pdf3 設(shè)計(jì)文檔集pdf0 項(xiàng)目摘要_W

1、15 萬(wàn)噸/年異戊二烯生產(chǎn)項(xiàng)湖南大學(xué) Spark 團(tuán)隊(duì)安全預(yù)評(píng)估報(bào)告 目錄一.項(xiàng)目簡(jiǎn)介3二.工藝簡(jiǎn)述32.1. 反應(yīng)過(guò)程32.2. 原料的來(lái)源途徑42.3. 工藝流程5三.設(shè)備與控制53.1. 設(shè)備設(shè)計(jì)與選型5五.經(jīng)濟(jì)指標(biāo)7六.總結(jié)8 3湖南大學(xué)Spark 團(tuán)隊(duì)5 萬(wàn)噸/年異戊二烯生產(chǎn)項(xiàng)安全預(yù)評(píng)估報(bào)告項(xiàng)目設(shè)計(jì)摘要一.項(xiàng)目簡(jiǎn)介本項(xiàng)目為中國(guó)石油化工股份有限公司齊魯分公司新建1500萬(wàn)立方米/年處理廢氣項(xiàng)目，產(chǎn)出硫代硫酸鈉4.2萬(wàn)噸。對(duì)人體而言，大氣 中的硫化物會(huì)導(dǎo)致呼吸道炎癥、支氣管炎、肺氣腫、眼結(jié)膜炎癥等。同時(shí)還會(huì)使青少年的免疫力降低，抗病能力變?nèi)?。而硫化物?duì)金屬，特別是對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕，每年給國(guó)

2、民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)很大的損失。據(jù)估計(jì)，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家每年因?yàn)榻饘俑g而帶來(lái)的直接經(jīng)濟(jì)損失占國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的2%4%。當(dāng)今社會(huì)，回收工藝尾氣中的硫已勢(shì)在必行，因而 本項(xiàng)目的建立具有很大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。項(xiàng)目本著“安全、環(huán)?！钡睦砟?，在大量文獻(xiàn)調(diào)研的基礎(chǔ)上，我 們因地制宜、變廢為寶，創(chuàng)新性利用山東淄博市，齊魯石化工業(yè)園區(qū) 勝利煉油廠的含硫廢氣、工業(yè)堿渣和集區(qū)資源，設(shè)計(jì)一年處理1500萬(wàn)立方米含硫尾氣的分廠。項(xiàng)目采用本項(xiàng)目指導(dǎo)老師羅偉平教授課題 組專利氧化工藝法，具有安全可行、清潔安全生產(chǎn)、成本低和投資小 的特點(diǎn)。二.工藝簡(jiǎn)述2.1.反應(yīng)過(guò)程本項(xiàng)目為以含硫尾氣和工業(yè)堿渣為原料，采用由本校羅偉平教授 課題組研發(fā)

3、的專利技術(shù)，生產(chǎn)高附加值的硫代硫酸鈉產(chǎn)品。該技術(shù)的 特點(diǎn)是能在溫和條件下，高效的將硫根離子轉(zhuǎn)化為硫代硫酸根，目前 該專利技術(shù)在本次競(jìng)賽中第一次被使用。與傳統(tǒng)的克勞斯單元處理含 硫尾氣技術(shù)相比，處理相同的廢氣量，該技術(shù)的能耗約為克勞斯法的 3 4湖南大學(xué)Spark 團(tuán)隊(duì)5 萬(wàn)噸/年異戊二烯生產(chǎn)項(xiàng)安全預(yù)評(píng)估報(bào)告20，設(shè)備投資與運(yùn)營(yíng)成本可降低50%，且能高選擇性生成高附加值的硫代硫酸鈉。同時(shí)硫化物轉(zhuǎn)化率提高，減少了未轉(zhuǎn)化物質(zhì)的循環(huán)返 回量，使裝置生產(chǎn)能力提高，減少了分離部分的功耗和單耗。本項(xiàng)目主要指標(biāo)如下表所示：項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo)表2.2原料的來(lái)源途徑主要原料來(lái)源:含硫廢氣來(lái)源于勝利油田煉化裝置尾氣。工業(yè)

4、堿渣來(lái)源于齊魯石化，不足則外購(gòu)。齊魯石化勝利油田現(xiàn)有2000萬(wàn)噸/年煉油裝置，產(chǎn)生大量的含硫尾氣，其排放量足夠供給我廠的需求，不僅減少了對(duì)周圍環(huán)境的破壞， 還減少了原料運(yùn)輸途中可能存在的風(fēng)險(xiǎn)。廢氣原料齊魯石化原料不充 足的情況下可為園區(qū)其他廠處理廢氣，堿渣原料不足可選擇通過(guò)汽運(yùn) 或海運(yùn)外送。園區(qū)汽運(yùn)，海運(yùn)交通便利，來(lái)源可靠。輔助原料來(lái)源：開(kāi)車時(shí)氧氣由齊魯石化買(mǎi)進(jìn)。催化劑由湖南大學(xué)羅偉平教授項(xiàng)目組提供，有專門(mén)的專利催化 劑生產(chǎn)工廠。其他化學(xué)試劑部分由園區(qū)提供，部分由國(guó)內(nèi)購(gòu)買(mǎi)。4尾氣處理量(萬(wàn)立方米/年)1500堿渣消耗量（萬(wàn)噸/年）4.8硫代硫酸鈉產(chǎn)量（萬(wàn)噸/年）4.2或硫酸鈉產(chǎn)量（萬(wàn)噸/年）6

5、.8總收率（%）89.2 5湖南大學(xué)Spark 團(tuán)隊(duì)5 萬(wàn)噸/年異戊二烯生產(chǎn)項(xiàng)安全預(yù)評(píng)估報(bào)告熱蒸汽、電等公用工程由園區(qū)提供。2.3.工藝流程本項(xiàng)目產(chǎn)品總工藝路線圖如下所示：本項(xiàng)目采用專利催化劑氧化法處理含硫尾氣同時(shí)制取純度99.9%的硫代硫酸鈉與硫酸鈉產(chǎn)品，年處理量為 1500 萬(wàn)立方米含硫尾氣同 時(shí)處理 24 萬(wàn)噸廢堿渣，實(shí)現(xiàn)了變廢為寶，減少了三廢的排放。 三.設(shè)備與控制3.1.設(shè)備設(shè)計(jì)與選型本項(xiàng)目嚴(yán)格按照鋼制壓力容器等相應(yīng)的國(guó)家最新標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)泵、 換熱器、儲(chǔ)罐、閃蒸罐等標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備進(jìn)行了選型，初步氧化反應(yīng)器、逆 流吸收塔 T0101 等非標(biāo)設(shè)備進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。根據(jù) Aspen Plus 的 模

6、擬結(jié)果，我們利用 CUP-Tower 及 SW6-2011 等軟件以塔 T0101 為例進(jìn)行了詳細(xì)的工藝設(shè)計(jì)、基本參數(shù)設(shè)計(jì)和機(jī)械強(qiáng)度校核。利用 SW6-2011 和 Aspen Exchanger Design and Rating 軟件對(duì)全部的換熱器進(jìn)行了工藝設(shè)計(jì)、選型、基本參數(shù)設(shè)計(jì)和機(jī)械強(qiáng)度校核。 5 6湖南大學(xué)Spark 團(tuán)隊(duì)5 萬(wàn)噸/年異戊二烯生產(chǎn)項(xiàng)安全預(yù)評(píng)估報(bào)告利用智能選泵軟件，對(duì)全部的泵進(jìn)行了選型，確定泵的型號(hào)和安 裝尺寸。3.2.控制方案在本項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，首先考慮了正常生產(chǎn)時(shí)的穩(wěn)態(tài)控制策略。設(shè)計(jì) 的控制系統(tǒng)主要用信息反饋來(lái)控制泄壓閥的開(kāi)啟、閥門(mén)流量以及顯示 各壓力容器和管路的壓力、

7、溫度、液位等。用到的復(fù)雜控制系統(tǒng)有進(jìn) 料量的比值控制、塔頂溫度控制、塔釜出料量控制等。反應(yīng)器控制中， 我們更采用了ESD 緊急停車系統(tǒng)，當(dāng)生產(chǎn)裝置出現(xiàn)緊急情況時(shí)，直接 由 ESD 發(fā)出保護(hù)聯(lián)鎖信號(hào)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行安全保護(hù)，避免危險(xiǎn)擴(kuò)散 造成巨大損失。對(duì)一些關(guān)鍵設(shè)備能起到關(guān)鍵性的保護(hù)作用。四.工藝與節(jié)能創(chuàng)新1.該工藝的原料為堿渣和含硫廢氣，價(jià)格低廉，變廢為寶，為環(huán) 境友好型項(xiàng)目。2.可根據(jù)市場(chǎng)需求選擇性生產(chǎn)硫代硫酸鈉、硫酸鈉等多種產(chǎn)品，大大提高了抗風(fēng)險(xiǎn)能力。3.采用本校教授課題組十余年時(shí)間開(kāi)發(fā)出的專利催化劑進(jìn)行反 應(yīng)，降低了成本，提升了轉(zhuǎn)化率。4工藝條件較溫和，對(duì)設(shè)備要求不高；流程簡(jiǎn)單，較易分離

8、，設(shè)備投資和操作費(fèi)用均低于行業(yè)平均。5.氧化反應(yīng)的攪拌反應(yīng)器設(shè)計(jì)與改裝相對(duì)簡(jiǎn)單，方便控制，操作 安全。6 7湖南大學(xué)Spark 團(tuán)隊(duì)5 萬(wàn)噸/年異戊二烯生產(chǎn)項(xiàng)安全預(yù)評(píng)估報(bào)告6. 采用廢熱回收方法，并通過(guò)使用 AspenEnergy Analyzer 軟件，結(jié)合本廠設(shè)備布置的實(shí)際情況，在滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)公用工程費(fèi)用最 小和設(shè)備費(fèi)用最小的情況下，分別對(duì)其設(shè)計(jì)出了種最優(yōu)的冷熱流股匹 配方案。優(yōu)化前后冷熱公用工程對(duì)比如下表所示：五.經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表 5-1本廠經(jīng)濟(jì)指標(biāo)7序號(hào)指標(biāo)名稱單位數(shù)值1設(shè)計(jì)規(guī)模萬(wàn)立方米/年15002占地面積平方米611003建筑面積平方米12011.44年操作時(shí)間小時(shí)/年80005工程項(xiàng)目

9、總投資萬(wàn)元33451.656固定資產(chǎn)投資萬(wàn)元25214.197直接材料費(fèi)萬(wàn)元/年7324.58總定員人1279年成本費(fèi)用萬(wàn)元/年13350.7910全廠總產(chǎn)值萬(wàn)元/年5633.1211年利潤(rùn)總額萬(wàn)元/年6717.1312預(yù)交所得稅萬(wàn)元/年1271.713年利稅總額萬(wàn)元/年7110.25項(xiàng)目 熱公用工程 （KJ/h） 冷公用工程 （KJ/h） 換熱單元數(shù) 總換熱面差 （m2） Total Cost（cost/s） 優(yōu)化前 1.37E+0081.44E+0082185310.1388優(yōu)化后 5.70E+0076.76E+00734135000.0831節(jié)能 58%53% 158%40% 8湖南大學(xué)

10、Spark 團(tuán)隊(duì)5 萬(wàn)噸/年異戊二烯生產(chǎn)項(xiàng)安全預(yù)評(píng)估報(bào)告六.總結(jié)本次設(shè)計(jì)采用Aspen plus 軟件完成全流程的詳細(xì)計(jì)算，硫代硫酸鈉收率約為89%，達(dá)到基本要求。工藝流程上專利催化劑，并進(jìn)行了必要的模擬和優(yōu)化；節(jié)能設(shè)計(jì)上利用Aspen plus 換熱設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行了全廠熱量之間的衡算；設(shè)備設(shè)計(jì)上運(yùn)用Cup-Tower、SW6、Matlab 等專業(yè)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)和校核，得出設(shè)備參數(shù)。最后，利用 AutoCAD 和 sketch up 等軟件進(jìn)行了車間和廠區(qū)三維布置，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)輔助設(shè) 施。我們堅(jiān)持“低碳、清潔、安全、環(huán)保”的理念進(jìn)行設(shè)計(jì)。從產(chǎn)品 的原料選擇到生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)設(shè)備的改進(jìn)，從多角度的安全預(yù)評(píng)估到 節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，無(wú)一不將“綠色化工，安全生產(chǎn)”的思想應(yīng)用到實(shí) 處。綜上所述，在本套項(xiàng)目中，我們通過(guò)先進(jìn)的工藝、高新的技術(shù)、嚴(yán)格的設(shè)備設(shè)計(jì)、能源的綜