丙烷脫氫制取丙烯項(xiàng)目任務(wù)說(shuō)明書大學(xué)畢設(shè)論文

TOC\o"1-4"\h\z\u395目錄 225190第一章總論 997901.1項(xiàng)目概括 99381.2設(shè)計(jì)依據(jù) 971621.3項(xiàng)目使用的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 9325111.4工藝特點(diǎn) 10278931.5產(chǎn)品及原料方案 1024531.6產(chǎn)品營(yíng)銷策略 1112025第二章市場(chǎng)分析 11325002.1國(guó)內(nèi)情況 12309162.2.1生成情況 1239652..12進(jìn)出口情況 1314978第三章工程項(xiàng)目設(shè)計(jì) 15145523.1生成乙二醇工藝 173.1.2乙二醇生產(chǎn)工藝比較1763583.2工藝流程概述 17190543.3生產(chǎn)工藝流程介紹 17282923.3.1工藝流程圖 1715732第四章過(guò)程模擬與優(yōu)化 18287964.1概述 18223584.2流程模擬軟件的選擇 18153334.3合成氣制乙二醇流程及相關(guān)物性估算 1998184.3.1亞硝酸甲酯的物性估算 21209174.3.2偶聯(lián)合成二甲酯過(guò)程設(shè)計(jì)與模擬 215214.4亞硝酸甲酯再生過(guò)程設(shè)計(jì)分析 214.4.1再生工藝模擬214.4.2塔頂采出量及回收量的模擬優(yōu)化224.5氧化偶聯(lián)反應(yīng)過(guò)程的模擬224.5.1循環(huán)氣回收過(guò)程的模擬224.6草酸二甲酯與甲醇與甲醇分離過(guò)程分離設(shè)計(jì)與模擬244.7加氫制乙二醇過(guò)程的設(shè)計(jì)與模擬2415789第五章總圖運(yùn)輸 24104295.1設(shè)計(jì)依據(jù) 24232685.2廠區(qū)概況 255.2.1地理優(yōu)勢(shì)255.2.2地貌255.2.3地質(zhì)255.2.4氣候255.2.5水文26263935.3廠區(qū)布置方案 2793245.3.1總平面布置的要求 27104445.3.2工廠組成 27215.3.3廠區(qū)布置要求 27165575.3.4總平面布置 2842175.4.5廠區(qū)布置概括 28321405.4.6豎向布置 28116125.4工藝裝置的布置 29213835.4.1工藝裝置布置要求 30123225.4.2罐區(qū)布置 3074625.5公用工程及設(shè)施 30156285.5.1總變電所的布置、供電及電訊 3067145.5.2鍋爐房的布置 31140855.6通道的布置 31171045.6.1消防車道的布置 31151905.6.2人行道的布置 31304035.6.3供設(shè)置全廠系統(tǒng)性的道路 32111255.6.4綠化帶的布置 3257925.7倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)施的布置 32145955.7.1儲(chǔ)存原料及產(chǎn)品的倉(cāng)庫(kù)布置 3289925.7.2運(yùn)輸設(shè)施的布置 3219495.8安全疏散設(shè)施 32107785.8.1方案 3226995第六章自動(dòng)控制 33130386.1控制系統(tǒng) 3431006.2控制室 34112836.3主要控制方案 3456766.3.1DCS系統(tǒng) 34154346.3.2SIS系統(tǒng) 3428536.4主要儀表選型 35203876.5儀表用空氣源、電源等動(dòng)力供應(yīng)要求 36207136.5.1儀表電源 36314936.5.2儀表氣源 36256896.5.3儀表用熱源 36238306.6具體設(shè)備控制方案 36208966.6.1離心泵的控制 368432控制要求 364262離心泵控制方案 36151726.6.2換熱器的控制 3722040控制要求 3724006換熱器的溫度控制方案 3714516.6.3壓縮機(jī)的控制 3715071控制要求 376025控制方案 37173906.6.4反應(yīng)器的控制 374611控制要求 387848控制方案 385126.6.5精餾塔的控制 3812880控制要求 3828614控制方案 38296666.6.6抽提蒸餾塔控制 3831492控制要求 384200控制方案 38246587.1概述 39202317.1.1化工管道設(shè)計(jì)的法規(guī) 39316107.1.2化工車間管道設(shè)計(jì)與布置的要求 3942487.1.3相關(guān)等級(jí)表 42136437.2管道選型 44165717.2.1管路尺寸的確定 441987.2.2管道編號(hào) 45278437.3管路布置 49273607.3.1布置規(guī)定 495886液化烴管道的布置 5164517.3.2化工裝置設(shè)備布置設(shè)計(jì)規(guī)定 5220759設(shè)備間的最小凈距 5314160泵的布置 533989塔的布置 5326922換熱器的布置 5313229空冷器的布置 5322795臥式容器的布置 5331277立式容器和反應(yīng)器的布置 5417225加熱爐的布置 54481離心式壓縮機(jī)的布置 55230440裝置內(nèi)管廊的布置 55124921罐區(qū)的布置 55322692安全疏散通道的布置 555102第八章物料和能量衡算 56169148.1物料衡算能量衡算 5623196第九章?lián)Q熱網(wǎng)絡(luò)集成 64206189.1概述 6430359.2工藝網(wǎng)絡(luò)的信息 66119139.2.1熱量目標(biāo) 661228第十章管道及設(shè)備保溫 672113410.1保溫的功能及范圍 67546310.1.1保溫的功能 671222810.1.2保溫的范圍 671723210.2保溫材料的性能和種類 683241410.2.1基本性能及選用要求 682613010.2.1常用保溫材料的性能 684267第十一章設(shè)備選型及計(jì)算 682662711.1化工用泵 691440311.1.1泵的選用說(shuō)明 7229087選泵原則 7299泵選型的要求： 7214329泵及驅(qū)動(dòng)設(shè)備型式的選擇 722669311.1.2裝置揚(yáng)程的計(jì)算 7226866第十二章儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng) 731838312.1設(shè)計(jì)依據(jù) 732699012.2儲(chǔ)存系統(tǒng) 73335512.2.1.儲(chǔ)罐的分類 733248512.2.2罐體附件的設(shè)計(jì) 732861512.2.3球型儲(chǔ)罐支撐支柱的設(shè)計(jì) 732977412.2.4臥式儲(chǔ)罐的構(gòu)造 73906512.3儲(chǔ)罐的安全防護(hù) 742290412.3.1防火間距 741659812.3.2防雷設(shè)計(jì) 742169912.3.3防靜電設(shè)計(jì) 742945612.3.4防爆設(shè)計(jì) 74213912.3.5防毒設(shè)計(jì) 741838612.4產(chǎn)品的包裝 752345012.4.1包裝標(biāo)準(zhǔn) 753101912.4.2包裝要求 752647812.4.3包裝說(shuō)明 754786包裝標(biāo)簽 753563包裝標(biāo)志 751833612.5原料存儲(chǔ) 762895012.6產(chǎn)品儲(chǔ)存 76995712.7運(yùn)輸系統(tǒng) 76334812.7.1原料運(yùn)輸 761053512.7.2產(chǎn)品運(yùn)輸 7630908第十三章給水排水 761215813.1設(shè)計(jì)說(shuō)明 771021413.1.1概述 7828313.1.2設(shè)計(jì)原則 78944013.2節(jié)水 78187113.2.1節(jié)水途徑 78895513.2.2節(jié)水措施 781702313.2.3其他 782060第十四章采暖通風(fēng)及空氣調(diào)節(jié) 782336914.1設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與依據(jù) 782259214.2設(shè)計(jì)范圍 782099714.3設(shè)計(jì)目標(biāo) 792167814.4通風(fēng)系統(tǒng) 793045614.4.1車間空氣有害物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 792527314.4.2通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 792951114.5采暖系統(tǒng) 79898214.6采暖和通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn) 79625714.6.1.排風(fēng)系統(tǒng)放置 802828414.6.2事故排風(fēng)的排風(fēng)口的設(shè)置規(guī)定 811553914.6.3事故排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置 811867514.6.4采暖系統(tǒng)的防火防爆 811836014.6.5通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的防火防爆 81212814.6.6生產(chǎn)廠房?jī)?nèi)房間設(shè)置 8122915第十五章供電和電訊 82406915.1設(shè)計(jì)依據(jù) 82153115.2設(shè)計(jì)范圍 832111015.3設(shè)計(jì)原則 831267215.4供配電系統(tǒng) 83534715.4.1供電方式 841623515.4.2負(fù)荷等級(jí)及供電方案選擇 8432561負(fù)荷等級(jí) 842420應(yīng)急電源 841404215.5防雷及接地 84391415.5.1防雷措施 842163715.5.2接地保護(hù) 84201715.6電訊系統(tǒng) 8422678第十六章化工設(shè)備維護(hù)與檢修制度 85262916.1設(shè)計(jì)說(shuō)明 85748616.1.1概述 852917116.1.2TPM定義 853120616.1.3TMP特點(diǎn) 8577316.1.4設(shè)計(jì)原則 8511060設(shè)備維護(hù)、維修的基本途徑 851349216.2檢修前停車的安全技術(shù)處理 862764316.2.1嚴(yán)格按照預(yù)定的停車方案停車 863200116.2.2泄壓要緩慢適中 862017416.2.3裝置內(nèi)物料務(wù)必排空、處理 86371116.2.4控制適宜的降溫、降量速度 86949016.2.5開啟閥門的速度不宜過(guò)快 862656516.2.6高溫真空設(shè)備停車步驟 872783116.2.7停爐作業(yè)嚴(yán)格依照工藝規(guī)程規(guī)定 873054716.3化工檢修的實(shí)施 881928916.3.1嚴(yán)格辦理安全施工簽證 882948216.3.2消除設(shè)備的危險(xiǎn)因素 882092016.3.3作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的安全管理 881202416.4維修的基本內(nèi)容 903166016.4.1換熱器的維護(hù)和檢修 901501916.4.2泵的維護(hù)與檢修 902228616.4.3塔設(shè)備的維護(hù)與檢修 902347316.4.4壓縮機(jī)的維護(hù)與檢修 902011116.5維修人員的要求 91232216.6維修人員的工作職責(zé) 918166第十七章安全與消防 911875917.1設(shè)計(jì)依據(jù) 9118517.2消防現(xiàn)狀 91206217.3主要有毒有害、易燃、易爆物的特性及毒性 912041717.3.1生產(chǎn)過(guò)程中的主要危險(xiǎn)有害因素 912752017.3.2工藝主要危險(xiǎn)物的防護(hù) 922352817.3.3建筑耐火情況 931106217.4消防安全措施 952289617.4.1廠區(qū)消防布置 951670817.4.2火警探測(cè)系統(tǒng) 95754117.4.3火警報(bào)警系統(tǒng) 951953117.4.4消防栓 961490817.4.5消防給水系統(tǒng) 962943717.4.6消防廣播和消防電話 971105117.5其它滅火措施 972374117.5.1泡沫滅火系統(tǒng) 973005317.5.2移動(dòng)式滅火設(shè)備 971235617.5.3其它滅火系統(tǒng) 9724089第十八章環(huán)境保護(hù) 981284118.1廠區(qū)概況及廠址環(huán)境現(xiàn)狀 983272218.1.1廠區(qū)概況 981253718.1.2區(qū)域環(huán)境質(zhì)量 981025518.2設(shè)計(jì)依據(jù) 982261918.2.1法律法規(guī) 981004818.2.2參考標(biāo)準(zhǔn) 983120918.2.3污染物排放標(biāo)準(zhǔn) 982658118.3主要污染源及污染物 991652118.4環(huán)保治理措施 100471918.4.1廢氣治理措施 1003236018.4.2廢水治理措施 1002980518.4.3固體廢物的處理 100198518.4.4噪聲的防治 10016272第十九章企業(yè)組織與勞動(dòng)定員 1001200019.1企業(yè)組織 1012046719.2企業(yè)組織形式 1012889919.3企業(yè)工作制度 1011997819.4勞動(dòng)定員和生產(chǎn)培訓(xùn) 1012083119.4.1勞動(dòng)定員 101996619.4.2生產(chǎn)培訓(xùn) 102第一章總論1.1項(xiàng)目概括項(xiàng)目名稱：丙烷脫氫制取丙烯投資項(xiàng)目性質(zhì)：新建項(xiàng)目類型：化工項(xiàng)目建設(shè)地：山東省淄博中國(guó)石油齊魯化工工業(yè)園區(qū)1.2設(shè)計(jì)依據(jù)(1)2014年“中國(guó)石化——三井化學(xué)杯”第八屆大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽指導(dǎo)書；(2)國(guó)家地區(qū)建設(shè)、稅收等有關(guān)法律、法規(guī)；(3)山東省淄博中國(guó)石油齊魯化工工業(yè)園區(qū)地理、人文、經(jīng)濟(jì)等因素；(4)發(fā)改投資[2006]1325號(hào)《建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法與參數(shù)》(第三版)；(5)《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》、《中華人民共和國(guó)勞動(dòng)安全法》、《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)管理?xiàng)l例》、《中華人民共和國(guó)城鄉(xiāng)規(guī)劃法》等相關(guān)的國(guó)家法律、法規(guī)；(6)《化工建設(shè)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告內(nèi)容和深度的規(guī)定》(化工部2005年修訂版)、《投資項(xiàng)目可行性研究指南》、《化工建設(shè)項(xiàng)目可行性研究投資估算編制辦法》（修訂本）及有關(guān)專業(yè)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；(7)項(xiàng)目建議書及其審批文件。(8)化工建設(shè)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告內(nèi)容和深度的規(guī)定1.3項(xiàng)目使用的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范《中華人民共和國(guó)安全生產(chǎn)法》；《建設(shè)項(xiàng)目（工程）勞動(dòng)安全衛(wèi)生監(jiān)察規(guī)定》原勞動(dòng)部第3號(hào)令（1996）；《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GBZ1-2010）；《工作場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值》（GBZ2.2-2007）；《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50160-2008）；《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50016-2006）；《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)定》（GB50057-2010）；《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50058-92）；《石油化工企業(yè)可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測(cè)報(bào)警設(shè)計(jì)規(guī)范》（SH3063-1999）；《化工企業(yè)安全衛(wèi)生設(shè)計(jì)規(guī)定》（HG20571-95）；《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》（1999年版）；《壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定》勞動(dòng)部發(fā)[1996]140號(hào)；《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50034-2004）；《工業(yè)粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行》（GB16297-1996）；《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行》（GB12348-2008）；《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行》（GB8978-1996）；《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16297-1996）；《危險(xiǎn)廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18484-2001）；《化工建設(shè)項(xiàng)目可行性研究投資估算編制辦法》（國(guó)家石化局（1999）第195號(hào)文）。1.4工藝特點(diǎn)采用工業(yè)級(jí)原料煤制乙二醇工藝技術(shù)的最大特點(diǎn)是采用工業(yè)級(jí)原料，更適合我國(guó)國(guó)情。有較好市場(chǎng)前景和利潤(rùn)空間。目前世界各國(guó)開發(fā)這項(xiàng)技術(shù)，都是以純CO、純H2、純NO、純O2和精醇為原料。由于純CO、純NO等成本高，難以推廣應(yīng)用。我們?nèi)坎捎霉I(yè)CO、工業(yè)NO、工業(yè)H2、工業(yè)O2、工業(yè)醇類為原料進(jìn)行開發(fā)，使反應(yīng)所需要各種原料，都有更加廣闊的來(lái)源、更加便宜的價(jià)格和更加豐富的資源，

為降低生產(chǎn)成本和大面積推廣應(yīng)用創(chuàng)造了條件，使這項(xiàng)工藝技術(shù)更具有實(shí)用性和先進(jìn)性。

(2)

能生產(chǎn)多種重要化工原料

第二個(gè)特點(diǎn)是可以連續(xù)大量生產(chǎn)多種重要化工原料。草酸酯是一種重要化工原料和中間體，廣泛用于制藥、香料、農(nóng)藥、染料及有機(jī)合成.除加氫生產(chǎn)乙二醇外，草酸酯水解可生產(chǎn)草酸、氨解可生產(chǎn)緩效化肥草酰胺等，同時(shí)可以用于生產(chǎn)具有很高附價(jià)值的精細(xì)化工產(chǎn)品如乙醇酸甲酯(或乙酯)、乙醇酸、乙醛酸、乙二醛等，并具有原料成本和工藝技術(shù)優(yōu)勢(shì)，可自動(dòng)化連續(xù)大量生產(chǎn)，形成一個(gè)很大的新興產(chǎn)業(yè)群，提供大批就業(yè)機(jī)會(huì)，創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。煤制乙二醇工藝技術(shù)可實(shí)現(xiàn)資源的綜合利用，是真正資源節(jié)約型產(chǎn)業(yè)本工藝技術(shù)全部采用工業(yè)原料進(jìn)行生產(chǎn)，既可在有煤、天然氣或油田氣的地方大量建廠生產(chǎn)，又可充分利用各種回收的CO、NO資源(如合成氨銅洗回收CO、煉鋼轉(zhuǎn)爐尾氣、黃磷爐尾氣、密閉電石爐尾氣、鐵合金爐尾氣、煉焦?fàn)t尾氣、硝酸工業(yè)尾氣等)，還可以利用許多生物質(zhì)、城市廢棄物制成合成氣，使大部分CO資源都得到充分利用，從而實(shí)現(xiàn)資源的有效綜合利用，是真正資源節(jié)約型產(chǎn)業(yè)。這對(duì)充分有效利用資源、減少能源浪費(fèi)、減輕環(huán)境污染、改善人類生存環(huán)境和健康條件，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展等，意義重大。節(jié)能

本工藝技術(shù)是能源節(jié)約型產(chǎn)業(yè)，合成草酸酯是在常壓和低于160℃條件下進(jìn)行的；草酸酯加氫制乙二醇是在低壓和低于210℃條件下進(jìn)行的，并有反應(yīng)余熱可回收利用。和用乙烯經(jīng)環(huán)氧乙烷生產(chǎn)乙二醇路線相比，能耗大大降低，是真正能源節(jié)約型產(chǎn)業(yè)。本工藝技術(shù)用于生產(chǎn)草酸酯，和傳統(tǒng)的用草酸與醇類在甲苯中高溫酯化的間歇法相比，每生產(chǎn)1t產(chǎn)品可省去1t草酸和70kg甲苯，并可以連續(xù)大量生產(chǎn)，成本可降低40%以上。本技術(shù)用于生產(chǎn)草酸，和現(xiàn)有用甲酸鈉法相比，每生產(chǎn)1t草酸，可省去1t燒堿和1.1t硫酸(這兩者都高能耗)，能耗大大降低，產(chǎn)品無(wú)需重結(jié)晶就可達(dá)到化學(xué)試劑的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。因此，本工藝過(guò)程能耗低，設(shè)備投資省，可自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)，是真正意義的“能源節(jié)約型產(chǎn)業(yè)”。

(4)

循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)

本工藝技術(shù)是真正的循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)在本技術(shù)過(guò)程中，所有反應(yīng)原料CO、H2和醇類都回收循環(huán)利用；反應(yīng)尾氣中的NO氣體也經(jīng)再生成亞硝酸酯回收循環(huán)使用，并且可直接利用各種回收的CO、NO資源，是真正意義的循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)。

(5)環(huán)保本工藝過(guò)程符合綠色環(huán)保工程標(biāo)準(zhǔn)，本工藝生成的廢水：包括氨空氣氧化生產(chǎn)氮氧化物時(shí)生成少量硝酸和硝酸銨廢水；反應(yīng)尾氣NO與氧和醇類進(jìn)行氧化酯化反應(yīng)時(shí)副產(chǎn)的少量含硝酸工藝水，以及排放反應(yīng)尾氣在消除污染環(huán)境處理時(shí)生成的少量工藝廢水。這些含硝酸的工藝廢水經(jīng)中和后排放,對(duì)環(huán)境無(wú)害。本工藝排放的廢氣：由于全部采用工業(yè)原料，雖然整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中CO、NO和醇類都在循環(huán)回收利用，但工業(yè)原料中的非反應(yīng)氣體(N2、Ar、CH4、CO2)隨反應(yīng)尾氣對(duì)外排放時(shí)，會(huì)同時(shí)帶走部分CO氣體。這部分含CO的反應(yīng)尾氣可直接送鍋爐燃燒或送變壓吸附分離系統(tǒng)重新回收CO氣體，不會(huì)給環(huán)境造成污染。以上這些技術(shù)特點(diǎn)完全符合“既環(huán)境友好又綜合利用，既低物耗又低能耗，既高效益又多聯(lián)產(chǎn)”的現(xiàn)代C1化工發(fā)展模式。因此，本工藝的工藝代表著當(dāng)代世界C1化工的重要發(fā)展方向。1.5產(chǎn)品營(yíng)銷策略（1）產(chǎn)品質(zhì)量的保證化工產(chǎn)品的產(chǎn)品質(zhì)量主要有以下三個(gè)尺度，即國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求、產(chǎn)品質(zhì)量的持久穩(wěn)定性、產(chǎn)品銷售的服務(wù)性。不僅要嚴(yán)格執(zhí)行分析化驗(yàn)程序保證出廠產(chǎn)品的質(zhì)量，還要建立完善的客戶意見(jiàn)反饋系統(tǒng)。（2）產(chǎn)品成本的降低現(xiàn)今國(guó)內(nèi)化工市場(chǎng)激烈競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果就是價(jià)格越來(lái)越接近成本、利潤(rùn)空間越來(lái)越小。生產(chǎn)技術(shù)的領(lǐng)先代表著產(chǎn)品質(zhì)量的提升和生產(chǎn)成本的降低。本廠利用合成氣草酸酯制得乙二醇一個(gè)社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益并舉的項(xiàng)目，在完善生產(chǎn)工藝的同時(shí)，也須注重后續(xù)經(jīng)濟(jì)效益，努力降低產(chǎn)品成本。（3）銷售網(wǎng)絡(luò)的建立首先打入國(guó)內(nèi)沿海及中西部地區(qū)的消費(fèi)市場(chǎng)，然后還可以向周邊國(guó)家出口?；蛘呦冉⒁粋€(gè)省級(jí)市場(chǎng)，逐漸確立自己的主要銷售目標(biāo)市場(chǎng)和客戶群。與原料供應(yīng)商確立產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步穩(wěn)定市場(chǎng)占有率。保持和大客戶的良好關(guān)系，通過(guò)這些客戶，去影響和滲透其它的外圍市場(chǎng)和客戶，逐步建立起完善的銷售網(wǎng)絡(luò)。（4）售后服務(wù)的完善客戶在使用化工產(chǎn)品過(guò)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(wèn)題，本廠會(huì)派出工程技術(shù)人員幫助客戶查找和解決問(wèn)題，這也是本廠樹立負(fù)責(zé)任良好形象、拓展客戶關(guān)系的好機(jī)會(huì)。（5）品牌效應(yīng)的推廣化工產(chǎn)品的品牌宣傳不同于傳統(tǒng)消費(fèi)品的品牌宣傳，它只涉及專業(yè)群體，特定行業(yè)，所以需要更具有針對(duì)性的品牌宣傳。①參加業(yè)內(nèi)頗有影響力的行業(yè)展會(huì)；②邀請(qǐng)客戶到企業(yè)參觀先進(jìn)的生產(chǎn)基地和管理方式；③在客戶群中形成良好的口碑；④與行業(yè)協(xié)會(huì)和行業(yè)媒體和記者保持良好的關(guān)系；⑤利用電視，報(bào)紙和網(wǎng)絡(luò)對(duì)企業(yè)品牌進(jìn)行宣傳。第二章市場(chǎng)分析2.1國(guó)內(nèi)生產(chǎn)消費(fèi)和市場(chǎng)情況2.1.1生產(chǎn)情況2011年我國(guó)\t"/news/201312/22/_blank"乙二醇產(chǎn)能已達(dá)357.8萬(wàn)噸/年，相比2008年產(chǎn)能提高近140萬(wàn)噸/年。近兩年，我國(guó)仍有多套新建乙二醇裝置建成投產(chǎn)，尤其是煤制乙二醇生產(chǎn)裝置發(fā)展迅速。2013年1月，\t"/news/201312/22/_blank"新疆天業(yè)(集團(tuán))有限公司利用電石爐尾氣建設(shè)的5萬(wàn)噸/年乙二醇項(xiàng)目投產(chǎn)；2月，\t"/news/201312/22/_blank"浙江天圣控股集團(tuán)有限公司的下屬全資子公司寧波禾元化學(xué)有限公司50萬(wàn)噸/年乙二醇項(xiàng)目建成投產(chǎn)，成為國(guó)內(nèi)首個(gè)由甲醇制乙二醇的工廠，該項(xiàng)目采用國(guó)內(nèi)自主研發(fā)、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的甲醇制取低碳烯烴工藝進(jìn)行生產(chǎn)，具有清潔高效、低碳、“三廢”排放少等優(yōu)點(diǎn)；7月，中石化武漢\t"/news/201312/22/_blank"石油\t"/news/201312/22/_blank"化工公司80萬(wàn)噸/年乙烯項(xiàng)目主體裝置——28萬(wàn)噸/年乙二醇裝置建成投產(chǎn)。截至2013年7月底，我國(guó)乙二醇的總生產(chǎn)能力超過(guò)500萬(wàn)噸/年。由于目前我國(guó)乙二醇的生產(chǎn)能力和產(chǎn)量還不能滿足實(shí)際生產(chǎn)的需求，因而有多家企業(yè)準(zhǔn)備新建或擴(kuò)建乙二醇生產(chǎn)裝置。在2013～2016年新建或者擴(kuò)建項(xiàng)目中，中石化和中石油的項(xiàng)目大都采用石油乙烯路線，裝置新增生產(chǎn)能力約為152萬(wàn)噸/年。由于煤制乙二醇相比煤制油、煤制烯烴的\t"/news/201312/22/_blank"投資要少得多，產(chǎn)業(yè)鏈也比后兩者短，市場(chǎng)需求明確，準(zhǔn)入門檻低，推廣起來(lái)更加容易，加上發(fā)展煤或天然氣通過(guò)合成氣制備乙二醇，符合我國(guó)缺油、少氣、\t"/news/201312/22/_blank"煤炭資源相對(duì)豐富的特點(diǎn)，是國(guó)家鼓勵(lì)類示范性項(xiàng)目，因而掀起了項(xiàng)目投資熱。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，目前在建或者計(jì)劃建設(shè)的煤制備乙二醇裝置生產(chǎn)能力約600萬(wàn)噸/年，但由于我國(guó)煤制乙二醇技術(shù)為自創(chuàng)技術(shù)，還沒(méi)有經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的工業(yè)運(yùn)行考驗(yàn)，技術(shù)還存在不完善之處，因而，裝置完全建成投產(chǎn)的可能性不大。在眾多的煤化工制備乙二醇項(xiàng)目中，2016年以前最多50%產(chǎn)能能夠建成投產(chǎn)。預(yù)計(jì)到2016年，我國(guó)乙二醇的總生產(chǎn)能力最多能夠達(dá)到約950萬(wàn)噸/年。

隨著我國(guó)聚酯工業(yè)的快速發(fā)展，我國(guó)乙二醇的消費(fèi)量不斷增加。2003年我國(guó)乙二醇的表觀消費(fèi)量只有346.2萬(wàn)噸，2007年增加到658.3萬(wàn)噸，2012年進(jìn)一步增加到1097.8萬(wàn)噸，表觀消費(fèi)量的年均增長(zhǎng)率為10.8%。近幾年，雖然我國(guó)乙二醇的生產(chǎn)能力和產(chǎn)量有較大提高，但由于需求量的不斷增長(zhǎng)，產(chǎn)品自給率仍較低，2012年僅為27.5%。聚酯是我國(guó)乙二醇的主要消費(fèi)領(lǐng)域，約占總消費(fèi)量的93.0%，其中大部分用于纖維，小部分用于片基、薄膜與瓶子。另外7.0%主要用于生產(chǎn)防凍劑、粘合劑、油漆溶劑、耐寒潤(rùn)滑油、表面活性劑以及聚酯多元醇等。我國(guó)聚酯產(chǎn)業(yè)目前產(chǎn)能過(guò)剩嚴(yán)重，裝置開工率逐年下降，一些小企業(yè)逐步退出競(jìng)爭(zhēng)。另外，受人民幣升值，出口退稅率調(diào)整以及世界金融危機(jī)等的影響，我國(guó)\t"/news/201312/22/_blank"紡織品的出口量減少，對(duì)乙二醇等原料的需求量也相應(yīng)減少。我國(guó)紡織行業(yè)還同時(shí)面臨勞動(dòng)力成本、生產(chǎn)原料、能源成本上升，環(huán)境資源約束等影響，未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)發(fā)展速度將會(huì)放緩，由此將會(huì)導(dǎo)致對(duì)乙二醇需求量的減少。但隨著我國(guó)\t"/news/201312/22/_blank"汽車工業(yè)的發(fā)展和汽車保有量的迅速增加，乙二醇在防凍液上的應(yīng)用量將會(huì)有所增長(zhǎng)?？傊?，今后幾年，我國(guó)乙二醇的需求仍將有所增長(zhǎng)，但幅度會(huì)放緩，預(yù)計(jì)2017年我對(duì)乙二醇的需求量將達(dá)到1300萬(wàn)噸，屆時(shí)的生產(chǎn)能力不會(huì)超過(guò)1000萬(wàn)噸/年，產(chǎn)不足需，仍需要通過(guò)進(jìn)口才能滿足國(guó)內(nèi)實(shí)際生產(chǎn)的需求。2014年我國(guó)乙二醇主要生產(chǎn)廠家

萬(wàn)t/a廠家名稱生產(chǎn)能力投產(chǎn)年份中石化284.4\t"/data/2015/04/11/_blank"北京燕山\t"/data/2015/04/11/_blank"石油\t"/data/2015/04/11/_blank"化工公司(1)8.01998北京東方石油化工有限公司(1)4.01996，現(xiàn)停產(chǎn)中石化揚(yáng)子石油化工公司(1)26.21999中石化\t"/data/2015/04/11/_blank"上海石油化工公司(1)60.52002/2007中石化茂名石油化工公司(2)10.51996\t"/data/2015/04/11/_blank"天津聯(lián)合化學(xué)有限公司(2)6.21996南京揚(yáng)子-巴斯夫有限公司(1)30.02005中石化鎮(zhèn)海煉化公司(3)55.02010中沙(天津)石化有限公司(3)36.02009中國(guó)石化武漢石油化工公司(1)28.02013中國(guó)石化\t"/data/2015/04/11/_blank"湖北\t"/data/2015/04/11/_blank"化肥廠(4)20.02014中石油82.9遼陽(yáng)石油\t"/data/2015/04/11/_blank"化纖公司(2)20.02007撫順石油化工公司(2)6.02000\t"/data/2015/04/11/_blank"吉林石油化工公司(1)15.91996/2002獨(dú)山子石油化工公司(1)5.01996/2002中國(guó)石油\t"/data/2015/04/11/_blank"四川石化有限責(zé)任公司(2)36.02014中海油

中海-殼牌石油化工有限公司(2)35.02006其它200.0\t"/data/2015/04/11/_blank"遼寧北方化學(xué)工業(yè)有限公司(1)20.02010\t"/data/2015/04/11/_blank"內(nèi)蒙古通遼金\t"/data/2015/04/11/_blank"煤化工有限公司(4)20.02009\t"/data/2015/04/11/_blank"河南煤化新鄉(xiāng)永金化工公司(4)20.02012河南煤化濮陽(yáng)永金化工公司(4)20.02012河南煤化安陽(yáng)永金化工公司(4)20.02012河南煤化洛陽(yáng)永金化工公司(4)20.02014河南煤化商丘永金化工公司(4)20.02014\t"/data/2015/04/11/_blank"新疆天業(yè)(集團(tuán))有限公司(5)5.02013\t"/data/2015/04/11/_blank"浙江寧波禾元化學(xué)有限公司(6)50.02013\t"/data/2015/04/11/_blank"山東華魯恒升集團(tuán)有限公司(5)5.02012合計(jì)602.3注：生產(chǎn)工藝(1)SD氧化法；(2)Shell氧化法；(3)DOW化學(xué)工藝；(4)煤化工；(5)合成氣制乙二醇；(6)MTO甲醇法。2.1.2進(jìn)出口情況2014年2月我國(guó)乙二醇進(jìn)出口數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)單位：噸，萬(wàn)美元，美元

2014年2月我國(guó)MEG進(jìn)口量在64.2萬(wàn)噸，同比去年增加1.7萬(wàn)噸，環(huán)比今年1月份減少29.4萬(wàn)噸；2月份進(jìn)口平均單價(jià)為1015.15美元/噸，較1月份下降43.37美元/噸，乙二醇進(jìn)口在1月份大幅上漲之后快速回落至合理水平。

1月份受國(guó)外廠家年底集中清罐出貨影響，港口遠(yuǎn)洋貨到港集中，加之受國(guó)家外管局發(fā)布文件，對(duì)貿(mào)易公司開轉(zhuǎn)口信用證及美金賣人民幣方式的融資方式多有限制。使得保稅貨源大量報(bào)關(guān)入境，乙二醇1月份進(jìn)口達(dá)近年來(lái)最高點(diǎn)，二月份雖相對(duì)大幅下滑但仍位于全年高位，后續(xù)美國(guó)與中國(guó)套利窗口基本處于關(guān)閉狀態(tài)，后期到港量將逐步減少，報(bào)關(guān)貨源相對(duì)下滑。

對(duì)于化纖的主要原料乙二醇仍維持70%以上的進(jìn)口依存度，多因國(guó)內(nèi)資源及技術(shù)的制約，我國(guó)乙二醇發(fā)展緩慢，而近年來(lái)隨著煤質(zhì)乙二醇的興起使得國(guó)內(nèi)供應(yīng)比重逐步增加，而多受技術(shù)壁壘影響下國(guó)內(nèi)煤制乙二醇裝置多維持相對(duì)偏低的開工率，后續(xù)技術(shù)攻關(guān)仍是乙二醇發(fā)展的關(guān)鍵。而另一主要化纖原料產(chǎn)品PTA面臨的是國(guó)內(nèi)產(chǎn)能過(guò)剩的局面，后期仍將陸續(xù)有新PTA裝置開啟，未來(lái)三年，PTA產(chǎn)能過(guò)?，F(xiàn)象依舊較為嚴(yán)重，漲跌乏力，續(xù)投增多競(jìng)爭(zhēng)加劇，進(jìn)口依存度繼續(xù)下降，整體供大于求，生產(chǎn)利潤(rùn)空間有限，貿(mào)易活躍度降低。

目前多受人民幣貶值影響，乙二醇進(jìn)口市場(chǎng)操作積極性降低，加之上游成本表現(xiàn)堅(jiān)挺，部分工廠表示面臨虧損，后續(xù)國(guó)外工廠多有檢修計(jì)劃，乙二醇后續(xù)進(jìn)口量或?qū)⒕S持走低態(tài)勢(shì)。第三章工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)中國(guó)石油化工有限公司齊魯分公司（簡(jiǎn)稱中國(guó)石化齊魯股份有限公司）始建于1966年，是一家集石油化工、鹽化工、煤化工、天然氣化工為一體的特大型煉油、化工、化纖聯(lián)合企業(yè)。

公司坐落于山東省淄博市，占地面積24.8平方公里。過(guò)40多年的建設(shè)發(fā)展，目前固定資產(chǎn)原值357億元，年?duì)I業(yè)收入600億元，擁有大型石油石化生產(chǎn)裝置112套。3.1乙二醇生產(chǎn)工藝比較乙二醇的生產(chǎn)方法主要有石油路線和非石油路線兩大類，石油路線是乙烯為原料，經(jīng)環(huán)氧乙烷制取乙二醇，非石油路線以天然氣或煤為初始原料制取合成氣，再用合成氣通過(guò)直接或間接合成法器制取乙二醇。由于石油資源日益短缺，油價(jià)增長(zhǎng)迅猛，非石油路線制取乙二醇成本優(yōu)勢(shì)明顯，各國(guó)紛紛開始研究，并取得了一定的成果1合成氣直接合成法合成氣直接合成乙二醇的方程式2CO2+3H2==C2H6O2該工藝需要經(jīng)過(guò)高溫，高壓和催化劑作用下運(yùn)行，催化劑的選擇是該工藝的技術(shù)關(guān)鍵，常用的催化劑有鈷，釕，釕銠等催化體系。該工藝在理論上具有最佳的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，目前世界各國(guó)都在研究開發(fā)之中，由于該工藝壓力需求較高，副產(chǎn)物較多，催化劑回收率較低，產(chǎn)品分離困難，距離實(shí)現(xiàn)工業(yè)化仍然有一段很大的距離。2.合成氣經(jīng)甲醇，甲醛間接合成乙二醇。由于合成氣直接合成乙二醇的難度較大，采用合成氣先合成甲醇和甲醛間接合成乙二醇的方法，就成為目前研究開發(fā)的重點(diǎn)之一。目前經(jīng)甲醇，甲醛間接合成乙二醇的研究路線主要有：甲醛羰化法，甲醛氫甲?；?，甲醇二聚法，甲醛電化二聚法，甲醛和甲酸甲酯偶聯(lián)法等。甲醛羰化法以甲醛，二氧化碳，和水為原料，在酸性催化劑作用下縮合成羥基乙酸，然后羥基乙酸與甲醇進(jìn)行酯化反應(yīng)，再進(jìn)一步加氫生成乙二醇。該法主要的缺點(diǎn)是以硫酸和氫氟酸為羥基化催化劑，污染和設(shè)備腐蝕比較嚴(yán)重，并且催化加氫的研制還存在很多不確定因素。甲醛氫甲?；ㄊ窃阝捄豌櫞呋瘎┳饔孟拢辜兹┡c合成氣甲醛合成氣進(jìn)行甲醛氫甲?；频昧u基乙酸，然后加氫制得乙二醇，該法中原料甲醛來(lái)源成本較高，并且兩步催化反應(yīng)催化劑研究發(fā)展緩慢。甲醇二聚法是通過(guò)自由基反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在引發(fā)劑存在下由甲醇生成CH2OH自由基，然后兩個(gè)自由基最終生成乙二醇。該法具有原料甲醇便宜易得，乙二醇收率較高等明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。如果生產(chǎn)規(guī)模比較大，此工藝路線具有一定優(yōu)越性。甲醛電化加氫二聚法是以低濃度甲醛水溶液為原料，反應(yīng)在連續(xù)電解槽中進(jìn)行，反應(yīng)條件溫和，原料成本比較低，乙二醇收率為90%以上 ，缺點(diǎn)主要是耗電量大，如電力資源充足，利用該技術(shù)生產(chǎn)乙二醇應(yīng)該是一條可行路線。甲醛與甲酸甲酯偶聯(lián)法是在催化劑的作用下，是甲醛與甲酸甲酯進(jìn)行縮合反應(yīng)制得乙酸甲酯，然后加氫得到乙二醇。該方法的優(yōu)點(diǎn)是原料價(jià)格低廉，而且資源豐富，無(wú)需貴金屬作為催化劑，產(chǎn)品種類多，經(jīng)濟(jì)效益好，具有很好的產(chǎn)業(yè)推廣價(jià)值3.合成氣經(jīng)草酸脂加氫制得乙二醇合成氣經(jīng)草酸酯加氫制取乙二醇，主要原料為NOCOH2醇類等，包括一氧化碳催化偶聯(lián)合成草酸脂和草酸酯催化加氫兩步反應(yīng)，反應(yīng)原料是NO與O2生成三氧化二氮再利用乙醇和三氧化二氮反應(yīng)生成亞硝酸甲酯，在Pd催化作用下CO亞硝酸脂氧化偶聯(lián)得到草酸二脂，草酸二酯再經(jīng)催化加氫得到乙二醇。反應(yīng)方程式：第一步：一氧化碳催化偶聯(lián)合成草酸酯2CO+2RONO(COOR)2+2NO2NO+1/2O2+2ROH2RONO+H2O該步反應(yīng)為CO和亞硝酸脂氣相催化合成草酸酯，反應(yīng)尾氣中的NO氣體和氧氣以及醇類反應(yīng)再生成亞硝酸脂回收利用。第二步：草酸酯催化加氫生成乙二醇（COOR)2+4H2(CH2OH)2+ROH兩步總反應(yīng)方程式：2CO+1/2O2+4H2(CH2OH)2+H2O該工藝路線為自封閉循環(huán)過(guò)程，反應(yīng)條件溫和，催化劑選擇性高且穩(wěn)定性好，所得產(chǎn)品質(zhì)量好，三廢污染少。只要用煤和天然氣制成的合成氣（CO和H2)以及空氣中的氧氣就能合成乙二醇，應(yīng)用前景廣闊。通過(guò)綜合比較乙二醇生產(chǎn)工藝選擇合成氣經(jīng)草酸脂加氫制得乙二醇，因?yàn)樵摴に嚶肪€為自封閉循環(huán)過(guò)程，反應(yīng)條件溫和，催化劑選擇性高且穩(wěn)定性好，所得產(chǎn)品質(zhì)量好，三廢污染少。只要用煤和天然氣制成的合成氣（CO和H2)以及空氣中的氧氣就能合成乙二醇，應(yīng)用前景廣闊。3.2工藝流程概述在之前的工藝比較與工藝的描述中，根據(jù)我們的實(shí)際條件可以確定合成氣經(jīng)草酸脂加氫制得乙二醇主要原料為NOCOH2醇類等。3.2.1反應(yīng)方程式（1）一氧化碳催化偶聯(lián)合成草酸酯2CO+2RONO(COOR)2+2NO2NO+1/2O2+2ROH2RONO+H2O（2）：草酸酯催化加氫生成乙二醇（COOR)2+4H2(CH2OH)2+ROH兩步總反應(yīng)方程式：2CO+1/2O2+4H2(CH2OH)2+H2O3.3工藝流程介紹3.3.1工藝流程圖合成氣草酸酯法制備乙二醇的流程示意圖1.原料氣的制備、凈化及變換：1、一氧化碳?xì)怏w的制備，通過(guò)空分制得氧氣與爐內(nèi)煤反應(yīng)制得爐氣，爐氣經(jīng)脫硫凈化送到下一工序；2、氫氣的制備，通過(guò)間歇制氣法制得半水煤氣，爐氣經(jīng)脫硫凈化，接著進(jìn)行高溫變換和低溫變換，制得氫氣。

第二步，一氧化碳原料氣的再凈化處理：從合成氣凈化裝置出來(lái)的一氧化碳原料氣，采用催化氧化技術(shù)除去氫和氧，最后以分子篩脫水。再按一定比例混入普氧或空氣，并送入載有催化劑的固定床反應(yīng)器中，催化反應(yīng)同時(shí)除去所含的氫氣和氧氣。其催化劑是負(fù)載有鉑族金屬或它們的鹽的載體催化劑。金屬主要是鉑、鈀或鉑-鈀合金。其鹽可以是硫酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽、碳酸鹽、草酸鹽、醋酸鹽、鹵化物及其絡(luò)合物等。金屬含量為載體重量的0.05～5%。載體可采用硅膠、浮石、硅藻土、活性碳、分子篩及氧化鋁等物質(zhì)。反應(yīng)溫度在50～400℃，最好在80～250℃。接觸時(shí)間在0.5～10秒。最后再導(dǎo)入分子篩床層常溫脫水。氣體中所含氮、二氧化碳、甲烷、氬不必除去。凈化后氣體中有害雜質(zhì)含量控制在硫化物≤1.15ppm，NH3≤200ppm，H2≤100ppm，O2≤1000ppm，H2O≤100ppm。該混合氣體即可作為合成草酸酯的一氧化碳原料氣。

第三步，草酸酯的合成：將凈化后的一氧化碳原料氣與亞硝酸酯混合，其含量（體積比）為：一氧化碳為25～90%，亞硝酸酯為5～40%，導(dǎo)入裝有以氧化鋁作載體的鈀催化劑的列管反應(yīng)器中進(jìn)行催化反應(yīng)。金屬含量為載體中的0.1～5%,接觸時(shí)間為0.1～20s。反應(yīng)溫度為80～200℃。反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)冷凝分離后得草酸酯。

第四步，尾氣再生：將分離了草酸酯的反應(yīng)尾氣導(dǎo)入再生塔，按NO與O2分子比為4.1:6.5，配入氧氣氧化，按醇與NO的分子比為2～6送入20%以上的醇水溶液接觸反應(yīng)，控制塔溫在相應(yīng)酯的沸點(diǎn)以上，分離醇的水溶液循環(huán)使用。當(dāng)醇的濃度低于20%時(shí)，更換新的醇液。

第五步，亞硝酸酯的回收：將再生塔得到的亞硝酸酯氣相導(dǎo)入冷凝分離塔，控制溫度在相應(yīng)酯的沸點(diǎn)以上，將亞硝酸酯氣體中的醇和水進(jìn)一步分離，其大部分亞硝酸酯（含未反應(yīng)氣體）送回合成塔循環(huán)使用，另小部分轉(zhuǎn)入壓縮冷凝塔處理。

第六步，非反應(yīng)氣體的排放：將含有非反應(yīng)氣體的亞硝酸酯導(dǎo)入壓縮冷凝塔，控制冷凝溫度在-20～40℃，壓力在0.5～4MPa，使亞硝酸酯完全液化回收，經(jīng)氣化后再導(dǎo)入合成塔循環(huán)使用，不凝氣體主要是氮?dú)夂蜕倭康募淄?、氬、一氧化碳、一氧化氮，放空排除?.草酸二甲酯加氫生產(chǎn)乙二醇流程

在反應(yīng)器中裝填40～60目的催化劑，并在反應(yīng)器兩端各裝入20～40目的石英砂，防止反應(yīng)器內(nèi)氣體溝流并固定催化劑床層。催化劑由氫氣在特定條件下還原活化，然后設(shè)定好反應(yīng)溫度和壓力。DMO溶液由高壓計(jì)量泵打入汽化器汽化，氫氣由高壓質(zhì)量流量計(jì)控制流量，進(jìn)入汽化器與汽化的DMO溶液充分混合后進(jìn)入反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)。產(chǎn)物由循環(huán)水冷卻，液體產(chǎn)物進(jìn)精餾裝置精制生產(chǎn)高純乙二醇，尾氣經(jīng)回收有用組分后送入加熱爐或鍋爐燃燒。過(guò)程模擬與優(yōu)化4.1模擬與優(yōu)化的概述化工系統(tǒng)過(guò)程模擬是計(jì)算機(jī)化工應(yīng)用中最為基礎(chǔ)、發(fā)展最為成熟的技術(shù)之一。一個(gè)化工廠流程模擬的象在十兒米至上百米的規(guī)模范圍，而其單元程子系統(tǒng)則為幾厘米至幾米大小。進(jìn)一步深模擬每個(gè)單元過(guò)程設(shè)備的內(nèi)部傳遞過(guò)程和反過(guò)程，則模擬對(duì)象小到毫米至亞微米級(jí)，而在計(jì)算分子物性或研制新的藥品時(shí)，要模擬分子的性能，這時(shí)模擬對(duì)象可小到納米級(jí)。分子模擬，化工過(guò)程的模擬和化工流程模擬。在實(shí)際的工程優(yōu)化中還經(jīng)常遇到一些需要同時(shí)兼顧，但又相互矛盾的具有多個(gè)優(yōu)化目標(biāo)的優(yōu)化命題。如裝置設(shè)計(jì)中的精餾塔，反應(yīng)釜設(shè)計(jì)，既希望用料盡可能節(jié)省，同時(shí)又希望使用使安全度要大，而這兩個(gè)目標(biāo)是相互制約的。此外，流程工業(yè)的大規(guī)模生產(chǎn)中還存在著追求經(jīng)濟(jì)效益最大化與滿足日益強(qiáng)烈的環(huán)保要求，即社會(huì)效益之間的矛盾。因此我們對(duì)于該工藝中過(guò)程或系統(tǒng)，在滿足一定約束條件下尋找其最佳結(jié)果。為了對(duì)“最佳結(jié)果”進(jìn)行量化，需定義目標(biāo)函數(shù)以作為評(píng)價(jià)某一特定解下過(guò)程或系統(tǒng)“好”的程度。典型的目標(biāo)函數(shù)可為產(chǎn)量最大，操作成本最低，原料利用率最高，能量消耗最小，經(jīng)濟(jì)效益最大，投資成本最低等一系列經(jīng)濟(jì)指標(biāo)函數(shù)。此外，化工過(guò)程中理想，非理想混合物的自由能及熵值計(jì)算等也可作為目標(biāo)函數(shù)；為確定目標(biāo)函數(shù)值，還需要定義決策變量，這些變量一般具有明確的物理意義，如裝置的尺寸，操作溫度，壓力，進(jìn)料流量等；而過(guò)程操作中的一些限制，設(shè)計(jì)規(guī)定，產(chǎn)品純度要求，相關(guān)的質(zhì)量平衡，能量平衡，相平衡方程，變量的上下界約束的相關(guān)之間的關(guān)系等則構(gòu)成了優(yōu)化命題的約束條件。尋優(yōu)過(guò)程中，將從全局著想，將所有生產(chǎn)操作成本，進(jìn)料成本與產(chǎn)品價(jià)值同時(shí)考慮，找到少投多產(chǎn)的生產(chǎn)條件，最終目標(biāo)是使企業(yè)獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益。4.2主要的化工模擬軟件及選擇現(xiàn)在化工過(guò)程模擬軟件已經(jīng)廣泛地被應(yīng)用于化工過(guò)程的設(shè)計(jì)、測(cè)試、優(yōu)化和過(guò)程的整合。目前常用的化工模擬軟件為AspenPlus11.1版，本項(xiàng)目在當(dāng)前的研究成果基礎(chǔ)上，對(duì)合成氣制備乙二醇的過(guò)程進(jìn)行流程模擬與優(yōu)化。主要工作是基于化工過(guò)程模擬系統(tǒng)AspenPlus來(lái)完成的。在使用AspenPlus進(jìn)行模擬計(jì)算時(shí)，基本的步驟為：(1)構(gòu)建流程；(2)進(jìn)行全局設(shè)定；(3)規(guī)定流程中涉及的組分；(4)選擇計(jì)算的物性方法；(5)輸入物流的輸入及各操作單元的設(shè)定：(6)運(yùn)行模擬計(jì)算；(7)查看模擬結(jié)果。AspenPlus在流程模擬計(jì)算上具有強(qiáng)大的用途，可以進(jìn)行關(guān)于精餾、吸收、換熱、反應(yīng)等各通用化工過(guò)程的模擬計(jì)算。但是基于化學(xué)工程學(xué)科的認(rèn)識(shí)，我們知道化學(xué)工程學(xué)科不是一門純計(jì)算的理論學(xué)科，它是--f-]理論結(jié)合實(shí)踐的綜合學(xué)科。所以這門學(xué)科在任何時(shí)候都不可能在模擬計(jì)算的軟件平臺(tái)上簡(jiǎn)單的完成想要的設(shè)計(jì)方面或其他方面的模擬計(jì)算，因?yàn)楹芏嗟幕み^(guò)程中涉及很多參數(shù)需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行測(cè)定甚至關(guān)聯(lián)得到。所以隨著學(xué)科的不斷完善和發(fā)展，該模擬軟件的用途也會(huì)越來(lái)越普遍。正因?yàn)榛瘜W(xué)工程是一門實(shí)驗(yàn)學(xué)科，所以在進(jìn)行任何模擬計(jì)算之前，我們需要知道很多關(guān)于待模擬的工藝過(guò)程所涉及的物質(zhì)的基本性質(zhì)。如果涉及分離過(guò)程，還要知道待分離物質(zhì)之間的交互作用參數(shù)以及該模擬體系適宜的熱力學(xué)物性方法；另外如果模擬過(guò)程涉及到反應(yīng)過(guò)程，想要考察溫度、壓力、反應(yīng)器大小、空速等因素對(duì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的影響，還需要實(shí)驗(yàn)研究得到該反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程，對(duì)于更符合實(shí)際的模擬要求，一些副反應(yīng)也是需要考慮的，但這樣過(guò)程就變得復(fù)雜多了。4.3合成氣制乙二醇流程及相關(guān)物性估算采用AspenPlus進(jìn)行流程模擬計(jì)算所使用的物質(zhì)的物性都是從軟件自帶的數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)用的，但對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)中目前沒(méi)有收錄的物質(zhì)或者已收錄的物質(zhì)的性質(zhì)不完整的，需要通過(guò)查詢或進(jìn)行估算進(jìn)行補(bǔ)充，否則模擬計(jì)算過(guò)程是無(wú)法進(jìn)行的。合成氣制乙二醇過(guò)程中涉及到的亞硝酸甲酯和草酸二甲酯兩個(gè)組分的物性不完善，其中AspenPlus的數(shù)據(jù)庫(kù)沒(méi)有組分亞硝酸甲酯，而草酸二甲酯則是物性不全，都需要借助AspenPlus中的物性估計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行估算補(bǔ)充。4.3.1亞硝酸甲酯的物性估算亞硝酸甲酯與硝基甲烷是同分異構(gòu)體，它們的結(jié)構(gòu)式見(jiàn)圖32。亞硝酸甲酯在常溫常壓下是一種有毒、無(wú)色無(wú)味、比空氣重的氣體，易燃易爆，在受熱和光照的條件下容易分解。亞硝酸甲酯有毒的原因是它能和血液中的紅細(xì)胞作用形成高鐵血紅蛋白，使紅細(xì)胞喪失攜帶氧的能力，輕度中毒者癥狀為為嘴唇、指甲呈現(xiàn)紫紺色，嚴(yán)重者若不及時(shí)搶救將死亡。亞硝酸甲酯的可查閱到的基本物性很少，目前可以知道的是其沸點(diǎn)．12。C，由網(wǎng)上數(shù)據(jù)庫(kù)【99】查詢得亞硝酸甲酯的氣相標(biāo)準(zhǔn)生成焓為．65．444-0．84kJ／mol(byRayandGershon，1962)，其標(biāo)準(zhǔn)汽化熱為22．64-0．2kJ／lnol(byGrayandPratt，1958)。下面在AspenPlus中進(jìn)行亞硝酸甲酯的基本物性估計(jì)。在估計(jì)計(jì)算過(guò)程運(yùn)行之前，需要亞硝酸甲酯的結(jié)構(gòu)式、分子量和沸點(diǎn)等基本數(shù)據(jù)。其結(jié)構(gòu)式見(jiàn)圖3．2，分子量為61．04，沸點(diǎn)為．12。C。物性估算不僅可以估算出一些基本的標(biāo)量物性，還可以推測(cè)出一些與溫度相關(guān)的。I'k-質(zhì)的關(guān)聯(lián)方程參數(shù)。亞硝酸甲酯的物性估計(jì)結(jié)果見(jiàn)表3．1。這里只列出了估算出的純物質(zhì)的標(biāo)量物性，而隨溫度變化的物性的關(guān)聯(lián)方程的參數(shù)沒(méi)有列出，因?yàn)樗鼈兣c具體的關(guān)聯(lián)方程有密切關(guān)系，單獨(dú)列出這些參數(shù)沒(méi)有具體的意義。標(biāo)量性質(zhì)是設(shè)計(jì)計(jì)算中必需的，但是在模擬計(jì)算過(guò)程中使用的更多的還是與溫度相關(guān)的一些性質(zhì)，所以對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)中沒(méi)有的物質(zhì)，這些性質(zhì)的估算結(jié)果很重要，缺少它們模擬計(jì)算過(guò)程就無(wú)法進(jìn)行。上面估算出的數(shù)據(jù)中的理想氣體的標(biāo)準(zhǔn)生成焓為．66．990kJ／mol，與查詢得到的一65．444-o．84kJ／tool(byRayandGershon，1962)q艮接近，相對(duì)誤差為2．4％；標(biāo)準(zhǔn)汽化熱的估算值為24．962kJ／1nol，查詢得到的值為22．64-0．2kJ／lnol(byGraymadPratt．1958)，相對(duì)誤差為10．5％。4.3.2草酸二甲酯的物性估算與亞硝酸甲酯相比，可獲得的草酸二甲酯(DMO)的數(shù)據(jù)相對(duì)來(lái)說(shuō)要豐富一些，至少草酸二甲酯在AspenPlus的數(shù)據(jù)庫(kù)中是可以檢索到的。但是數(shù)據(jù)庫(kù)中帶有的只是草酸二甲酯的少量的基本物性。因此為了模擬過(guò)程的順利進(jìn)行，對(duì)草酸二甲酯的物性進(jìn)行估算也是很有必要的。草酸二甲酯的結(jié)構(gòu)式如圖3．3所示。草酸二甲酯在常溫下為單斜形結(jié)晶，其熔點(diǎn)為54。C，沸點(diǎn)163．5℃，溶解于醇和醚中。在開發(fā)合成氣革酸酯法制備乙二醇工藝之前，草酸二甲酯有很多用途，是重要的有機(jī)化工原料，其可用于制備各種染料、醫(yī)藥、萃取劑、重要的溶劑以及其他中間體。例如，草酸二甲酯水解得到草酸可用于生產(chǎn)金霉素、土霉素，也可以用于合成維生素B13的中間體；草酸二甲酯在輕工業(yè)中可以用來(lái)制取麥芽糖、制革、除銹、拋光和漂白；另外在冶金工業(yè)中用于鈦粉還原和沉淀分離稀土金屬：草酸酯氨解可以制備草酰胺用作緩效氮肥。H3CO、∥≯一≮cH；由于草酸二甲酯在AspenPlus自帶的數(shù)據(jù)庫(kù)中可以檢索到，所以先將看由數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索得到的物性數(shù)據(jù)列于表3．2中。由表3．2中可以看出，草酸二甲酯的基本物性不夠完整，例如缺少汽化熱和焓等數(shù)據(jù)，因此有必要對(duì)草酸二甲酯進(jìn)行物性估算。在物性估算前輸入草酸二甲酯的結(jié)構(gòu)式、分子量、沸點(diǎn)等最基本的物性，通過(guò)Aspen中的PropertyEsthnation估算得到的草酸二甲酯的基本物性見(jiàn)表3．3。將表3．2與表3．3進(jìn)行比較，可以看出，估算出的草酸二甲酯的基本物性與Aspen數(shù)據(jù)庫(kù)中自帶的基本物性很接近。表3．3中只列出了估算出的一些基本標(biāo)量性質(zhì)，還有一些隨著溫度變化的基本性質(zhì)，如熱容參數(shù)方程、汽化熱方程參數(shù)等基本性質(zhì)，這里就不另外列表給出了。在模擬計(jì)算中，數(shù)據(jù)庫(kù)中自帶的數(shù)據(jù)優(yōu)先采用，缺少的數(shù)據(jù)才采用估算的值。4.3.3偶聯(lián)合成草酸二甲酯過(guò)程的設(shè)計(jì)與模擬由一氧化碳進(jìn)行氧化偶聯(lián)反應(yīng)合成草酸二甲酯是合成氣路線制備草酸二甲酯的第一步。CO氧化偶聯(lián)制備草酸二甲酯(DM0)的過(guò)程還能夠分為CO羰化偶聯(lián)反應(yīng)和亞硝酸甲酯(MN)的再生過(guò)程。這整個(gè)過(guò)程中涉及到的與反應(yīng)有關(guān)的主要物質(zhì)有CO、甲醇、02、NO、H20亞硝酸甲酉目、碳酸二甲酯(DMC)以及草酸二甲酯，另外N2在體系中充當(dāng)惰性氣體。在整個(gè)CO偶聯(lián)合成草酸二甲酯的過(guò)程中，實(shí)際被不斷消耗的原料是CO、02以及甲醇，NO和亞硝酸甲酯是在CO偶聯(lián)反應(yīng)器和亞硝酸甲酯再生反應(yīng)器之間循環(huán)的。其實(shí)站在整個(gè)工藝的角度里考慮，甲醇也是不斷循環(huán)的：在合成草酸二甲酯工段，甲醇充當(dāng)?shù)氖欠磻?yīng)物。其中碳酸二甲酯是CO偶聯(lián)反應(yīng)過(guò)程中主要的副產(chǎn)物，其反應(yīng)式如式4．1。2CH30NO+CO斗CO(OCH3)2+2NO(4．1)本論文擬對(duì)2．5萬(wàn)t／a的合成氣制乙二醇的工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)與模擬。下面分別對(duì)亞硝酸酯的再生過(guò)程、CO偶聯(lián)合成草酸二甲酯過(guò)程以及甲醇與碳酸二甲酯的分離過(guò)程進(jìn)行設(shè)計(jì)與模擬。4.4亞硝酸甲酯再生過(guò)程的設(shè)計(jì)與模擬4.4.1再生工藝及模擬再生反應(yīng)精餾塔中體系復(fù)雜，涉及甲醇、亞硝酸甲酯、水、CO、NO、02等多種組分，是高度非理想的體系。擬采用活度系數(shù)物性模型NRTL—RK進(jìn)行過(guò)程的模擬計(jì)算。亞硝酸甲酯的再生反應(yīng)是氣相快速反應(yīng)，設(shè)計(jì)在一個(gè)反應(yīng)精餾塔中完成。反應(yīng)精餾塔中發(fā)生的主反應(yīng)見(jiàn)式4．2。NO+0．250，+CH，OH--+CH，ONO+O．5H，0(4．2)其動(dòng)力學(xué)方程見(jiàn)式413所示。r：0．03815exp(一竿)碌。硭，，(4．3)上式中7．為亞硝酸甲酯的生成速率，單位為kmol／(m3-s)；PNO*[IPo：分別為NO和02的氣相分壓，單位為Pa。以上方程根據(jù)文獻(xiàn)【】00，1叫結(jié)果修正得到。進(jìn)入反應(yīng)精餾塔有兩股進(jìn)料，一股來(lái)自于羰化偶聯(lián)反應(yīng)后的不凝氣，另外一股為液相甲醇。其中氣相從塔的下部進(jìn)入，液相甲醇則從塔的上部進(jìn)入。進(jìn)料的組成參考文獻(xiàn)【loo】，氣相進(jìn)料中之所以會(huì)有氮?dú)?，是因?yàn)閬喯跛峒柞ピ诜磻?yīng)溫度下為氣態(tài)，容易發(fā)生爆炸，且其有毒。在反應(yīng)體系中加入氮?dú)獬洚?dāng)惰性氣體，起到保護(hù)作用。亞硝酸甲酯再生反應(yīng)的塔的模擬圖見(jiàn)圖4．1。模擬的條件如下：反應(yīng)精餾塔的總塔板數(shù)為20塊，液相甲醇自塔的上部第6塊板進(jìn)料，來(lái)自于偶聯(lián)反應(yīng)后含有NO的不凝氣從塔下部第14塊板下部入塔，即設(shè)置的反應(yīng)段級(jí)數(shù)為9級(jí)；反應(yīng)的停留時(shí)間設(shè)置為8second；塔頂氣相采出量為1204．4lanol／h，塔頂液相回流量為424lqnol／h。4．4.2塔頂采出量及回流量的模擬優(yōu)化下面在以上模擬的基礎(chǔ)上，對(duì)反應(yīng)精餾塔的塔頂采出量和回流量進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化的目的在于使反應(yīng)充分進(jìn)行，并使生成的亞硝酸甲酯盡可能多的從塔頂采出，即提高反應(yīng)中生成的亞硝酸甲酯的回收率；另外反應(yīng)中生成的副產(chǎn)物H20盡可能的由塔底排出。在完成以上目標(biāo)的同時(shí)，也希望裝置的能耗較低，在這里反映出來(lái)就是采用較小的回流比。在模擬時(shí)，筆者先對(duì)回流量進(jìn)行考察，以確定適宜的回流量。然后調(diào)整塔項(xiàng)的采出量以使反應(yīng)精餾塔中氣相進(jìn)料的甲醇量與氣相采出中的甲醇量大致相當(dāng)，也就是液相的甲醇進(jìn)料由反應(yīng)和從塔底排出兩部分消耗。首先固定塔頂采出量為39800kg／h，考察回流量對(duì)塔頂物流H20的含量、塔釜物流MN的含量，02轉(zhuǎn)化率以及塔頂塔釜熱負(fù)荷的影響。隨著回流量的增大，塔頂采出物流中H20的含量及塔釜物流中MN的含量均降低，盡管影響不是很顯著。在回流量的變化范圍內(nèi)，塔頂物流中H20的含量均小于6。5ppm，塔釜物流中MN的含量均小于100ppm。由圖4．8可知，在考察范圍內(nèi)，隨著回流量的增加，02的轉(zhuǎn)化率開始增加，當(dāng)回流量增加到410hnol／11時(shí)，02的轉(zhuǎn)化率達(dá)基本達(dá)到100％，再繼續(xù)增加回流量，其轉(zhuǎn)化率維持不變。其中回流量超過(guò)400kmol／h后，02的轉(zhuǎn)化率就達(dá)到99．99％以上。由圖4．9可知，塔釜再沸器的熱負(fù)荷隨著回流量的增加而呈現(xiàn)線性增加，且回流量的改變對(duì)塔釜再沸器的熱負(fù)荷影響較大。從這個(gè)角度考慮，在達(dá)到目標(biāo)的前提下回流應(yīng)越小越好4.5氧化偶聯(lián)反應(yīng)過(guò)程的模擬前面已經(jīng)提及，反應(yīng)部分的模擬由于缺乏較好的動(dòng)力學(xué)參數(shù)，采用轉(zhuǎn)化率模型代替動(dòng)力學(xué)過(guò)程表示反應(yīng)過(guò)程。這里參考文獻(xiàn)，合理假定基于所使用的催化劑，以亞硝酸甲酯為基準(zhǔn)，其轉(zhuǎn)化率為81％，而草酸二甲酯的選擇性為90％。含有亞硝酸甲酯的混合氣與CO混合后，預(yù)熱至135。C，然后通過(guò)固定床反應(yīng)器進(jìn)行催化偶聯(lián)反應(yīng)。另外反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)產(chǎn)生的熱量為3．345x106W。在反應(yīng)過(guò)程中，產(chǎn)生的這些熱量需要通過(guò)產(chǎn)生水蒸氣帶走。另外從模擬結(jié)果計(jì)算，反應(yīng)器中基于亞硝酸甲酯的轉(zhuǎn)化率為81．0％，其中草酸二甲酯的選擇性為90．0％，碳酸二甲酯的選擇性為i0．0％，與設(shè)計(jì)相符合。4.5.1草酸二甲酯精餾分離的模擬經(jīng)洗滌吸收后草酸二甲酯、碳酸二甲酯、甲醇及少量氣體成分的混合液需要通過(guò)精餾將中間合成目標(biāo)產(chǎn)物草酸二甲酯分離出來(lái)，以用于后續(xù)加氫。本模擬過(guò)程中完成此任務(wù)的裝置是COLUM—O1精餾塔，此精餾塔塔頂設(shè)置的是一個(gè)分凝器，冷凝的液相用于回流，氣相直接采出去后續(xù)的氣提工段回收不凝氣體，用于循環(huán)。采用的精餾塔的理論板數(shù)為23塊，11塊為進(jìn)料板，摩爾回流比為0．36，塔頂氣相的摩爾采出率為O．7086，精餾塔在常壓下操作。在此條件下的模擬結(jié)果見(jiàn)表4．5。由結(jié)果可知草酸二甲酯全部經(jīng)塔底排出，塔頂碳酸二甲酯的回收率達(dá)到98．7％。表草酸二甲酯精餾塔的模擬結(jié)果4.5.2循環(huán)氣回收過(guò)程的模擬草酸二甲酯分離出去以后，要回收甲醇和碳酸二甲酯混合液中的少量CO、MN等氣體，與甲醇洗滌冷凝塔的氣相物流匯合后，循環(huán)用于反應(yīng)精餾過(guò)程中亞硝酸甲酯的再生。此部分少量氣體從甲醇與碳酸二甲酯的混合液中分離出來(lái)，采用沒(méi)有再沸器的精餾塔來(lái)完成。來(lái)自草酸二甲酯精餾塔上部的氣相物流直接進(jìn)入精餾塔的底部，塔頂采用分凝器，塔項(xiàng)得到回收的混合氣體，塔的下部則主要是甲醇與碳酸二甲酯的混合液，后續(xù)過(guò)程中將碳酸二甲酯與甲醇分離開，碳酸二甲酯作為副產(chǎn)品，而甲醇則可以循環(huán)用于洗滌冷凝過(guò)程。由于甲醇與碳酸二甲酯存在共沸點(diǎn)，它們的分離需要采用特殊的方法，將在后面單獨(dú)討論。此精餾塔在常壓下操作，塔頂氣相采出率為0．1591。模擬發(fā)現(xiàn)，隨著精餾塔理論級(jí)數(shù)的增多，塔頂排出的氣體中碳酸二甲酯的含量就越少。當(dāng)理論級(jí)數(shù)為35時(shí)，塔頂氣相物流中碳酸二甲酯的摩爾含量?jī)H為306ppm。4.6碳酸二甲酯與甲醇分離過(guò)程的設(shè)計(jì)與模擬在上一部分已經(jīng)提到副產(chǎn)物碳酸二甲酯和甲醇需要進(jìn)行分離，一方面甲醇可以回收用于吸收洗滌過(guò)程，另一方面分離得到的碳酸二甲酯可以作為產(chǎn)品出售帶來(lái)附加經(jīng)濟(jì)效益。由于碳酸二甲酯和甲醇的混合液存在共沸點(diǎn)，它們的分離不是常規(guī)方法所能實(shí)現(xiàn)的。目前研究的用于分離碳酸二甲酯和甲醇的特殊方法主要有變壓精餾、共沸精餾和萃取精餾三種。文獻(xiàn)[i04]對(duì)以上三種分離碳酸二甲酯和甲醇的方法進(jìn)行了比較，表明變壓精餾的方法最可行，共沸精餾流程復(fù)雜、能耗高，萃取精餾分離出的碳酸二甲酯純度低，而變壓精餾過(guò)程不需引入溶劑，流程相對(duì)簡(jiǎn)單，得到的DMC產(chǎn)品純度高。所以本文采用變壓精餾的方法來(lái)分離碳酸二甲酯和甲醇。有學(xué)群105,1061對(duì)變壓精餾分離碳酸二甲酯和甲醇的混合物已經(jīng)做了研究。但是這些研究主要是針對(duì)常壓下的碳酸二甲酯與甲醇的共沸體系，其中碳酸二甲Nfl"J質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％，甲醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70％。而本文中所涉及的碳酸二甲酯與甲醇的混合液中碳酸二甲酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低，為15％以下，其分離的難度更大。文獻(xiàn)【107】和專利【1081專門針對(duì)合成氣生產(chǎn)乙二醇過(guò)程中低含量碳酸二甲酯的甲醇溶液的分離做了研究。但是，文獻(xiàn)【107】中只是提供了模擬的方法并進(jìn)行模擬分離得到了高純度的碳酸二甲酯，卻并未進(jìn)行甲醇和碳酸二甲酯完全分離的模擬。而專利【108】中提供了很好的基本方法思路，但兩個(gè)精餾塔分別在減壓和加壓的條件下操作。本文的研究的是以常壓-7J口壓精餾流程分離碳酸二甲酯與甲醇。4.7加氫制乙二醇過(guò)程的設(shè)計(jì)與模擬由合成氣制備乙二醇主要分為草酸二甲酯的合成與草酸二甲酯的加氫兩個(gè)部分，前面已經(jīng)對(duì)草酸二甲酯的合成以及碳酸二甲酯的分離等過(guò)程進(jìn)行了模擬討論，本章對(duì)草酸二甲酯的加氫以及產(chǎn)物乙二醇的分離純化過(guò)程進(jìn)行模擬研究。草酸二甲酯加氫制備乙二醇是連串反應(yīng)，首先是草酸二甲酯(DMO)JJfl氫制備乙醇酸甲酯(MG)，然后乙醇酸甲酯繼續(xù)加氫生成目標(biāo)產(chǎn)物乙二醇(EG)，而產(chǎn)物乙二醇繼續(xù)加氫則會(huì)生成乙醇(ETOH)另外在反應(yīng)器中，除了以上三個(gè)反應(yīng)外，還會(huì)發(fā)生很復(fù)雜的其他副反應(yīng)，生成少量如l，2．丙二醇(PG)、1，2一丁二醇(BDO)、二甘醇(一縮二乙二醇，DEG)等物質(zhì)。本部分研究的模擬工藝簡(jiǎn)述如下：由草酸二甲酯合成工段合成得到的草酸二甲酯先加壓，然后與加壓后的氫氣混合預(yù)熱至反應(yīng)器入口溫度，經(jīng)過(guò)反應(yīng)器反應(yīng)后進(jìn)入冷凝器進(jìn)行冷凝，冷凝器上部出來(lái)的不凝氣主要是氫氣，加壓后與入口氫氣匯合循環(huán)進(jìn)入反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后的乙二醇及其他副產(chǎn)物冷凝液進(jìn)入分離工序進(jìn)行分離純化，其中先分離得到的甲醇回收后可循環(huán)用作亞硝酸甲酯再生反應(yīng)的原料，然后分離乙醇、水、乙醇酸甲酯、草酸二甲酯等輕組分，此輕組分中的乙醇酸甲酯和草酸二甲酯可以回收用做繼續(xù)加氫制各乙二醇的原料。剩下的重組分中則是合成得到的乙二醇粗產(chǎn)品，含有少量1，2．丙二醇、1，2．丁二醇和二甘醇等難以分離的雜質(zhì)。第五章總圖運(yùn)輸5.1設(shè)計(jì)依據(jù)《工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計(jì)規(guī)范》GB5018739《石油化工企業(yè)廠區(qū)總平面布置設(shè)計(jì)規(guī)范》SH/T30532002《化工企業(yè)總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)規(guī)范》GB504892009《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB500162006《廠礦道路設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ2287《壓縮機(jī)廠房建筑設(shè)計(jì)規(guī)定》HG/T206732005《化工管道設(shè)計(jì)規(guī)范》HG/T2069587《化工設(shè)備管道外防腐設(shè)計(jì)規(guī)定》HG/T2067990《化工工廠總圖運(yùn)輸施工圖設(shè)計(jì)檔編制深度規(guī)定》HG/T2056194《標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路建筑限界》GB146.283《廠礦道路設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ2287《化工企業(yè)總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)規(guī)范》HGJ1-85《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GBJ16-87《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)定》GB50160-1999《化工企業(yè)安全衛(wèi)生設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》HG20571-1995《工廠企業(yè)廠房噪音標(biāo)準(zhǔn)》GB2348-1990《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)定》GB50058-92《化工企業(yè)總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)規(guī)范》HG/T206411-1998《化工工廠總圖運(yùn)輸工圖設(shè)計(jì)文件編制深度規(guī)定》HG/T20561-1994《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50160-2008《石油化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：企業(yè)廠區(qū)總平面布置設(shè)計(jì)規(guī)范》SH/T3053-2002《總圖制圖標(biāo)準(zhǔn)》GBJ103-87《工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50187-935.2廠區(qū)概況5.2.1地理優(yōu)勢(shì)：淄博位于中國(guó)華東地區(qū)、山東省中部，地處黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)、山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)兩大國(guó)家戰(zhàn)略經(jīng)濟(jì)區(qū)與省會(huì)城市群經(jīng)濟(jì)圈的重要交匯處，南依沂蒙山區(qū)與臨沂接壤，北臨華北平原與東營(yíng)、濱州相接，東接濰坊，西與省會(huì)濟(jì)南接壤。淄博為山東第三座省轄市，是齊文化的發(fā)祥地、中國(guó)歷史文化名城、全國(guó)文明城市、中國(guó)城市GDP40強(qiáng)，位列社科院2014年中國(guó)城市綜合經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力排行榜第34名。[1-2]

淄博是一座組群式城市，在山東省內(nèi)建成區(qū)面積及城鎮(zhèn)化率僅次于濟(jì)南、青島，為中華人民共和國(guó)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)具有地方立法權(quán)及轄縣權(quán)的“較大的市”和山東半島經(jīng)濟(jì)開放區(qū)城市，是山東區(qū)域中心城市之一、山東半島城市群的核心城市之一和省會(huì)城市群經(jīng)濟(jì)圈次中心城市。淄博是全國(guó)首批科技興市試點(diǎn)市和國(guó)家級(jí)星火技術(shù)密集區(qū)，為全國(guó)重要的石油化工基地；市內(nèi)建有齊魯化學(xué)工業(yè)區(qū)，是繼上海、南京之后，國(guó)家發(fā)改委正式批準(zhǔn)設(shè)立的國(guó)內(nèi)第三家專業(yè)化工園區(qū)；市內(nèi)設(shè)有齊魯股權(quán)托管交易中心（齊魯股權(quán)交易中心）。\o"山東城市夜景地圖（衛(wèi)星圖）"淄博市位于北緯35°55′20″～37°17′14″，東經(jīng)117°32′15″～118°31′00″之間，地處魯中山區(qū)與華北平原的接合部，南依沂蒙山區(qū)與臨沂接壤，北臨華北平原與東營(yíng)、濱州相接，東接濰坊，西與省會(huì)濟(jì)南接壤。5.2.2地貌淄博市地勢(shì)南高北低，南部及東西兩翼山巒起伏，中部低陷向北傾伏，南北高差千余米。以膠濟(jì)鐵路為界，以南大部分為山區(qū)、丘陵，巖溶地貌發(fā)育；以北大部分為山前沖積平原和黃泛平原，土地平坦肥沃。北部有黃河、小清河流經(jīng)，發(fā)源于市域內(nèi)的河流有沂河、淄河、孝婦河等。淄博市山區(qū)、丘陵、平原面積分別占市域面積的42.0%、29.9%和28.1%淄博南北狹長(zhǎng)，南北最大縱距151公里，東西最大橫距87公里；地理位置處山東中部，交通發(fā)達(dá)，是溝通中原地區(qū)和山東半島的咽喉要道，是山東省重要的交通樞紐城市5.2.3地質(zhì)\o"淄博市自然風(fēng)景"淄博市以齊河－廣饒斷裂為界，以南屬魯西臺(tái)背斜魯中隆起區(qū)，以北屬濟(jì)陽(yáng)坳陷區(qū)。魯中隆起區(qū)由基底巖系和蓋層組成?；讕r系由泰山巖群和新太古代—古元古代花崗巖構(gòu)成，經(jīng)歷多期變質(zhì)作用。蓋層以寒武紀(jì)、奧陶紀(jì)地層為主，淄博盆地、沂源盆地、魯村盆地內(nèi)發(fā)育石炭紀(jì)、二疊紀(jì)及中生代的沉積。濟(jì)陽(yáng)坳陷區(qū)完全被第四紀(jì)地層覆蓋。境內(nèi)巖漿巖分布較廣，前寒武紀(jì)變質(zhì)巖漿巖分布于市區(qū)南部的基底巖系中，中生代燕山期巖漿巖分布于中北部的斷裂交匯或褶皺發(fā)育區(qū)。5.2.4氣候地處暖溫帶，屬半濕潤(rùn)半干旱的大陸性氣候。淄博市年平均氣溫12.5℃～14.2℃，年平均日照時(shí)數(shù)為2209.3～2523.0小時(shí)，年平均無(wú)霜期190～210天5.2.5水文河流。淄博市河流均為雨源型河流。主要有沂河水系的沂河，大汶河水系的新汶河、汶河、牛角河，彌河水系的三岔河，小清河水系的淄河、孝婦河、烏河、豬龍河、澇淄河；此外還有支脈河水系的支脈河、北支新河。黃河與小清河為過(guò)境河流。淄博市超過(guò)10公里的大小河流78條，平均河流密度0.295公里/平方公里。湖泊。淄博市主要有馬踏湖、錦秋湖、青沙湖、大蘆湖4個(gè)湖泊，湖區(qū)面積13926.8公頃。其中馬踏湖、錦秋湖、青沙湖皆分布在桓臺(tái)東北、西北部,處于魯山北麓山前沖積平原和黃泛平原迭交地帶。青沙湖為小清河水系非常滯洪區(qū),勝利河穿過(guò)此湖入小清河。大蘆湖處于黃泛平原區(qū)的高青縣東北部。泉群。淄博市內(nèi)的地下徑流，由于受地貌、巖性、構(gòu)造因素的制約影響，一部分以天然泉的形式，沿構(gòu)造破碎帶和碳酸鹽巖類與上覆弱透水層的迭夾帶上升溢出，形成許多巖溶地下水上升泉群及其他巖組泉群。泉群在60年代以前，常年涌水，水質(zhì)良好。自20世紀(jì)80年代后，由于大量開采地下水，加之干旱年份偏多，多數(shù)泉群干涸消失，少數(shù)涌水量大減或呈季節(jié)泉。5.3廠區(qū)布置方案5.3.1總平面布置的要求(1)在符合生產(chǎn)流程、操作要求和使用功能的前提下，建筑物、構(gòu)筑物等設(shè)施，應(yīng)聯(lián)合多層布置；采用聯(lián)合化、露天化、一體化布置。(2)工藝流程順直，物料管線短捷，盡量縮短各裝置和設(shè)施之間的物料輸送距離。生產(chǎn)裝置管理及控制采取相對(duì)集中的布置原則。(3)根據(jù)生產(chǎn)特點(diǎn)，廠區(qū)按功能要求分區(qū)布局，合理地確定通道寬度；(4)廠區(qū)、功能分區(qū)及建筑物、構(gòu)筑物的外形宜規(guī)整；(5)功能分區(qū)內(nèi)各項(xiàng)設(shè)施的布置，應(yīng)緊湊、合理；(6)合理組織人流和物流，避免相互干擾。(7)嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)國(guó)家防火、安全，衛(wèi)生規(guī)范和規(guī)定(8)分期建設(shè)的工業(yè)企業(yè)，近遠(yuǎn)期工程應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃。近期工程應(yīng)集中、緊湊、合理布置，并應(yīng)與遠(yuǎn)期工程合理銜接。輔助生產(chǎn)設(shè)施及公用工程盡量靠近負(fù)荷中心；(9)遠(yuǎn)期工程用地宜預(yù)留在廠區(qū)外，只有當(dāng)近、遠(yuǎn)期工程建設(shè)施工期間隔很短，或遠(yuǎn)期工程和近期工程在生產(chǎn)工藝、運(yùn)輸要求等方面密切聯(lián)系不宜分開時(shí)，方可預(yù)留在廠區(qū)內(nèi)。其預(yù)留發(fā)展用地內(nèi)，不得修建永久性建筑物、構(gòu)筑物等設(shè)施。本工程總圖設(shè)計(jì)根據(jù)廠區(qū)地理位置、交通運(yùn)輸、地形、地質(zhì)、氣象等條件及工廠經(jīng)營(yíng)和發(fā)展的要求，本著有利生產(chǎn)、方便管理、確保安全、保護(hù)環(huán)境、節(jié)約用地的原則布置的，并遵循我國(guó)有關(guān)的防火、安全、消防等規(guī)范。5.3.2工廠組成本工程根據(jù)功能分區(qū)，主要包括以下幾個(gè)部分：1.行政管理區(qū)包括綜合辦公樓（含辦公、環(huán)保監(jiān)測(cè)站、中央調(diào)度室）、消防站、車庫(kù)等。2.倉(cāng)庫(kù)區(qū)包括綜合倉(cāng)庫(kù)、化學(xué)品庫(kù)、備品備件庫(kù)。3.生產(chǎn)裝置區(qū)生產(chǎn)工段、再生工段、冷卻工段、壓縮工段、干燥工段、精餾工段及其附屬的集中控制室。4.輔助生產(chǎn)及公用工程區(qū)包括熱電車間、總變電站、循環(huán)水系統(tǒng)、凈水站、消防水系統(tǒng)等。5.罐區(qū)包括石腦油貯罐、甲醇貯罐、甲苯貯罐、C9芳烴貯罐、苯、氫氣儲(chǔ)罐等原料及成品對(duì)二甲苯貯罐。6.產(chǎn)品運(yùn)輸區(qū)包括公路裝卸設(shè)施及火炬系統(tǒng)。5.3.3廠區(qū)布置要求廠區(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(yíng)管理等要求、結(jié)合場(chǎng)地自然條件、廠內(nèi)設(shè)施、遠(yuǎn)期發(fā)展等因素，緊湊、合理的布置。廠區(qū)的通道寬度，應(yīng)根據(jù)下列因素確定：(1)通道兩側(cè)建筑物、構(gòu)筑物及露天設(shè)施對(duì)防火、安全與衛(wèi)生間距的要求；(2)鐵路、道路與帶式輸送機(jī)通廊等工業(yè)運(yùn)輸線路的布置要求；(3)各種工程管線的布置要求；(4)綠化布置的要求；(5)施工、安裝與檢修的要求；(6)豎向設(shè)計(jì)的要求；(7)預(yù)留發(fā)展用地的要求。應(yīng)為該通道計(jì)算寬度的10%-20%廠區(qū)總平面按功能分區(qū)布置，并符合下列要求：(1）各個(gè)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(yíng)管理；(2）各個(gè)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。5.3.4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，貫徹“十分珍惜和合理的利用每寸徒弟，切實(shí)保護(hù)耕地”的基本國(guó)策，因地制宜，節(jié)約用地，提高土地利用率。并結(jié)合國(guó)情做相符合和合理的布置，做到生產(chǎn)安全、技術(shù)先進(jìn)、保護(hù)環(huán)境、節(jié)省投資、運(yùn)營(yíng)費(fèi)低等。同時(shí)有利于提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。通過(guò)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(lái)的。圖5-1廠區(qū)總平面布置圖5.4.5廠區(qū)布置概括廠區(qū)布置呈矩形，具體長(zhǎng)寬預(yù)計(jì)東西長(zhǎng)460米，南北寬330米，總面積約150000平方米。本廠的道路能順利的通到廠區(qū)的每個(gè)角落，道路寬闊，道路兩旁沒(méi)有障礙物遮擋，裝卸臺(tái)都位于主干道路上，便于裝卸運(yùn)輸?？偪刂浦行奈挥谛姓菍?duì)面，便于人員管理?？刂浦行谋晨抗に囇b置，便于制動(dòng)化控制。維修站與變電站和控制中心相對(duì)，便于及時(shí)采取控制措施。5.4.6豎向布置豎向布置原則1.考慮廠外道路，合理確定廠區(qū)內(nèi)場(chǎng)地、道路和建構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)標(biāo)高，滿足裝置間相互聯(lián)系、地上地下管線敷設(shè)和貨物運(yùn)輸要求，并為其創(chuàng)造良好條件；2.在滿足各項(xiàng)工程技術(shù)要求的前提下，因地制宜，使場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高盡量與自然地形相適應(yīng)，以減少土石方工程量；3.合理選定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高和排水方式，確保場(chǎng)地不受山洪及洪水的威脅；4.本項(xiàng)目豎向設(shè)計(jì)采用平面布置方式，廠區(qū)內(nèi)場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高及各裝置的設(shè)計(jì)標(biāo)高將根據(jù)現(xiàn)有地形、并結(jié)合周邊道路標(biāo)高合理確定，充分滿足裝置布置、管線聯(lián)系、廠內(nèi)外道路銜接和場(chǎng)地排雨水要求。5.4工藝裝置的布置5.4.1工藝裝置布置要求一、工藝裝置在廠區(qū)內(nèi)的布置，應(yīng)符合以下要求：(1)工藝裝置應(yīng)相對(duì)集中，形成一個(gè)或多個(gè)裝置街區(qū)；(2)工藝生產(chǎn)流程順暢、布置緊湊合理，銜接