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1、XXXX石化年产15万吨丙烯腈项目初步设计说明书目录目录1概述1第一章项目总论21.1说明书21.1.1 概述21.1.2 设计依据与原则31.1.3 设计指导思想41.1.4 设计范围与设计分工51.1.5 建设规模及产品方案71.1.6 主要原材料消耗71.1.7 生产方法及全厂总流程81.1.8 厂址概况101.1.9 公用工程131.1.10 环境保护及综合利用131.1.11 劳动安全卫生151.1.12 消防151.1.13工程、水文地质条件和气象资料151.1.14 管理体制和定员161.1.15 本项目总体评价181.2图纸211.2.1 全厂工艺总流程图211.1.2 全厂物
2、料平衡图22第二章技术经济23总述232.1 投资估算编制依据232.2 资金来源232.3 资金使用计划242.4 主要经济数据242.5 经济分析表26第三章总图运输30总述303.1 设计概述303.2 设计依据303.2.1 设计规范303.2.2 设计基础资料303.3 厂址概况313.3.1 厂址位置313.3.2 交通条件及规划323.3.3 厂区地形、地貌323.3.4 工程地质及水文地质特征概述333.4总平面布置343.4.1 总平面布置要求原则353.4.2 总体布局流程373.4.3 总体布置概述393.4.4 总体布局设计思想403.4.5 厂区分区介绍433.4.6
3、 厂区绿化513.4.7 其他设置533.5竖向设计543.5.1 技术要求543.5.2 竖向布置方式553.6工程运输563.6.1 厂内运输设计要求563.6.2 全厂运输总量563.6.3 厂外交通运输条件563.6.4 道路运输设计573.7安全布置距离573.7.1 厂房的火灾危险类别划分573.7.2 厂房的耐火等级类别划分593.7.3 界区内装置间设计距离603.7.4 界区外装置间设计距离61第四章化工工艺及系统63总述634.1 设计基础634.1.1 概况634.1.2 装置规模及组成644.1.3 原料、产品、中间产品、副产品规格644.1.4 催化剂664.1.5
4、公用物料和能量664.1.6 性能指标674.1.7 软件及其版本说明674.1.8 标准规范684.2 工艺说明684.2.1 工艺技术方案论证（包括消耗、转化率、能耗、流程繁简的比较）684.2.2 主要工艺操作条件774.2.3 反应体系824.2.4 工艺流程介绍974.2.5 aspen工艺流程模拟优化1024.2.6动态控制优化(Dynamics)1344.2.7创新与特色(包括过程节能及能耗计算)1474.2.8 工艺流程图（PFD）1594.2.99 物流数据表1594.3 物料平衡1604.3.1 工艺总物料平衡图1604.3.2 物料的循环利用1604.4 消耗量1604.
5、4.1 原料消耗量1614.4.2 催化剂消耗量1614.4.3 公用工程及能量消耗1614.5 卫生、安全、环保要求1624.5.1 重大危险源辨识分析（含重大危险源清单及其相应安全措施）1624.5.2 危险物质表1654.5.3 三废排放说明165第五章 换热网络设计与节能工艺1665.1热集成及节能技术1665.1.1 概述1665.1.2 换热网络设计任务1675.1.3 换热网络在流程模拟中的运用1775.1.4 总结1785.2技术节能1835.2.1 溴化锂吸收式制冷1835.2.2 热泵精馏节能1855.2.3 双效精馏节能185第六章 车间布置与配管186总述1866.1
6、设计依据及基本资料1866.1.1 设计依据1866.1.2 基本资料1876.2 车间布置1876.2.1 概述1876.2.2 厂房布置1886.2.3 单元设备布置方法1946.3 管道及其附件设计2006.3.1 管道选型2006.3.2 管路阀门和管件的选择2066.3.3 管路绝热设计2076.3.4 管道编号2086.3.5 管道选型结果2126.3.6 特殊管道举例选型说明2166.4 管道及附件布置2176.4.1 管道布置原则2176.4.2 管道连接2186.4.3 坡度要求2196.4.4 管道间净距要求2196.4.5 一般阀门的布置原则2206.5 管道布置典型设计
7、2206.5.1 塔的配管2206.5.2 换热器的配管2226.5.3 泵的配管2236.5.4 压缩机的配管2236.5.5 管廊上的配管2246.5.6 疏水阀组的配管2256.5.7 调节阀组的配管225第七章空压站、氮氧站、冷冻站227总述2277.1设计依据2277.2空压站2277.2.1压缩空气用途2277.2.2仪表空气质量要求2277.2.3空压站设备及布置2287.2.4安全开车规程2297.3氮氧站2297.3.1氮气站2297.3.2氧气站2307.4冷冻站2307.4.1冷却水系统2317.4.2冷冻剂系统231第八章厂区外管232概述2328.1 设计依据2328
8、.2 管道敷设原则2328.3 管道设计与布置2328.3.1 管道材质选择2328.3.2 管道防腐保温要求2338.3.3 管道设计特殊要求2338.3.4 阀门布置2338.3.5 外管架电气、仪表桥架布置2338.3.6 外管架检修平台及检修通道设置234第九章分析化验235总述2359.1 设计原则2359.2丙烯腈的分析化验2369.3乙腈的分析化验237第十章设备23810.1 总述23810.1.1 过程设备的基本要求23810.1.2 过程设备设计的作用23810.1.3 过程设备设计与选型的主要内容23810.2 反应器设计23910.2.1 设计目标23910.2.2 反
9、应机理24010.2.3 催化剂的选择24110.2.4 催化剂的比较24510.2.5 反应器参数优化选择24610.2.6 反应器设计24910.2.7 反应器尺寸计算25310.2.8 旋风分离器设计27310.2.9 催化剂加料系统27510.2.10 撤热管设计27610.2.11危险分析与安全措施28310.2.12 反应器SIS控制28410.2.13 反应器小结28510.3塔设备选型28710.3.1塔型的选择原则28810.3.2填料塔和板式塔的比较28810.3.3塔型的结构与选择29110.3.4塔的设计29310.3.5CupTower校核30510.3.6塔负荷性能
10、优化数据30910.3.7塔机械工程设计31010.4 换热器设计32510.4.1 换热器概述32510.4.2 选型依据32610.4.3 换热器的选型说明32710.4.4 换热器的选型计算33510.4.5 换热器选型结果36810.4.6 各换热器选型结果汇总38010.5气液分离器设计38010.5.1 设计依据38010.5.2 设计目标38010.5.3 气液分离器类型38010.5.4 设计过程38010.5.5分离器设计结果38510.6泵选型设计38610.6.1泵 选型设计依据38610.6.2 工业用泵的分类和适用范围38610.6.3 化工装置对泵的要求38710.
11、6.4 泵的选型原则38810.6.5 泵选型计算38910.6.6 泵的选型结果39210.7压缩机选型设计39210.7.1 概述39210.7.2 选型依据39210.7.3 选型原则39210.7.4工 艺参数和选型结果39410.8 储罐选型设计39410.8.1 储罐选型依据39410.8.2 罐设计的一般程序39410.8.3 罐区基本情况39510.8.4 罐区防护要求39510.8.5 产品储罐的选型39610.8.6 回流罐的选型39710.8.7 储罐选型结果39710.9 原料缓冲罐的选型39710.9.1 选型依据39710.9.2 缓冲罐简述39710.9.3 缓冲
12、罐设计结果39810.10 新型过程设备应用创新39810.10.1 分离设备结构创新39810.10.2 反应器结构创新399第十一章自动控制及仪表40011.1 设计依据40011.2 计量单位40011.3 设计范围40111.4 生产装置对仪表和控制系统的要求40111.5 装置自动化水平40111.6 信号及联锁40111.7 化工自动化40211.7.1 自动检测系统40211.7.2 自动信号和联锁保护系统40211.7.3 自动操纵及自动开停车系统40211.7.4 自动控制系统40311.8 工厂控制系统40311.8.1 简单控制系统40411.8.2 复杂控制系统4041
13、1.8.3 程序控制系统40411.8.4 计算机控制系统40511.9 DCS控制系统40511.9.1 DCS介绍40511.9.2 控制原理40611.9.3 DCS特点40711.10 主要仪表选型40811.10.1 压力仪表40811.10.2 流量仪表40911.10.3 温度仪表41011.10.4 液位仪表41111.10.5 分析仪表41111.10.6 调节阀41111.10.7 开关阀41211.11 主要设备控制41211.11.1 工艺流程简介41211.11.2 泵的控制41911.11.3 压缩机的控制42111.11.4 换热设备的控制42211.11.5 塔
14、设备的控制42311.11.6 储罐的控制42511.11.7 反应器的控制方案42611.12 紧急停车系统（ESD）42811.13 安全仪表系统（SIS）设计42911.13.1 简介42911.13.2 应用43111.13.3 SIS概念设计43311.14 材料选择43611.14.1 电缆43611.14.2 管件、阀门43611.14.3 安装用辅材43711.14.4 桥架43711.15 动力供应43711.15.1 仪表用压缩空气43711.15.2 仪表用电源437第十二章危险性分析和可操作性研究（HAZOP）43812.1 HAZOP分析简介43812.1.1 HAZ
15、OP分析方法简介43812.1.2 HAZOP术语43812.1.3 HAZOP研究的工艺引导词43912.2 本工艺HAZOP分析表44012.2.1反应器的HAZOP分析:44012.2.2丙烯腈精制塔的HAZOP分析44212.2.3原料运输管路的HAZOP分析44512.3HAZOP的应用（相应安全措施）446第十三章供配电447总述44713.1设计依据44713.2设计原则44713.3电力负荷性质44813.3.1一级负荷44813.3.2二级负荷44813.3.3三级负荷44813.3.4本厂各级负荷说明44913.4供电电源44913.5配电所和变电间44913.5.1高压供
16、电系统设计45013.5.2高压供电系统设计45013.5.3继电保护的选择与整定45013.5.4车间变电所设计45113.5.5厂区高压配电系统设计45113.6配电线路45113.7动力照明45213.8防雷和接地45313.8.1厂区建、构筑物防雷措施45313.8.2露天储罐、气罐及户外架空管道防雷措施45413.8.3防静电与接地保护455第十四章通信系统457总论45714.1设计原则45714.2设计内容45714.2.1生产调度电话45814.2.2行政管理电话45814.2.3无线通讯45814.2.4广播系统45814.2.5火灾报警系统45814.2.6可燃气、毒气报警
17、系统45914.2.7综合布线系统45914.3全厂电信网络459第十五章土建461总述46115.1建筑概述46115.2设计依据46215.3建筑设计46215.3.1设计原则46215.3.2设计方案46315.4结构设计46515.4.1结构形式46515.4.2设计方案46515.5安全疏散46615.6厂区布置小结467第十六章给水排水469总述46916.1设计依据46916.1.1国家标准46916.1.2厂址特点46916.2设计原则47016.3给水工程47016.3.1给水水源47016.3.2给水系统47016.3.3工艺用水系统47116.3.4循环冷却水系统4711
18、6.3.5生活用水系统47216.3.6消防用水系统47416.3.7杂用水系统47416.4排水系统47416.4.1 生产排水系统47416.4.2 生活排水系统47516.4.3 雨水排放系统47516.4.4 排水方式47516.5 节水措施476第十七章 供热系统477总论47717.1 供热简介47717.2 蒸汽系统47717.2.1 蒸汽系统供热能力要求47717.2.2 设计原则47817.2.3 设计方案479第十八章 采暖通风与空气调节480总论48018.1 设计标准与依据48018.2 厂址所在地气候条件48018.3设计范围及目标48118.3.1设计范围48118
19、.3.2设计目标48118.4设计参数48118.5采暖设计48218.5.1设计原则48218.5.2采暖标准48218.5.3采暖介质48318.6通风48418.6.1通风概述48418.6.2通风设计48418.7空气调节48618.7.1空气调节概述48618.7.2送风温差和换气次数48618.7.3空气调节冷热源48618.7.4防爆空调48718.7.5空调节能487第十九章 维修488总论48819.1 设计原则48819.2 设备维护48819.2.1 设备维护目的48819.2.2 设备维护内容48819.2.3 设备维护工作程序48919.3 设备维修49119.3.1
20、 设备维修体制49119.3.2 设备维护检修49119.4 检修举例49319.4.1 高危设备的安全检修要求49319.4.2 特种设备检修要求49419.4.3 压力容器、管道的定期检修49419.4.4 泵的检查与处理49419.5 维修人员工作职责49519.6 维修管理496第二十章 液体原料、产品储运498总述49820.1 设计依据49820.2 储存系统49820.2.1 储存物质49820.2.2 储存区49920.2.3 储罐区布置及附件50220.3 运输系统设计50220.3.1物料运输50220.3.2运输方式及工具50220.3.3原料产品运输要求及注意事项503
21、20.3.4运输线路布置50320.4 装卸区设计504第二十一章 固体原料、产品储运505总述50521.1 设计依据50521.2 储存系统50521.3 固废处理506第二十二章全厂设备、材料仓库507总述50722.1 设计规范50722.2 全厂性仓库50722.3 仓储工艺50722.4 仓库设计507第二十三章 消防专章509总述50923.1 设计依据50923.1.1 法律法规50923.1.2 设计规范和标准50923.2 工程概况50923.3 火灾危险性及防火措施51023.3.1 主要物质危险性分析51023.3.2 生产的火灾危险分类及耐火等级51123.4 消防系
22、统51123.4.1 消防站51123.4.2 消防给水系统51223.4.3 泡沫灭火系统51323.4.4 火灾自动报警系统51323.4.5 可燃及有毒气体检测报警系统51323.4.6 灭火器51323.4.7 室内消防栓系统51423.5 消防管理工作51423.5.1 基础消防措施51423.5.2 厂区消防布置51423.5.3 紧急事故处理51423.5.4 其他措施51523.5.5 员工安全管理515第二十四章 环境保护516总述51624.1 设计依据及技术规范51624.2 主要污染源及污染物（三废排放表）51724.3 处理措施51924.3.1废气51924.3.2
23、废水52024.3.3废固52324.3.4噪声52424.3.5非正常工况污染物52424.4环境保护投资估算525第二十五章 劳动安全卫生526总述52625.1 设计规范52625.2 生产过程中职业危险、危害因素的分析52725.2.1 职业安全52725.2.2 工业卫生53225.4 设计中采取的主要安全卫生防护措施53425.4.1 防火、防爆53425.4.2 生产工艺上的控制措施53525.4.3 防雷、防静电53525.4.4 防毒物危害53525.4.5 防噪声53625.4.6 其他防范措施53625.4.7 安全色和安全标志53725.4.8 发生事故时的应急措施53
24、725.5 劳动保护用品及卫生安全管理53825.6 系统安全保障53925.6.1 危险化学品53925.6.2 安全设计54325.6.3 HAZOP分析55025.7 安全生产责任制度55025.8 专用投资概算551第二十六章 能耗及节能措施552总述55226.1 设计说明55226.2 能耗指标及分析55226.2.1 能耗指标55226.2.2 能耗比较55526.3 节能措施55626.3.1 节水55626.3.2 节能556第二十七章 行政管理设施及居住区559总述55927.1 设计依据55927.1.1 行政管理设施559第二十八章 概算561总述56128.1 编制依
25、据56128.2 工程概况56128.3 资金来源及投资方式56228.4 投资分析56228.5 经济评价56528.6 主要技术经济指标569658概述1.XXXX石化年产15万吨丙烯腈项目的初步设计说明书在本项目的可行性研究报告编制完成的基础上进行编写。2.本初步设计说明书按照化工工厂初步设计文件内容深度规定（HG/T20688-2000）的规定编写完成。3.本初步设计说明书包括二十八章正文内容，其中第一章为项目总论，第三章为总图运输（包括总图布置），第四章为化工工艺及系统（包括工艺技术方案论证），第十章为设备（包括反应器、塔、换热器等设备的设计说明书和设备一览表），第二十四章为环境保护
26、，第二十五章为劳动卫生安全（包括全厂安全设计、重大危险源辨识、HAZOP分析和安全措施），第二十六章为节能（包括过程节能及能耗计算）。4.本初步设计说明书未对图纸的内容进行详细设计说明，图纸部分参考化工工艺设计施工图内容和深度统一规定（HG/T20159-2009）5.本初步设计说明书为本项目的初步设计，可作为施工图设计说明书的编写依据之一。第一章项目总论1.1说明书1.1.1 概述1.1.1.1 项目名称XXXX石化年产15万吨丙烯腈分厂项目1.1.1.2 项目性质企业性质：国有投资项目性质：新建项目类型：石油化工所属地区：东部沿海地区1.1.1.3 项目建设性质及规模项目建设性质：新建、生
27、产性项目、基本建设项目。项目建设规模：根据现有丙烯腈的市场需求量，结合市场上丙烯腈的生产量和相应供需关系，参照目前相关工业的生产规模参数，以及XX化学工业园区招商引资需求，现拟定生产年产15万吨丙烯腈。1.1.1.4 项目简介中国的丙烯腈消费量占全球第一，2015年国内丙烯腈总生产能力达到206.9万吨/年，预计到2016年底丙烯腈年产能将达到226.9万吨左右，至2017年年底前则能达到287.9万吨左右，国内丙烯腈市场仍难以摆脱过剩态势。“十三五”期间政府仍将投资扩产丙烯腈装置。目前世界腈纶产业正在发生结构性调整，腈纶市场正由欧美向亚洲转移。日本等腈纶生产大国也由于产业调整，未来中国将是腈
28、纶市场竞争的主战场。近几年来中国腈纶的消费已经成为世界第一位，丙烯腈作为腈纶的主要原料一直处于短缺状态，中国至少在未来5年内持续短缺，缺口将继续依靠进口来弥补。丙烯腈是重要的化工原料，是生产聚丙烯腈纤维（腈纶）、丁腈橡胶（NBR）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂（ABS）、苯乙烯-丙烯腈树脂（SAN）的主要原料，另外丙烯腈水解可制得丙烯酰胺和丙烯酸及其酯类，电解加氢偶联制得己二腈还可制造抗水剂和胶粘剂等，也用于其他有机合成和医药工业中，并用作谷类熏蒸剂等，是一种重要的有机化工原料，在合成树脂、合成纤维、合成橡胶等高分子材料中占有显著的地位。本项目符合XX化学工业园区炼化一体化先进理念要求，有效石油
29、化工与有机精细化工产业链中，为园区实现经济可持续发展、协调发展做出重要贡献；同时利用廉价原料丙烷实现资源化利用，降低丙烯腈生产原料成本，实现经济与社会双赢。目前国内正在建设的丙烯腈是经丙烯氨氧化反应后制得。2012年国内丙烯腈市场呈现震荡下跌格局。因下游需求不佳抑制丙烯腈行情的主要因素，导致几个丙烯腈生产企业停产，有些因规模偏小、成本高而关闭。为此中石化与山东民营科普尔公司正合作新建年产丙烯腈26万吨的项目。最近Ineos公司与天津渤海化工集团签订了一项协议，双方将按照5050比例组建一家丙烯腈生产合资企业，装置将建在天津石化工业园区内，其产能将达到26万吨/年，后期产能可能还会增加。项目将采
30、用Ineos的生产工艺和催化剂技术及天津渤海化工集团的原料，拟于2016年年底完工。这将大大缓解丙烯腈进口的压力，同时随着吉林石化两条ABS树脂生产线投产，将明显促进丙烯腈产量增加，但部分仍要依靠进口。2014年我国丙烯腈进口总量为51.8万吨，较2013年减少2.5%。国内自给率呈现饱和趋势。此外国内丁腈橡胶和丙烯酰胺在丙烯腈中的消费比例也将有所上升。预计未来几年我国丙烯腈的需求将以年均6%-7%的速度增长，2016年产能将超过230万吨/年。1.1.2 设计依据与原则1.1.2.1 设计依据（1）中华人民共和国国民经济和社会发展第十三五规划纲要；（2）化工工厂初步设计文件内容深度规定（20
31、00年版）及有关专业国家标准；（3）化工建设项目可行性研究报告和深度的规定（2005年版）及有关专业国家标准；（4）中华人民共和国环境保护法和中华人民共和国劳动安全法等相关的国家法律、法规；（5）发改投资20061325号建设项目经济评价方法与参数（第三版）；（6）XX化学工业区规划、当地相关政策，当地自然社会环境条件；（7）2016年“东华科技杯”第十届全国大学生化工设计竞赛设计任务书。1.1.2.2 设计原则（1）认真贯彻落实可持续发展战略和国家基本建设的有关政策、法规，合理安排建设周期，严格控制工程建设项目的生产规模和建设投资。（2）严格遵循现行消防、安全、卫生、劳动保护等有关规定、规范
32、，保障生产安全顺利进行和操作人员的安全。（3）选用成熟可靠的先进技术，以提高生产效率，降低消耗和生产承办，减少污染，保证装置运行和产品质量的稳定性，增强产品的竞争力。（4）坚持安全生产与环境保护并重，设计中选用清洁生产工艺，在生产过程中减少“三废”排放，执行国家和地区的有关环保政策，对生产中的“三废”进行处理，并达到国家和地区规定的排放标准。（5）贯彻工厂规模大型化、布置一体化、生产装置露天化、公用工程社会化、引进技术与创新相结合的项目建设方针。（6）坚持体现“社会经济效益、环保效益和企业经济效益并重”的原则，按照国民经济和社会发展的长远规划，行业、地区的发展规划，在项目调查、选择中对项目进行
33、详细全面的论证。1.1.3 设计指导思想（1）贯彻执行国家建设的方针政策，使设计做到切合实际，技术先进，经济合理，安全使用。（2）贯彻“五化”：一体化、露天化、轻型化、社会化、国产化。（3）坚持引进技术和消化创新相结合。1.1.4 设计范围与设计分工1.1.4.1 设计范围工艺生产装置15万吨/年丙烷一步氨氧化法制丙烯腈装置，其中包括：反应与磷铵急冷工段、磷铵回收工段、丙烯腈精制工段、乙腈精制工段、变压吸附工段、膜分离处理工业废水工段以及工艺装置界区内公用设施等部分。公用工程中心控制室检测以及分析化验室配电室全厂供电、照明及通讯罐区及泵房汽车装卸设施循环水场空氮氧站全厂工艺及热力管网给排水消防
34、设施及泡沫站污水提升泵站综合楼（包括中空、办公、变电室三修）总图工程1.1.4.2 设计分工表表1-1 项目单元划分表序号单元号单元名称负责专业一0000总图工程10100装置总平面总图20200装置竖向、道路及排雨水（含土方工程）总图二100015万吨/年丙烯腈生产装置11100反应与磷铵急冷单元工艺21200磷铵回收单元工艺31300丙烯腈精制单元工艺41400乙腈精制单元工艺51500变压吸附单元工艺61600膜分离处理工业废水单元工艺71700工艺装置界区内公用设施工艺三2000储运设施12100罐区及泵房储运22200汽车装卸设施储运32300界区内工艺及热力管网储运四3000中心控
35、制室及变电室13100中心控制室自控23200变电室电气33300检化验室配管五4000界区内供电及照明14100界区内供电电气24200界区内照明电气六5000给排水单元15100循环水场25200污水提升泵站给排水35300给排水、消防设施及泡沫站给排水七6000空氮压站热工八7000综合楼建筑、结构1.1.5 建设规模及产品方案在考察原料的来源及供给量、下游产品市场对丙烯腈的需求量、生产工艺技术、国家的产业政策和当地的招商需求后，确定本项目的建设规模为15万吨/年，项目占地总面积7万m2，项目预期总投资为15.8亿，投资15年后，累积现金流量41.9968亿，所得税后投资回收期为7.4年
36、。项目以丙烷、氨和空气为原料，以丙烷一步法制丙烯腈方法生产15万吨/年商业级丙烯腈产品，同时副产乙腈、氢氰酸等产品，给本项目提供额外的经济收益。项目产品及规格见表1-2所示。表1-2本项目产品及规格序号产品规格（%）产量（t/a）备注1丙烯腈99.9156736.72主产品2乙腈99.917778副产品3氢氰酸99.99191副产品1.1.6 主要原材料消耗表1-3原料、辅助原料工程用量一览表项目名称单位数量来源运输方式备注原料丙烷万t/a24.68总厂管道氨万t/a6.944园区管道空气Nm3分厂管道空压站辅助原料催化剂t/a53.948外购汽车损耗磷酸二氢铵t/a3园区汽车氢氧化钠t/a9
37、36园区汽车阻聚剂kg/a5860园区汽车对苯二酚、乙酸1.1.7 生产方法及全厂总流程本项目以丙烷、氨和空气为原料，以丙烷一步法制丙烯腈方法生产15万吨/年商业级丙烯腈产品，同时副产乙腈、氢氰酸等产品。1.1.7.1工艺流程简介本工艺分为反应急冷工段、磷铵循环工段、丙烯腈精制工段、乙腈精制工段、变压吸附工段以及膜分离六个工段。下面我们一一介绍。1.1.7.2分工段工艺流程反应急冷工段反应急冷工段主要包括反应器及附属撤热水系统和急冷塔。丙烷氨氧化属于放热反应，因此反应器设计必须考虑移除反应热量。反应温度在420430，反应过程中放出的热量由撤热水系统中撤热水管引出，并产生一定的过热蒸汽供空气压
38、缩机或者驱动蒸汽轮机。由于温度过低会发生聚合，所以换热温度一般控制在210250。通过换热器换热利用这部分能量后，气体进入急冷塔下段进一步急冷降温并除去一些聚合物杂质与催化剂颗粒。反应后的气体中含有部分未反应的氨，由于氨与丙烯腈会发生聚合反应生成各种胺类聚合物，不仅造成丙烯腈的损失，而且容易造成管道以及其他设备堵塞，所以有必要除去这部分未反应的氨。工业上使用的做法是在急冷塔上段用硫酸吸收氨，生成硫酸氢铵，此过程是不可逆反应，氨能够除去很彻底。但是耗费大量硫酸，显得很不经济。通过参考煤化工煤气净化工艺，我们发现一种有效的吸收氨并且能够实现可逆循环的除氨手段”弗萨姆无水氨制备工艺“。该工艺相较于硫
39、酸吸收氨工艺有着较大的经济优势，因此我们选择该工艺除氨。磷铵循环工段磷酸循环工段包括脱轻塔、磷铵解析塔、氨精制塔。磷铵循环工段主要作用是实现未反应氨的循环利用、提高原子利用率。磷铵循环的原理是:利用磷酸二氢铵吸收未反应的氨生成磷酸氢二铵；磷酸氢二铵在高温下分解为磷酸二氢铵与氨。然后解析出来的氨通过进一步精制成为无水氨，循环回进料储罐。磷酸二氢铵循环回急冷塔。丙烯腈回收精制工段丙烯腈回收精制工段包括吸收塔、回收塔、脱氢腈酸塔、丙烯腈精制塔。急冷塔出来的气体通过冷凝分离液相与气相，气相从吸收塔塔低进入，液相大部分是水，用作吸收剂由塔中段进入，塔顶进料为回收循环的溶剂水。吸收塔塔底富液由泵输送至回收
40、塔进行萃取精馏。回收塔用水作为萃取剂提高丙烯腈与乙腈的相对挥发度，以实现分离。回收塔塔顶采出丙烯腈与氢腈酸，塔中部侧线采出乙腈；塔底部倒数第二块采出大量贫水用以回收利用；塔低含有难挥发聚合物等杂质废水送去污水处理。脱氢腈酸塔主要作用是分离精制氢腈酸。轻组分氢腈酸由塔顶采出。脱氢腈酸塔的另一个作用是是除去大部分水。丙烯腈和水是典型的部分互溶体系，利用这一性质，在不同操作压力下实现丙烯腈与水分层。本塔侧线采出丙烯腈与水，由侧线泵打入油水分相器，油水分层后油相打回下一层塔板，水相由泵打回回收塔进一步回收部分有机组成。塔低丙烯腈送至丙烯腈精制塔。丙烯腈精制塔主要作用是除去少量水以及聚合物，使产品达到标
41、准。为减少聚合损失，脱氢腈酸塔与丙烯腈精制塔采用负压操作。乙腈精制工段乙腈精制工段包括除氨塔、乙腈塔、化学处理釜、双压精馏塔。由于磷铵反应属于可逆反应，气体中的氨不可能除尽，但是极少量的氨在吸收塔与回收塔中对丙烯腈聚合损失影响不大。回收塔侧线采出乙腈中富集了这少量氨，为了使乙腈产品达到标准，加入除氨塔进一步除氨。同样采用磷铵吸收液进行吸收。除氨后乙腈气体进入乙腈塔塔底，粗分乙腈与水。乙腈塔溜出液进入化学处理釜用碱除去极少量氢腈酸。一般工业上用第二脱氢塔去脱除氢腈酸。由于本工艺流程吸收水量大，回收塔萃取效果很高，侧线氢腈酸含量少，故此省去第二脱氢腈酸塔。由于乙腈与水易形成共沸物，故此采用双压精馏
42、，错开共沸点实现乙腈精制。膜分离废水处理工段膜分离处理工艺废水采用超滤-纳滤-反渗透工艺装置。整个工艺分为四个部分：第一部分是高效过滤去除杂质与悬浮物；第二部分是超滤，进一步去除悬浮物和杂质降低浊度与色度；第三部分是纳滤，去除废水中较大分子或低聚物杂质、脱色；第四部分是反渗透，进一步净化污水使之达标。本设计将三效蒸发、四效蒸发处理废水进行效用比较。详见创新章节。变压吸附分离工段变压吸附的作用是将未反应的丙烷以及副产物丙烯从大量废气中分离，实现资源化利用。变压吸附选取适当的吸附剂，用五塔循环吸附解析。变压吸附有分离效率较高、操作稳定、检修维修简单、建设成本低等优点。以上工段详情详见4.2.4章节。1.1.8 厂址概况本项目厂区位于XX市XX化工工业园区的XXXX。XX化学工业区位于杭州湾北岸，规划面积为29.4平方公里，是“十五”期间中国投资规模最大的工业项目之一，第一期项目总投资将达1500亿元人民币，是中国改革开放以来第一个以石油和精细化工为主的专业开发区，同时也是XX六大产业基地的南块中心。图1-1XX化学工业区区位图XX化学工业区位于XX市南翼，金山、奉贤两区的交界处，距市中心50公里，有A4高速公路连接市区和沪宁、沪杭高速公路网，从市中心驱车至现场仅需45分钟；化工区内设专用铁路支线