甘油工厂规划设计.doc

化工工厂设计

实习汇报

姓名: 黄磊

学号: 3901

专业:轻化工程

指导老师:周雯雯

11月29日
生产10吨甘油工厂设计

目录
第一部分 序言 3
第二部分 厂址选择要求 4
第三部分 工厂总平面设计图 5
第四部分 工艺步骤图 9
第五部分 参观全部设备功效 13
第六部分 意见或提议 14

第一部分 序言
甘油是一个关键基础有机原料，在工业、医药及日常生活中用途十分广泛，现在大约有1700多个用途。中国每十二个月约有1/4需求依靠进口来处理。在自然界中甘油以甘油酯形式存在于动、植物油中，制皂时可作为副产品回收。1949年后，中国实现了以丙烯为原料合成甘油工业化生产。现在天然甘油和合成甘油产量几乎各占50%。
甘油性质和用途
甘油（历史），1779年由斯柴尔（Scheel）首先发觉，1823年大家认识到油脂成份中含有Chevreul,希腊语为甘甜意思，所以命名为甘油（Glycerine）。第一次世界大战期间，因其为制造火药原料，则产量大增，是最简单三羟基醇。分子式：C3H8O3，结构简式HOCH2CH（OH）CH2OH，又称丙三醇。在自然界中甘油关键以甘油酯形式广泛存在于动植物体内，在棕榈油和其它极少数油脂中含有少许甘油，是一个无色粘稠液体，含有甜味。熔点20℃，沸点290℃（分解），相对密度1.2613（20／4℃)。纯甘油可形成结晶固体，冷至－15～－55℃时最易结晶，吸水性很强，可和水混溶，并可溶于丙酮、三氯乙烯及乙醚-醇混合液。甘油和一元醇化学性质相同：比如和金属钠反应生成一元甘油醇钠,和干燥氯化氢气反应，生成2，3-二羟基-1-氯丙烷和1，3-二羟基-2-氯丙烷。在乙醚溶液中和氯化氢反应，关键生成2-羟基-1，3-二氯丙烷。氧化时生成甘油醛、甘油酸；还原时生成丙二醇。（性状和稳定性）无色粘稠状液体；味略甜，和水及乙醇可任意百分比混合，在潮湿空气中能吸收水分，遇冷时间过长能析出结晶块，稍加温可再溶，故应密闭贮存。甘油于10℃左右和硫酸、硝酸混合酸反应，生成甘油三硝酸酯，俗称硝酸甘油，这个化合物经轻微碰撞即分解成大量气体、水蒸气和二氧化碳，发生爆炸。硝酸甘油还常见作强心剂和抗心绞痛药。脂肪酰氯或酸酐可酯化甘油。甘油和过氧化氢、过氧酸、亚铁盐、稀硝酸等反应，生成甘油醛、二羟基丙酮；和浓硝酸作用生成甘油酸。甘油也可被四乙酸铅或高碘酸氧化。甘油和硫酸钾或浓硫酸加热发生分子内失水，生成丙烯醛。
甘油，因其含有吸湿性、保温性、高粘度、水溶性、无毒、有甜味、微生物易分解、有三个羟基可制成部分衍生物等特征，是一个关键轻化工原料。在合成树脂工业、食品工业、国防工业、纺织工业、药品合成、烟草、化妆品等工业含有广泛用途。在合成树脂工业用于制造醇酸树脂、环氧树脂、甘油松香树脂、改性酚醛树脂、失水苹果酸干树脂、聚醚树脂、聚氨酯树脂。医药工业用于制造甘油硼酸、胃沅酶等。食品工业用于做甜味剂等，也是聚氨酯泡沫反应引发剂、载色剂、润滑剂、烟草吸湿剂、啤酒阻酵剂、糖果防结晶剂、乳脂防酸剂、冷冻食品保鲜剂。国防工业用于制造硝化甘油炸药。纺织印染工业用作纺织物防绉防缩处理剂、扩散剂、渗透剂、润滑剂。化工生产中用于溶剂、吸收剂、防冻剂等。另外，还用作在涂料、炸药、塑料、牙膏、化妆品、食品、烟草、化工、造纸、电工材料等工业。
甘油生产工艺
甘油产品分为天然甘油和化学合成甘油，天然甘油关键以植物油脂和动物脂肪为原料,生产一些产品过程所得副产品,比如油脂皂化制皂、油脂水解和油脂醇解;合成甘油则是将石油化工产品经化学合成制得。

第二部分 厂址选择要求
1、选址标准
适合全国和地域工业布局和产品供需安排要求﹔符合城市计划或工业区域计划﹔尽可能节省占地面积﹐少占或不占良田﹑耕地﹔企业生产所需资源能够落实﹐原料﹑燃料及辅助材料供给经济合理﹔有充足可靠水源和电源﹔交通运输条件比较方便﹑经济﹔不污染环境﹐不破坏文物古迹﹐不妨碍文化﹑旅游及其它精神文明建设﹔对拟建项目留有合适发展馀地﹔地质条件很好﹐施工难度小﹐建设投资省﹔项目建成投产後﹐经济效益良好。除上述通常标准和要求外﹐还要依据不一样工业部门﹑不一样性质企业技术经济特点﹐著重考虑不一样建设项目所选厂址必需含相关键控制条件。如核电站厂址﹐必需含有良好地质条件﹐环境影响符合安全要求﹐含有充足可靠水源。大型硷厂﹐要靠近盐﹑石灰石等原料产地﹐运\输便利﹐有适宜排渣场地。铁路﹑公路选线﹐要依据沿线运量发展前景﹐必需穿经连接城镇﹐地形地质条件好坏﹐土石方量多少﹐控制性工程大小难易来定﹐等等。
2、选址方法
厂址选择可分两个阶段﹕首先确定建厂选址范围﹐然後具体确定厂址最後位置比较方案﹐提出选址汇报。在中国﹐选厂工作可由筹建单位单独进行﹐通常则是按项目隶属关系﹐由主管部门组织相关计划﹑设计﹑地质﹑交通及地方相关单位联合进行。凡在城市辖区内选址﹐要取得城市计划部门同意﹐而且要有协议文件。不管单独选厂或联合选厂﹐全部应对比选各个地点﹐认真细致地搜集相关自然环境﹑社会经济情况﹐相关厂矿企业现实状况和发展计划等方面资料﹐经过实地查勘﹐综合研究﹐进行充足论证﹐再比较确定。
3、选址安全问题

1）、隔开距离，把厂址选择在一个孤立地域。假如客观条件不许可，能够依据主导风，把工厂置于小区下风区；
2）工厂高建、构建物要留有一定间距，预防物体砸伤行人、汽车司乘人员或临近设施；
3）工厂产生废液要经处理后排放；
4）工厂出入口要格外小心，避免严重交通事故，或车辆离开高速公路冲入工厂；
5）临近有释放毒性或易燃气体工厂，则建在其上风侧；
6）确保有充足水源。最好周围有河流、湖泊，最少确保有消防管网；
7）地形方面，厂区内不应有低洼地，不然会形成毒性或易燃蒸汽或液体积聚。

第三部分 工厂总平面设计图
工厂总平面设计图是部署工厂房屋及建筑物，道路，地下及地上管道线路相互位置，使之和工厂地形及美化设施相适应，并组成一个以发挥工厂效能设计。
总平面设计图应按以下步骤进行设计：1.依据类似工厂指挥制作总平面草图，图中对怎样在厂区内配置房屋，地面建筑物及设备问题，作出标准决定，并指出在制订厂址合理建厂可能性。2.伴随各车间设计进行，并依据在初步草图基础上逐步修正资料，进行总平面图设计。凡一切和房屋、建筑物及设施在水平和垂直方向相互联络相关，和和厂区地面起伏及美化\设施相关技术问题，均应在设计中给予处理。3.为了把总平面图付诸实际，必需编制总平面图及其建筑物施工详图。
为了进行总平面图设计，必需有下列原始资料：1.工厂组成；2.各车间及设备尺寸和性质；3.各车间及设备相互间生产联络（生产系统图）；4.场地地形、地质、水文地质及气象条件；5.建筑区域内可能和本厂有联络现有或设计中建筑物，和运输、动力、卫生及其它资料。
在设计总平面图时，应经过下列步骤，将各房屋及建筑物在水平和垂直方向上相互位置，做最合理部署：1.建筑形式选择；2.运输系统确实定；3.厂区区划；4.确保企业扩充可能性；5.发明防火、卫生、防空条件；6.管道路线施设；7.人行路线确实定。
管线部署
工厂工程管线较多，除多种公用工程管线外，还有很多物料输送管线。
了解多种管线特点和要求，选择合适敷设方法，对总平面设计有亲密关系。 处理好多种管线部署，不仅可节省用地，降低费用，而且可使施工、检修及安 全生产带来很大方便。所以，在总平面设计中，对全厂管线部署必需给予足 够重视。
管线部署时通常应注意下列标准和要求：
1）满足生产使用，努力争取短捷，方便操作和施工维修。
2）宜直线敷设，并和道路、建筑物轴线和相邻管线平行。干管应部署 在靠近关键用户及支管较多一侧。
3）尽可能降低管线交叉。管线交叉时，其避让标准是：小管让大管；压力管 让重力管；软管让硬管；临时管让永久管。
4）应避开露天堆场及建筑物护建用地。
5）除雨水、下水管外，其它官线通常不宜部署在道路以下。地下管线应尽 量集中共架部署，敷设时应满足一定埋深要求，通常不宜重合敷设。
6）大管径压力较高给水管宜避免靠近建筑物部署。
7）管架或地下管线应合适留有余地，以备工厂发展需要。 管线在敷设方法上常采取地下直埋、地下管沟、沿地敷设（管墩或低支架），
架空等敷设方法，应依据不一样要求进行选择。
道路部署
依据总平面设计要求，厂区道路必需进行统一计划。从道路功效来分，
通常可分为人行道和车行道两类。 人行道、车行道宽度，车行道路转弯半径和回车场、停车场大小全部
应按相关要求实施。在厂内道路部署设计中，在各关键建（构）筑物和主干道、 次干道之间应有连接通道，这种通道路面宽度应能使消防车顺利经过。
在厂区道路部署时，还应考虑道路和建（构）筑物之间距离（见表 3－l）。

绿化部署
厂区绿化部署是总平面设计一个关键组成部分，应在总平面设计中统一考
虑。食品工厂绿化通常要求厂房之间、厂房和公路或道路之间应有不少于 15m
防护带，厂区内裸露地面应进行绿化。 在进行厂区绿化应注意下列标准和要求： l）绿化关键功效是达成改善生产环境，改善劳动条件，提升生产效率等方
面作用。所以工厂绿化一定要因地制宜，节省投资，预防脱离实际，单纯追求 美观倾向，努力争取做到整齐、经济、美观。
2）绿化应和生产要求相适应，并努力满足生产和生活要求。所以绿化种 植不应影响人流往来、物货运输、管道部署、污水排除、天然采光等方面要求。
3）绿化部署应突出关键，并兼顾通常。厂区绿化通常分生产区、厂前区以 及生产区和生活区之间绿化隔离带。
厂前区及关键出人口周围绿化，是工厂绿化关键，应从美化设施及建筑 群体组合进行整体设计；对绿化隔离带应结合当地气象条件和防护要求选择部署 方法；厂区道路绿化，是工厂绿化又一关键，应结合道路具体条件进行统一 考虑；对关键车间周围及一切零星场地全部应充足利用，进行绿化部署。
4）进行绿化部署，一定要有绿化意识、科学态度和审美见解。缺乏绿化意 识，就不会重视绿化。缺乏科学态度和审美见解，就不可能把绿化工作搞好。种 什么树、栽什么花，什么时间种，怎样进行栽，全部必需有一个科学态度和审美 见解。
总而言之，工厂绿化在工厂设计中是一个关键问题。诚然，绿化专业设计人员 理应负责，但工艺设计人员也责无旁贷。在整个工厂设计中，我们不仅要求设计 经济合理，技术优异可靠，还应在科学管理和文明生产基础上为全厂职员发明 和提供一个安全、整齐工作场所和舒畅、雅静娱乐、休息、学习环境。

马路
生产车间
河流
废物处理
产品
商店
料预处理
废水
仓库
绿地
住宅3
住宅2
住宅1
住宅4
某甘油生产企业总平面设计图
生产场所（车间）布局及生产用房使用面积平面图
3000
4500
9000
7500
1650
4000
花 坛
XX库m2
XX库Xm2
XX库Xm2
备料间
XX间Xm2
更衣间m2
X间Xm2
XX库Xm2
XX间Xm2
通 道 道
辅助用房
更衣室男
更衣室女
其它办公室
检验室

通道 道
瓶子保洁间
半成品储存
门卫
1400
6200
6200
6200
传输窗
注：上图为示例，请按生产企业实际布局情况绘制。

第四部分 工艺步骤图
甘油关键以甘油酯形式广泛存在于自然界中.所以,长久以来,大部分甘油是从油脂皂化生产肥皂和从油脂水解产生脂肪酸过程中作为副产物取得.直到1858年,大家才知道用发酵法也能制凡有.第一次世界大战时期德国,因为甘油缺乏,首创用甜菜发酵甘油.从1948年起,用丙烯合成甘油方法已开始在工业上应用,产量逐年上升,发展趋势较快.现在,甘油工业生产方法按甘油起源能够分类,即天然甘油生产,发酵甘油生产,合成甘油生产,其中前2类方法原料全部是可再生.
天然甘油生产
关键来自肥皂生产和油脂裂解过程副产品;1948年以前,甘油全部从动植物油脂制皂副产物中回收.直到现在,天然油脂仍为生产甘油关键原料,其中约42%天然甘油来自制皂副产物,58%来自脂肪酸生产.
因为该方法以天然油脂为原料,且甘油是副产物,中国化学工作者设想将其用于油脚废水处理和利用上,既起到环境保护作用,又得到一定经济效应.如葛文光利用棉油脚生产脂肪酸后废水回收甘油.安徽省应用技术研究所冯立文等发表了动植物油脂生产油酸、甘油、硬脂酸、聚酰胺树脂技术论文。
油脂皂化生产
1. 甘油生产原料和起源
甘油
2. 生产过程
原料废水→废水净化→稀甘油水溶液浓缩→粗甘油→精制→成品甘油
3. 工艺步骤
肥皂废水→酸处理→脱胶→过滤→碱处理→过滤→稀甘油水溶液

1.皂化甘油
皂化反应产物分成2层：上层关键是含脂肪酸钠盐（肥皂）及少许甘油；下层是废碱液，为含有盐类、氢氧化钠甘油稀溶液，通常含甘油质量分数9%-16%，有机盐质量分数8%-20%。
现在中国提取甘油工艺关键采取传统蒸馏法，立即皂化废液经过澄清处理得到精废液，接着浓缩为质量分数40%甘油，回收盐后浓缩为质量分数80%甘油，再真空蒸馏、活性炭处理、压滤得到甘油产品。该法存在着产品质量低和能耗高等缺点，致使中国低级甘油过剩，而98%以上皂化或药用级甘油，尤其是99.9%高纯度甘油关键靠进口。
2.油化甘油
油化甘油指是用油脂水解法生产甘油。油脂水解主产品是硬脂酸、油酸等油化产品，甘油是副产品，油脂水解得到甘油水，其甘油含量比制皂废液高，质量分数约为14%-20%，无机盐质量分数0%-0.2%。多年来已普遍采取连续高压水解法，反应不使用催化剂，所得甘油中通常不含无机酸，净化方法比处理废碱液简单。中国油化甘油生产能力已突破万吨。
不管是制皂废液，还是油脂水解得到甘油水所含甘油量全部不高（质量分数10%左右），而且全部含有多种杂质。所以，需要净化、浓缩过程先得到粗甘油，然后将粗甘油进行蒸馏，脱色、脱臭精制过程才能得到天然甘油。
1.合成甘油生产
从丙烯合成甘油多个路径可归纳为2大类，即氯化和氧化。现在工业上仍在使用丙烯氯化法及丙烯过乙酸氧化法。
丙烯氯化法
这是合成甘油中最关键生产方法，共包含4个步骤，即丙烯高温氯化或氯丙烯、氯丙烯次氯酸成二氯丙醇，二氯丙醇皂化得环氧氯丙烷和环氧氯丙烷水解成甘油。
丙烯过乙酸氧化法
丙烯和过乙酸作用合成环氧丙烷，环氧丙烷发生异构化为烯丙醇，然后在过乙酸氧化下生产环氧丙醇（即缩水甘油），水解生产甘油，或烯丙醇在双氧水氧化下直接生产甘油。
过乙酸生产不需要催化剂，乙醛和氧气相氧化，在常压，150-160℃，接触时间24s条件下，乙醛转化率11%，过乙酸选择性83%。
上述后2步反应在特殊结构反应精馏塔中连续进行、原料烯丙醇和含有过乙酸乙酸乙酯溶液送入塔后，塔釜控制在60-70℃,13-20KPa。塔顶蒸出乙酸乙酯溶剂和水，塔釜得到甘油水溶液。此法选择性和收率均较高，采取过乙酸为氧化剂，可不用催化剂，反应速度较快，简化了步骤。生产每吨甘油消耗烯丙醇1.001t，过乙酸1.18t，副产乙酸0.974t。
环氧氯丙烷法
用环氧氯丙烷合成甘油，是一个工艺成熟，产品质量好生产方法。1980年中国就引进了生产装置，现在中国合成甘油年产能力在5kt以上，但长久以来受原料环氧氯丙烷货紧价高影响，使合成甘油生产能力优法发挥。国外合成甘油产量很大，美国年产甘油300kt，其中合成甘油150kt。