許達(dá)20%，并要求加入微量水。吸附劑吸附容量及選擇性好，和Aromax法比較，同樣對二甲苯產(chǎn)量時(shí)，裝置規(guī)模小。Eluxyl法工藝特點(diǎn)：吸附塔24床層，立式、床層互通。采用144個(gè)閥門和微機(jī)控制，操作簡單維修容易。采用拉曼光譜快速測量塔中各剖面物流濃度與微機(jī)控制相連。內(nèi)構(gòu)件簡單不需反洗。吸附劑吸附容量及選擇性已作改進(jìn)，與UOP吸附劑水平相當(dāng)。結(jié)晶分離法是利用C8芳烴不同異構(gòu)體之間熔點(diǎn)的差異，來實(shí)現(xiàn)PX與其它C8芳烴異構(gòu)體分離的方法．和吸附分離法相比，其主要特點(diǎn)是工藝流程簡單，產(chǎn)品純度高，但是受低共熔點(diǎn)限制，其單程回收率較低，特別是對于低PX含量的C8芳烴原料，需要深冷(約-65℃)，多級結(jié)晶過程，使得設(shè)備投資和能耗明顯增加．將結(jié)晶分離法與吸附分離法進(jìn)行組合，可充分發(fā)揮兩種分離方法各自的特點(diǎn)和優(yōu)勢，進(jìn)而降低PX生產(chǎn)過程的能耗。根據(jù)獲得PX產(chǎn)品途徑的不同，組合工藝可以分為兩類，一類是結(jié)晶分離與吸附分離聯(lián)合法組合工藝，即同時(shí)由結(jié)晶分離法和吸附分離法分別生產(chǎn)PX產(chǎn)品，但是兩種方法處理的原料尤其是其中PX含量明顯不同，結(jié)晶分離的母液需送吸附分離單元進(jìn)一步回收PX，這類組合工藝特別適合對現(xiàn)有吸附分離法生產(chǎn)裝置進(jìn)行擴(kuò)能改造；另一類是結(jié)晶分離與吸附分離耦合法組合工藝，首先通過吸附分離法將低PX含量的C8芳烴原料提濃為高PX含量（一般不小于80%）物科，然后僅通過結(jié)晶分離法獲得PX產(chǎn)品，該組合工藝既適合對現(xiàn)有裝置的擴(kuò)能改造，也適用于新建PX生產(chǎn)裝置。和單獨(dú)的結(jié)晶分離工藝或吸附分離工藝相比，吸附-結(jié)晶組合工藝的能耗會(huì)更低，國內(nèi)外多家公司都相繼提出各自的吸附-結(jié)晶組合工藝。UOP公司提出了各自的吸附-結(jié)晶組合工藝。UOP公司還提出了一種耦合法組合工藝，首先利用簡化的吸附分離工藝Hysorb對低PX含量C8芳烴原料進(jìn)行提濃，然后通過Badger/Niro結(jié)晶單元分離這部分高PX含量的C8芳烴以獲得PX產(chǎn)品。IFP公司的EluxylHybrid工藝是一種耦合法組合工藝，該工藝同樣先將低PX含量的C8芳烴原料送入Eluxyl吸附單元進(jìn)行提濃以得到高PX含量的C8芳烴物料，然后利用結(jié)晶分離工藝獲得PX產(chǎn)品。此外，SamsungTotal公司，GTC公司也分別提出了各自的組合工藝。目前，僅聯(lián)合法組合工藝實(shí)現(xiàn)了工業(yè)應(yīng)用。綜上，本項(xiàng)目采用Parex法模擬移動(dòng)床工藝與PXPlusXP結(jié)晶工藝相結(jié)合的組合工藝。C8A經(jīng)過濾器出去固體微粒后進(jìn)入吸附塔吸附區(qū)。在吸附區(qū)內(nèi)，對二甲苯（PX）被吸附在吸附劑上，抽余液（未被吸附的C8A與解吸劑的混合物）從吸附區(qū)下部在壓力控制下流出，送至抽余液混合罐以穩(wěn)定抽余液的組成，避免下游分餾系統(tǒng)的波動(dòng)，然后進(jìn)入抽余液塔。在抽余液塔中用蒸餾的方法使C8A和解吸劑分離。塔側(cè)線分出C8A，作為異構(gòu)化的原料送至異構(gòu)化單元。塔頂產(chǎn)品即解吸劑用泵升壓，與抽出液塔塔底的解吸劑混合，大部分經(jīng)解吸劑過濾器送入吸附塔的解析區(qū)，少部分解吸劑再蒸餾處理。吸附塔提純區(qū)頂部的抽出液（被吸附的PX和解吸劑）從吸附塔引出后在流量控制下進(jìn)入抽出液塔，用蒸餾方法使PX和解吸劑分離。塔頂產(chǎn)品為純度92.6%的粗PX產(chǎn)品，送至結(jié)晶器結(jié)晶，結(jié)晶溫度為5℃，再用洗滌塔對PX晶體洗滌，最后進(jìn)入熔融罐，融化PX晶體，得到純度為99.7%的高純度PX產(chǎn)品。4.3.5異構(gòu)化工段圖4.6異構(gòu)化工段工藝流程圖分為兩種類型：乙苯轉(zhuǎn)化型和脫乙基型。乙苯轉(zhuǎn)化型催化劑的突出特點(diǎn)是將C8芳烴同分異構(gòu)體中的乙苯轉(zhuǎn)化為對二甲苯，充分利用C8芳烴資源，最大限度地生產(chǎn)對二甲苯，在原料來源緊張的情況下，該類催化劑是最佳選擇，它的不足是乙苯單程轉(zhuǎn)化率低，造成乙苯和C8非芳在吸附分離和異構(gòu)化兩部分的循環(huán)量大。乙苯脫烷基型的特點(diǎn)是將原料中的乙苯大部分脫烷基生成苯，反應(yīng)不受平衡限制，單程轉(zhuǎn)化率高，而且反應(yīng)不需要環(huán)烷中間“搭橋”，可使吸附分離及二甲苯分餾、異構(gòu)化部分負(fù)荷大大降低，這類催化劑適用于原料充裕、需要增加苯和對二甲苯產(chǎn)量的裝置或者已有裝置擴(kuò)大處理能力的改造項(xiàng)目。對于新設(shè)計(jì)的裝置，乙苯脫烷基與乙苯轉(zhuǎn)化催化劑相比，可減少15%工程投資和20~25%公用工程消耗。但單位原料生產(chǎn)的對二甲苯產(chǎn)率下降大約5%,而苯產(chǎn)率相應(yīng)提高38%。綜上，本項(xiàng)目采用乙苯轉(zhuǎn)化型催化劑。來自吸附、結(jié)晶分離單元的C8A與循環(huán)的非芳烴混合經(jīng)進(jìn)料換熱器加熱，與氫氣混合入加熱爐加熱至400℃，進(jìn)入異構(gòu)化反應(yīng)器反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)冷卻后進(jìn)入分離罐，罐頂富氫氣體大部分循環(huán)至反應(yīng)器，少部分富氫氣體排放，罐底液體進(jìn)入脫庚烷塔進(jìn)行分離，反應(yīng)生成的輕質(zhì)副產(chǎn)物從塔頂采出，送至輕烴塔分餾，塔底產(chǎn)物為C8+芳烴，送至二甲苯分餾單元，輕烴塔塔頂采出苯和C7—送至烯烴裝置，塔釜產(chǎn)物循環(huán)至反應(yīng)器。4.4催化劑選擇4.4.1HAT-100適合更高空速，更低氫烴比反應(yīng)工況，同時(shí)可處理更多的重芳烴原料，達(dá)到最大化增產(chǎn)二甲苯及實(shí)現(xiàn)裝置節(jié)能降耗的目的。HAT-100催化劑的主要性能指標(biāo)如表4.2所示：表4.2HAT-100主要性能指標(biāo)項(xiàng)目指標(biāo)反應(yīng)溫度/K623.15-673.15反應(yīng)壓力/MPa2.5-3.0重量空速/h-13.0-4.0氫烴比3.0-5.04.4.2RIC-200RIC-200催化劑具有很強(qiáng)的工況適應(yīng)能力，在很寬的工藝條件范圍內(nèi)均可表現(xiàn)出良好的催化性能。RIC-200催化劑的主要性能指標(biāo)如表4.3所示：表4.3RIC-200主要性能指標(biāo)項(xiàng)目指標(biāo)反應(yīng)溫度/K633.15-693.15反應(yīng)壓力/MPa0.6~1.5重量空速/h-13.0~4.0氫烴比3.0~5.04.5Aspen工藝流程模擬與優(yōu)化模擬的最終目的是為了優(yōu)化流程，以達(dá)到某方面的效益最佳，如經(jīng)濟(jì)效益最好、節(jié)能效果最佳等。在建立全流程模擬的過程中已經(jīng)對局部可以尋優(yōu)的參數(shù)進(jìn)行了尋求最優(yōu)的求解，這些參數(shù)包括各精餾塔的塔板數(shù)、回流比、采出率、進(jìn)料板位置以及萃取劑劑用量等。而一些反應(yīng)參數(shù)是根據(jù)文獻(xiàn)所述確定的最佳操作條件，這些參數(shù)無需進(jìn)行優(yōu)化。下面我們將舉例說明在建立流程時(shí)一些典型設(shè)備操作參數(shù)優(yōu)化的過程。4.5.1預(yù)分離塔的優(yōu)化抽提工段分離塔是一個(gè)典型的常規(guī)塔，現(xiàn)在對其優(yōu)化過程介紹如下，其他常規(guī)塔的優(yōu)化過程與這類似。先跟據(jù)DSTWU簡捷精餾模型的模擬結(jié)果，初步確定預(yù)分離塔的塔板數(shù)為62、進(jìn)料位置17、回流比1.55。預(yù)分離塔的板數(shù)優(yōu)化預(yù)分離塔塔板數(shù)的確定關(guān)系到分離效果、設(shè)備投資費(fèi)用以及后期建設(shè)難易程度，因此預(yù)分離塔塔板數(shù)優(yōu)化至關(guān)重要。采用AspenPlus中Sensitivity對預(yù)分離塔板數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化結(jié)果如圖4.7所示（橫軸代表塔板數(shù)，縱軸代表預(yù)分離塔頂產(chǎn)品中甲苯摩爾含量）：圖4.7預(yù)分離塔塔板數(shù)優(yōu)化由圖可知，當(dāng)塔板增加到60時(shí)，隨著塔板數(shù)的繼續(xù)增加，對塔頂甲苯含量的影響較小，且塔板數(shù)為60時(shí)產(chǎn)品純度滿足要求且有一定的操作彈性，所以我們?nèi)∷鍞?shù)為60。進(jìn)料板位置優(yōu)化進(jìn)料板的位置取決于進(jìn)料的熱狀態(tài)以及塔內(nèi)操作狀況，進(jìn)料板位置選取對分離效果影響很大，采用AspenPlus中Sensitivity對預(yù)分離塔進(jìn)料板位置進(jìn)行優(yōu)化，和上面一樣選取塔頂?shù)募妆胶縼砗突亓鞅汝P(guān)聯(lián)，塔頂甲苯含量越高越好，優(yōu)化結(jié)果如圖4.8所示（橫軸代表進(jìn)料板位置，縱軸代表預(yù)分離塔塔頂產(chǎn)品中甲苯摩爾含量）。圖4.8預(yù)分離塔進(jìn)料板位置優(yōu)化由圖可知，隨著進(jìn)料板位置的增加，產(chǎn)品的純度先增大后減小，在17塊塔板時(shí)塔頂甲苯含量最高，所以我們選取第17塊塔板為進(jìn)料板。優(yōu)化的結(jié)果是有60塊理論板，回流比是1.55，17塊為進(jìn)料板。4.5.2分壁式精餾塔（DWC）的應(yīng)用工業(yè)應(yīng)用精餾法大多采用常規(guī)精餾模型，然而在精餾塔中存在返混現(xiàn)象。利用分壁式精餾塔（DividedWallColumn）能夠?qū)崿F(xiàn)塔內(nèi)熱量集成，最終起到節(jié)能降耗的作用。較之于常規(guī)精餾模型，分壁式精餾少用一個(gè)精餾塔，在一個(gè)塔內(nèi)完成精餾的任務(wù)，降低了設(shè)備投資。常規(guī)的精餾流程如下：圖4.9常規(guī)精餾塔流程圖歧化及烷基轉(zhuǎn)移工段常規(guī)精餾流程需要兩個(gè)塔（苯塔、甲苯塔），設(shè)備費(fèi)和能耗很高，于是我們采用分壁式精餾。分壁式精餾塔實(shí)際上相當(dāng)于一個(gè)熱耦合精餾塔，它將常規(guī)工藝中的兩個(gè)塔精簡為一個(gè)塔，同時(shí)省去了一個(gè)再沸器，其結(jié)構(gòu)圖如圖4.10圖4.10分壁式精餾塔模型如圖所示，分隔壁將精餾塔分成四個(gè)區(qū)域，區(qū)域1為公共提餾段，在其頂部采出富含苯的混合液；區(qū)域2用于進(jìn)料,進(jìn)行預(yù)分離；區(qū)域3為甲苯采出；區(qū)域4為公共精餾段，為區(qū)域2、3提供液相回流。在分壁式精餾塔中,區(qū)域1、3、4統(tǒng)稱為主塔,區(qū)域2稱為副塔。原料液從區(qū)域2的適當(dāng)位置進(jìn)料，分隔壁左側(cè)進(jìn)行的是粗分離;分隔壁右側(cè)進(jìn)行的是苯、甲苯、二甲苯的分離。甲苯從區(qū)域3適當(dāng)位置采出。二甲苯從塔底采出。我們采用AspenPlus對分壁式精餾流程進(jìn)行了模擬，如圖4.11圖4.11分壁式精餾塔流程模擬模擬結(jié)果顯示，采用分壁式精餾后，達(dá)到同樣的產(chǎn)品純度要求，分壁式精餾節(jié)約了一個(gè)再沸器。一共減少能量消耗47990.43kW，節(jié)能20.6%。對比結(jié)果如表4.4所示：表4.4對比結(jié)果兩塔分離分壁塔苯塔甲苯塔工藝參數(shù)理論板數(shù)624470回流比10412.3操作壓力減壓減壓常壓進(jìn)料位置222350苯出料位置塔頂/塔頂甲苯出料位置/塔頂30汽相分配比//0.71液相分配比//0.78能耗指標(biāo)冷凝器熱負(fù)荷/（kW）-17742.92-19372.20-27716.06再凝器熱負(fù)荷/（kW）18494.0319507.7230458.14總熱負(fù)荷/（kW）75116.8758174.20節(jié)約能耗/%22.55產(chǎn)品指標(biāo)苯純度/%99.9099.91甲苯純度/%99.9099.904.5.3高品位熱量的利用對于高沸點(diǎn)的物系應(yīng)該考慮減壓精餾，但是該物系隨著壓力的減小，相對揮發(fā)度也將降低，達(dá)不到預(yù)計(jì)的分離要求。為此我們選擇常壓下操作，但是精餾過程中塔頂高溫氣體如果用循環(huán)冷卻水冷卻，需要量很大，很不經(jīng)濟(jì)。為了回收這部分潛熱，我們設(shè)計(jì)了以下流程。圖4.12高品位熱量的利用如圖所示，我們將塔頂?shù)母邷匚锪魍ㄟ^蒸發(fā)器，將不飽和水依次變成飽和水、飽和蒸汽。模擬結(jié)果顯示，該過程每小時(shí)能夠產(chǎn)生135.11噸0.45MPa的低壓蒸汽。4.5.5熱高分技術(shù)歧化單元采用熱高分技術(shù)以節(jié)能。芳烴聯(lián)合裝置中，需要進(jìn)行反應(yīng)產(chǎn)物氣液分離過程的單元有：異構(gòu)化和歧化。傳統(tǒng)的反應(yīng)產(chǎn)物氣液分離技術(shù)是冷高分技術(shù)，即反應(yīng)產(chǎn)物與進(jìn)料換熱，再經(jīng)空冷器冷卻至40℃后進(jìn)入氣液分離器罐進(jìn)行油氣分離，分離出的氣體作為循環(huán)氫氣返回反應(yīng)系統(tǒng)，分離出的液相送入后續(xù)的分餾塔進(jìn)行產(chǎn)品分離。冷高分技術(shù)雖然流程簡單，但分出的液相產(chǎn)物（即分餾塔進(jìn)料）經(jīng)歷了“先冷卻后加熱”的過程，多消耗了一定的能量。解決這一問題的辦法是采用熱高分技術(shù)，即：反應(yīng)產(chǎn)物與反應(yīng)進(jìn)料換熱到一定溫度后，進(jìn)入熱高分罐進(jìn)行油氣分離，分出的富氫氣體經(jīng)空冷器進(jìn)一步冷卻后進(jìn)入冷高分，從冷高分分出的氫氣作為循環(huán)氫經(jīng)壓縮機(jī)增壓循環(huán)回反應(yīng)系統(tǒng)；從熱高分罐分出的液相產(chǎn)品與從冷高分罐分出的液相產(chǎn)品混合后送至分餾塔。圖4.13熱高分技術(shù)歧化單元采用熱高分技術(shù)后，汽提塔進(jìn)料溫度提高了90℃，相當(dāng)于汽提塔塔底熱負(fù)荷減少14.05MW，空冷器耗電減少0.28MW，循環(huán)氫壓機(jī)功率僅增加0.16MW，合計(jì)節(jié)能14.17MW。對比結(jié)果如表4.5所示：表4.5對比結(jié)果項(xiàng)目熱高分冷高分熱高分節(jié)能/MW分餾塔進(jìn)料溫度/℃1234014.06空冷器熱負(fù)荷/MW21.6736.57空冷器耗電量/MW0.300.540.24壓縮機(jī)功率/MW0.990.86-0.13合計(jì)中間冷凝技術(shù)本工藝T0502輕烴塔塔頂溫度為127.9℃，塔釜溫度為237.2℃，整個(gè)塔溫差很大。因此采用中間冷凝技術(shù)。在適當(dāng)位置上設(shè)置中間冷凝器，可使全塔氣、液相負(fù)荷均勻，從而縮小塔徑，減少設(shè)備投資。另外設(shè)置中間再沸器充分利用了精餾過稱中的廢熱，減少了精餾過程的可逆性，提高了熱力學(xué)效率。為確定中間冷凝器的最優(yōu)工況，我們利用AspenPlus對原精餾塔進(jìn)行熱力學(xué)分析，作全塔溫焓圖，如圖4.14所示：圖4.14全塔溫焓圖由圖得出全塔夾點(diǎn)溫度為185℃，夾點(diǎn)溫度以上可以中間再沸器，以下可添加中間冷凝器，考慮到塔底溫位不高，同時(shí)進(jìn)料組成中重組分遠(yuǎn)大于輕組分，用中間冷凝器更利于熱力學(xué)效率。對與冷凝器位置，考慮到冷凝介質(zhì)的溫位和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，我們選取兩個(gè)具有代表性的工況作為研究對象，工況一：抽出板為第6塊板，返回板為第5快板（靠近冷凝器）；工況二：抽出板為第11塊板，返回板為第10塊板（靠近進(jìn)料板位置）。然后針對其中工況一在采出量為50kmol/h,100kmol/h,150kmol/h,200kmol/h，250kmol/h進(jìn)行熱力學(xué)分析，結(jié)果如圖4.15所示，(橫坐標(biāo)為有效能損失量，縱坐標(biāo)為塔板數(shù)）圖4.15熱力學(xué)分析圖最終得出當(dāng)采出量為150kmol/h時(shí)，有效能損失達(dá)到最小。故取150kmol/h。利用AspenPlus對基本工況，工況一，工況二在抽出量為150kmol/h，冷凝率為0.8時(shí)進(jìn)行流程模擬，在達(dá)到相同分離要求時(shí)，各工況基本參數(shù)如下表4.6所示：表4.6各工況基本參數(shù)基本工況工況一工況二塔板溫度/℃溫度/℃溫度/℃冷凝器206.31185.19175.32塔頂158.55155.19155.185180.47180.13180.006181.58181.22181.0610186.34185.94185.4311187.72187.31186.83塔釜217.83216.22216.24冷凝器/kW-10201.82-8820.97-8821.31再沸器/kW11134.710692.8310688.75中間冷凝器/kW0.00-853.37-848.94通過對比各工況下，各抽出板以及各返回板的溫度，以及各工況的熱負(fù)荷，發(fā)現(xiàn)第二工況最憂，再將最憂工況與工況進(jìn)行熱力學(xué)分析，其結(jié)果如圖4.16所示。圖4.16有效能損失對比圖通過對比發(fā)現(xiàn)最憂工況的有效能損失大大減少。再利用AspenPlus對基本工況和最優(yōu)工況進(jìn)行流程模擬，如圖4.17所示：圖4.17中間冷凝模擬對比發(fā)現(xiàn)采用中間冷凝技術(shù)每小時(shí)可節(jié)省30.11噸高品質(zhì)冷耗。

第五章物料衡算及能量衡算5.1物料衡算5.1.1物料衡算的意義物料衡算是確定化工生產(chǎn)過程中物料比例和物料轉(zhuǎn)變的定量關(guān)系的過程，是化工工藝計(jì)算中最基本、最重要的內(nèi)容之一。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，確定主副產(chǎn)品的產(chǎn)率，確定原材料消耗定額，確定生產(chǎn)過程的損耗量，便于技術(shù)人員對現(xiàn)有的工藝過程進(jìn)行分析，選擇最有效的工藝路線，確定設(shè)備容量、數(shù)量和主要尺寸，對設(shè)備進(jìn)行最佳設(shè)計(jì)以及確定最佳操作條件等都要進(jìn)行物料核算。毫不夸張的說，一切化學(xué)工程的開發(fā)和放大都是以物料衡算為基礎(chǔ)的。5.1.2物料衡算的任務(wù)通常物料衡算有兩種情況，一是對已有的生產(chǎn)設(shè)備或過程利用實(shí)測的數(shù)據(jù)，計(jì)算出另一些不能直接測定的物料量，俗稱生產(chǎn)查定，用此計(jì)算結(jié)果，對生產(chǎn)進(jìn)行分析，作出判斷，提出改進(jìn)措施。二是設(shè)計(jì)一種新的設(shè)備或過程，由物料衡算求出進(jìn)出各設(shè)備的物料量、組成等，然后結(jié)合能量衡算，確定設(shè)備的工藝尺寸及整個(gè)工藝過程。5.1.3物料衡算遵循的原則物料衡算的理論基礎(chǔ)是質(zhì)量守恒定理。它是研究某一體系內(nèi)進(jìn)出物料量及組成的變化。進(jìn)行物料衡算時(shí)，必須先確定衡算的體系。對一般體系，均可用如下表示：系統(tǒng)中的積累=輸入-輸出+生成-消耗在穩(wěn)定狀態(tài)下有：輸入=輸出-生成+消耗特別地，當(dāng)系統(tǒng)沒有化學(xué)反應(yīng)時(shí)，則可簡化為：輸入=輸出5.1.4系統(tǒng)物料衡算詳見附錄一，物料衡算一覽表。5.2能量衡算5.2.1能量衡算的目的對于新設(shè)計(jì)的生產(chǎn)車間，能量衡算的主要目的是確定設(shè)備的熱負(fù)荷。根據(jù)設(shè)備的熱負(fù)荷的大小、所處理物料的性質(zhì)及工藝要求再選擇傳熱面的形式、計(jì)算傳熱面積、確定設(shè)備的主要工藝尺寸。確定傳熱所需要的加熱劑或冷卻劑的用量及伴有熱效應(yīng)的溫升情況。對于已投產(chǎn)的生產(chǎn)車間，進(jìn)行能量衡算是為了更加合理能量利用，以最大限度降低單位產(chǎn)品的能耗。5.2.2能量衡算可以解決的問題在化工設(shè)計(jì)、化工生產(chǎn)中，通過能量衡算可以解決以下問題：(1)確定物料輸送機(jī)械（泵、壓縮機(jī)等）和其他操作機(jī)械（攪拌、過濾、粉碎等）所需要的功率，以便于確定輸送設(shè)備的大小、尺寸和型號；(2)確定各單元操作過程（蒸發(fā)、蒸餾、冷凝、冷卻等）所需要的熱量或冷量，及其傳遞速率；計(jì)算換熱設(shè)備的工藝尺寸；確定加熱劑或冷卻劑的消耗量，為其他專業(yè)如供汽、供冷、供水專業(yè)提供設(shè)計(jì)條件；(3)化學(xué)反應(yīng)常伴有熱效應(yīng)，導(dǎo)致體系的溫度上升或下降，為此需確定為保持一定反應(yīng)溫度所需的移出或加入的熱傳遞速率，為反應(yīng)器的設(shè)計(jì)及選型提供依據(jù)；(4)為充分利用余熱，提高能量利用率，降低能耗提供重要依據(jù)，使過程的總能耗降低到最低程度；(5)最終確定總需求能量和能量的費(fèi)用，并用來確定這個(gè)過程在經(jīng)濟(jì)上的可行性。5.2.3能量衡算遵循的原則根據(jù)能量守恒定律，任何均相體系在時(shí)間內(nèi)的能量平衡關(guān)系，表述如下：熱量衡算是能量衡算的一種，在能量衡算中占主要地位。熱量衡算的理論依據(jù)是熱力學(xué)第一定律。能量守恒表達(dá)式如下：即輸入=輸出+損失式中：輸入設(shè)備熱量的總和；：輸出設(shè)備熱量的總和；：損失熱量的總和。對于連續(xù)系統(tǒng)：式中Q：設(shè)備的熱負(fù)荷;W：輸入系統(tǒng)的機(jī)械能;∑Hout：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。5.2.4系統(tǒng)能量衡算詳見附錄二，能量衡算一覽表。第六章?lián)Q熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)6.1概述在大型過程系統(tǒng)中，存在大量需要換熱的流股，一些物流需要被加熱，一些物流需要被被冷卻。大型過程系統(tǒng)可以提供的外部公用工程種類繁多，如不同壓力等級的蒸汽，不同溫度的冷凍劑、冷卻水等。為提高能量利用率，節(jié)約資源與能源，就要優(yōu)先考慮系統(tǒng)中各流股之間的換熱、各流股與不同公用工程種類的搭配，以實(shí)現(xiàn)最大限度的熱量回收，盡可能提高工藝過程的熱力學(xué)效率。熱集成網(wǎng)絡(luò)的分析與合成，本質(zhì)上是設(shè)計(jì)一個(gè)由熱交換器組成的換熱網(wǎng)絡(luò)，使系統(tǒng)中所有需要加熱和冷卻的物流都達(dá)到工藝流程所規(guī)定的出口溫度，使得基于熱集成網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行費(fèi)用與換熱設(shè)備投資費(fèi)用的系統(tǒng)總費(fèi)用最小。Aspen能量分析器軟件采用過程系統(tǒng)最優(yōu)化的方法進(jìn)行過程熱集成的設(shè)計(jì)，其核心是夾點(diǎn)技術(shù)。它主要是對過程系統(tǒng)的整體進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，包括冷熱物流之間的恰當(dāng)匹配、冷熱公用工程的類型和能級選擇；加熱器、冷卻器及系統(tǒng)中的一些設(shè)備如分離器、蒸發(fā)器等設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的合適放置位置；節(jié)能、投資和可操作性的三維權(quán)衡；最終的優(yōu)化目標(biāo)是總年度運(yùn)行費(fèi)用與設(shè)備投資費(fèi)用之和（總年度費(fèi)用目標(biāo)）最小，同時(shí)兼顧過程系統(tǒng)的安全性、可操作性、對不同工況的適應(yīng)性和對環(huán)境的影響等非定量的過程目標(biāo)。因此，夾點(diǎn)技術(shù)不僅可以用于熱回收換熱網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化集成，而且可用于合理設(shè)置熱機(jī)和熱泵、確定公用工程的等級和用量，去除“瓶頸”、提高生產(chǎn)能力，分離設(shè)備的集成，減少生產(chǎn)用水消耗，減少廢氣污染排放等。6.2換熱網(wǎng)絡(luò)的集成在此我們將全流程的換熱網(wǎng)絡(luò)集成過程詳述于下。利用AspenEnergyAnalyzer分析計(jì)算得到結(jié)果如下，重要花費(fèi)隨傳熱溫差變化關(guān)系見圖圖6.1最小傳熱溫差曲線圖通過AspenEnergyAnalyzer的自動(dòng)導(dǎo)入功能對換熱物流信息進(jìn)行提取，手動(dòng)檢查物流信息，將提取有差異的信息輸入至換熱網(wǎng)絡(luò)中，并補(bǔ)加部分物流，選擇公用工程的類型及溫度。根據(jù)物流信息，取定最小傳熱溫差為11℃，通過軟件繪出如下溫焓圖。圖6.2溫焓（T-H）圖由T-H圖可以看出，系統(tǒng)在較大的焓值區(qū)間有較好的換熱潛力，通過軟件確定出夾點(diǎn)溫度，之后可進(jìn)行物流之間的換熱匹配，根據(jù)夾點(diǎn)原理，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)最大程度的熱量集成。綜合考慮系統(tǒng)中物流換熱潛力、物流性質(zhì)、以及物流輸送，即可進(jìn)行物流之間的換熱匹配，在物流間的換熱設(shè)計(jì)過程中，還需要考慮設(shè)備個(gè)數(shù)，以及由于換熱面積所產(chǎn)生的設(shè)備投資費(fèi)用。在設(shè)計(jì)完所有的物流間換熱后，其余的物流換熱則通過冷熱公用工程實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而完成整個(gè)系統(tǒng)的全部換熱。6.3構(gòu)建優(yōu)化換熱網(wǎng)絡(luò)通過對以上數(shù)據(jù)圖表的深入分析，我們建立并優(yōu)化了熱交換網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)AspenEnergyAnalyzer的計(jì)算,所有參與換熱的流股形成的換熱網(wǎng)絡(luò)如圖6.3所示：圖6.3換熱網(wǎng)絡(luò)圖以異構(gòu)化工段為例，程序給出了自動(dòng)優(yōu)化的方案，如圖6.4所示。圖6.4異構(gòu)化工段自動(dòng)優(yōu)化結(jié)果根據(jù)實(shí)際情況，進(jìn)行手動(dòng)優(yōu)化，結(jié)果如圖6.5所示。圖6.5異構(gòu)化工段手動(dòng)優(yōu)化結(jié)果6.3構(gòu)建優(yōu)化換熱網(wǎng)絡(luò)流股換熱網(wǎng)絡(luò)詳細(xì)說明詳見下圖結(jié)果說明：換熱器具體每個(gè)換熱器的信息請參見“附錄設(shè)備一覽表”中的“換熱器”欄。圖6.6溫焓圖圖6.7總曲線組合圖消耗公用工程匯總?cè)绫?.1所示：表6.1消耗公用工程匯總名稱進(jìn)去溫度出去溫度熱負(fù)荷kW用量kg/hAir30353832.31903230Cooling2025119088.720488650LPSteam124125128208.7416224MPStea918792900FiredHeat100040052595.1685564HPSteam250249264091.694363500夾點(diǎn)報(bào)告如表6.2所示:表6.2夾點(diǎn)報(bào)告最小傳熱溫差11℃冷流股夾點(diǎn)溫度450.0℃370.0℃200.3℃156.6℃118.5℃熱流股夾點(diǎn)溫度439.0℃359.0℃189.3℃145.6℃107.5℃冷公用工程545.27℃熱公用工程317.58℃6.4節(jié)能效果匯報(bào)表6.3節(jié)能效果流程所需總能量1297.2MW公用工程總能量862.9kW節(jié)能33.47%根據(jù)優(yōu)化結(jié)果，參考實(shí)際情況，對流程進(jìn)行了換熱的優(yōu)化，示例如下：圖6.8增加換熱器E-0403圖6.9更改換熱器E-0307熱源第七章設(shè)備選型及設(shè)計(jì)7.1設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與依據(jù)名稱標(biāo)準(zhǔn)號《壓力容器》GB150-2011《鍋爐和壓力容器用鋼板》GB713-2008《奧氏體不銹鋼焊接鋼管選用規(guī)定》HG/T20537.1-1992《化工裝置用奧氏體不銹鋼大口徑焊接鋼管技術(shù)要求》HG/T205