年产0万吨二甲醚项目设计说明化工设计竞赛.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流年产0万吨二甲醚项目设计说明化工设计竞赛.精品文档.2008“三井化学”杯大学生化工设计竞赛Forward Team of Guangxi University广西大学 forward团队2008三井化学杯大学生化工设计竞赛项目设计说明书项目名称:以蔗渣(蔗髓)为原料年产10万吨二甲醚项目参赛学校: 设计时间:2008.08-2008.09目 录第一章 总论11.1 项目名称11.2 企业和建设性质11.3 编制依据11.4 编制原则11.5 项目背景11.6 项目投资的必要性和经济意义21.7 工程项目研究概述31.8 本项目的特色与创新点
2、4第二章 市场预测分析52.1 二甲醚特性52.2 二甲醚产品用途52.3 市场情况及预测72.3.1 国内市场72.3.2 国际市场82.3.3 市场预测102.3.4 二甲醚产品价格预测11第三章 产品方案及生产规模123.1 产品方案123.1.1 产品方案构成123.1.2 产品规格及质量指标123.2 生产规模12第四章 工艺技术方案134.1 工艺技术方案的选择及技术来源134.2 二甲醚合成工艺路线的现状及选择134.2.1 二甲醚生产工艺对比134.2.2 国内工艺发展路线174.2.3 二甲醚合成工艺方案的确定184.3 生物质超临界水气化氧化技术184.3.1 生物质超临界
3、水气化技术的选择及意义184.3.2 超临界水中生物质气化原理及工艺选择194.3.3 超临界水氧化技术的运用224.4 合成二甲醚工艺条件的选取234.4.1反应特点234.4.2 热力学分析244.4.3 操作条件的影响244.4.4 催化剂作用原理254.4.5 CO2加氢合成二甲醚催化剂的现状254.4.6 离子液体- 超临界二氧化碳( IL -scCO2) 两相体系274.5 工艺流程简述及原料消耗定额294.5.1 全厂总工艺流程和车间工艺流程说明294.5.2 生物质超临界气化制H2和CO2工段304.5.3 CO2加氢合成二甲醚工段324.6 主要设备的选择确定364.7原材料
4、、动力规格及消耗量364.8工艺流程计算机仿真设计总图37第五章 原材料及动力供应395.1 原料供应395.1.1 主要原材料的来源、品种、贮存395.1.2 辅助材料品种、规格405.2 原料、辅助材料、燃料消耗量405.3 原料、燃料煤的采购及运输方式405.3.1 蔗髓来源及运输方式405.3.2 主要原材料、燃料价格现状及采购415.3.3 主要辅助材料采购41第六章 建厂条件及厂址方案426.1 建厂条件426.1.1 厂址的地理位置,地形,地貌概况426.1.2 建厂地区的自然条件426.1.3 建厂地区的交通运输条件436.1.4 中国贵糖集团概况446.1.5 基础设施建设4
5、46.1.6 投资环境分析456.2 厂区平面布置说明466.2.1 厂区组成466.2.2 生产区466.2.3 生活区476.2.4 环境保护和绿化476.2.5 厂区交通47第七章 公用工程及辅助设施建设方案487.1 公用工程初步方案和原则确定487.2 公用工程初步方案487.2.1 给排水487.2.2 供电配电系统及防雷防静电工程507.2.3 供电和电讯507.2.4 土建547.2.5 供热工程557.2.6 采暖通风及空气调整557.2.7 空压站 氮站577.2.8 电信工程58第八章 防雷、防静电工程618.1 雷击的危害618.2 采用的主要标准628.2.1 设备安
6、装制作的基本要求628.2.2 罐、塔、容器固定设备的接地628.2.3 管网系统的接地638.2.4 装卸站台、码头区的接地638.2.5 汽车液化气罐车的接地638.3 静电保护和接地638.3.1 储罐区装置防静电648.3.2 防静电接地64第九章 节能669.1 概述669.2 编制依据669.3 编制原则669.4 节能措施669.4.1 工艺节能措施669.4.2 给水排水节能措施679.4.3 供电节能措施679.4.4 其他节能措施67第十章 环境保护6810.1 工厂建设地点及环境现状6810.2 执行的环境质量标准及排放标准6910.3 建设项目主要污染源、污染物6910
7、.3.1 废气6910.3.2 废水7010.3.3 废渣7110.3.4 噪声7210.3.5 辐射7210.3.6 对生态环境的影响7210.4 解决方案7210.4.1 噪音的解决方案7210.4.2 绿化设计7311.1 概述7511.2 设计依据7511.3 仪表类型的确定7511.3.1 气动仪表选用原则7511.3.2 电动仪表的选用原则7511.4 典型控制方案的说明7511.4.1 离心泵的控制7511.4.2 压缩机的控制7611.4.3 风机的控制7611.4.4 换热器和再沸器的调节7711.4.5 精馏塔的调节77第十二章 维修7812.1 设备维修体制的选择7812
8、.2 维修人员要求7812.3 维修人员的工作职责7912.4 维修方法7912.4.1 电动机的日常维修和保养7912.4.2 泵的日常检查与保养8012.4.3 塔、槽日常检查要点8212.4.4 给水管道系统的检查维修83第十三章 工厂管网8513.1 管道敷设及敷设方式8513.1.1 管道敷设种类8513.2 泵的配管8613.3 容器的配管8613.4 管架敷设8613.4.1 管架的选用8613.4.2 调节阀组的布置8713.5 塔的配管87第十四章 劳动保护与安全卫生8814.1 安全生产与卫生防护的意义8814.2 主要国家及行业的规范和规定8814.3 本设计特性及对职业
9、安全卫生的要求8914.3.1 易燃物质氢气的性质8914.3.2 易燃物质二甲醚的性质8914.4 主要危险有害因素的分析9014.5 设计中采取的安全技术规则9014.5.1 防火防爆9014.5.2 防尘防毒、防尘9114.5.3 其它防范措施9214.6 安全卫生管理机构92第十五章 消防和报警设备安全设计9315.1 设计范围9315.2 设计标准/规范9315.3 本设计工程的消防环境现状9315.4 消防工程9315.4.1消防控制系统9315.4.2 消防人员设计9515.4.3 消防车分配9515.4.4 固定喷淋系统9515.4.5 夏季自动喷淋冷却装置9515.4.6 水
10、喷雾灭火系统9515.4.7 泡沫灭火系统9615.4.8其他灭火系统96第十六章 工厂组织和劳动定员9816.1 管理体制及组织结构9816.2 生产班制和定员9816.3 人员来源和培训9916.3.1 人员来源9916.3.2 人员培训规划99第十七章 项目实施规划10117.1 建设周期的规划10117.1.1 建设周期内拟分阶段10117.1.2 建设周期总时间10117.2 实施进度规划10117.2.1 各阶段实施规划10117.2.2 项目实施规划进度表10117.3 项目实施进度优化102第十八章 产品营销10318.1 目标市场10318.2 树立正确的营销意识10318.
11、2.1 顾客至上的观念10318.2.2 战略观念10318.2.3 质量观念10318.2.4 时间观念10318.2.5 竞争观念10318.2.6 效率效益观念10318.2.7 人才观念10418.3 营销策略10418.3.1 产品策略10418.3.2 价格策略10418.3.3 分渠道策略10418.3.4 促销策略104第十九章 投资估算和资金筹措方案10619.1 资金估算10619.1.1 投资估算编制说明10619.1.2 投资估算编制依据和说明10619.1.3 建设投资估算10619.1.4 流动资金估算10719.1.5 总投资估算10719.2 资金来源和筹措方案
12、107第二十章 财务分析10820.1 产品成本和费用估算10820.1.1 原料费用估计10820.1.2 辅助材料及动力费用10820.1. 3 工厂各级员工年薪表10820.1.4 各级员工福利水平10920.1.5 折旧及摊销估算10920.1.6 总成本费用估算11020.2 销售收入及税金计算11120.3 损益及利润分配估算11120.4 现金流量11220.5 投资收益分析11220.6 盈亏平衡分析11220.7 敏感性分析113参考文献114附录一 工艺流程物料衡算和热量衡算11.1 物料衡算11.1.1 加压预热11.1.2 生物质超临界水化反应单元51.1.3 做功、换
13、热、冷却71.1.4 气液分离、加压91.1.5 循环气加压、混合、冷却91.1.6 二甲醚合成反应、做功、冷却单元91.1.7 吸收单元91.1.8 精馏单元191.1.9 精馏单元291.2 热量衡算91.2.1换热器91.2.2反应器91.2.3闪蒸罐91.2.4吸收塔91.2.5 精馏塔9附录二 设备选型及典型设备设计91 精馏塔计算说明书91.1 设计方案的确定与说明91.1.1 设计方案的确定91.1.2 方案说明91.2 工艺计算91.3 设备的计算(塔径尺寸、塔板结构、塔板问题、流体力学校核)91.3.1 塔径的计算91.3.2 .塔板结构91.3.3 流体力学验算91.3.4
14、 塔板负荷性能图91.4 辅助设选型91.4.1 塔顶全凝器91.4.2 再沸器91.4.3 除沫器91.5 辅助材料的计算和尺寸选取(GB8163-87和JB73-59)91.5.1 进料管91.5.2 回流管91.5.3 釜液出口管91.5.4 塔顶蒸汽管91.5.5 再沸器入塔管91.6 强度校核91.6.1 塔体压力验算91.6.2 封头验算91.7 设计结果汇总92 换热器设计说明书92.1 设计任务92.1.1 设计题目92.1.2 设计任务92.1.3 设计要求92.1.4 换热器设计的基本内容92.1.5 工艺流程图和主要设备工艺条件图92.2 设计方案92.2.1 换热器类型
15、的选择92.2.2 流体流入空间的选择92.2.3 流体流向的选择92.2.4 流速的选择92.2.5 换热器的选材92.2.6 换热器设计的意义92.3 换热器的设计预算和核算92.3.1确定物性数据92.3.2 估算传热面积92.3.3 工艺结构尺寸92.3.4 换热器核算92.4 换热器的设计要求92.4.1 管子材料92.4.2 管子排列92.4.3 管板92.4.4 封头和管箱92.5 换热器机械设计计算92.5.1 壳程圆筒计算92.5.2 前端管箱筒体及封头计算92.5.3 后端管箱筒体及封头计算92.6 评价与建议92.6.1 换热器的评价92.6.2 换热器的最优化设计93
16、反应釜设计说明书93.1 合成DME反应釜主体工艺设计93.1.1 反应釜容积93.1.2 反应釜直径93.1.3 筒体高度93.1.4 筒体选材与水压校核93.1.5 椭圆型标准封头93.2 合成DME反应釜附属设备设计93.2.1 搅拌器的设计93.2.2 支座的设计93.2.3 法兰的选用93.2.4 电动机的选用93.2.5 减速器的选用94 其它设备选型94.1 压缩机94.2 泵94.3 冷凝器94.4 闪蒸罐94.5二甲醚储罐94.6填料塔94.7 第一精馏塔94.7.1 精馏段塔径的计算94.7.2 提馏段塔径的计算94.7.3 塔高估算94.7.4 塔厚估算94.7.5 塔重
17、估算95 设备一览表96.工厂管线设计96.1 管道的布置设计96.2 补偿器的种类和布置方式96.3 检修平台及检修通道的设置96.4管道设计原则9参考文献9第一章 总论1.1 项目名称中国贵糖集团以蔗渣(蔗髓)为原料年产10万吨二甲醚生产项目。1.2 企业和建设性质企业性质:股份有限制。建设性质:新建。1.3 编制依据(1) 三井化学杯大学生化工设计竞赛指导书。(2) 由forward设计小组编写的中国贵糖集团二甲醚分厂项目建议书及上级部门有关指示。(3) 中国贵糖集团二甲醚分厂关于连续法二甲醚生产工艺的专利报告。(4) 由forward设计小组提供有关该项目的技术经济基础资料。(5) 由
18、forward设计小组中国贵糖二甲醚分厂总平面图。(6) 有关贵港地区的气象、水文、交通、环保资料。1.4 编制原则(1) 认真贯彻执行国家基本建设的各项方针、政策和有关规定,执行国家及各部委颁发的现行标准和规范。(2) 充分利用广西特色资源,依靠贵糖以及周边各糖厂已有的原料基础。(3) 大力推进技术进步,积极采用新工艺、新技术,解决以往陈旧工艺的缺点和弊端。(4) 装置设计采用可靠的安全技术,严格执行国家现行的有关安全法规,并注重提高机械化和自动化水平。(5) 设计中尽一切努力节能降耗,节约用水,提高水的重复利用率,减少一次水的用量。(6) 设计中选用环保生产工艺路线,生产过程中尽量减少“三
19、废”排放,同时三废治理要做到同时设计、同时施工、同时投产、并考虑环保的综合治理。1.5 项目背景二甲醚作为一种新型的替代能源具有巨大的发展潜力,不仅可代替液化石油气亦优于液化石油气,而且能替代柴油亦优于柴油,得到了世界各国的广泛重视1。随着我国经济的发展,石油消耗不断增加。实施替代能源战略是抑制高油价影响的重要措施。发展二甲醚(DME)等煤基醇醚燃料有利于缓解石油供应短缺矛盾,是近期替代工作的重点2。此外普通燃料燃烧产生废气,污染大气环境。在发达国家,民用洁净燃料问题已基本解决,但由于汽车很普及,发动机使用洁净燃料成为环境保护的重要课题。目前禁用含铅汽油,在汽油中添加MTBE及甲醇等含氧化合物
20、已较普及。柴油发动机的主要问题是氮氧化物和颗粒物质黑烟的排放,形成市区酸雨,破坏臭氧层,这些问题都有待解决。在中国等发展中国家,除了像发达国家一样要解决发动机使用洁净燃料问题外,还急需解决民用洁净燃料问题3。在众多的替代燃料中,二甲醚属于比较有发展前途的燃料,可用作民用洁净燃料,有诸多的优点:在同等温度条件下,二甲醚的饱和蒸汽压低于液化石油气,其储存、运输等比液化石油气安全;二甲醚在空气中的爆炸下限比液化石油气高一倍,因此在使用过程中,二甲醚作为燃料比液化石油气安全;虽然二甲醚的热值比液化气低,但由于二甲醚含氧,在燃烧过程中所需空气比液化气低,从而使得二甲醚的预混合热值与理论燃烧温度均高于液化
21、气;二甲醚自身含氧,组分单一,碳链短,燃烧性能良好,热效率高,燃烧过程中无残液,无黑烟,是一种优质、清洁的民用燃料4。因此,二甲醚工业的发展主要立足于燃料市场是一基本市场定位。目前,在我国液化气已十分普及,我国液化石油气每年进口均在4000万吨以上,倘若二甲醚作为民用燃料能得以推广,则因燃气需求量不断增加而导致大量进口液化石油气的局面迅速扭转。二甲醚是一种潜在的汽车发动机燃料,其十六烷值达 5566,高于柴油4455的水平。自燃点温度低,自身含氧,燃烧后生成黑烟少,对金属无腐蚀,对燃油系统材质无特殊要求。而且二甲醚可直接燃烧于柴油发动机,只对油箱及输油管路进行改动即可。使用二甲醚可使发动机的功
22、率提高1015%,热效率提高 510%,燃烧噪音可降低1015dB,排放尾气中NOx、CO和HC分别比柴油机低30%、40%和50%,符合欧标准和美国加州超低排放ULEV标准,是一种理想和洁净的柴油替代品。随着我国机动车保有量的日益增加,汽车排放尾气已成为大气的主要污染源之一。使用二甲醚燃料,不仅能大大改善尾气排放对环境的污染,更重要的是生产成本低,系统花费少,燃料来源有保障。二甲醚作为车用代用燃料,有着天然气、甲醇、乙醇、氢气不可比拟的综合优势。目前,我国柴油的年消费量已近1亿吨。二甲醚作为良好的柴油替代燃料,按其对柴油的替代率为10%计算,一年也需1000万吨。因此,二甲醚作为汽车燃料其发
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