化工厂设计课程答辩-.ppt

中南大学竹韵竹韵设计团队XXXXXXXX化工有限公司化工有限公司4040万吨对二甲苯项目万吨对二甲苯项目团队成员：团队成员：1作品一览（1）设计图纸集：设计图纸集：1、图例（1张）2、PFD图（11张）3、P&ID图（25张）4、厂区总图（1张）5、厂区效果图（6张）6、车间布置图（7张）7、车间三维图（8张）8、管道三维图（1张）9、管道轴测图（32张）10、设备装配图（2张）2作品一览（2）设计文档集：设计文档集：1、创新性说明（6页）2、可行性研究报告（203页）3、初步设计说明书（407页）4、环境评价报告书（99页）5、安全评价报告书（93页）6、初步设计说明书附录 1）设备设计计算书 2）管道选型结果一览表 3）设备选型结果一览表 4）物料、能量衡算表 5）DCS控制系统测量控制点统计表 6）管道选型计算表7、可行性研究报告附录3作品一览（3）设计源文件：设计源文件：1、Aspen Plus 流程模拟源文件2、Pro 结晶单元模拟源文件3、Aspen EDR换热器设计源文件4、Aspen Energy Analyzer换热网 络源文件5、Aspen Plus Dynamics 动态模拟源文件6、Fluent 流体力学模拟源文件7、KG-tower塔设计源文件8、Cuptower水力学校核源文件9、MATLAB数据处理源文件10、Water Design水集成源文件11、智能选泵源文件12、SW6强度校核源文件13、pdmax 车间三维源文件14、Google sketchup 厂区建模源文件15、Aspen Economic Evaluation经济分析源文件16、筑业石油化工安装工程预算源文件17、IPEA经济评价源文件18、Risksystem环境风险评价源文件19、Photoshop队徽及封面设计源文件4目录项目背景工艺设计设备自动控制厂区设计技术经济项目总结5项目背景（1）现状：现状：近几年在居民消费需求和纺织产品出口增长两大因素作用下，我国PX下游产品涤纶、PET、PTA呈快速发展态势。据预测世界PX消费量2010-2015年年均增长9.2%，2015-2020年年均增长率为3.9%，世界2015，2020年PX需求量分别为4903万吨和5600万吨左右。预计2020年石脑油产量为9450万吨，届时生产汽油、乙烯、PX的石脑油需求要达到10450万吨，石脑油缺口会达到1000万吨左右。6项目背景（2）政策：政策：海南十二五发展规划，要求发挥“国家新型工业化产业示范基地”的引领作用，重点发展石油化工、浆纸、修造船及海洋工程、石油储备等产业，延伸上下游产业链条。洋浦经济开发区产业发展重点：以卡塔尔LPG为原料，建设洋浦150万吨乙烯项目；建设年产60万吨PX、210万吨PTA装置和100万吨PET装置及配套散货码头；建设300万吨/年LNG接收站、配套码头及全容储罐；积极推进国家石油战略储备基地建设，加快推进商业原油、成品油和LNG储备基地项目建设。7项目背景（3）利润空间：利润空间：根据可行性研究报告可行性研究报告2.4.4.12.4.4.22.4.4.12.4.4.2节节的价格分析：对二甲苯销售价格范围：94009800元/吨甲苯采购价格范围：78008000元/吨甲醇采购价格范围：24002600元/吨ZSM-5催化剂采购价格范围：3400036000元/吨8工艺设计（1）工艺方案比较和选择：工艺方案比较和选择：歧歧化化和和烷烷基基转转移移工工艺艺，采用HAT-096、HAT-097催化剂以及成套的固定床甲苯歧化和烷基转移工艺技术。该工艺先后应用于中石化股份有限公司齐鲁分公司、金陵分公司、中石油辽阳石化公司的对二甲苯联合装置中。异异构构化化工工艺艺，采用异构化催化剂SKI系列（SKI-400）等，该工艺目前已经成功应用于吉林石化公司的生产装置。甲甲苯苯甲甲醇醇烷烷基基化化工工艺艺，采用纳米ZSM-5分子筛催化剂，以及固定床反应器反应为基础的方案。9工艺设计（2）工艺方案比较和选择：工艺方案比较和选择：方案3甲醇的引入提高了甲苯利用率，其工艺收率高、成本低、选择性好，理论上每生产1tPX 只需要耗用1t的甲苯，而传统的甲苯歧化工艺，每生产1tPX 需要耗用约 2.5t的甲苯，副产物苯比较少且甲醇更加廉价易得。（可可行性研究报告行性研究报告4.14.1节）节）10工艺设计（3）工艺路线：工艺路线：反应工段：反应工段：将甲苯和甲醇混合，加热气化后与水蒸气和氢气混合，进入三级固定床反应器进行反应，在进入第二级与第三级反应器前补充甲醇。其中进入反应器的甲苯与甲醇比为7:1，水烃比和氢烃比为5:1。11工艺设计（4）工艺路线：工艺路线：预分离工段：预分离工段：反应产物降温后进入气液分离器，气相主要为氢气，部分作为废气排放，部分作为载气循环使用。液相进入倾析器，水相部分去废水处理，部分作为循环水使用，有机相进入脱甲苯塔。脱甲苯塔塔顶有少量不凝气体，以氢气、乙烯为主，去废气处理，液相主要为甲苯，去反应工段补充反应物；塔底产物去脱C9塔，塔底主要成分为C9，返回总厂，塔顶为对二甲苯粗产品。12工艺设计（5）工艺路线：工艺路线：预分离工段：预分离工段：13工艺设计（6）工艺路线：工艺路线：纯化工段：纯化工段：本工段采用中国石化由高对二甲苯浓度的混合二甲苯制备对二甲苯专利所述工艺（专利号CN101941883）。14工艺设计（7）工艺优化：工艺优化：反反应应部部分分：催化剂选择、反应条件、原料混合方式、反应器串联数目、反应器类型；预预分分离离部部分分：闪蒸温度、闪蒸压力、精馏塔（塔板数、回流比、进料板、精馏压力、塔顶温度部分冷凝）；纯纯化化部部分分：结晶与吸附分离比较、结晶工艺（固液相平衡参数获取、结晶动力学方程）、结晶参数（温度等）、过滤设备、离心过滤机转鼓直径、转速。（初步设计说明书（初步设计说明书4.24.54.24.5节）节）15工艺设计（8）节能、节水、节电：节能、节水、节电：生产每吨产品所消耗的能源、动力值依据石石油油化化工工设设计计能能耗耗计计算算标标准准GB/T50441-2007GB/T50441-2007进行统一能源折算值进行折算，并与国内外对二甲苯生产装置的消耗额进行比较，用以说明本装置的节能效果。16工艺设计（9）节能、节水、节电：节能、节水、节电：换热网络：换热网络：17工艺设计（10）节能、节水、节电：节能、节水、节电：换热网络：换热网络：在推荐方案的基础上，对换热网络进行人为的优化。主要遵循以下原则：1、保持大致的物流匹配不变，对换热顺序和换热量进行微调，减少并联，尽量使换热网络简单化。2、充分利用高品位热能，减少不必要的品味贬值。3、移除不应参与换热网络中的流股。（初步设计说明书（初步设计说明书7.27.2节）节）18工艺设计（11）节能、节水、节电：节能、节水、节电：换热网络：换热网络：20工艺设计（12）动力学反应器模拟：动力学反应器模拟：在设计过程中，我们除了采用文献值使用化学计量反应器进行模拟之外也参考了其他文献，采用其得出的动力学反应方程对主要化学反应进行了动力学模拟，并将结果做了比较。21设备（1）设备选定说明：设备选定说明：机泵：机泵：清水泵、耐腐蚀泵、屏蔽泵（甲醇）固体输送：固体输送：脉冲式气力输送装置反应设备：反应设备：绝热固定床反应器气液分离：气液分离：卧式重力分离器精馏塔：精馏塔：板式浮阀塔结晶设备：结晶设备：连续搅拌槽型结晶器过滤设备：过滤设备：离心卸料离心过滤机22设备（1）反应器：反应器：物料、热量衡算；物料、热量衡算；反应器结构计算：反应器结构计算：催化剂填充量、反应管、床层压降、反应器结构；机机械械计计算算和和校校核核：筒体选材、板厚、气压试验、气体分布板、管口、折流板、封头（初步设计说明书（初步设计说明书8.2节）节）23设备（2）塔：塔：物料、热量衡算；物料、热量衡算；塔参数：塔参数：塔效率、水力学数据、塔型（四溢流）；工工艺艺设设计计：塔径、塔板布置、降液管（孙兰义多溢流塔板设计）、溢流堰、浮阀设计、水力学校核（塔板压降、漏液点、泛点率、雾沫夹带）、负荷性能图机机械械设设计计与与校校核核：选材、载荷、腐蚀裕量、地脚螺栓、塔盘、封头、裙座（SW6）（初步设计说明书（初步设计说明书8.3节）节）24设备（3）其他设备：其他设备：换热器：换热器：手算结果+AspenEDR+SW6校核缠缠绕绕管管式式换换热热器器：缠绕管式换热器设计计算方法 张周卫，中国专利，CN201210519544气液分离器：气液分离器：化工设备设计手册 朱有庭，化学工业出版社泵设备：泵设备：实用泵手册 林峥，上海科学技术出版社压缩机：压缩机：压缩机手册 Hanlon Paul C.、郝点 中国石化出版社（初步设计说明书（初步设计说明书8.48.8节）节）25设备（4）其他设备：其他设备：离离心心过过滤滤机机：工业离心机与过滤机选用手册全国化工设备技术中心站机泵委员会连连续续搅搅拌拌槽槽型型结结晶晶器器：连续式搅拌槽型结晶器的工艺设计 张声文，上海医药设计院液液液液相相分分离离器器：连续重力沉降式液-液分相器的设计 汪宝和，天津大学石油化工技术开发中心（初步设计说明书（初步设计说明书8.88.11节）节）26自动控制（1）控制系统：控制系统：集散控制系统（DCS）、安全仪表系统（SIS）仪表选型：仪表选型：温度仪表、压力仪表、流量仪表、物位仪表、分析仪表、调节阀控制室控制室动力供应动力供应生产安全保护：生产安全保护：报警、连锁、停车系统（初步设计说明书第（初步设计说明书第9章）章）27自动控制（2）典型设备控制方案：典型设备控制方案：28厂区设计（1）厂区总图：厂区总图：29厂区设计（3）运输设计：运输设计：30厂区设计（4）厂区效果图：厂区效果图：31厂区设计（5）32技术经济（1）主要经济指标：主要经济指标：33技术经济（2）财务分析报表：财务分析报表：1、建设期利息估算表、建设期利息估算表2、项目总投资与资金筹措表、项目总投资与资金筹措表3、总成本费用估算表、总成本费用估算表4、利润与利润分配表、利润与利润分配表5、借款还本付息计划表、借款还本付息计划表（可行性研究报告（可行性研究报告 附录）附录）6、项目投资现金流量表、项目投资现金流量表7、项目资本金先进流量表、项目资本金先进流量表8、财务计划现金流量表、财务计划现金流量表9、流动资金估算表、流动资金估算表10、资产负债表、资产负债表34技术经济（3）敏感性分析图：敏感性分析图：35项目总结三个月的夜以继日参考了多本手册浏览了十几本国标查阅了上百篇文献36项目总结从未抄袭任何往届作品参考资料均为权威手册和公开文献了解了包括总图、配管、给排水、暖通、土建、消防、等诸多学科专业37谢谢观赏谢谢观赏38