石化炼油乙烯一体化副产C4综合利用项目初步设计说明书.doc

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1、福建联合石化炼油乙烯一体化副产C4综合利用项目初步设计说明书 团队名称：浙江工业大学wing团队团队成员：黄彬、邵晨熠、柯权力、杨塬、严海波完成时间：2012年7月目 录第一章 项目总论11.1项目综述11.2项目可行性分析31.3工艺设计31.4厂区及生产概况31.5原料以及公用工程31.5.1原料来源41.5.2原料选择41.6产品结构41.6.1产品生产方案41.6.2目标市场4第二章 总图布置52.1总图设计指导理念52.2.1总厂平面布置简析52.2.2总厂总图设计的借鉴意义62.3本系统总图布置62.3.2总图布置要求72.3.3本系统总图72.3.4总图布置详细说明82.3.5

2、各分区介绍102.4主要技术经济指标132.5总图设计优点总结14第三章 车间布置153.1设计参考标准153.2车间布置要求153.3本系统车间布置163.3.1厂房的整体布置163.3.2厂房的平面布置163.3.3设备布置173.4碰撞检查203.5小结23第四章 产品方案及生产规模244.1产品方案的选择244.1.1 丁二烯利用方案244.1.2 ETBE、MTBE利用方案244.1.3 1-丁烯、异丁烷利用方案244.1.4 正丁烷、2-丁烯利用方案244.1.5 其余组分利用方案254.2生产规模的选择254.3产品和副产品的品种、规格及质量指标25第五章 工艺设计方案285.1

3、设计思路285.1.1原料设计285.1.2工艺模块设计285.1.3模块集成295.2各模块的具体工艺315.2.1原料预处理模块315.2.2 ETBE-MTBE联合醚化工段325.2.3 异构化工段535.3 工艺条件优化575.3.1全流程各塔操作参数的优化575.3.2脱异丁烷塔操作参数的优化575.3.3 ETBE精制塔操作参数的优化685.3.4 乙醇水洗塔操作参数的优化685.3.5乙醇再生塔操作参数的优化695.3.6 MTBE催化精馏塔操作参数的优化695.3.7 MTBE精制塔操作参数的优化695.3.8 脱轻组分塔操作参数的优化695.3.9临氢异构-催化精馏塔操作参数

4、的优化695.3.10异构化后处理塔操作参数的优化695.4全流程各塔操作参数总结705.5 全流程模拟705.6全系统热集成725.7工艺流程叙述735.7.1原料预处理工段735.7.2 ETBE-MTBE联合醚化工段735.7.3 异构化工段76第六章 设备设计方案796.1设计原则796.1.1反应器设计原则796.1.2塔设备设计原则796.2设计标准796.3设计选型范围806.4非标设备设计806.4.1塔的设计806.4.2塔器一览表816.5标准设备设计896.5.1换热器设计说明896.5.2换热器设计92第七章 自动控制系统设计937.1设计思路937.2控制方案设计93

5、7.2.1泵的控制937.2.2换热器的控制（前馈-反馈控制系统、分程控制系统）957.2.3反应器的控制987.2.5原料配制系统的控制1057.2.6系统开车控制方案1097.2.7其他控制方案1107.3 联锁保护系统1117.4 有害气体检测系统1127.5控制系统构建1127.5.1测控点统计1127.5.2测控系统构建112第八章 给排水工程1168.1设计概述1168.1.1设计范围1168.1.2设计原则1168.2设计规定1168.2.1设计专业标准规范1168.2.2专业相关规定1178.3给水系统1178.4排水系统1188.4.1生活污水排水系统1188.4.2生产污水

6、排水系统1188.4.3冷却水排放1188.4.4雨水排放系统1188.5消防用水系统1198.5.1总述1198.5.2系统概述1198.5.3消防水管网119第九章 供电配电工程1219.1说明1219.1.1概述1219.1.2原则1219.2国家标准1219.3供电方案1229.3.1系统用电负荷及负荷等级1229.3.2全厂供电方案1229.4配电设计1229.4.1装置环境特征1229.4.2选型和敷设方式要求1239.4.3电动机1239.4.4大型电动机的启动方式1239.5照明系统124第十章 防雷、防静电工程12510.1说明12510.2标准12510.3系统普通建筑物防

7、雷12510.4系统户外装置的防雷12610.4.1露天储罐装设有爆炸危险的金属封闭气罐和工艺装置的防雷12610.4.2输送管道的防雷12710.5静电装置和接地12710.5.1设备接地装置12710.5.2储罐区防静电装置128第十一章 电信工程12911.1概述12911.2原则12911.3电信方案130第十二章 土建工程13112.1设计范围13112.2 设计依据13112.3建筑工程13212.3.1设计原则13212.3.2设计标准13312.3.3设计方案13412.4结构工程13612.4.1设计原则13612.4.2设计标准13612.4.3设计方案137第十三章 供热

8、工程13913.1概述13913.2蒸汽系统13913.2.1设计原则13913.2.2设计方案140第十四章 采暖通风及空气调节14214.1设计说明14214.1.1概述14214.1.2设计目标14214.2设计标准14214.3采暖方案14314.3.1设计概述14314.3.2设计方案14314.4通风方案14314.4.1设计概述14314.4.2设计方案14314.5空气调节方案14414.5.1设计概述14414.5.2设计方案144第十五章 环境保护14515.1设计依据及说明14515.1.1设计依据14515.1.2设计说明14615.2厂址与环境现状14615.3主要污

9、染物、污染源分析以及处理14615.3.1废气处理14715.3.2废液处理14915.3.3废渣处理14915.4噪声污染及控制措施15015.5生态15215.6厂内绿化15215.7创新性小结152第十六章 节能15316.1设计说明15316.1.1概述15316.1.2设计原则15316.2 节水15316.3节能15416.4节约材料15416.5采暖通风设备15416.6其他155第十七章 储存与运输15617.1概述15617.2使用标准15617.3储运管理制度15617.4储存15817.4.1储罐15817.4.2储存方案15817.4.3储罐选择15817.4.4储罐区

10、安全措施15917.5运输16017.5.1概述16017.5.2道路布置16017.5.3 出入口及物流布置161第十八章 维护与维修16218.1设计说明16218.1.1概述16218.1.2设计原则16218.2设备维护与维修管理16218.2.1设备维护、维修的基本途径16218.2.2设备维修、维护的基本内容16318.3维修人员的管理16418.3.1维修人员的主要任务16418.3.2维修人员的能力要求16418.3.3维修人员的管理要求165第十九章 消防16619.1概述16619.2标准16619.3消防建设16719.3.1厂房防火防爆16719.3.2储罐区防火防爆1

11、6819.3.3 C4综合利用系统防火间距16819.4消防系统16919.4.1概述16919.4.2给水系统16919.4.3供电系统16919.4.4水消防系统17019.4.5泡沫灭火系统17019.4.6干粉灭火系统17119.4.7移动式灭火系统17119.5日常消防管理171第二十章 工厂组织与劳动定员17320.1组织结构17320.2机构职权17320.3管理机制17620.4企业文化17620.5生产班制17620.6系统定员17620.7员工培训17720.7.1工人、技术人员和生产管理人员来源17720.7.2人员培训规划178第二十一章 产品营销17921.1营销概要

12、17921.2营销总体战略目标17921.2.1产品定位与策略17921.2.2定价策略17921.2.3营销策略18021.3宣传策略18021.4中长期营销战略181第二十二章 劳动保护和卫生安全18222.1编制依据及设计采用的标准规范18222.1.1安全生产和工业卫生防护的原则与要求18222.1.2国家及行业的规范和规定18222.2生产过程中职业危害因素分析18322.2.1自然条件18322.2.2总体布置18322.2.3生产过程中的危害因素18322.2.4有害物质对人体的危害18422.3职业危害因素的防范与管理18422.3.1建（构）筑物的设计18522.3.2装置布

13、置18522.3.3消防18522.3.4防爆18622.3.5静电与雷击的预防18622.3.6中毒事故的预防18622.3.7绿化18722.3.8应急处理18722.3.9设备安全18722.3.10防护措施18722.3.11工艺和自控18822.3.12电气及电信18822.3.13其他189第一章 项目总论1.1项目综述能源是经济和社会发展的基础，能源的生产与供应一直受到各国政府的高度重视，而石油更是能源中各国关注的焦点，为争夺石油资源的战争时有发生。近年来，石油价格持续攀升，而石油工业副产的C4馏分化工利用率很低，不符合可持续发展及我国能源战略。目前，国内C4的化工利用刚刚起步，

14、大部分C4馏分仅作为低附加值的民用燃料使用，化工利用率仅16%。究其原因，炼油化工装置规模偏小，一体化程度低，乙烯、催化装置副产C4并没有整合一起，统一加工，而是依托原装置分头加工；除丁二烯萃取、MTBE生产技术外，我国尚缺乏大型化C4利用的成套装置和成熟技术。在当前国情下，C4的系统性综合性化工利用应从国内大型石化综合企业开始实施。福建联合石化作为国内第一个集炼油、乙烯生产、成品油销售于一体的大型石化综合企业，应把一体化项目副产C4的综合利用作为当前一项重要任务。本项目依据当今市场需求，为福建联合石化炼油乙烯一体化项目设计了一套C4综合利用的子系统，承接一体化项目副产的全部C4，生产ETBE

15、、MTBE、聚合级1-丁烯等高附加值的产品，实现了物料、能量的集成，丰富了一体化项目的产品结构，为泉港工业园区内中下游化工企业提供了原料，更加紧密了总厂与中下游企业的联系，无论从经济角度还是完善能源利用方式都有极其重要的战略意义。本项目包含： 一套原料预处理装置 一套ETBE-MTBE联合醚化装置 一套异构化装置本项目以福建联合石化炼油乙烯一体化项目生产的C4为原料，对其进行了综合利用。本项目的主要创新包括： 提出ETBEMTBE联合醚化工艺，深度脱除原料C4中的异丁烯，ETBE、MTBE产品产量根据市场可调控，灵活多变。 设计内取热的液固流化床反应器，散式流化，无气泡，固液接触面大，转化速率

16、高。 为解决系统异构化模块中异构化后处理塔产生的异丁烯回到原料预处理模块这一物料循环对系统稳定性的影响，本系统专门设计了快速开车方案，原料配置系统，并运用了多种复杂控制，如前馈-反馈控制，分程控制等对系统进行了有效控制。 通过超重力蒸馏、双效精馏及新的分离技术，全面节能降耗。 采用三级水洗，减少新鲜水用量。 采用DJ-3及DJ-5新型塔板，很好得解决了精馏塔液量过大的问题，减小塔径，大大降低了设备的投资费用。 通过临氢异构化工艺，将催化加氢、双键异构、1-丁烯分离集合到一个催化精馏塔中，大大降低了设备费用。 创新性地应用Navisworks软件的碰撞检查功能找出设计初期的不合理碰撞，及时改进，

17、提高三维配管设计及设备布置的合理性。 将蒸汽裂解C4与炼厂C4进行合理配置，使其在具有较高经济价值的同时具有较大产量，以此混合C4作为此C4利用系统原料。 利用 Aspen Plus 对各精馏塔的相关操作参数，如塔板数、塔顶流率、回流比、操作压力和进料板位置等因素进行灵敏度分析，在确保达到控制指标的前提下，得到最优的操作条件。1.2项目可行性分析本项目隶属于福建联合石化，中外合资资源丰富。经分析及论证，本系统对C4馏分的加工已经比较完善，总体的思路就是将其中低附加值的组分转换成高附加值的组分，充分挖掘C4组分潜在的化学价值，实现能量的梯级利用，物料的循环利用，真正体现出可持续发展的理念。具体内

18、容参见可行性报告。1.3工艺设计图1.1 本项目工艺设计1.4厂区及生产概况 由于本项目所设计的工艺主要是利用混合C4生产ETBE，聚合级1-丁烯工艺。所以优先考虑总厂地处较发达地区，靠近产品市场或总厂有自我消化能力。经过比选，福建联合石油化工有限公司符合选址条件。1.5原料以及公用工程1.5.1原料来源本系统所有原料均由福建联合石化提供，由于炼油乙烯一体化项目的特殊性，C4来源有两处催化裂化C4和乙烯裂解C4。1.5.2原料选择选择催化裂化C4和乙烯裂解C4混合物作为原料可与总厂的一体化项目紧密结合。1.6产品结构1.6.1产品生产方案以C4馏分作为原料，生产聚合级1-丁烯、ETBE、MTB

19、E（少量）、异丁烷。聚合级1-丁烯供给总厂作为生产LLDPE的第二单体，异丁烷供给总厂用于生产烷基化汽油。分离出的1,3-丁二烯供给下游企业生产合成橡胶，正丁烷供给下游企业生产1,4-丁二醇等，残余馏分回总厂稀释C4炔烃。1.6.2目标市场 ETBE：从本项目的产品集成中可看出，考虑到总厂每年可提供750万吨高品质成品油，其中包括车用汽油、轻柴油等，而总厂并未生产高辛烷值汽油添加剂，所以本项目所产ETBE主要供给总厂。另外，占总厂四分之一股份的埃克森化工是世界上第三大石油化工公司，在100多个国家里，每年销售超过1700万吨的石油化工产品。目前在国外，尤其是欧洲日本市场，ETBE的市场非常广阔

20、，可借由埃克森化工的销售能力对本系统所产ETBE进行外销。 MTBE: 在中国，MTBE的市场相对广阔，主要供给总厂做油品添加剂。 1-丁烯：本工艺分离出来的聚合级产品回给总厂作为高级-烯烃用于与乙烯生产共聚物LLDPE。 异丁烷：分离后供给总厂生产烷基化汽油。第二章 总图布置2.1总图设计指导理念“改革工厂设计模式，提高工程水平”这是中石化集团公司根据形势要求，针对设计中存在的问题提出的设计质量方针。总图专业，其自身的特点决定了在这个系统工程中，必须起到龙头地位。而总图设计模式改革，体现在将辅助系统充分依托社会、明确企业生产职能的前提下，精心、合理地进行设计，达到节约投资、减少定员、降低能耗

21、、优化企业经济效益的目的。应用到本项目上，在进行总图设计时，应遵循“将辅助系统充分依托总厂，明确本系统的生产任务与作用的前提下，精心、合理地进行设计，达到节约投资、减少定员、降低能耗、优化企业经济效益的目的”的指导理念。2.2.1总厂平面布置简析图2.1为总厂平面布置示意图。其设计有以下几大特点：密集型布置、采用联合装置、单元组合（将关系密切的单元组合布置，如机电仪三修一体化）、建筑综合、合理确定通道宽度等。 实践证明，总厂的设计，虽然存在一些缺陷，但总体上是成功的，它体现在以下几个方面：节约用地效益、缩短间距效益、密集布置效益等；其不足之处是消防方面现代化程度低，与密集型布置不配套。图2.1

22、 总厂平面布置示意图2.2.2总厂总图设计的借鉴意义 由于本系统是针对总厂预留空地的扩建项目，所以在进行总图设计时除应考虑当地气候，周边环境等因素外，更为重要的是，如何做到与总厂布局协调统一，所以研究总厂的总图是必要的。由以上的阐述，我们可以得出以下结论： 本系统的布局大体应与总厂一致； 总厂总图设计的优点应该尽量沿袭，不足之处应该努力改进（如防 方面的隐患）； 总厂拥有完善的公用工程体系，所以本系统的循环水、蒸气、冷剂等均可由总厂提供，大大节约成本。行政生活区也可与总厂共用，只需设立简易的办公楼即可。2.3本系统总图布置2.3.1总图布置参考的标准规范石油化工企业设计防火规范 （GB 501

23、60-2008）石油化工企业环境保护设计规范（SHJ3024-1995）石油化工企业总体布置设计规范 （SH/T3032-2002）石油化工企业厂区总平面布置设计规范 （SH/T 3053-2002）总图制图标准 （GB/T50103-2001）工业企业总平面设计规范 （GB50187-93）建筑设计防火规范 （GB 50016-2006）化工企业总图运输设计规范 （HGT20649-1998）2.3.2总图布置要求 生产要求 首先要保证径直和短捷的生产作业线，尽可能避免交叉和迂回，使各物料输送距离最短。 安全要求 化工企业具有易燃、易爆、有毒的特点，厂区应充分考虑安全布局，严格遵守防火、卫生

24、等安全规范和标准的有关规定，并考虑一旦发生危险时能及时疏散和有效救援。 发展要求 厂区布置要求有较大的弹性，使其对工厂的发展变化有较大的适应性。 其他要求 考虑到本系统的特殊性（扩建项目），除须满足上述基本要求外，还须保证本系统的建成，不会影响到总厂的正常生产，不会对总厂的总体布局产生不利的影响。2.3.3本系统总图 本系统位于总厂东北角预留空地上，具体位置如图2.1所示。综合考虑了当地气候、周边环境、总厂布置等要素之外，设计了如下图所示的总图：图2.2总图布置图2.2 系统总图2.3.4总图布置详细说明 系统征地：C4综合利用区选择在总厂东北处预留空地上，靠近总厂工艺装置区和产品储罐区。 区

25、域划分：本系统可分为三块，即辅助生产区、工艺装置区、产品储罐区，布局与总厂基本保持一致。由风玫瑰图可以看出，厂区主导风向为东北风，所以新建的储罐区不会对总厂原有工艺装置区和生活区造成不利影响。道路布置：本系统道路宽为15m和12m，符合安全规范的要求。各出入口的确定主要依据周边原有道路的分布情况，尽量做到与总厂原有道路布局统一。储罐区道路为车流通道，是往来于本系统和总厂间运输车主要活动区域，南部靠近工艺装置区和辅助生产区的道路为人流通道，是往来于车间和办公区的工作人员主要活动区域。人流通道和车流通道分别布置，中间由绿化带隔开，保证人车分离。管廊布置：来自总厂公用工程的冷剂、蒸气以及原料等统一由

26、公共管廊运输至C4综合利用车间，生产的产品也通过管廊统一输送至各储罐区，布置时，应尽量使路径最短。 厂区绿化：绿化是工厂的重要组成部分，合理的绿化设计既可美化环境，改善小气候，又可防止火灾蔓延，减少空气污染。罐组间道路两侧种植含水分较多的行道树，可以在火灾发生时起到隔离保护的作用；在ETBE和MTBE罐组内种植高度低于15cm的常绿草皮，利于降低环境温度，减少可燃液体蒸发损失，有利防火。1-丁烯和异丁烷产品罐组内严禁绿化。储罐区和工艺装置区用绿化带隔开，一是为了改善局部环境，二是为了保证罐区与车间的防火间距，由于生产区内有多种易燃易爆的危险物品，为了防止发生意外时，树木会使火势加大，阻碍消防车

27、辆的通过，因此不宜在生产区种植过多的树木。另外，为防止绿化植物对管线、管道布置的影响，生产区的绿化主要以车间周围带状绿地为主。在辅助生产区，由于人员比较集中，所以绿化的主要目的是美化环境，净化空气。安全距离：包括储罐间距、罐组间距、罐组与工艺装置区间距、道路宽度、罐组与厂区内重要设施间距等，是总图布置重要的安全要求。从下表数据看出，本系统设计符合石油化工企业设计防火规范。表2.1 C4综合利用区主要防火间距一览表实际距离（m）最小安全距离（m）立式储罐间距D0.6D球罐间距DD罐组间距217罐组与工艺装置区间距7270道路宽度15,129罐组与变电站距离9050立式储罐防火堤高度1.512.2

28、球罐防火堤高度0.40.6储罐与防火堤内堤脚距离43与总厂消防站距离3802500距离类型实际距离（m）最小安全距离（m）立式储罐间距D0.6D球罐间距DD2.3.5 各分区介绍1）辅助生产区图2.3 辅助生产区示意图辅助生产区由办公楼、三废预处理车间、变电站、控制室（位于车间楼层内）组成。各建筑周围均有绿化带。总厂消防站位于本系统东南角，当有紧急情况发生时，可以第一时间展开救援，所以本系统不单独建造消防站。2） 工艺装置区图2.4 工艺装置区示意图 工艺装置区的设计，主要参考总厂的密集型布置理念，采用工艺装置与中控室等组成复合型车间的形势，可以大大地节约用地，缩短物料路径。其不足之处是消防方

29、面现代化程度低，与密集型布置不配套。 本系统在设计上很好地解决了这个问题：首先，车间呈条形布置，通风性好，利于空气流通，气体的扩散。其次，车间与主干道之间留有足够的广场，当有火灾事故发生时，消防车有足够的空间发挥消防力量，保证消防的效率。3）产品储罐区聚合级1-丁烯产品储罐异丁烷产品储罐MTBE产品储罐ETBE产品储罐图2.5 储罐区示意图产品储罐区分为：异丁烷产品储罐组、聚合级1-丁烯产品储罐组、ETBE产品储罐组、MTBE产品储罐组和装卸区。储罐区的布局主要参考了石油化工企业设计防火规范（GB50160-2008），储罐间距、储罐与防火堤距离、防火堤高度等设计均符合规范。2.4主要技术经济

30、指标表2.2 主要技术经济指标序号名称单位数量01系统用地面积m243480.102建筑物总占地面积m26476.203辅助生产区面积m23826.104生产区面积m24246.705储罐区面积m219772.406仓储装卸区面积m22932.207道路面积m218772.808绿化面积m28294.809管廊面积m21234.710建筑面积%14.911绿化系数%19.112道路用地占比%43.113管廊用地占比%2.82.5 总图设计优点总结 以人为本，安全规范的理念贯穿始终； 与总厂布局协调，不打破原有格局； 合理用地，在保证生产能力的前提下，节约用地； 区域集中布置，便于管理，保证人车

31、分离； 合理绿化，既美化环境，又利于防火； 车间密集型布置，同时很好地解决其带来的消防隐患。第三章 车间布置3.1设计参考标准石油化工工艺装置布置设计通则（SH3011-2000）化工装置设备布置设计规定（HGT20546-2009）石油化工管道布置设计通则（SH3012-2000）石油化工企业厂区总平面布置设计规范（SHT3053-2002）石油化工企业工艺装置管径选择导则（SHT3035-2007）石油化工企业设计防火规范(GB 50160-2008)黄璐，王保国. 化工设计. 北京：化学工业出版社，2001.2林大钧. 化工制图. 上海：华东理工大学出版社. 2010.73.2车间布置要

32、求 能够或宜于露天布置的设备尽量布置在室外； 生产工艺方面的要求 应尽量使工艺流程顺、工艺管线短、工人操作方便和安全，还要考虑原料和产品有适当的运输通道； 要有合适的设备间距 设备的安装、检修方面的要求 笨重的或运转时能产生很大震动的设备（如压缩机、泵）应尽可能集中布置在底层，以减少厂房的荷载和震动； 设备布置和管线布置要密切联系； 安全和防腐蚀方面的要求。3.3本系统车间布置3.3.1厂房的整体布置由于本系统生产规模不大，车间各工段联系频繁，生产特点无显著差异，厂区地势平坦，所以采用了集中式布置，将中控室、泵房管理室、化验中心和车间组成集中式复合车间。 塔设备较高大，中间储罐、换热器等体型较

33、大，采用室外布置，可以大大地缩减厂房的建筑面积，降低厂房的防火防爆等级，简化厂房的防火防爆措施，降低厂房的通风要求。 所有泵集中布置在底层，设泵房管理室统一管理。3.3.2厂房的平面布置 厂房的平面轮廓采用形，便于作全厂总平面布置，节约用地，方便设备排列，便于安排交通和出入口，有较多墙面提供给自然采光和通风设计使用。 由于生产及设备需要，厂房采用9m9m的柱网。根据本工艺条件，塔设备较高，且操作岗位布置在塔中部，故采用多层厂房形式，综合考虑了设备高度，设备安装、起吊、检修、拆卸时所需高度和管道布置占据的空间等几个方面的因素，将层高设为7.5m，共三层。符合建筑模数制的要求(取0.3m的倍数)。

34、图3.1 车间布置立面图（A-A剖面）图3.2 车间布置立面图（B-B剖面）3.3.3设备布置 集中布置 一层为泵房，设泵房管理室，二层主要为塔釜再沸器，设中控室，三层主要为回流罐，四层主要为塔顶冷凝器：图3.2 一层车间平面布置图图3.3 二层车间平面布置图图3.4 三层车间平面布置图图3.5 四层车间平面布置图 捆绑式布置 本系统脱异丁烷塔、脱轻组分塔、临氢异构化耦合反应精馏塔和异构化后出理塔比较高，为了便于统一管理，降低风载荷，所以采用捆绑式布置，将四个塔集中，在四层以上部分，设立联合平台，如图3.5所示。图3.5 车间三维效果图 设置合理的设备间距 设备间最小距离均参考相关安全距离的规

35、定，符合条件，且在设备布置时充分考虑了设备检修、安装方面的要求。图3.6 部分换热器布置图 尽量减少设备与设备、设备与管道、设备与柱、梁之间的碰撞、挤和重叠等情况发生。该部分本团队采用软件Autodesk Navisworks的碰撞检查功能，对三维模拟车间的碰撞情况进行检查，有利于改进车间布置的合理性。 由于本工艺有较高的安全防火、防爆方面的要求，所以符合车间的泵房管理室、中控室、化验室等均应设置防爆墙，楼道内设应急通道。3.4碰撞检查 简单介绍 碰撞检查是针对三维模型，查找和报告场景中不同部分的冲突，分为硬碰撞、软碰撞、间隙碰撞、副本碰撞四类。三维设计相较于二维设计最大的优点是能够立体的看设

36、计，甚至深入到各个角度，在二维设计上看不到的碰撞就有可能发生。 在车间布置上的应用 l 硬碰撞是指实体与实体之间的交叉和碰撞，是最常用的检查方式。用于检查设备与梁、柱，设备与管路的碰撞情况；图3.7 管道穿梁而过图3.8 管路碰撞图3.9 管路与设备碰撞图3.10 梁、柱的不合理碰撞l 间隙碰撞是指两实体虽然没有直接碰撞，但距离小于规定值，所以是不符合要求的碰撞。这类碰撞主要用于检查有保温层的管路与附近实体的碰撞情况，检查换热器等需要保留一定维修间距的设备碰撞情况等；l 副本碰撞是指两个相同的构建在空间上完全重合了，此类情况较少发生；l 软碰撞是指两个实体虽然碰撞了，但碰撞的距离是被允许的，应

37、该说大部分的碰撞属于软碰撞。 碰撞检查意义 及时发现二维设计中难以发现的碰撞问题，在设计初期，通过碰撞检查功能，检查出不合格的碰撞，及时改进，提高工程质量。特别是在配管设计方面，具有显著的优点。 3.5小结 采用集中式复合车间，紧密了工艺装置与中控室、泵房管理室等的集成关系； 设备分类集中布置，便于统一管理与维护； 采用捆绑式布置方式，设置联合平台，降低风载荷； 充分考虑设备维修等需要的间距，合理设置设备间距； 应用Autodesk Navisworks的碰撞检查功能对车间布置、配管设计进行优化； 贯彻安全生产的理念，在进行车间布置时充分考虑安全防火、防爆等方面的问题，设置防爆墙，防爆门等保证

38、员工的安全。第四章 产品方案及生产规模4.1产品方案的选择4.1.1 丁二烯利用方案总厂已有分离1,3-丁二烯装置，产量约12万吨/年，全部供应福橡化工生产10万吨/年丁苯橡胶，5万吨/年顺丁橡胶。由于福橡化工是福建省内少数具备生产合成橡胶的企业，所以未来十几年内，市场前景良好。4.1.2 ETBE、MTBE利用方案ETBE是本系统主要产品之一，产量达18万吨/年，另外还副产1万吨/年MTBE。考虑到总厂每年可提供750万吨高品质成品油，其中包括车用汽油、轻柴油等，而总厂并未生产高辛烷值汽油添加剂，所以本系统所产ETBE和MTBE主要供给总厂，也可外销。4.1.3 1-丁烯、异丁烷利用方案本工

39、艺分离出来的约4.4万吨/年聚合级1-丁烯回给总厂作为高级-烯烃用于与乙烯生产共聚物LLDPE。9万吨/年异丁烷分离后供给总厂生产烷基化汽油。4.1.4 正丁烷、2-丁烯利用方案2-丁烯异构化之后转化成1-丁烯等循环使用，所以不单独出产品。正丁烷分离后供给下游厂家湄洲湾氯碱工业公司作为1,4-丁二醇、四氢呋喃、顺酐等原料。由于目前正丁烷脱氢工艺转化率较低，如果将来脱氢工艺实现工业化，那么正丁烷的最佳利用途径是经脱氢后与2-丁烯一起作为异构化原料，循环利用。产生的氢气可作为前一工段选择性加氢的原料。这样一来，完美实现了物料的循环利用。4.1.5 其余组分利用方案本系统催化加氢后有一股塔顶出料组分

40、为C3、二甲醚、氢气，该部分料液用于稀释分离1,3-丁二烯时脱出的C4炔烃，达到安全标准以后，回总厂供热。 本工艺产生的废液经三废处理站预处理，达到一定指标以后，送回总厂，由总厂统一处理。4.2生产规模的选择 本系统所有原料均由福建联合石化提供，总厂年产120万吨/年C4，考虑到经济建设以及C4综合利用目前的限制因素等方面，本项目利用其中30万吨/年C4进行综合利用。产品生产规模如表4.1所示。 表4.1 产品生产规模序号产品名称规格产量（万吨/年）1高纯1-丁烯聚合级4.42ETBE优级品183MTBE优级品14异丁烷无95烷基化汽油混合54.3产品和副产品的品种、规格及质量指标1) 工业用

41、聚合级1-丁烯表4.1 聚合级1-丁烯规格（SH1546-93）项目质量指标1-丁烯规格聚合级1-丁烯/%（质量） 99.0正、异丁烷/%（质量）余量异丁烯+2-丁烯/%（质量）0.61,3-丁二烯+丙二烯/（mL/ m3）200甲基乙炔/（mL/ m3）5总羰基（以乙醛计）/（mL/ m3）10水（mL/ m3）252) ETBE质量标准表4.2 ETBE产品指标指标名称质量指标外观无色透明液体 无机械杂质ETBE含量/%(质量) 97.8C4/%(质量)0.1二异丁烯/%(质量)0.5乙醇/%(质量)0.1TBA0.4DEE0.23) MTBE质量指标表4.3 MTBE产品指标指标名称质量

42、指标外观无色透明液体 无机械杂质MTBE含量/%(质量) 98C4/%(质量)0.3水（mL/ m3）0.00028甲醇/%(质量)0.1-0.4二聚物/%(质量)0.3-0.64) 异丁烷质量指标表4.4 异丁烷产品指标指标名称质量指标外观无色气体异丁烷/%(质量) 98水/%(质量)0.002酸（以HCl计）/%(质量)0.0001蒸发残留物/%(质量)0.01气相中不凝性气体（25）/%(质量)1.5第五章 工艺设计方案5.1设计思路依据绿色工艺的要求，贯彻节能减排、提高经济效益的原则，同时参照国内外C4利用工艺路线，我们对工艺原料、工艺模块均进行了创新设计，并在此基础上进行了模块集成，

43、各模块工艺比选，条件优化，全流程模拟、能量匹配。最终完成了C4综合利用系统的工艺设计。5.1.1原料设计由项目背景可知，石油化工行业在能源结构中占据绝对优势地位，使用石油作为C4主要来源是经济可行的。以石油为来源的C4主要有蒸汽裂解C4和炼厂C4，两者在组成、经济价值、产量方面的差别很大：蒸汽裂解C4中烯烃含量高，经济价值高，但是产量较低，仅占C4总量的5%；炼厂C4中烷烃含量高，经济价值低，利用率很低，但是产量占C4总量的90%以上。正是基于上述考虑，我们将蒸汽裂解C4与炼厂C4进行合理配制，使其在具有较高经济价值的同时具有较大的产量。这种混合C4将作为本C4综合利用系统的原料。此举使我们的系统具有经济效益高、产品规模大、通用性好的特点。5.1.2工艺模块设计由市场分析可知，目前具有较高经济价值的C4产品为：聚合级1-丁烯、MTBE、ETBE、烷基化汽油。其中，聚合级（