生产管理吨脂肪酸聚氧乙烯酯车间工艺设计说明书DOC 41页Word文件下载.docx
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700
800
900
—
反应中和单元1
反应中和单元2
废气处理
中间贮存
原料准备
产品包装
装卸车站台
原料及产品罐区
控制室,配电室
小试装置
综合槽
进行EO缩合及中和反应
处理生产过程中含EO的废气
产品中间贮存、酸碱配置、洗涤水配制
化桶、倒桶、拆带熔化
桶罐装、切片袋装
原料槽解冻,产品装槽车
原料及产品贮存,热水制备
生产控制及变配电
研究开发新产品
储存堆放用桶袋装的原料和产品
1.4装置规模及产品方案
Press公司醇醚装置的第三代反应器,每一套生产能力为6万吨/年。
产品方案:
生产名称:
硬脂酸聚氧乙烯酯(
)
生产能力:
20000吨/年(300天/年计)
日生产能力:
66.7吨/日
批生产能力:
11100Kg
每日批数:
6批
1.5产品去向
表2产品去向
数量
去向
用途
硬脂酸+9EO
15000
吉化自销
洗涤剂助剂
1.6生产方法论述
工业上,EO缩合反应是在一定温度下(120-200K)和压力(0.2-0.6MPa)以及催化剂存在下进行的。
传统的生产方法是带搅拌的釜式反应器中进行的间歇操作。
埃索(ESSO)公司、壳牌(SHELL)公司和国内的生产方法都是如此。
液态环氧乙烷从反应釜下部通入,用搅拌器使其同链起使剂混合,由于反应物间的接触面积小,反应不均匀,在同一反应器中与链起使剂混合的环氧乙烷分子数相差较大。
产品质量较差,副产物较多、反应时间长,反应不好控制,反应热不易导出,反应器的生产能力受到限制,而且因溶解在反应物中的环氧乙烷含量大,它与搅拌器机械转动产生静电往往会产生火灾,甚至发生爆炸事故。
意大利PRESS公司的“气液接触法”生产技术,彻底改变了传统的生产工艺,其反应器的设计具有生产能力大、反应速度快、产品质量好、生产安全等优点。
属于世界前列,其特点如下:
1.反应器生产效率大大提高。
气液接触反应器是传统反应器生产效率的3-5倍。
EO加成速率可达1200kg/
。
反应速率高,操作时间短,一般产品每日可产8-12批。
2.产品质量明显改进。
由于反应过程控制好,EO用量少,脱水效率高,物料连续排出,气相不断更新,防止自动聚合,使产品中未反应醇含量明显降低。
产品色泽浅,无需脱色。
主反应物产量高,产品分子量分布窄。
3.产品生产适应性强。
通过计算机改变产品配方,可生产200余种产品。
装置适于以醇、酸、烷基酚、胺、酰胺为原料的乙氧基化物及EO/PO共聚物。
4.设备安全性较高。
液相只存有极少量未反应EO(0.5%),设备没有机械转动部件与气相氧化物接触,防止静电产生填料函处氧化物泄露,反应回路与压力设计均为防暴。
5.环境污染小。
废气和废气排放量少。
排出口入大气环氧化物〈1g/
,真空排放废水〈0.5
/t产品,EO至大气泄露率
次/年。
1.7工程总定员
表4工程总定员
生产人员
非生产人员
总定员
备注
技术人员
行政人员
管理人员
醇醚生产装置
157
173
分析化验
25
设备维修
30
仓库
15
班车司机
12
汽车库
17
铁路维修信号
合计
278
298
2生产工艺
2.1生产制度
年操作日:
300天(7200小时)
年生产能力:
20000吨/年
日生产批数:
产品名称:
硬脂酸聚氧乙烯酯
生产班次:
二班
生产时间:
链起始剂加料10分钟,催化剂加料5分钟,加热,脱水15分钟,强化真空10分钟,引发5分钟,预反应时间5分钟,反应时间65分钟,熟化20分钟,冷却10分钟,脱气5分钟,卸料10分钟,生产总时间160分钟。
2.2原料的主要规格
表4原料的主要规格
指标名称
规格
EO
外观
透明液体
气味
甜
色号(Pt—Co)
无
密度(0/14℃)
0.894~0.896
含量
99.5WT%min
水
0.05WT%max
CO2
0.0015T%max
酸度(乙酸)
0.0012T%max
醇(乙醇)
0.01WT%max
蒸发残渣
0.01G/100molmax
硬脂酸
外观(20℃)
白色略带光泽的蜡状小片结晶体
密度(80℃)
0.9408kg/l
水分值
0.2%max
羟值
197.2mgKOH/g
碘值
酸值
207±
3mgKOH/gmax
熔点
71.5—72℃
皂化值
211mgKOH/gmax
NaOH
45.0Wt%
Na2CO3
0.30Wt%
Ni
0.040Wt%
Fe2CO3
0.003Wt%
颜色
待确定
工业醋酸
色号
<
30Pt—Co
铁
1ppmmax
甲酸
0.5ppmmax
醛
0.1
醋酸
80Wt%max
0.03max
重金属
4ppmmax
比重(20—30℃)
1.070kg
水分
20%
APHA
10max
过氧化氢
25%
游离酸(H2SO4)
0.6%
不挥发物含量
0.12
稳定度
95%
导热油
牌号
YD—300
透明
比重
1.01
闪点(开杯)
130kmin
凝固点
—10kmax
0.02mgKOH/gmax
总硫
0.12Wt%
粘度(50℃)
56m2/S
毒性
馏程:
50%
低毒
25K/min
2.3工艺流程叙述
2.3.1反应部分
1.原料的加入:
原料醇的量根据生产配方由DCS软件设定,由质量流量计算。
2.开始准备
(1)加入催化剂
催化剂由贮槽加入反应器,经过计量泵,把催化剂溶液自贮槽出口管送入出料线。
为了避免催化剂中的水分蒸发,加入碱催化剂时,循环回路上温度应维持在70-80℃。
催化剂的量根据泵的自动计量。
(2)脱水
反应过程中水的存在可以导致PEG的生成,为了尽可能降低PEG的含量,必须将水除去。
(3)反应
在连起始剂于EO反应之前,必须用氮气吹扫。
被催化了的链起始剂在反应回路中的换热器中被加热到反应起始温度120K。
在流量、温度、压力控制下向反应器中通入EO,即可开始反应。
反应热通过反应回路中的换热器中被加热到反应起始温度120K。
反应热通过反应回路换热器移出。
导热油由导热油循环泵通过导热油冷却器用循环水冷却。
反应压力为400~500KPa。
操作温度为120~185K。
反应温度由自动阀控制,通过来自导热油加热器的热导热油和导热油冷却器的冷导热油的比率来调节。
在EO加入量达到反应配方要求时,EO进料阀自动关闭。
此时,仍有少量EO存在于汽相中,以及液相中。
因此,保持反应物料循环,熟化一段时间,直到氧化物全部反应为止。
熟化过程中氧化物反应完成情况可以由反应器的残余压力来检查。
在设定的熟化时间内保持物料循环,并控制反应温度,到反应器的压力不在变化时,即可认为反应结束。
反应结束后,反应器中的剩余气体首先排入废气处理单元,然后在真空下脱气,产品温度直到120~140K时,用反应循环泵卸入中和釜内,管道中剩余产品用氮气吹扫。
2.3.2中和部分
未中和产品在注入产品槽之前必须进行中和,冷却。
它包括:
A.未中和产品卸料:
末中和产品从反应回路送至R0103A/B中的一个,当中和釜达到最低液位,中和搅拌器启动。
B.汽提:
末中和产品中仍然含有少量氧化物。
这些残余物通过在搅拌状态下抽真空脱出。
C.中和:
液体中和剂自中和计量槽V0109,用泵注入中和釜,加入酸的量可以由V0102的液位减少自动计算出,当酸的量加入到量后,D.C.S软件自动停止酸泵。
D.最终冷却:
在搅拌的状态下,向R0103A/B伴管通入冷却水,使乙氧基化产品冷却到输送的温度(70-90K)。
E.卸料:
最终中和产品由P0109A/B泵送到最终产品罐。
乙氧基化产品通常先贮存,然后装入槽车或桶装。
2.3.3废气处理单元
下述排放废物被送到排放单元,EO/PO存贮单元正常操作排放废物;
乙氧基化单元正常操作排放废物。
气体自碱洗塔C0301底部进入,碱吸收液在泵P0301A/B作用下经C0301、V0301、E0301不断循环。
在碱催化剂的存在下控制EO/PO反应和生成PEG,使吸收液中PEG的浓度不断提高。
通过控制E0301的温度使塔的温度保持恒定。
从碱洗塔出来的气体进入酸洗塔C0302,再此,残余EO转化为PEG。
由C0302出来的气体放入大气。
C0302内的酸溶液由P0302A/B循环。
为了保证排放单元始终处于备用状态,P0301,P0302必须连续进行,以上操作均由D.C.S软件自动控制。
3技术经济分析
3.1生产规模及产品方案
本套装置生产规模为15000吨/年。
3.2建设投资
总投资:
19913.3万元
3.3醇醚装置技术综合经济指标
表5醇醚装置技术综合经济指标表
单位
(一)
(二)
(三)
(四)
(五)
设备规模
原料及动力消耗
冷却水
新鲜水
蒸汽
电
氮气
仪表空气
总投资
产品平均单位成本
产品年总成本
吨
吨/年
万度/年
标准立升
万元
元/吨
万元/年
27000
12944.95
20055.25
1933864.2
519100
1185.58
266
616740
1282800
19913.3
10289
29632
3.4年总成本表
表6年总成本表
项目
消耗定额
价/元
年成本万元/年
原料消耗
NaOH
汽油
机油
公用工程
5936.22
21063.78
64.29
41.34
48
4.6
1052156.9
1000
3500
650
2300
1620
8750
0.08
0.25
593.62
7872.32
4.179
9.508
7.776
4.025
8491.428
8.471
12.98
蒸气
63
35.19
(六)
(七)
(八)
(九)
(十)
工人工资
车间经费
折旧费
大修费
车间管理费
车间成本
企业管理费
工厂总成本
销售费用
销售成本
固定成本
标立/年
2100
0.15
0.07
55.86
9.251
8.989
130.741
58.75
819.49
545.18
229.55
10275.139
2900.55
13175.689
13475.689
4883.52
3.5利润率及利税率
销售收入:
20000×
1.6=32000万元
税率:
10.7%
税金:
32000×
10.7%=3424万元
利润:
32000-13475.689-3432=15092.311万元
利润率:
利润/总投资=15092.311/19913.3=75.79%
利税率:
(销售收入-成本)/总投资=(32000-13475.689-19913.3)/19913.3×
100%=47.15%
3.6盈亏平衡分析
年固定成本:
4883.52万元
单位产品售价:
24000万元
单位产品可变成本:
24778.59万元
WB—WB=F/((S-V)/15000)=4883.52×
15000/(24000-24778.59)=94083.92吨
4醇醚装置平面布置及运输
4.1设计依据
1.1989年9月吉化公司设计院勘探队实测的1:
500地形图。
2.1990年7月吉化公司设计院勘探队编制的环氧乙烷工程地质勘察报告。
3.设计基础资料:
土壤最大冻土深度:
1.8米土壤设计冻土深度:
1.7米
全年主导风向:
西南风夏季主导风向:
东南风
年平均风速:
3.4m/s年平均降雨量:
668.4mm
地震裂度:
7度日最大降雨量:
119.30mm
4.2醇醚装置场地布置
在吉化电石厂空地上,距离吉化电石厂150米,装置东侧留有“八五”规划的乙二醇生产车间预留地,南侧紧靠龙山北路,在它以南30米处有吉铁路,西北角为EO生产装置,西侧为EO辅助街区,北侧为EO主罐区。
另外,距离吉铁路南侧50米处设有醇醚铁路装卸台和仓库。
醇醚装置占地2.86公顷,场地地形西高东低,最低海拔191.12米,初建水位高183.57~185.31米,静止水位高185.01~185.9米。
4.3总平面布置
4.3.1总平面布置的确定
本着节约用地的要求,在设计中注意运用近期结合既紧凑又要符合生产工艺和安全要求。
尽可能装卸物料线,缩短送给醇醚装置的EO管线,因此,装置布置在EO街区的东南侧,北侧有EO产品罐区,南侧有本装置铁路装卸平台,并且于吉哈铁路路接轨。
东侧有“八五”规划内乙二醇装置预留地,这样既能满足近期的生产要求,又能计划的使用土地。
4.3.2界区明确,工艺流程通畅,安全合理
醇醚装置分为三部分:
1.主生产装置区:
该区有醇醚生产装置主厂房、综合楼、原料和产品罐区,集中布置在一个区域内,体现了工艺流程合理,节约用地的原则。
2.生产辅助区:
该区以原料准备和产品包装为主,设有仓库机修和叉车等辅助设施。
3.铁路装卸区:
该区设有铁路小包装、大包装、原料槽车解冻站。
4.3.3执行规范标准
1.《建设设计防火规范》
2.《炼油化工设计防火规范》
3.《工业、企业标准轨铁路设计规范》
4.4工厂运输及运输量
本装置采用铁路和公路运输两种方式,凡是外运的产品和由内地购买的原料均由铁路运输,铁路年运输量78900吨,除了铁路大包装和解冻罐用管道运输外,其余的一律用汽车运输,汽车年运输量38100吨。
表7运输方式及运输量
运入(出)
铁路运输(t/年)
公路运输(t/年)
形态
包装方式
运入
运出
22230
57000
79230
10100
28000
38100
液、块
袋、桶
4.4.1铁路运输
铁路运输设计需要一条专用线,从厂西部铁路专用线上引入,共需三条铁路装卸线:
一条用于小包装;
一条用于大包装;
另外一条用于解冻站,总长1500米。
铁路采用P43铁轨,6组9号岔道,槽车的数量选择按照化工部30A4-84的计算规定共需20台,槽车型号G60不锈钢罐车,信号共计8组,信号建筑面积348平方米,机车与其余车辆均由吉化公司统一调配。
表8铁路运输装卸表
货物名称
运入或运出地
运货量吨/年
车辆数
装卸方式
其它
产品
抚顺
大连
长岭
外购
哈尔滨
北京
15300
2600
1400
1100
1300
19467
9730
13
槽车
火车
解冻
4.4.2公路运输
汽车运输按取货制,满足厂内运输和消防要求,道路布置成矩形道路网,宽有4、6米两种。
倒运车的数量根据运量决定,选用9吨载重汽车5台,职工通勤用鞍山产AK6941型大客车一量。
氢氧化钠、醋酸的汽车由厂家自备,同时本设计考虑建设车库1座,建筑面积393.75平方米,车库地点和维修设备由厂家统一调配。
表9公路运输量表
装车卸车地
运输量吨/年
日装车辆(台)
运距(公里)
HAC
原料
空桶
袋
厂内
铁路
醇醚车间
联化
制桶
129
82
6400
47
5土建
5.1设计依据
1.上级审批的可行性研究报告、文件、合同等详细文号。
2.国家现行设计规范、规定、标准。
3.各专业提供的设计条件。
5.2气象条件
1.极端最高温度36.6℃,极端最低温度-40.2℃,最冷月平均温度-25℃,最热月平均温度30.2℃。
2.夏季相对相对湿度66%,年平均相对湿度70%。
3.平均最大风速27m/s,基本风力450Pa,全年主导风向为西南风。
4.年总降雨量692.5mm,日最大降雨量119.2mm,小时最大降雨量59.9mm。
5.基本雪压750Pa,最大积雪深度0.35m。
6.室外封冻最大冻结深度1.90m,基础埋土深度1.70m。
5.3地质状况
地势平坦,岩土工程地质分类为二级,属第四纪岩层,主要由粘土、沙卵石层组成,地质土层自上而下分为:
填土层:
厚0.5~3m
粘土层:
厚8~8.8m
砂层:
厚1~3m
卵石层:
厚8.3~15m
地下水为层间水,水位标高为183.8~185.6m,地下水对混凝土基本无腐蚀。
5.4主要建筑材料
主要建筑材料列表如下:
表10主要建筑材料一览表
砖
MV7.5
MV10
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