27萬噸/年丙烯睛項目

初步設計說明書

刖百

本團隊依據相關標準及文獻，對“27萬噸/年丙烯晴項目”進行了初步設計，相關

結果分別列于本設計說明書中。本說明書的內容按照《化工設計》(第三版)所涵蓋的

二十六章節內容展開。

本項目初步設計說明書的編制嚴格參照《化工工廠初步設計文件內容深度規定》

(HG-T20688-2000)的規定。為此，團隊成員本著認真負責的態度，做了大量的資料

搜集、設計計算與校核工作，同時參考最新標準、規范、數據資料、公式、圖表及圖紙。

審校人員反復多次校審并對個別章節進一步完善。

目錄

第一章項目總論........................................................1

1.1概述.............................................................1

1.1.1項目名稱...................................................1

1.1.2項目性質...................................................1

1.13項目建設性質及規模........................................1

1.1.4項目簡介...................................................1

1.2設計依據與原則..................................................1

1.2.1設計依據...................................................1

1.2.2設計原則...................................................2

第二章技術經濟........................................................3

2.1財務評價依據....................................................3

2.2資金籌措情況....................................................3

2.3資金使用計劃....................................................3

2.4主要經濟數據....................................................4

2.5經濟分析表......................................................4

第三章總圖運輸........................................................6

3.1設計概述.........................................................6

3.2設計依據........................................................6

3.2.1設計規范...................................................6

3.2.2設計基礎資料...............................................6

3.3廠址概況........................................................7

3.4總平面布置......................................................9

3.4.1總平面布置的要求..........................................10

3.4.2廠區總體布局概述..........................................10

3.4.3廠區面積計算..............................................11

3.4.4總平面布置各項技術指標：.................................11

3.4.5裝置的火災危險類別及建筑物的耐火等級劃分.................11

3.4.6安全布置距離..............................................12

3.4.7工藝裝置的布置............................................14

3.4.8輔助生產及公用工程設施...................................15

3.4.9倉儲設施的布置............................................15

3.4.10運輸設施的布置...........................................15

3.4.11生產管理及生活服務設施..................................16

3.5廠內運輸設計....................................................16

3.5.1廠內運輸設計要求..........................................16

3.5.2本廠運輸設計..............................................17

第四章化工工藝及系統.................................................18

4.1設計基礎........................................................18

4.1.1概況......................................................18

4.1.2原料、產品、副產品規格...................................19

4.1.3催化劑....................................................21

4.1.4公用物料及能量...........................................21

4.1.5性能指標..................................................22

4.1.6軟件及其版本要求.........................................22

4.2工藝方案說明...................................................23

4.2.1工藝方案論證..............................................23

4.2.2工藝技術方案比較.........................................26

4.2.3工藝技術方案選用.........................................28

4.3工藝流程論述...................................................29

4.3.1反應體系..................................................29

4.3.2分離序列設計..............................................32

4.3.3VLE分析.................................................36

4.3.4工藝流程設計..............................................37

4.3.5Aspen優化模擬............................................45

4.4AspenDynamics動態模擬.........................................52

4.4.1概述......................................................52

4.4.2穩態模擬設計.............................................52

4.4.3動態模擬設計..............................................53

4.4.4繼電-反饋測試.............................................60

4.4.5動態性能評估..............................................62

第五章車間布置及配管.................................................67

5.1設計依據及基本資料.............................................67

5.1.1設計依據..................................................67

5.1.2基本資料..................................................68

5.2車間整體布置...................................................68

5.2.1概述......................................................68

5.2.2車間廠房布置..............................................69

5.3車間設備布置...................................................71

5.3.1車間設備布置的要求.......................................71

5.3.2單元設備布置方法.........................................75

5.3.3丙烷脫氫制丙烯車間.......................................81

5.4管道及其附件設計...............................................87

5.4.1管道選型..................................................87

5.4.2管路閥門和管件的選擇.....................................90

5.4.3管路絕熱設計..............................................91

5.4.4管道編號..................................................92

5.5管道及附件布置.................................................96

5.5.1管道布置原則..............................................96

5.5.2管道連接..................................................97

5.5.3坡度要求..................................................98

5.5.4管道向凈距要求...........................................98

5.5.5一般閥門的布置原則.......................................98

5.6管道布置典型設計...............................................99

5.6.1塔的配管..................................................99

5.6.2換熱器的配管.............................................101

5.6.3泵的配管.................................................101

5.6.4壓縮機的配管.............................................102

5.6.5管廊上的配管.............................................103

5.6.6疏水閥組的配管...........................................103

5.6.7調節閥組的配管...........................................104

第六章空壓站、氮氧站、冷凍站........................................105

6.1設計依據.......................................................105

6.2空壓站.........................................................105

6.2.1壓縮空氣用途.............................................105

6.2.2儀表空氣質量要求.........................................105

6.2.3安全開車規程.............................................106

6.3氮氧站.........................................................106

6.3.1氮氣站...................................................106

6.3.2氧氣站...................................................106

6.3.3流程特點.................................................107

6.4冷凍站.........................................................107

第七章廠區外管......................................................108

7.1設計依據.......................................................108

7.2管道敷設原則...................................................108

7.3管道設計與布置................................................108

7.3.1管道材質選擇.............................................108

7.3.2管道防腐要求.............................................108

7.3.3管道設計特殊要求.........................................109

7.3.4閥門布置.................................................109

7.3.5外管架電氣、儀表橋架布置................................109

7.3.6外管架檢修平臺及檢修通道設置............................110

第八章分析化驗......................................................111

8.1設計依據.......................................................111

8.2設計原則.......................................................111

8.3分析化驗室任務................................................112

8.3.1中心化驗室的任務........................................112

8.3.2車間化瞼室的任務........................................112

8.4化驗室通風....................................................112

8.4.1通風要求.................................................112

8.4.2通風系統設計.............................................113

8.5化驗項目......................................................113

第九章設備..........................................................114

9.1過程設備類別..................................................114

9.2過程設備設計與選型原則........................................114

9.3過程設備設計與選型的主要內容..................................115

第十章自動控制及儀表................................................116

10.1設計依據......................................................116

10.2控制系統概述..................................................116

10.3自動控制系統..................................................117

10.3.1集散控制系統（DCS）......................................117

10.3.2安全儀表系統（SIS）.......................................118

10.4裝置自動化水平...............................................119

10.5儀表基本類型及選型...........................................119

10.5.1化工生產過程設計的基本儀表類型.........................119

10.5.2儀表選型原則............................................120

10.6動力供應......................................................120

10.6.1儀表電源................................................120

10.6.2儀表氣源................................................121

10.7設備控制方案..................................................121

10.7.1泵的基本控制方窠.......................................121

10.7.2壓縮機的基本控制方案..................................122

10.7.3換熱器的基本控制方案..................................123

10.7.4塔的基本控制方案......................................124

10.7.5反應器的基本控制方案..................................126

10.7.6容器的基本控制方案....................................126

10.8復雜體系控制方案設計.........................................128

10.9SIS設計......................................................130

10.9.1SIS簡介................................................130

10.9.2SIS設計................................................132

第十一章供電系統...............................................134

11.1設計標準......................................................134

11.2研究范圍......................................................134

11.3供電現狀......................................................134

11.4用電負荷及負荷等級...........................................134

11.5供電方案原則.................................................135

11.6照明..........................................................135

11.7防雷、防靜電接地.............................................136

11.7.1防雷....................................................136

11.7.2防靜電接地系統..........................................137

第十二章通信系統...............................................138

12.1設計規范......................................................138

12.1.1原貝ij.........................................................................................................138

12.1.2電信方案................................................138

12.2全廠電信網絡.................................................139

第十三章土建.................................................140

13.1設計范圍......................................................140

13.2設計依據......................................................140

13.3建筑工程......................................................140

13.3.1設計原則................................................140

13.3.2設計標準................................................141

13.3.3設計方案................................................141

13.4結構工程......................................................143

13.4.1設計原則................................................143

13.4.2設計標準................................................143

13.4.3設計方案................................................144

第十四章給水排水....................................................146

14.1設計依據......................................................146

14.2設計范圍......................................................146

14.3設計原則......................................................146

14.4給水系統.....................................................146

14.4.1生產、生活供水系統......................................147

14.4.2循環水系統..............................................147

14.5排水系統......................................................147

14.5.1生活污水排水系統........................................147

14.5.2生產污水排水系統........................................147

14.5.3冷卻水排放..............................................147

14.5.4雨水排放系統............................................148

14.6消防用水系統.................................................148

14.6.1總述....................................................148

14.6.2系統概述................................................148

14.6.3消防水管網..............................................148

第十五章供熱系統....................................................149

15.1概述..........................................................149

15.2蒸汽系統......................................................149

15.2.1設計原則................................................149

15.2.2設計方案................................................150

153蒸汽規格及消耗定額............................................150

第十六章采暖通風及空氣調節..........................................151

16.1設計標準......................................................151

16.2設計目標......................................................151

16.3設計范圍及目標...............................................151

16.3.1設計范圍................................................151

16.3.2設計目標................................................152

16.4采暖設計.....................................................152

16.4.1設計原則................................................152

16.4.2采暖標準................................................152

16.4.3采暖介質................................................153

16.5通風..........................................................154

16.5.1通風概述................................................154

16.5.2通風設計................................................154

16.6空氣調節......................................................155

16.6.1空氣調節概述............................................155

16.6.2送風溫差和換氣次數.....................................156

16.6.3空氣調節冷熱源..........................................156

16.6.4防爆空調................................................156

16.6.5空調節能................................................156

第十七章維修........................................................157

17.1設計原則......................................................157

17.2設備維護......................................................157

17.2.1設備維護目的............................................157

17.2.2設備維護內容............................................157

17.2.3設備維護工作程序........................................158

17.3設備維修......................................................159

17.3.1設備維修體制...........................................159

17.3.2設備維護檢修...........................................160

17.4檢修舉例.....................................................161

17.4.1高危設備的安全檢修要求.................................161

17.4.2特種設備檢修要求.......................................162

17.4.3壓力容器、管道的定期檢修...............................162

17.4.4泵的檢查與處理..........................................162

17.5維修人員工作職責.............................................163

17.6維修管理......................................................164

第十八章液體原料、產品儲運..........................................165

18.1設計依據......................................................165

18.2儲存系統......................................................165

18.2.1儲存物質................................................165

18.2.2儲罐區布置及附件........................................168

18.3運輸系統設計..................................................168

18.3.1物料運輸................................................168

18.3.2運輸方式及工具..........................................168

18.3.3原料產品運輸要求及注意事項.............................168

第十九章固體原料、產品儲運..........................................170

19.1設計依據......................................................170

19.2儲存系統......................................................170

19.2.1儲存物質................................................170

19.2.2儲存區設計..............................................170

19.3固廢處理......................................................170

第二十章全廠設備、材料倉庫..........................................172

20.1設計規范......................................................172

20.2全廠性倉庫....................................................172

20.3倉儲工藝......................................................172

20.4倉庫設計......................................................172

第二十一章消防專篇..................................................173

21.1概述..........................................................173

21.2依據標準......................................................173

21.3消防建設......................................................173

21.3.1廠房防火防爆............................................173

21.3.2儲罐區防火防爆..........................................174

21.3.3防火間距................................................174

21.3.4消防分站................................................175

21.4消防系統.....................................................175

21.4.1概述....................................................175

21.4.2給水系統................................................175

21.4.3供電系統................................................175

21.4.4水消防系統..............................................176

21.4.5泡沫滅火系統............................................176

21.4.6干粉滅火系統............................................176

21.4.7移動式滅火系統..........................................177

21.5車間消防設置建設.............................................177

21.6日常消防管理..................................................178

第二十二章環境評價..................................................18()

22.1設計規范......................................................180

22.2主要污染源及主要污染物.......................................180

22.3環保治理措施..................................................182

22.3.1廢氣....................................................182

22.3.2廢水....................................................182

22.3.3廢渣....................................................183

22.3.4噪聲....................................................183

第二十三章勞動安全衛生..............................................184

23.1設計規范......................................................184

23.2生產過程中職業危險、危害因素的分析..........................185

23.2.1職業安全................................................185

23.2.2工業衛生................................................187

23.3設計中采取的主要安全衛生防護措施.............................189

23.3.1防火、防爆..............................................189

23.3.2生產工藝上的控制措施...................................189

23.3.3防雷、防靜電............................................190

23.3.4防毒物危害..............................................190

23.3.5防噪聲..................................................190

23.3.6其他防范措施............................................191

23.3.7安全色和安全標志........................................191

23.3.8發生事故時的應急措施...................................191

23.4勞動保護用品及衛生安全管理...................................192

23.5系統安全保障..................................................193

23.5.1危險化學品..............................................193

23.5.2安全設計................................................196

23.5.3HAZOP分析.............................................197

23.6安全生產責任制度.............................................197

第二十四章行政管理設施及居住區......................................199

24.1設計依據......................................................199

24.2行政管理設施.................................................199

第二十五章裝置能耗..................................................201

25.1統計評價依據.................................................201

25.2設計說明.....................................................201

25.3公用工程消耗量...............................................201

25.3.1裝置用電量..............................................201

25.3.2裝置蒸汽負荷...........................................202

25.3.3裝置產生蒸汽..........................................203

25.3.4裝置循環水用量........................................203

25.3.5裝置低溫水用量........................................204

25.3.6裝置制冷乙烯用量......................................205

25.3.7裝置燃料用量..........................................205

25.4能耗指標.....................................................205

25.4.1項目綜合能耗............................................205

25.4.2項目單耗................................................206

25.4.3每噸產品能耗對比.......................................206

25.4.4萬元產值綜合能耗.......................................207

25.5能源選擇合理性...............................................207

25.6節能措施.....................................................207

第二十六章經濟概算..................................................209

26.1編制依據.....................................................209

26.2工程概況.....................................................209

26.3資金來源及投資方式...........................................210

26.4投資分析.....................................................210

26.5經濟評價.....................................................212

26.6主要技術經濟指標.............................................213

第一章項目總論

1.1概述

1.1.1項目名稱

27萬噸/年丙烯U#項目

1.1.2項目性質

企業性質：國家控股

投資項目性質：新建

所屬區域：東南沿海地區

1.1.3項目建設性質及規模

項目建設性質：新建、生產性項目、基本建設項目。

項目建設規模：根據現有丙烯月青的市場需求量，結合市場上丙烯懵的生產量和相應

供需關系，參照目前相關工業的生產規模參數，以及泉惠石化園區招商引資需求，現擬

定生產年產27萬噸丙烯月青項目。

1.1.4項目簡介

本項目依托120()萬噸/年煉油項目3()0萬噸/年重油催化裂化的丙烷資源，采用當前

成熟可靠的兩步法生產丙烯睛工藝，其產品具有廣闊市場，與以丙烯為原料的丙烯脂生

產工藝相比具有價格優勢,本項目廠址所在地泉惠石化工業園區條件優越，原料供應可

靠，運輸距離短，交通運輸便利，政策優惠多，產品就地銷售，提供給下游席綸、ABS/SAN、

聚丙烯酰胺等作為生產原料。本項目可改善國家的能源結構，解決當地就業，拉動當地

相關產業發展。本項目為當地社會環境、人文條件所接受，與地方的相互適應性較好，

并得到福建省、泉州市政府和泉惠工業園區的大力支持。

1.2設計依據與原則

1.2.1設計依據

(1)《化工工廠初步設計文件內容深度規定》(2000年版)及有關專業國家標準

（2）《化工建設項目可行性研究報告內容和深度的規定》（2005年版）及有關專業國

家標準。

（3）《中華人民共和國環境保護法》、《中華人民共和國勞動安全法》等相關的國家

法律、法規。

（4）發改投資[2（）06]1325號《建設項目經濟評價方法與參數》（第三版）。

（5）泉惠石化工業園區規劃、當地相關政策，當地自然社會環境條件。

（6）?2016年“東華科技一陜鼓杯”第十屆全國大學生化工設計競賽設計任務書》。

1.2.2設計原則

（1）認真貫徹落實可持續發展戰略和國家基本建設的有關政策、法規，合理安排

建設周期，嚴格控制工程建設項目的生產規模和建設投資。

（2）嚴格遵循現行消防、安全、衛生、勞動保護等有關規定、規范，保障生產安

全順利進行和操作人員的安全。

（3）選用成熟可靠的先進技術，以提高生產效率，降低消耗和生產承辦，減少污

染，保證裝置運行和產品質量的穩定性，增強產品的競爭力。

（4）堅持安全生產與環境保護并重，設計中選用清潔生產工藝，在生產過程中減

少“三廢”排放，執行國家和地區的有關環保政策，對生產中的“三廢”進行處理，并

達到國家和地區規定的排放標準。

（5）貫徹工廠規模大型化、布置一體化、生產裝置露天化、公用工程社會化、引

進技術與創新相結合的項目建設方針。

（6）堅持體現“社會經濟效益、環保效益和企業經濟效益并重”的原則，按照國

民經濟和社會發展的長遠規劃，行業、地區的發展規劃，在項目調查、選擇中對項目進

行詳細全面的論證。

第二章技術經濟

該項目技術經濟是在可行性研究完成市場需求預測、生產規模、工藝技術方案、原

材料、燃料及動力的供應、建廠條件和廠址方案、公用工程和輔助設施、環境保護、工

廠組織和勞動定員及項目實施規劃諸方面進行研究論證和多方案比較后、確定了最佳方

案的基礎上進行的。內容主要包括投資估算、資金規劃、成本估算、銷售收入、稅利估

算、獲利能力評價和償債能力評價等內容，通過會計核算及經濟指標分析本項目的技術

經濟。

2.1財務評價依據

《化工投資項目經濟評價參數》，國石化規發（2000）412號文件

《建設項口經濟評價方法與參數》，國家發展改革委建設部發布

《化工工藝設計手冊》（第四版）

《化工技術經濟》

《企業所得稅法實施條例》

《企業會計準則（2015）》及其相關的解釋、說明、補充文件

2.2資金籌措情況

化工項目的資金來源主要有權益資本、債務資金、準股本資金和融資租賃。本項目

的資金來源為權益基本和債務資金，總投資金額為81037.47萬元。根據《國務院關于調

整固定資產投資項目資本金比例的通知》（國發（2015）51號）規定，化工項目的最低

資本金比例為20%,故貸款2.8億元，貸款利率為4.75%,其余資金由自有資金注入。

其中，貸款部分通過抵押本廠部分的固定資產，獲得貸款；其余部分由股東大會籌集或

總廠劃撥籌集，10個月內資金全部到位。

2.3資金使用計劃

項目建設期為兩年，項目計算期以12年計算，建設投資使用計劃為第一年一次性

全部投入。開工計劃為：

第一年，建設工廠，注入100%固定投資;

第二年，建設工廠并成功開車；

第三年，開工8000小時，基本保證正常運行，開工率達到60%以上;

第四年，開工8000小時，基本保證正常運行，開工率達到80%以上;

第五年，達到正常設計生產水平。

2.4主要經濟數據

表2-1主要經濟數據表

序號指標名稱單位數值

-"生產規模萬t/a27

二產品方案