煤气化制甲醇工艺流程

第一篇：煤气化制甲醇工艺流程

以焦炉煤气制合成氨的主要工艺分析与选择

景志林，张仲平(山西焦化股份有限公司，山西 洪洞 041606) 2007-12-14 山西焦化股份有限公司现拥有80 kt/a合成氨，130 kt/a尿素的生产能力。公司拟建设15 Mt/a焦炉扩建项目(二期工程)。焦炉装置建成后，产生的焦炉煤气除自用外，可外供焦炉气32650 m/h，这些焦炉气若不及时加以利用，不仅对当地大气环境造成不利的影响，还会造成能源的极大浪费。

对于富裕焦炉煤气利用问题，公司经过多方论证，考虑到多年氮肥生产的技术和管理优势，计划配套建设以焦炉煤气制180 kt/a合成氨，300 kt/a尿素的生产装置。本文介绍“18·30”项目合成氨制备中主要工艺技术路线的选择。

1 焦炉气配煤造气制合成氨的必要性

焦炉气生产合成氨类似天然气生产合成氨，焦炉煤气自身的特点是氢多碳少，C/H低，焦炉气成分如表1。单独用于合成氨生产时，原料气耗量大，弛放气排放量多，单位产品能耗高。必须补碳。

3 综合考虑，周边煤炭资源丰富，价格便宜，宜采用煤制气补碳，煤制气有效成分(H2+CO)高，可以把合成气调整合理，最大限度地利用原料气。

因此，要想取得好的经济效益，合理地利用原料资源，采用煤、焦、化一体化的联合流程，不仅将能源和环境保护结合起来，而且将传统的焦化工业与化学工业及化肥工业有机地结合起来，生产大宗支农产品——尿素，是新一代焦炉气综合利用的好途径。 2 工艺生产路线概述

将来自焦化厂净化后的剩余焦炉煤气，进入气柜进行混合、缓冲，然后通过罗茨鼓风机升压，湿法脱硫装置脱除焦炉气中的H2S，再加压至2.3 MPa，送干法脱硫装置，将气体中的总硫脱至7 mg/m以下，利用深冷空分装置送来的富氧，混入蒸汽进行催化部分氧化转化，将气体中的甲烷及少量其他烃转化为CO和H2，转化后的高温气体经废锅回收热量降温后，补加蒸汽进入变换工序的中变炉，进行CO变换反应，调整CO含量至3%，然后进入ZnO 精脱硫槽，将气体中的总硫脱至(1～3)×10，再进入装有铜锌催化剂的低温变换炉，控制变换气中CO含量为0.3%。

灰熔聚粉煤气化炉生产的煤气，单独进行压缩、净化、中温变换，之后也进入ZnO 精脱硫槽，与转化后的中变气混合，一起进入低温变换炉，进行深度变换。变换后的低变气进入脱碳装置脱除CO2，控制脱碳气中CO2含量≤0.2%，再经甲烷化装置精制，使气体中的CO+CO2 ≤20×10，合格的氢氮气经合成气压缩机组，加压至31.4 MPa送往氨合成装置。氨合成采用31.4 MPa的高压合成工艺。流程示意如图1。 氨合成产生的放空气净氨后，作为转化装置预热炉的燃料气。

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3图1 工艺技术路线方框图

3 合成氨工艺的选择 3.1 焦炉气的转化

焦炉气转化制氨合成气有以下两种方案。

方案一 蒸汽转化

本方法通过蒸汽转化，将焦炉气中的甲烷转化为H

2、CO、CO2，以降低合成气中的惰性气体含量，同时增加CO、CO2量，该法制得的合成气中氢含量高，H2/N2在补N2时调节。缺点是：蒸汽转化炉投资较高，能耗较高，致使生产成本偏高。

方案二 富氧—蒸汽转化的方法

采用本方法的特点是转化所需热量通过转化炉内焦炉气的燃烧提供，燃烧后的尾气没有外排而是直接进入合成原料气中，生产合成气的H2/N2比例由加氮量控制。该法比以天然气为原料的蒸汽转化生产合成氨过程简单，流程简短，易于控制。虽然到目前为止，利用焦炉气生产合成氨的厂家还为数不多，但可以认为是工业应用中成熟的国产化技术。为节省空分装置的氧气用量，保证转化炉操作的稳定性和安全可靠性，流程中设置了蒸焦预热炉和富氧—软水预热炉。

综合各方面的因素，由于本装置的主要目的是利用富余的焦炉气生产合成氨，使焦炉气得到最大限度的利用。因此，采用富氧—蒸汽转化比较合理。 3.2 煤造气

本装置造气采用常压灰熔聚流化床气化炉，净化加压后，在变换工序补入系统。

新建3台Φ3600 mm常压灰融聚流化床气化炉，两开一备，以粉煤为原料生产煤气，煤气经湿法脱硫，加压至2.3 MPa后，再经ZnO干法脱硫和中温变换，在ZnO精脱硫工序补入系统。

工艺流程主要包括进料、供气、气化、除尘、废热回收等工序。 3.3 净化 3.3.1 脱硫工艺

(1)湿法脱硫 分为物理吸收法、化学吸收法与直接氧化法三类。目前运用较为广泛且性能较好的脱硫方法有PDS法、改良ADA法，栲胶法、茶灰法、MSQ法、改良对苯二酚法、KCA法。

经过综合比较，栲胶脱硫和改良ADA脱硫都是本装置可以采用的脱硫工艺，但考虑到公司现有“8·13”装置采用的是改良ADA工艺，且使用效果良好，工人操作熟练，因此，本装置拟采用“改良ADA+PDS”工艺。对再生后硫泡沫的处理，采用连续熔硫工艺，主要设备熔硫釜，选用邯钢化肥公司开发的、获国家专利的“连续进行硫回收的金属釜”。同时，设溶液回收装置。该工艺具有如下特点：设备台数少、不建厂房、投资较省;操作简单易掌握，生产安全;生产弹性大，可根据负荷间断或连续运行;操作人员少，维修量小，运行费用低;生产过程中没有废气、废渣、废液产生，操作环境好。

(2)干法脱硫

湿法脱硫后，焦炉气中仍含无机硫20mg/m,有机硫约250 mg/m，硫是转化、变换、甲烷化和合成催化剂的毒物，为降低消耗，延长催化剂使用寿命，采用干法脱硫。干法脱硫主要有氧化铁法、铁钼+锰矿法、活性炭法、钴-钼加氢法、氧化锌法等。

无机硫的脱除相对容易，有机硫则不易直接脱除，一般先转化为无机硫，再进行脱除。加氢转化反应属可逆反应，故转化前先进行无机硫的脱除，以保证加氢反应彻底。焦炉气中硫的形态复杂，且含有较难转化的噻吩，用铁钼加氢串氧化锰法比较合适。该法在焦炉气制合成氨工艺中已运行多年，效果良好。因此，本装置选择此方法，并在氧化锰槽后串中温氧化锌槽把关，以确保总硫小于(1～3)×10。 3.3.2 变换工艺

变换系统按照热利用方式，分为换热式流程和饱和热水塔流程两种。换热式流程一次性投资省，占地少，操作稳定，蒸汽消耗较高;而饱和热水塔流程可以多回收部分反应热，提高气体的温度和湿含量，减少外加蒸汽量，降低能耗，但装置投资费用较高。本装置变换操作压力高，由饱和塔带出的水蒸气量相对于中、小型氮肥厂的低压变换为低，因此本装置采用换热式中串低变换工艺，流程中设置废热锅炉回收变换反应热，副产的中压蒸汽用于本系统。 3.3.3 脱碳工艺

目前合成氨厂采用的脱碳方法，大致可分为三类，即化学吸收法、物理吸收法和物理—化学吸收法。化学吸收法适合于CO2分压低的气体净化，此法净化率高，但脱碳溶液溶剂再生时需加热，能耗高，热钾碱法属于此类方法。物理吸收法适合于CO2分压高、处理量大的气体净化，脱碳溶剂再生采用降压工艺，不需加热，但净化率略低于化学吸收法。碳酸丙烯酯脱碳法(简称PC)，聚乙二醇二甲醚脱碳法(简称NHD法)均属此类方法。物理—化学吸收法处理量大，净化率高，生产操作稳定，但脱碳溶剂的再生需加热，蒸汽耗量较大，N-甲基二乙醇胺加少量活化剂组成的脱碳溶剂(简称改良MDEA)，其脱碳机理就属物理—化学吸收法。该法兼具物理及化学吸收法的特点，溶液再生通过减压闪蒸和加热汽提共同完成，该法溶液稳定，操作简单，净化度较高，但仍需要消耗一定的热能，其再生热能消耗以CO2计约为1880 kJ/m。

改良热钾碱法脱碳工艺尽管热能消耗较高，但配转化流程，在天然气制合成氨厂广泛采用，且气体净化度和CO2回收率高。非常适合本装置转化后变换气中CO2含量较低、系统操作压力不高的工况，可以弥补焦炉气中CO2不足的缺点。故项目采用改良热钾碱法脱碳工艺。具体流程为三段吸收、双塔变压再生的先进工艺，进一步降低溶液再生能耗。 3.4 合成

3.4.1 压缩机的选择

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33 压缩工序是合成氨系统的心脏部分，压缩机是合成氨生产的关键设备。目前，国内外大中型合成氨厂压缩一般采用离心式和往复式压缩机。

国内外许多气头和油头的大中型合成氨厂均采用离心式压缩机。但离心式压缩机有以下不足之处：(1)使用条件要求高，要求原料气体不含油、尘;(2)排气压力较低;(3)离心式压缩机整机或主要部件需引进，投资高;(4)采用汽轮机驱动时，热动与工艺联合，相互影响，稳定性差。

本装置以焦炉气为原料生产合成氨，由于焦炉煤气中氢含量较高，使得气体分子量很小，且焦炉气中含有尘和焦油，这些因素都给使用离心式压缩机造成困难，故不宜采用离心式压缩机。而往复式压缩机与离心式压缩机相比尽管有不足之处，但有运行平稳可靠，排气压力高，系国内制造、使用经验丰富的优点。为此本可研选择往复式压缩机，采用低压段和高压段分开的压缩方案。 3.4.2 精制

CO和CO2都是氨合成催化剂的毒物，经初步净化后的气体，进入合成系统之前，必须再行精制，使CO+CO2的含量低于20×10，并清除残留的O2和H2S。通常采用两种方法处理：一种是借助于镍催化剂将微量的CO和CO2转化为惰性的甲烷，即甲烷化;另外一种方法是用适当的溶剂将残余CO和CO2吸收掉，即铜氨液洗涤法。

采用甲烷化的方法，由于合成气中的氢含量高，甲烷化反应比较彻底，其中的CO和CO2含量可以降至10数量级，其工艺流程简单，设备较少，操作费用低。适用于各种合成氨配套产品的生产流程，操作压力随所配产品流程不同而有差异，但此过程消耗掉数倍于一氧化碳和二氧化碳含量的氢气，而且还生成一些无用的甲烷气体，使得合成气中的惰性组分含量增加，合成系统放空量增加，损失加大，能耗增高。 铜氨液洗涤法技术较成熟,醋酸亚铜氨液稳定性好，气体净化度高。但此种方法不仅能耗高，工艺条件要求比较严格，而且由于废液中含有重金属“铜”，存在环境污染的问题。

上述两种方法相比，甲烷化法具有流程简单、操作方便、设备和操作费用低等明显优点，故本工程推荐采用甲烷化精制工艺。 3.4.3 氨的合成

对于氨合成来说，传统的反应压力为31.4 MPa。近年来合成压力有逐渐下降的趋势，16 MPa的氨合成装置已在一些中大型氨厂运行。合成的压力高，压缩功高，但有利于反应平衡，设备相对缩小。合成的压力低，压缩功相对低，但设备相对增大。压力高低各有利弊。本工程按31.4 MPa氨合成设计。选用先进可靠、技术成熟的φ1800 mm合成塔内件及与之相配套的高效分离内件、后置式废热锅炉(热回收系统)。具有塔阻力小，氨净值高，使用寿命长，操作稳定简单，投资少的特点。设置废热锅炉回收反应热，副产蒸汽。

3.4.4 氨氢回收

氨回收是合成氨厂节能降耗的主要措施之一，设置等压回收塔，用尿素深度解吸液洗涤回收氨罐弛放气和合成放空气中的氨，得到的稀氨水送尿素车间解吸，降低氨耗。洗涤后的尾气送转化加热炉作为燃料气燃烧，减少燃料焦炉气的消耗。

由于本装置转化消耗燃料气，故不设氢回收装置。 4 环保和节能

(1)环保 -6-6 合成放空气主要有害物为CH

4、NH3，放空气经洗涤NH3后，减压后送转化加热炉燃烧，得到的稀氨水，送往尿素解吸、水解系统回收利用。

本装置在建设中，对生产过程中排放的“三废”，均采取了有效的治理措施，保证污染物达标排放，符合国家推行的清洁生产要求。

(2)节能

本着降低能耗、提高经济效益、改善环境的目的，采用了如下节能技术措施：充分利用变换气余热，作为脱碳再生塔煮沸器的热源，既节省蒸汽，又节省冷却水。转化、变换、甲烷化、氨合成等采用新型催化剂，提高转化效率，降低能量消耗。脱碳采用涡轮泵回收能量，吨氨节电19.2 kW·h。气化工艺采用常压灰融聚工艺，以烟煤为原料，符合中国节能技术政策大纲。

本装置合成氨的单位能耗为48282.8 MJ，折标煤为1647 kg，优于现阶段(2004年底)我国平均水平(吨氨耗标煤1700 kg)，但与国际先进水平(1000 kg)相比，相差了647 kg。在今后设计及生产中将采取更先进的节能措施，以便更好地节约能源。 5 结 语

本项目以焦炉气为原料，焦炉气经脱硫、压缩、精脱硫、富氧转化、中串低变换、改良热钾碱脱碳、甲烷化、合成气压缩、氨合成。工艺技术成熟可靠，产品纯度高，消耗定额低，生产成本低。

合成氨的生产主要是以焦炉气为原料，有明显的价格和成本优势，在市场竞争中具有较强的竞争力，符合国家的能源政策、产业政策和环保政策以及地区的发展规划，是焦炉剩余煤气综合利用的新方向。

第二篇：煤制甲醇实训报告

2014年国家高职院校骨干教师化工类顶岗实训报告

(煤制甲醇装置)

班

级：杨 子 班 姓

名：连 锦 花 班主任： 钟

飞

实训日期：2014.8.11—2014.8.23

实训内容

1、甲醇介绍

2、煤制甲醇生产工艺、装置介绍及现场参观

3、气化工段仿真模拟训练

4、变换工段仿真模拟训练

5、合成工段仿真模拟训练

6、精馏工段仿真模拟训练

实训方案

一、性质和任务

(一)实训的性质

煤制甲醇工艺仿真实训操作是为了加强培训教师实践性教学环节，培养教师理论联系实际，提高分析问题、解决问题的能力及实践技能。在学习基础知识、专业基础理论课的基础上，进行为期一周的实训。

通过实训，使教师直接参与生产第一线的实践活动，将所学的理论知识和生产实践相结合，进一步巩固和丰富专业基础知识和专业知识;通过参与生产第一线的实践活动，进一步了解生产组织管理的有关知识，为毕业后从事教育工作打下良好的基础;同时通过实训，为教师提供了一次社会实践的机会，为将来走上工作岗位积累一定的社会实践经验。

二、实训目标

(一)知识目标

1.甲醇生产原料、产品的性能以及用途;

2.掌握煤制甲醇的工艺生产原理、工艺条件、工艺流程; 3.熟悉有关装置的化工操作规范和装置的安全运行规则;

4.了解主要设备的结构、管道、阀门的类型、作用、性能等情况; 5.了解各种操作参数的测量、控制方法以及相应仪表、仪器的类型、性能和使用方法;

三、实训内容 A、甲醇介绍

甲醇，分子式 CH3OH，又名木醇或木精，英文名： Methanol; Methyl alcohol;Carbinol;Wood alcohol; Wood spirit; Methyl hydroxide; 理化性质：无色、透明、高度挥发、易燃液体。略有酒精气味。分子量32.04。相对密度0.792(20/4℃)。熔点-97.8℃。沸点64.5℃。闪点 12.22℃。自燃点463.89℃。蒸气密度 1.11。蒸气压 13.33KPa(100mmHg 21.2℃)。蒸气与空气混合物爆炸下限 6～36.5 % 。能与水、乙醇、乙醚、苯、酮、卤代烃和许多其他有机溶剂相混溶。遇热、明火或氧化剂易着火。用途：基本有机原料之一。主要广泛应用于精细化工，塑料，医 药，林产品加工等领域的基本有机化工原料，可开发出100多种高附加值化工产品，尤其深加工后作为一种新型清洁燃料和加入汽油掺烧，其发展前景越来越广阔。

主要是合成法，尚有少量从木材干馏作为副产回收。合成甲醇可以固体(如煤、焦炭)液体(如原油、重油、轻油)或气体(如天然气及其他可燃性气体)为原料， 经造气净化(脱硫)变换，除去二氧化碳，配制成一定的合成气(一氧化碳和氢)。在不同的催化剂存在下，选用不同的工艺条件。单产甲醇(分高压法低压和中压 法)，或与合成氨联产甲醇(联醇法)。将合成后的粗甲醇，经预精馏脱除甲醚，精馏而得成品甲醇。高压法为BASF最先实现工业合成的方法，但因其能耗大， 加工复杂，材质要求苛刻，产品中副产物多，今后将由ICI低压和中压法及Lurgi低压和中压法取代。它能与水、乙醇、乙醚、苯、酮、卤代烃和许多其他有机溶剂相混溶，遇热、明火或氧化剂易燃烧。燃烧反应式为：

CH3OH + 3 O2 → 2 CO2 + 4 H2O 还能与水、乙醇、乙醚、苯、丙酮和大多数有机溶剂相混溶。

它是重要有机化工原料和优质燃料。主要用于制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲脂等多种有机产品，也是农药、医药的重要原料之一。 甲醇亦可代替汽油作燃料使用。

B、煤制甲醇工艺介绍

一、气化

1、煤浆制备

由煤运系统送来的原料煤干基(<25mm)或焦送至煤贮斗，经称重给料机控制输送量送入棒磨机，加入一定量的水，物料在棒磨机中进行湿法磨煤。为了控制煤浆粘度及保持煤浆的稳定性加入添加剂，为了调整煤浆的PH值，加入碱液。出棒磨机的煤浆浓度约65%，排入磨煤机出口槽，经出口槽泵加压后送至气化工段煤浆槽。煤浆制备首先要将煤焦磨细，再制备成约65%的煤浆。磨煤采用湿法，可防止粉尘飞扬，环境好。用于煤浆气化的磨机现在有两种，棒磨机与球磨机;棒磨机与球磨机相比，棒磨机磨出的煤浆粒度均匀，筛下物少。煤浆制备能力需和气化炉相匹配，本项目拟选用三台棒磨机，单台磨机处理干煤量43～53t/h，可满足60万t/a甲醇的需要。 为了降低煤浆粘度，使煤浆具有良好的流动性，需加入添加剂，初步选择木质磺酸类添加剂。

煤浆气化需调整浆的PH值在6～8，可用稀氨水或碱液，稀氨水易挥发出氨，氨气对人体有害，污染空气，故本项目拟采用碱液调整煤浆的PH值，碱液初步采用42%的浓度。

为了节约水源，净化排出的含少量甲醇的废水及甲醇精馏废水均可作为磨浆水

2、气化

在本工段，煤浆与氧进行部分氧化反应制得粗合成气。

煤浆由煤浆槽经煤浆加压泵加压后连同空分送来的高压氧通过烧咀进入气化炉，在气化炉中煤浆与氧发生如下主要反应：

CmHnSr+m/2O2—→mCO+(n/2-r)H2+rH2S

CO+H2O—→H2+CO2

反应在6.5MPa(G)、1350～1400℃下进行。

气化反应在气化炉反应段瞬间完成，生成CO、H

2、CO

2、H2O和少量CH

4、H2S等气体。

离开气化炉反应段的热气体和熔渣进入激冷室水浴，被水淬冷后温度降低并被水蒸汽饱和后出气化炉;气体经文丘里洗涤器、碳洗塔洗涤除尘冷却后送至变换工段。

气化炉反应中生成的熔渣进入激冷室水浴后被分离出来，排入锁斗，定时排入渣池，由扒渣机捞出后装车外运。

气化炉及碳洗塔等排出的洗涤水(称为黑水)送往灰水处理。

3、灰水处理

本工段将气化来的黑水进行渣水分离，处理后的水循环使用。

从气化炉和碳洗塔排出的高温黑水分别进入各自的高压闪蒸器，经高压闪蒸浓缩后的黑水混合，经低压、两级真空闪蒸被浓缩后进入澄清槽，水中加入絮凝剂使其加速沉淀。澄清槽底部的细渣浆经泵抽出送往过滤机给料槽，经由过滤机给料泵加压后送至真空过滤机脱水，渣饼由汽车拉出厂外。

闪蒸出的高压气体经过灰水加热器回收热量之后，通过气液分离器分离掉冷凝液，然后进入变换工段汽提塔。

闪蒸出的低压气体直接送至洗涤塔给料槽，澄清槽上部清水溢流至灰水槽，由灰水泵分别送至洗涤塔给料槽、气化锁斗、磨煤水槽，少量灰水作为废水排往废水处理。

洗涤塔给料槽的水经给料泵加压后与高压闪蒸器排出的高温气体换热后送碳洗塔循环使用。

4、变换

在本工段将气体中的CO部分变换成H2。

本工段的化学反应为变换反应，以下列方程式表示：

CO+H2O—→H2+CO2

由气化碳洗塔来的粗水煤气经气液分离器分离掉气体夹带的水分后，进入气体过滤器除去杂质，然后分成两股，一部分(约为54%)进入原料气预热器与变换气换热至305℃左右进入变换炉，与自身携带的水蒸汽在耐硫变换催化剂作用下进行变换反应，出变换炉的高温气体经蒸汽过热器与甲醇合成及变换副产的中压蒸汽换热、过热中压蒸汽，自身温度降低后在原料气预热器与进变换的粗水煤气换热，温度约335℃进入中压蒸汽发生器，副产4.0MPa蒸汽，温度降至270℃之后，进入低压蒸汽发生器温度降至180℃，然后进入脱盐水加热器、水冷却器最终冷却到40℃进入低温甲醇洗1#吸收系统。

另一部分未变换的粗水煤气，进入低压蒸汽发生器使温度降至180℃，副产0.7MPa的低压蒸汽，然后进入脱盐水加热器回收热量，最后在水冷却器用水冷却至40℃，送入低温甲醇洗2#吸收系统。

气液分离器分离出来的高温工艺冷凝液送气化工段碳洗塔气液分离器分离出来的低温冷凝液经汽提塔用高压闪蒸气和中压蒸汽汽提出溶解在水中的CO

2、H2S、NH3后送洗涤塔给料罐回收利用;汽提产生的酸性气体送往火炬。

5、低温甲醇洗

本工段采用低温甲醇洗工艺脱除变换气中CO

2、全部硫化物、其它杂质和H2O。

(1) 吸收系统

本装置拟采用两套吸收系统，分别处理变换气和未变换气，经过甲醇吸收净化后的变换气和未变换气混合，作为甲醇合成的新鲜气。

由变换来的变换气进入原料气一级冷却器、氨冷器、进入分离器，出分离器的变换气与循环高压闪蒸气混合后，喷入少量甲醇，以防止变换气中水蒸气冷却后结冰，然后进入原料气二级冷却器冷却至-20℃，进入变换气甲醇吸收塔，依次脱除H2S+COS、CO2后在-49℃出吸收塔，然后经二级原料气冷却器，一级原料气冷却器复热后去甲醇合成单元。净化气中CO2含量约3.4%，H2S+COS<0.1PPm。

来自甲醇再生塔经冷却的甲醇-49℃从甲醇吸收塔顶进入，吸收塔上段为CO2吸收段，甲醇液自上而下与气体逆流接触，脱除气体中CO2，CO2的指标由甲醇循环量来控制。中间二次引出甲醇液用氨冷器冷却以降低由于溶解热造成的温升。在吸收塔下段，引出的甲醇液大部分进入高压闪蒸器;另一部分溶液经氨冷器冷却后回流进入H2S吸收段以吸收变换气中的H2S和COS，自塔底出来的含硫富液进入H2S浓缩塔。为减少H2和CO损失，从高压闪蒸槽闪蒸出的气体加压后送至变换气二级冷却器前与变换气混合，以回收H2和CO。未变换气的吸收流程同变换气的吸收流程。

(2)溶液再生系统

未变换气和变换气溶液再生系统共用一套装置。

从高压闪蒸器上部和底部分别产生的无硫甲醇富液和含硫甲醇富液进入H2S浓缩塔，进行闪蒸汽提。甲醇富液采用低压氮气汽提。高压闪蒸器上部的无硫甲醇富液不含H2S从塔上部进入，在塔顶部降压膨胀。高压闪蒸器下部的含硫甲醇富液从塔中部进入，塔底加入的氮气将CO2汽提出塔顶，然后经气提氮气冷却器回收冷量后，作为尾气高点放空。

富H2S甲醇液自H2S浓缩塔底出来后进热再生塔给料泵加压，甲醇贫液冷却器换热升温进甲醇再生塔顶部。甲醇中残存的CO2以及溶解的H2S由再沸器提供的热量进行热再生，混和气出塔顶经多级冷却分离，甲醇一级冷凝液回流，二级冷凝液经换热进入H2S浓缩塔底部。分离出的酸性气体去硫回收装置。

从原料气分离器和甲醇再生塔底出来的甲醇水溶液经泵加压后甲醇水分离器，通过蒸馏分离甲醇和水。甲醇水分离器由再沸器提供。塔顶出来的气体送到甲醇再生塔中部。塔底出来的甲醇含量小于100PPm的废水送水煤浆制备工序或去全厂污水处理系统。

(3)氨压缩制冷

从净化各制冷点蒸发后的-33℃气氨气体进入氨液分离器，将气体中的液粒分离出来后进入离心式制冷压缩机一段进口压缩至冷凝温度对应的冷凝压力，然后进入氨冷凝器。气氨通过对冷却水放热冷凝成液体后，靠重力排入液氨贮槽。液氨通过分配器送往各制冷设备。

6、甲醇合成及精馏 (1) 甲醇合成

经甲醇洗脱硫脱碳净化后的产生合成气压力约为5.6MPa，与甲醇合成循环气混合，经甲醇合成循环气压缩机增压至6.5MPa，然后进入冷管式反应器(气冷反应器)冷管预热到235℃，进入管壳式反应器(水冷反应器)进行甲醇合成，CO、CO2和H2在Cu-Zn催化剂作用下，合成粗甲醇，出管壳式反应器的反应气温度约为240℃，然后进入气冷反应器壳侧继续进行甲醇合成反应，同时预热冷管内的工艺气体，气冷反应器壳侧气体出口温度为250℃，再经低压蒸汽发生器，锅炉给水加热器、空气冷却器、水冷器冷却后到40℃，进入甲醇分离器，从分离器上部出来的未反应气体进入循环气压缩机压缩，返回到甲醇合成回路。

一部分循环气作为弛放气排出系统以调节合成循环圈内的惰性气体含量，合成弛放气送至膜回收装置，回收氢气，产生的富氢气经压缩机压缩后作为甲醇合成原料气;膜回收尾气送至甲醇蒸汽加热炉过热甲醇合成反应器副产的中压饱和蒸汽(2.5MPa)，将中压蒸汽过热到400℃。

粗甲醇从甲醇分离器底部排出，经甲醇膨胀槽减压释放出溶解气后送往甲醇精馏工段。

系统弛放气及甲醇膨胀槽产生的膨胀气混合送往工厂锅炉燃料系统。 甲醇合成水冷反应器副产中压蒸汽经变换过热后送工厂中压蒸汽管网。 (2)甲醇精馏

从甲醇合成膨胀槽来的粗甲醇进入精馏系统。精馏系统由预精馏塔、加压塔、常压塔组成。预精馏塔塔底出来的富甲醇液经加压至0.8MPa、80℃，进入加压塔下部，加压塔塔顶气体经冷凝后，一部分作为回流，一部分作为产品甲醇送入贮存系统。由加压塔底出来的甲醇溶液自流入常压塔下塔进一步蒸馏，常压塔顶出来的回流液一部分回流，一部分作为精甲醇经泵送入贮存系统。常压塔底的含甲醇的废水送入磨煤工段作为磨煤用水。在常压塔下部设有侧线采出，采出甲醇、乙醇和水的混合物，由汽提塔进料泵送入汽提塔，汽提塔塔顶液体产品部分回流，其余部分作为产品送至精甲醇中间槽或送至粗甲醇贮槽。汽提塔下部设有侧线采出，采出部分异丁基油和少量乙醇,混合进入异丁基油贮槽。汽提塔塔底排出的废水，含少量甲醇，进入沉淀池，分离出杂醇和水，废水由废水泵送至废水处理装置。

(3)中间罐区

甲醇精馏工序临时停车时，甲醇合成工序生产的粗甲醇，进入粗甲醇贮罐中贮存。甲醇精馏工序恢复生产时，粗甲醇经粗甲醇泵升压后送往甲醇精馏工序。

甲醇精馏工序生产的精甲醇，进入甲醇计量罐中。经检验合格的精甲醇用精甲醇泵升压送往成品罐区甲醇贮罐中贮存待售。

7、空分装置

本装置工艺为分子筛净化空气、空气增压、氧气和氮气内压缩流程，带中压空气增压透平膨胀机，采用规整填料分馏塔，全精馏制氩工艺。

原料空气自吸入口吸入，经自洁式空气过滤器除去灰尘及其它机械杂质。过滤后的空气进入离心式空压机经压缩机压缩到约0.57MPa(A)，然后进入空气冷却塔冷却。冷却水为经水冷塔冷却后的水。空气自下而上穿过空气冷却塔，在冷却的同时，又得到清洗。

经空冷塔冷却后的空气进入切换使用的分子筛纯化器空气中的二氧化碳、碳氢化合物和水分被吸附。分子筛纯化器为两只切换使用，其中一只工作时，另一只再生。纯化器的切换周期约为4小时，定时自动切换。

净化后的空气抽出一小部分，作为仪表空气和工厂空气。其余空气分成两股，一股直接进入低压板式换热器，从换热器底部抽出后进入下塔。另外一股进入空气增压机。

经过空气增压机的中压空气分成两部分，一部分进入高压板式换热器，冷却后进入低温膨胀机，膨胀后空气进入下塔精馏。另一部分中压空气经过空气增压机二段压缩为高压空气，进入高压板式换热器，冷却后经节流阀节流后进入下塔。

空气经下塔初步精馏后，获得富氧液空、低纯液氮、低压氮气，其中富氧液空和低纯液氮经过冷器过冷后节流进入上塔。经上塔进一步精馏后，在上塔底部获得液氧，并经液氧泵压缩后进入高压板式换热器，复热后出冷箱，进入氧气管网。

在下塔顶部抽取的低压氮气，进入高压板式换热器，复热后送至全厂低压氮气管网。

从上塔上部引出污氮气经过冷器、低压板式换热器和高压板式换热器复热出冷箱后分成两部分：一部分进入分子筛系统的蒸汽加热器，作为分子筛再生气体，其余污氮气去水冷塔。从上塔中部抽取一定量的氩馏份送入粗氩塔，粗氩塔在结构上分为两段，第二段氩塔底部的回流液经液体泵送入第一段顶部作为回流液，经粗氩塔精馏得到99.6%Ar，2ppmO2的粗氩，送入精氩塔中部，经精氩塔精馏在精氩塔底部得到纯度为99.999%Ar的氩作为产品抽出送入进贮槽。

C、煤制甲醇仿真的简介

煤制甲醇仿真内容

仿真教学系统由两大部份组成: 硬件部份 、软件部份。

硬件部份：商用计算机、网络系统专业教学过程的一个技术平台。

软件部份：总体监控软件、通讯软件、工艺仿真软件(动态数学模型)、仿DCS软件智能操作指导系统、智能诊断系统这部分是仿真系统的核心，它完成了所有的教学功能。

仿真系统的教学内容如下：氧化反应器单元、熔盐冷却单位、液位控制单元、离心泵单元、列管式换热器单元、压缩机单元固定床反应器、间歇式反应单元、流化床反应器加热炉单元、精馏、吸收解吸、锅炉含盖了生产所需要的化工基本操作单元;

仿真系统的特点：

1、贴近真实生产操作系统的界面很强的交互性、重复性。在仿真系统上可反复进行开车、停车训练、事故训练。教师成为了学习的主体,教师可以根据自己的能力有选择性地学习，灵活地掌握学习进度。使得个性化教学成为可能。

2、仿真系统的智能教学功能，对教师的学习过程可进行实时跟踪测评，并指出其操作过程的对、错。提高了教师自主学习的能力。

3、老师站的组态功能使得老师的教学过程能满足教学大纲和计划的要求，也更加贴近了培养目标。

4、教师在仿真系统上实训不会发生人身危险、设备损坏、环境污染等经济损失和安全事故。

5、贴近真实生产操作系统的界面,为教师后毕业后尽快适用工作环境提供了良好的技术基础。

仿真教学内容： 1.气化工段：

气化工段的教学内容在于冷态开车工态，按照要求对气化反应器单元、熔盐冷却单位、液位控制单元、离心泵单元、列管式换热器单元等进行一些阀门开闭，升降温，加料等操作。

2.变换工段：

变换工段的教学内容在于冷态开车工态，按照要求对变换工段的一些单元进行阀门闭启等。

3、合成工段

4、精馏工段

仿真教学培训的效果：

1、教师理解、掌握了化工过程的基本操作技能。提高了教师对典型化工过程的开车、停车、事故处理的能力，加深了教师对化工过程基本原理的理解。

2、掌握了调节器的基本操作技能。为以后掌握P、I、D参数的在线整定及复杂控制系统的投运和调整能力打下良好基础。

3、通过仿真实训，教师掌握了最优的开车方案.系统科学、严格的考核，客观和真实地评价了教师实训后达到的操作水平和理论联系实际的能力。同时，提高了教师对复杂化工过程动态运行的分析和决策能力。

实训小结

在5天的实训中，我收获了很多书本上无法获得的东西。这些仿真实践性的东西对于我们来说是至关重要的，它让我们增加了对社会的感性认识、对知识更深入的了解。煤制甲醇实训基地的老师都是通过长久的实际工作拥有丰富的经验和熟练程度。这是我们教师在课本上得不到的，通过练习仿真操作，是我明白只有在操作中积累自己的经验，丰富自己的知识，才会去得心应手的去革新!”这句话是那样深刻地印在我的脑海里。

通过仿真与实操相结合的学习，让我亲身感触到了各种设备。不再是书本上模糊的图画。而且这次实训，让我们知道了设备的运行是要考虑各种因素的。而很小的一个疏忽都可能是潜在的危险。仿真实训让我更加深刻理解了煤制甲醇的生产工艺。

第三篇：甲醇制烯烃项目初步说明书

重庆XXXX化工设计团队

60 万吨/年甲醇制20 万吨/年烯烃项目可 行 性 研 究 报 告

9 万吨/年聚乙烯装置 组长：杨昆霖

组员：黎晓娟 黎雪松 温春燕 赖小蓉 杨成宏 向明华 2011 年5 月

编制单位：重庆三峡学院化学与环境工程学院2008级化工班 项目总负责 赖庆柯

工艺流程 杨昆霖 黎晓娟 给排水 温春燕 设备 黎晓娟 机泵 杨成宏 总图 向明华 结构 杨昆霖 建筑 杨昆霖 电气 杨成宏 仪表 向明华 暖通 赖小蓉 环保 赖小蓉 市场经济 温春燕 经济核算 黎雪松

过程计算：黎晓娟 赖小蓉

黎雪松

目 录

1 概述......................................................................1 1.1 编制原则................................................................1 1.2 装置规模及开工时数......................................................1 1.3 工艺路线................................................................1 1.4 装置范围................................................................1 1.5 主要技术经济指标........................................................2 2 原料及产品性质............................................................4 2.1 原料规格................................................................4 2.2 辅助原材料..............................................................6 2.3 产品规格................................................................7 3 市场分析..................................................................9 3.1 我国聚乙烯供需分析及预测..............................................9 3.1.1 供需概述............................................................9 3.1.2 国内生产状况分析....................................................10 3.1.3 国内进口状况分析................................................... 11 3.1.4 高密度聚乙烯国内消费市场分析........................................12 3.1.5 国内市场供需预测....................................................13 3.2 聚乙烯价格分析及趋势预测..............................................15 3.2.1 我国市场价格走势分析................................................15 3.2.2 价格变化趋势测......................................................16 4 工艺技术路线选择........................................................17 4.1 HDPE 工艺技术简介.....................................................17 4.2 各种工艺技术特点......................................................18 4.3 工艺选择结论..........................................................23 4.4 工艺流程..............................................................23 4.4.1 催化剂配制及加料....................................................23 4.4.2 聚合部分............................................................23 4.4.3 分离和干燥..........................................................24 4.4.4 造粒................................................................24 4.4.5 粒料掺混、包装与码垛................................................24 4.4.6 己烷蒸馏............................................................24 4.5 主要操作条件..........................................................24 5 物料平衡及产品流向......................................................25 6 主要设备选择............................................................26 6.1 设备概况..............................................................26 6.2 主要设备特点及主要设备表..............................................26 6.2.1 主要设备特点........................................................26 6.2.2 主要工艺设备表......................................................28 6.2.3 超限设备表..........................................................33 7 总平面布置及土建........................................................34 7.1 总图布置..............................................................34 7.1.1 总图布置原则........................................................34 7.1.2 平面布置............................................................34

7.1.3 竖向布置............................................................34 7.1.4 装置区道路及绿化....................................................34 7.1.5 主要工程量..........................................................34 7.2 装置平面布置..........................................................35 7.2.1 装置工艺特点........................................................35 7.2.2 装置布置说明........................................................35 7.2.3 装置布置设计一般原则................................................35 7.2.4 标准规范............................................................36 7.3 土建..................................................................36 7.3.1 建筑................................................................36 7.3.2 结构................................................................40 7.3.3 采暖通风空调........................................................43 8 自动控制..............................................................48 8.1 概述................................................................48 8.1.1 设计原则..........................................................48 8.1.2 采用的标准、规范..................................................48 8.2 自动控制水平及方案..................................................48 8.2.1 自动控制水平......................................................48 8.2.2 自动控制规模......................................................50 8.2.3 自动控制方案......................................................50 8.2.4 主要安全技术措施..................................................51 8.3 控制室..............................................................51 8.4 仪表选型............................................................52 8.4.1 温度仪表..........................................................52 8.4.2 压力、压差仪表....................................................52 8.4.3 流量仪表..........................................................52 8.4.4 液位仪表..........................................................53 8.4.5 执行器(控制阀) .................................................53 8.4.6 分析仪表..........................................................53 8.5 消耗指标............................................................55 9 电气..................................................................56 9.1 概述................................................................56 9.1.1 设计范围及分工....................................................56 9.1.2 用电负荷及负荷等级................................................56 9.2 供、配电系统设计....................................................57 9.2.1 电源情况..........................................................57 9.2.2 供电电源电气参数、配电电压等级....................................57 9.2.3 供电方案..........................................................57 9.2.4 继电保护和测量仪表的配置..........................................58 9.2.5 功率因数补偿原则和方式............................................58 9.2.6 配电设计规定......................................................58 9.2.7 照明设计..........................................................59 9.2.8 防雷、接地........................................................59 9.3 节能措施............................................................59

9.4 采用的主要标准规范..................................................59 9.4.1 电气设备材料......................................................60 9.4.2 选型原则..........................................................60 9.4.3 电气设备材料选型表................................................60 10 消耗指标及节能.......................................................62 10.1 装置能源计量器具的配备原则.........................................62 10.2 公用工程消耗及能耗指标.............................................62 10.3 节能措施...........................................................62 11 环境保护.............................................................64 11.1 主要污染源、主要污染物和处理方法...................................64 11.1.1 主要污染源、主要污染物...........................................64 11.1.2 废水、废气、废渣及噪声处理措施...................................66 11.2 环境管理与监测....................................................68 11.3 环境保护投资估算..................................................68 12 安全卫生............................................................69 12.1 概述..............................................................69 12.2 生产过程中主要物料的危险、危害分析................................69 12.2.1 危险物料........................................................69 12.2.2 噪声危害........................................................70 12.3 主要安全卫生措施..................................................71 12.4 安全机构设置及人员配备............................................72 12.5 安全卫生专用投资估算..............................................72 13 装置定员............................................................73 14 概算................................................................74 14.1 投资估算范围......................................................74 14.2 编制依据..........................................................74 14.3 需要说明的问题....................................................74 14.4 投资估算..........................................................74 附图：工艺流程图、平面布置图、供电系统图...............................78

1 概述

1.1 编制原则

本可行性研究报告是对华能满州里煤化工有限公司60 万吨/年甲醇制20 万吨/ 年烯烃项目中一套9 万吨/年高密度聚乙烯装置进行可行性研究。

本项目针对国内聚乙烯市场、产品应用以及生产现状进行充分的调查及研究，

并对Ineos 的淤浆双环管工艺、Univation 的气相流化床工艺、Borealis 的淤浆环管+ 气相流化床工艺以及中石化科技开发公司CX 淤浆搅拌釜聚乙烯技术进行了深入的 探讨，在充分了解各家技术的先进性、业绩及操作经验、产品特点的基础上编制了可 行性研究报告。

该项目充分贯彻国产化原则，在保证装置安全稳定运转的基础上，尽量减少引 进，降低投资。

按照“三同时”的原则进行设计，搞好环境保护和职业安全卫生，尽量减轻操作员 工的劳动强度。项目的实施执行国家相关的法律和法规，在获得经济效益的同时产生 良好的社会效益。

1.2 装置规模及开工时数

装置规模：年产9 万吨聚乙烯粒料; 开工时数：年操作8000 小时。 1.3 工艺路线

采用国产化“淤浆法HDPE”工艺。 1.4 装置范围

本项目研究范围包括：HDPE 装置的主要生产单元及其辅助生产设施。

装置的主要生产单元包括催化剂配制、聚合、分离干燥、挤压造粒、掺混风送、

低聚物处理、溶剂回收，公用工程及辅助生产设施共八个工段。各工段编号如表1.4-1 示：

设计界面与分工：

(1)本装置所需循环水、消防水、生活水、生产给水、蒸汽、仪表空气、装置 空气、氮气、冷冻水等由全厂公用工程系统供给。

(2)装置所用催化剂、添加剂主要贮存在PE 和PP 设置统一的化学品库房内。 (3)装置排放的可燃性气体送往火炬系统。。 2 (4)分析化验室及仪器由总体统一考虑。 表1.4-1 项目主项表及设计内容 工段号 工段名称 100 催化剂配制 200 聚合工段 300 分离干燥工段 400 造粒工段 500 掺混风送工段 600 低聚物处理工段 700 溶剂回收工段

800 公用工程及辅助生产设施包括：分子筛再 生气，密封油，蒸汽凝液回收，火炬气凝 液罐等系统

1.5 主要技术经济指标

表1.5-1 主要技术经济指标表

序号 指 标 名 称 单 位数 量 备 注 一 原料量

1 乙烯 万吨/年9.4 2 丁烯-1 万吨/年0.0513 3 丙烯 万吨/年0.04225 4 氢气 吨/年 67 二 化学品及催化剂 1 三乙基铝 吨/年 18.2 2 BCE 催化剂 吨/年 10.1 3 稳定剂 吨/年 270 4 己烷 吨/年 2137 三 产品及副产品

1 高密度聚乙烯 万吨/年9.1235 2 低聚物 万吨/年0.25 四 公用工程

1 循环冷却水 吨/时 3000 4000 最大 2 脱盐水 吨/时 1 2(最大) 3 序号 指 标 名 称 单 位数 量 备 注 3 电 kWh/h 9000 4 高压蒸汽(3.8MPa) 吨/时 2 3.2(最大) 5 中压蒸汽(1.0MPa) 吨/时 4 6.4(最大) 6 低压蒸汽(0.35MPa) 吨/时 6 9(最大) 7 氮气 Nm3/h 800 1500(最大)

8 仪表空气 Nm3/h 1200 2000(最大) 9 装置用空气 Nm3/h 0 1600(最大) 10 高压消防水 吨/时 0 1000(最大) 五 定员 人 40 注1 六 占地 万平方米1.908 七 运输量

1 产品 万吨/年9.1235 八 三废排放物

1 废气 Nm3/h 5950 5975 2 火炬气 吨/年 1200 3 废水 m3/h 2.2 75(最大) 4 废渣 吨/年 0 26.5(最大) 九 建设投资 万元 48842 其中外汇 万美元934 注1：仅为操作人员。

注2：火炬系统最大排放量。 4 2 原料及产品性质 2.1 原料规格

(1) 乙烯

表 2.1-1 乙烯规格表 组 成 规 格 备注 乙烯 99.9%vol 最小

甲烷，乙烷 0.1%vol 最大 丙烯和重组分 50ppm vol 最大 乙炔 5ppm vol 最大 一氧化碳 1ppm vol 最大 二氧化碳 5ppm vol 最大 氧 5ppm vol 最大 氢 10ppm vol 最大 水 5ppm vol 最大

含氧有机化合物 5ppm vol 最大 总硫 1ppm wt 最大 供应条件

来源：上游MTO 装置 状态：气体 温度：环境温度 压力： 最小3.0MPa 正常 3.2 MPa 最大 3.5 MPa (2) 丙烯

表 2.1-2 丙烯的规格表 组 成 规 格 备注 丙烯 99.6%vol 最小

甲烷，乙烷，丙烷，氮 0.4%vol 最大 乙烯 50ppm vol 最大 丁二烯 10ppm vol 最大 丁烯类 15ppm vol 最大 乙炔类 3ppm vol 最大 5 丙二烯 10ppm vol 最大 一氧化碳 1ppm vol 最大 二氧化碳 3ppm vol 最大 氧 1ppm vol 最大 氢 10ppm vol 最大 水 5ppm vol 最大 总硫 1ppm wt 最大

醇(以甲醇计) 1ppm wt 最大 氯(以HCl 计) 1ppm wt 最大 供应条件

来源：上游MTO 装置 状态： 液体 温度： 环境温度 压力： 最小 2.5MPa， 正常 2.6MPa， 最大 2.7MPa (3) 丁烯-1 表2.1-3 丁烯-1 规格表 组 成 规 格 备注 丁烯-1 99.0%wt 最小 水 25ppm wt 最大

总硫 10pp wt 最大 正丁烷 0.3% wt 最大 异丁烯 0.5% wt 最大 异丁烷 0.1% wt 最大

1，3-丁二烯 200ppm wt 最大 供应条件

来源：外购 状态： 液体 温度： 环境温度 压力： 最小 0.4MPa 正常 0.5MPa 最大 0.6MPa 6 (4) 氢气

表 2.1-4 氢气规格表 组 成 规 格 备注

氢气 99.9%wt vol 最小

甲烷和比甲烷重的烷烃 0.1% vol 最大 氧 10PPM vol 最大 水 5PPM vol 最大

一氧化碳 5PPM vol 最大 二氧化碳 10PPM vol 最大 总硫量 1PPM wt 最大 供应条件：

来源：总体管网 状态： 气体 温度： 环境温度 压力： 最小 4.4MPaG 正常 4.5MPaG 最大4.6MPaG 2.2 辅助原材料 (1)己烷

表2.2-1 己烷规格表 组 成 规 格 备注 外观 无色透明

比重(15℃/4℃) 0.673±0.01 铜片腐蚀试验 无颜色变化 反应 中性

蒸馏试验 5~95%的馏出物需在 66~70℃之间蒸馏出，并 且最好的温度范围是2℃ 溴指数 100mg Br/100g 最大 苯 100ppm vol 最大 水 200ppm vol 最大 供应条件：

压力： 最小：0.35MPa 正常：0.45MPa 最大：0.50MPa 7 温度： 环境温度 (2)其它

其它辅助原材料有分子筛等。 2.3 产品规格

(1)各种牌号产品的主要规格见表2.3-1。

表2.3-1 产品规格表 牌号 熔融指数 g/10min 密度 g/cm3 分子量 分布指 数NNI 粉料中灰 份 wt% 屈服强 度 kg/cm2 1300J 12～17 0.963～0.967 20～32 0.04 最大 240 最小 2100J 5.5～7.5 0.955～0.959 20～32 0.04 最大 200 最小 2200J 4.4～6.5 0.966～0.970 20～32 0.05 最大 250 最小 2208J 4.4～6.5 0.966～0.970 20～32 0.05 最大 250 最小 5306J 15～20 0.951～0.955 20～30 0.04 200 5200B 0.25～0.45 0.961～0.965 30～50 0.04 最大 230 最小 5301B 0.5～0.8 0.958～0.962 >50 0.03 250 最小 6003T 0.15～0.35 0.956～0.960 >70 0.04 230 6200B 0.30～0.50 0.957～0.961 >60 0.04 220 最小 8200B 0.020～0.04 0.953～0.958 >70 0.04 3300F 0.90～1.3 0.952～0.956 20～30 0.02 190 最小 5000S 0.80～1.1 0.952～0.956 20～30 0.03 190 最小

5200S 0.25～0.45 0.961～0.965 30～50 0.04 最大 230 最小 6100M 0.10～0.17 0.952～0.956 >70 0.05 最大 180 最小 7000F 0.03～0.055 0.949～0.953 >90 0.04 230 4803T 0.02～0.04 0.948～0.952 >70 0.04 230 注：每个项目的分析方法如下：

熔融指数： GB/T 3682-2000 密度： GB/T 1033-86 粉料中灰份： GB/T 9345-88 屈服强度： GB/T 1040-92 NNI： Q/SH 039.03.01-1998 8 (2)副产品规格 低聚物规格：

形态：片状固体 熔点：60～115℃

粘度(厘泊)： 150℃ 30 ～ 3000 200℃ 20 ～ 900 灰份(wt%)： 0.005～0.03 分子量： 1000～10000 含硫量(ppm)： <1 燃烧热(kJ/kg)：41868 ～ 46055 9 3 市场分析

聚乙烯是一种通用的聚合物产品，目前最大的聚乙烯单体装置已达到48 万吨/ 年，平均装置规模也达到了18.6 万吨/年。

到2007 年底，全球聚乙烯生产能力已达到7812 万吨/年，产量6736 万吨，消 费量6597 万吨，是五大合成树脂中消费增长较快的品种之一。

线型聚乙烯是用低压液相法工艺或气相法工艺生产的。低压液相法有两种工艺： 浆液法和溶液法，其中溶液法工艺可交替生产HDPE 和LLDPE，工业上称为可转换 装置。浆液法工艺主要用来生产HDPE。

华能满洲里项目拟采用淤浆法国产化专有技术，通过催化剂配制、聚合、分离干 燥、造粒、掺混分送、低聚物处理、溶剂回收等过程生产HDPE，可生产牌号为： 注塑成型：1300J、2100J、2200J、2208J、5306J 吹塑成型：5200B、6200B、8200B、5301B、6003T 挤塑成型：3300F、5000S、5200S、6100M、7000F、4803T 3.1 我国聚乙烯供需分析及预测 3.1.1 供需概述

2002-2007 年，国内乙烯生产能力从365.8 万吨/年增长至709.6 万吨/年，年均 增长率达14.4%。其产量从355.2 万吨增至715.3 万吨，年均增长率达15.0%。 由于近年我国聚乙烯需求旺盛，聚乙烯表观消费量的年均增长率达到7.5%;近 年随着新建聚乙烯项目增多，产量逐年上升，自给率明显回升，从2002 年42.8%上 升至2007 年的71.7%;也导致进口增幅有所下降， 到2007 年进口量已开始减少， 进口量低于2006 年约36 万吨。 10 表3.1-1 近年我国聚乙烯供需状况 万吨/年，万吨，% 年份 能力 产量 进口量 出口量 表观消费量 自给率 2002 365.8 355.2 455.9 1.1 810.1 43.8 2003 389.8 413.0 469.0 1.5 880.5 46.9 2004 400.3 432.3 479.7 2.0 910.0 47.5 2005 552.1 503.5 526.0 5.73 1023.8 49.2 2006 684.6 607.8 489.2 3.96 1093.0 55.6 2007 709.6 715.3 453.4 6.04 1162.7 71.7 年均增长率 14.4 15.0 -0.1 40.6 7.5 10.4 3.1.2 国内生产状况分析

截止2007 年底，全国共有聚乙烯装置41 套，能力合计709.6 万吨/年。其中高 密度聚乙烯装置14 套，生产能力合计248.5 万吨/年。2007 年，全国聚乙烯新增能 力25 万吨/年。

2007 年国内聚乙烯产量为715.3 万吨，较2006 年增加了17.7%。除新建装置 外，其它绝大部分装置产量都突破了其设计能力。 11 表3.1-2 2007年我国聚乙烯装置(HDPE)生产情况一览表 万吨/年，万吨 产品 生产企业 生产能力 产量 中石油辽阳石化分公司 7.0 5.0 中石油大庆石化分公司 22.0 20.3 中石油吉林石化分公司 30.0 28.7 中石油独山子石化分公司6.3

中石油抚顺石化分公司√ 54 盐水泵 离心式 2 C.S SS304 √ 55 乙二醇给料泵 气动式 2 SS304 - √ 56 冷凝液输送泵 离心式 2 铸铁 铸铁 √ 57 去过热泵 离心式 2 SS304 SS304 √ 58 废己烷输送泵 离心式 1 C.S C.S √

59 第1 聚合釜釜底过滤器 漏斗式 1 SS304 √ 60 第2 聚合釜釜底过滤器 漏斗式 1 SS304 √ 61 粉末旋转阀 1 SS304 √

62 旋转阀 1 SS304 √ 63 旋转阀 1 SS304 √ 64 添加剂加料器 1 √ 65 滑板阀 1 SS304 √ 66 滑板阀 1 SS304 √ 67 混炼造粒机 1 √

68 热水过滤器 箱式 1 SS304 √ 69 颗粒振动筛 1 √ 70 滑板阀 1 SS304 √ 71 颗粒旋转阀 1 SS304 √

72 己烷过滤器 立式 2 C.S/SS304 √ 30 设备来源

序号 名称 型号 数量材质 国内 进口

73 倒袋站/料斗 1 √ 74 添加剂缓冲料斗 1 √

75 BCE 稀释罐 立式 2 SS304 √ 76 AT 稀释罐 立式 1 SS304 √ 77 AT 稀释副罐 立式 1 SS304 √ 78 密封罐 立式 1 CS √ 79 排出罐 立式 1 CS √

80 第一聚合反应器 立式 1 夹套：SS304 √ 81 第一淤浆稀释罐 立式 1 壳体：SS304 √ 82 第一闪蒸罐 立式 1 SS304 √ 83 第一己烷收集罐 立式 1 SS304 √ 84 第一闪蒸气密封罐 立式 1 SS304 √ 85 第二聚合反应器 立式 1 SS304 √

86 第二淤浆稀释罐 立式 1 夹套：SS304 √ 87 第二闪蒸罐 立式 1 壳体：SS304 √ 88 第二己烷收集罐 立式 1 SS304 √ SS304 89 压缩机吸入罐 立式 1 壳体：SS304 √

90 第二闪蒸气密封罐 立式 1 壳体：SS304 √ 91 中间排出罐分离器 立式 1 夹套：SS304 √ 92 排液分离罐 立式 1 SS304 √ 93 丁烯-1 贮罐 卧式 1 √ 94 母液罐 立式 1 CS √ SS304 95 干燥气洗涤器 立式 1

SS304 √

96 净化气除雾器 立式 1 SS304 √ 97 净化气密封罐 立式: 1 SS304 √ 98 压缩机吸入罐 立式 1 SS304 √ SS304 99 干燥气除雾器 立式 1 SS304 √

100 干燥气密封罐 立式 1 SS304 √ 101 低聚物储罐 卧式 1 壳体：CS √ 102 汽提塔接受罐 卧式 1 盘管：CS √ 103 已烷干燥器 立式 2 CS √ 104 闪蒸罐 立式 1 CS 内件SS √

105 脱活器 立式 1 CS √ 31 设备来源

序号 名称 型号 数量材质 国内 进口

106 烃分离罐 立式 1 CS √

107 排放罐 卧式 1 壳体：CS` √

108 排放罐 卧式 1 盘管和夹套：CS` √ 109 已烷汽提罐 立式 1 壳体：CS` √ 110 已烷接受罐 立式 1 盘管：CS` √ 111 高压密封油罐 立式 1 CS` √ 112 低压密封油罐 立式 1 CS` √ 113 返回密封油罐 立式 1 CS` √

114 中压蒸汽冷凝液罐 立式 1 CS`(去雾器SS) √ 115 低压蒸汽冷凝液罐 立式 1 CS √ 116 火炬分液罐 卧式 1 CS √ 117 已烷汽提塔 立式 1 CS √ 118 已烷脱水塔 立式 1 CS √ 119 粉料料斗 立式锥顶 1 铝 √ 120 粗已烷贮罐 立式 1 CS √ 121 纯已烷贮罐 立式 1 CS √ 122 补充已烷贮罐 立式 1 CS √ 壳体

123 排出冷凝器 管子 1 CS

CS √ 壳体

124 第一釜顶冷凝器 管子 1 CS SS304 √

壳体 1 CS √

125 第一闪蒸气冷凝器 管子 SS304 √ 壳体

126 第二釜顶冷凝器 管子 1 CS SS304 √ 壳体

127 第二闪蒸气冷凝器 管子 1 CS SS304 √ 壳体

128 闪蒸气冷却器 管子 1 CS SS304 √ 壳体

129 中间冷却器 管子 1 CS SS304 √

管子 1 SS304 √ 130 后冷器 壳体 CS √ 壳体

131 排出气冷却器 管子 1 SS304 CS √ 32 设备来源

序号 名称 型号 数量材质 国内 进口 壳体

132 乙烯预热器 管子 1 CS √ 管子

133 干燥气冷凝器 壳体 1 SS304 CS √ 壳体

134 干燥气加热器 管子 1 CS SS304 √ 壳体

135 吹扫气冷凝器 管子 1 CS SS304 √

壳体 CS 136 蒸汽冷却器 管子 1 CS √

壳体 CS

137 净化气冷凝器 管子 1 SS304 √

壳体 CS 138 净化气冷却器 管子 1 SS304 √

壳体 CS 139 干燥气冷却器 管子 1 SS304 √

壳体 CS 140 水冷器 管子 1 CS √

壳体 CS 141 己烷预热器 管子 1 CS √

壳体 CS 142 粗己烷再沸器 管子 2 CS √

壳体 CS 143 己烷塔顶冷凝器 管子 1 CS √

壳体 CS 144 脱水塔再沸器 管子 2 CS √

壳体 CS 145 脱水塔塔底冷却器

管子 1 CS √

管子 CS 146 放空冷凝器 壳体 1 CS √

管子 CS 147 闪蒸预热器 壳体 4 CS √

壳体 CS 148 低聚物预热器 管子 1 CS √

壳体 CS 149 放空气冷凝器 管子 1 CS √

壳体 CS 150 放空冷凝器 管子 1 CS √ 33 设备来源

序号 名称 型号 数量材质 国内 进口 壳体 CS 151 己烷冷凝器 管子 1 CS √

壳体 CS 152 排空冷凝器

管子 1 CS √

壳体 CS 153 再生气体加热器 管子 1 CS √

壳体 CS 154 高压密封油冷却器 管子 1 CS √

壳体 CS 155 低压密封油冷却器 管子 1 CS √

壳体 CS 156 蒸汽冷凝器 管子 1 CS √

157 颗粒料仓 立式 5 铝 √ 6.2.3 超限设备表

本装置中可能的超限设备如下 表6.2-2 超限设备表

序号 名称 规格(mm) 重量(kg) 1 第一聚合反应器 φ5000×5000 82000 2 第二聚合反应器 φ5000×5000 82000 3 已烷脱水塔 φ2100×14300 19000 4 粗已烷储罐 φ8200×8300 18300 5 纯已烷储罐 φ9200×9800 26200 6 补充已烷储罐 φ8200×8300 18300 34 7 总平面布置及土建 7.1 总图布置

7.1.1 总图布置原则

(1)满足国家有关的防火、防爆、安全等规范、规定的要求; (2)满足工艺流程的需要，避免工艺流程迂回往复; (3)满足交通运输的要求;

(4)总平面布置充分考虑与现有设施之间的结合，靠近公用工程供应中心，节省 能耗;

(5)总平面布置充分利用现有土地资源，以节约用地。 7.1.2 平面布置

9 万吨/年聚乙烯装置(HDPE 装置)位于满洲里市扎赉诺尔区重化工基地内，即华 能满洲里煤化工有限公司厂区预留地内。其东面为甲醇制烯烃装置(DMTO 装置)，南 面为厂前区，西面为预留地，北面为聚丙烯装置(PP 装置)，该装置占地19080 平方 米。其变配电所、中央控制室采用联合集中布置，置于装置内西面，为本装置配套的公 用工程设施及罐区等由总体院统一考虑。 7.1.3 竖向布置

聚乙烯装置区内原场地标高在622.5~637.5 米。经过前期的场地平整，确定标高为 633.1 米。地块周边的主要道路标高在632.0 米至632.7 米之间变化。装置区内的竖向 设计采用平坡式的布置方式，场地雨水排入总体雨水管网。 7.1.4 装置区道路及绿化

装置内消防检修道与装置周围道路连成环形道路，以便于消防和检修。新建道路需 能承受大型消防车荷载并满足行车安全条件，道路宽度不小于6m，转弯半径不小于 12m，路面混凝土标号不低于C30。

绿化布置与厂区已有绿化风格协调一致，合理配植绿化树种，使装置区绿化率达到 20%。

7.1.5 主要工程量 35 表 7.1-1 主要工程量表

序号 工程名称 单位数量 备 注 1 装置区用地面积 m2 19080 2 场地平整 m2 31200 3 装置道路及承重铺装面 m2 13700 4 人行道及非承重铺装面 m2 4000 5 绿化面积 m2 6250 7.2 装置平面布置 7.2.1 装置工艺特点

本装置主要涉及物料，工艺原料有乙烯、丁烯-

1、丙烯、氢气，主要化学品有已烷、 三乙基铝等，产品为高密度聚乙烯。其中乙烯、氢气在可燃气体的火灾危险性分类中属 甲类;丁烯-

1、丙烯在液化烃、可燃液体的火灾危险分类中属甲A 类，己烷属甲B 类; 其产品聚乙烯在甲、乙、丙类固体的火灾危险性分类中属丙类。此生产装置涉及的原料 与主要化学品均属易燃、易爆介质。 7.2.2 装置布置说明

本装置长212 米，宽90 米，总占地面积为19080 平方米。

本装置原则上除挤压造粒区置于厂房内，其余所有设备均为露天布置。将聚乙烯装 置按工艺要求分成若干单元，各单元根据工艺流程分别布置，并以主管廊与副管廊相结 合的原则，合理的联成一体。这种布局有利于设备检修，而且管线顺而短，占地面积少。 详细布置见附图 2“装置总平面布置图”。 7.2.3 装置布置设计一般原则

(1)装置布置和设备布置应符合《石油化工企业设计防火规范》GB50160-92 (1999 年版)、《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92 和《石油化工

工艺装置布置设计通则》SH3011-2000 相关条款规定;

(2)装置布置应满足防火、防爆、安全、健康卫生、检修和操作等要求; (3)工艺装置区应设环形消防车道;

(4)装置内道路、通道和消防设备的设置应考虑安全空间和紧急情况下的安全撤 离;

(5)设备布置设计应满足工艺流程、安全生产和环境保护的要求，并应考虑以下 各方面的需要： 36 a) 工厂总体布置;

b) 操作、维护、检修、施工和消防; c) 节省用地、减少能耗和节约材料。 (6)设备布置应按下列原则考虑：

a) 根据自然条件确定设备、设施与建筑物的相对位置;

b) 根据气温、降水量、风沙等气候条件和生产过程或某些设备的特殊要求，决 定设备是否采用室内布置;

c) 根据装置竖向布置，确定装置地面零点标高与绝对标高的关系; d) 根据地质条件，合理布置重荷载和振动的设备;

e) 设备、建筑物、构筑物宜布置在同一地平面上。当受地形限制时，应将控制 室、变配电室、化验室、生活间等布置在较高的地平面上;装置储罐宜布置 在较低的地平面上。 7.2.4 标准规范

装置平面布置符合下列规范： 表 7.2-1 执行的标准规范 序号 标准编号 标准名称 备注 国家标准

1 GB 50058-92 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 2 GB 50160-92 石油化工企业设计防火规范(1999 版) 3 GBJ 16-87 建筑设计防火规范(2001 版) 行业标准

1 SH 3010-2000 石油化工设备和管道隔热技术规范 2 SH 3011-2000 石油化工工艺装置布置设计通则

3 SH 3043-2003 石油化工设备管道钢结构表面色和标志规定 4 SH 3047-1993 石油化工企业职业安全卫生设计规范 7.3 土建 7.3.1 建筑 (1)概述 37 a)设计范围及分工

本装置的建(构)筑设计主要有挤出机厂房、变配电所及现场机柜室、压缩机棚、 低聚物处理厂房、雨淋阀门室、聚合反应框架、回收框架、掺混料仓框架及主管廊。 b)建筑设计概况 挤出机厂房

挤出机厂房为四层(各层层高分别约为10m、7.1m、7.3m、8.2m)钢筋混凝土框

架，填充墙结构建筑物。按照工艺需要，本单体主体建筑1~4层均为挤出机厂房。建筑

长38m，宽27m，高为39m。建筑物占地面积为1026m2，建筑面积为4104m2，生产的 火灾危险性分类为丙类，建筑耐火等级为一级，屋面防水等级为Ⅱ级。

变配电所及现场机柜室

控制室及变配电所为钢筋混凝土框架结构建筑物，其中控制室为单层钢筋混凝土框

架/剪力墙结构，装置变配电所为二层(含电缆夹层)钢筋混凝土框架填充墙结构。建筑 长90m,宽27m,建筑总高为7.5m。建筑物占地面积为2430m2，建筑面积为4050m2，生

产的火灾危险性分类为丙(变配电所)/丁类(控制室)，建筑耐火等级为一(变压器室) /二级(其他)，屋面防水等级为Ⅱ级。

压缩机棚

压缩机棚为单层轻钢结构建筑物。建筑物占地面积为120m2，建筑面积为120m2，

建筑层高为15m。生产的火灾危险性分类为甲类，建筑耐火等级为二级，屋面防水等级 为Ⅲ级。

低聚物处理厂房

低聚物处理厂房为三层钢筋混凝土框架，填充墙结构建筑物。建筑物占地面积为 144m2，建筑面积为432m2，建筑物总高为24m。生产的火灾危险性分类为丙类，建筑 耐火等级为二级，屋面防水等级为Ⅱ级。

雨淋阀门室

雨淋阀门室为单层钢筋混凝土框架，填充墙结构建筑物。建筑物占地面积为40m2， 建筑面积为40m2，建筑层高为3.8m。生产的火灾危险性分类为戊类，建筑耐火等级为 二级，屋面防水等级为Ⅱ级。

聚合反应框架

聚合反应框架：地上12m范围内采用现浇钢筋混凝土框架结构，12m以上采用钢结 构框架。 38

回收框架

回收框架采用钢结构框架结构。

掺混料仓框架

掺混料仓框架采用现浇钢筋混凝土框架，框架顶层采用厚板结构。

主管廊

主管廊采用纵梁式钢结构管架，局部跨越道路大跨度桁架。 (2)建筑设计原则

a)遵守国家及地方规范、规定及标准，在满足生产管理及操作要求的同时，力求 美观与经济的有机结合。

b)厂房的建筑设计在满足工艺生产的条件下，使平面布局整体而合理，立面造型 简洁而明快，同时积极控制内装修的设计标准。

c)建筑单体力求联合设置，以加强各部分的联系，节约用地，节省能源，并有利 于形成较完整的建筑体量和较丰富的空间环境。

d)针对石油化工生产装置介质的易燃易爆、高压、腐蚀及有毒性，对建筑物采取 必要的安全防护措施，并注意劳动和环境卫生。

e)建筑设计所采用的标准、规范应尽量与当地建筑环境及建筑标准相适应。 f)根据功能需要，合理采用新材料及新技术。 (3)技术标准规范

a)《房屋建筑制图统一标准》 GB/T50001-2001 b)《建筑制图标准》 GB/T50104-2001

c)《建筑设计防火规范》 GB50016-2006 d)《石油化工企业设计防火规范》 GB50160-92(1999 版) e)《建筑内部装修设计防火规范》 GB50222-95(2001 版) f)《屋面工程技术规范》 GB50345-2004 g)《建筑地面设计规范》 GB50037-96 h)《工业建筑防腐蚀设计规范》 GB50046-2008 i)《石油化工生产建筑设计规范》 SH3017-1999 j)《工业企业设计卫生标准》 GBZ1-2002 k)《建筑玻璃应用技术规程》 JGJ113-2003 l)《建筑工程建筑面积计算规范》 GB/T50353-2005 39 m)《建筑抗震设计规范》 GB 50011-2001 n)《石油化工建(构)筑物抗震设防分类标准》GB 50453-2008 o)《石油化工控制室和自动分析器室设计规范》 SH 3006-1999 p)《建筑工程抗震设防分类标准》 GB 50223-2004 q)《石油化工企业建筑抗震设防等级分类标准》SH 3049-93 (4)建筑设计要求

a)建筑布置及高度合理，满足使用目的及功能要求。

b)建筑布局考虑到人员安全要求，为人员疏散提供安全保障。 c)建筑设计应为使用人员提供良好的工作环境。

d)进行抗爆设计的建筑物，应为内部工作人员和设备提供安全保障。 e)建筑物设计应满足国家、地方、行业的规范、规定及标准。 (5)主要建筑材料

外墙面：采用丙烯酸弹性外墙涂料

屋面：钢筋混凝土屋面的防水层为改性沥青防水卷材，保温隔热层采用60 厚自熄

型挤塑聚苯板保温;半敞开式厂房不设保温层。屋面一般采用有组织排水，防水材料采 用新型柔性防水卷材，防水等级为II 级。半敞开式厂房屋面采用单层彩色金属压型板。 对温度要求高的建筑物设架空隔热层。

墙体：框架结构填充墙采用轻集料混凝土小型空心砌块墙，外墙300 厚，内墙200 厚。中控室、机柜室采用钢筋砼抗爆墙。半敞开式厂房局部围护结构采用单层彩色压型 钢板。有空调、采暖、保温等特殊要求的房间，外贴50 厚挤塑聚苯板保温层。 楼地面：控制室、机柜室等选用石材、中档地砖;生产用房选用普通地砖、水磨石 或水泥砂浆楼、地面;控制室、机柜室局部采用抗静电活动地板，有防火、防爆要求的 建筑物采用不发火花水泥地面，钢格板楼面。有酸碱浸蚀的房间采用耐酸碱瓷砖楼、地 面。有防油污浸蚀的化验室采用环氧砂浆自流平楼、地面。 顶棚：主要采用矿棉板吊顶、铝合金板吊顶、乳胶漆饰面等

内墙面：一般抹灰、喷(刷)浆或内墙涂料，有防水、防潮、清洁要求的内墙面， 应按使用要求的高度设置墙裙。有较高洁净要求的房间，可选用中级涂料、油漆墙面。 门窗：有抗爆要求的建筑物外门采用抗爆门，其余建筑均采用单框单(双)玻铝合 金门窗、钢质防火门窗或钢百叶窗;内门窗宜选用木门窗或铝合金门窗。 (6)主要建筑设计标准 40 a)《平屋面建筑构造

(一)》 99J201-1 b)《外墙外保温建筑构造

(一)》 02J121-1

c)《铝合金、彩钢、不锈钢夹芯板大门》 03J611-4 d)《特种门窗》 04J610-1 e)《防火门窗》 03J609 f)《压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造》 01J925-1 g)《蒸压加气混凝土砌块建筑构造》 03J104 h)《混凝土小型空心砌块墙体建筑构造》 05J102-1 i)《钢梯》 02J40

1、02(03)J401 j)《楼梯 栏杆 栏板

(一)》 06J403-1 (7)建筑物一览表

表7.3-1 装置主要建筑物一览表 序 号

建(构) 筑物名 称 生产 类别 耐火等

级 建筑结构型式 占地面 积(m2) 建筑面

积(m2) 备注 1 挤出机 厂房

丙 一 钢筋混凝土框架1026 4104 按轴 线计 算 2 变配电 所及现 场机柜 室 丙/ 丁 一/二

钢筋混凝土框架 /剪力墙 2430 4050 按轴 线计 算

3 压缩机 棚

甲 二 轻钢结构 120 120

按轴 线计 算 4 低聚物 处理厂 房

丙 二 钢筋混凝土框架144 432 按轴 线计 算

5 雨淋阀 门室

戊 二 钢筋混凝土框架40 40 按轴 线计 算

7.3.2 结构

(1)结构工程地质条件

厂址位于满洲里市扎赉诺尔高新技术产业园区重化工能源基地西区，距离扎赉诺尔 老城区约5km。地貌以低山丘陵为主，地形高低起伏不平，标高560.25m~592.99m， 相对高差30m。本设计地质情况参考60 万吨/年煤制甲醇项目可研报告地质情况进行设 41 计。

地质情况：①植土：黑褐色，含植物根系。一般厚度0.4m~0.6m。②角砾：黄褐色， 中密~密实。一般厚度1.0m~2.10m ③闪长岩：黄褐色，密实，中等风化，粒状结构， 块状构造。一般厚度2.10m~2.70m ④闪长岩：浅褐色，密实，微风化，粒状结构。块 状构造。揭露厚度一般为10.70m~26.00m。不考虑液化问题;在场地范围内没有发现 塌陷、滑坡、泥石流、地裂缝等不良地质现象;最大冻土深度3.89m。各工程地质层的 分布及层位变化在工程设计阶段见详勘报告。 勘探期未见地下水。

地震抗震设防烈度为6 度，设计基本地震加速度值为0.05g(根据场地地震安全性 评价报告)，设计地震分组为第一组。 (2)设计使用年限

结构设计使用年限按50 年考虑 (3)荷载条件

a) 最低日平均温度 -24.6℃ b) 基本风压 0.3kN/ m2 c) 基本雪压(50 年) 0.65kN/m2 d) 最大冻土深度 3.89m (4)建(构)筑物的地基基础

一般建筑物和小型构筑物如控制室及变配电所、雨淋阀门室、压缩机棚、主管廊及 乙烷回收罐区及小型设备基础拟采用天然地基，地基持力层的选择依据地质详勘报告确 定，如遇不良地质情况(如液化等)必须采用可靠的地基处理(置换、复合桩基、桩基

等)。

其他建(构)筑物均采用桩基，桩基持力层选用④闪长岩。 a)挤出机厂房

挤出机厂房拟采用桩基，桩型采用钻孔灌注桩，桩尖进④闪长岩。 b)控制室及变配电所

控制室及变配电所采用天然地基，钢筋混凝土基础。 c)低聚物处理厂房、

低聚物处理厂房拟采用桩基，桩型采用钻孔灌注桩，桩尖进④闪长岩。 d)雨淋阀门室采用天然地基，钢筋混凝土基础。 42 e)聚合反应框架

聚合反应框架拟采用桩基，桩型采用钻孔灌注桩，桩尖进④闪长岩。 f)回收框架

回收框架采用桩基，采用天然地基，钢筋混凝土基础。 g)掺混料仓框架

掺混料仓框架拟采用桩基，桩型采用钻孔灌注桩,桩尖进④闪长岩。 h)主管廊

主管廊采用天然地基，钢筋混凝土基础。 i) 污水池

初期雨水池6mx9mx4.5m,地下4.3m，有盖，防水钢筋混凝土结构，冻土层1.8m 以上须保温处理。 (5)需要注意的问题

a)所有的钢结构均应进行防腐处理，防火处理则根据需要按有关规范要求执行; b)设计、施工需要考虑冻土的影响。 (6)主要技术标准规范

《建筑结构荷载规范》 GB 5009-2001 《建筑抗震设计规范》 GB 50011-2001 《混凝土结构设计规范》 GB 50010-2002 《钢结构设计规范》 GB 50017-2003 《高耸结构设计规范》 GB50135-2006 《砌体结构设计规范》(2002 年版) GB 50003-2001 《建筑地基基础设计规范》 GB 50007-2002 《建筑桩基技术规范》 JGJ 94-2008 《钢筋混凝土承台设计规程》 CECS 88：97 《动力机器基础设计规范》 GB 50040-96 《石油化工企业落地式离心泵基础设计规范》 SH/T 3057-2007 《石油化工企业压缩机基础设计规范》 SH 3091-1998 《石油化工企业塔型设备基础设计规范》 SH 3030-1997 《石油化工企业冷换设备和容器基础设计规范》 SH 3058-94 《石油化工企业球罐基础设计规范》 SH 3062-2007 43 《石油化工企业钢储罐地基础设计规范》 SH 3068-95 《建筑地基处理技术规范》 JGJ 79-2002 《石油化工企业钢储罐地基处理技术规范》 SH/T 3083-1997

《石油化工企业设计防火规范》(1999 年版) GB 50160-92 《工业建筑防腐设计规范》 GB 50046-2008 《石油化工管架设计规范》 SH/T3055-2007 《石油化工钢筋混凝土水池结构设计规范》 SH/T 3132-2002 《石油化工企业钢筋混凝土冷换框架设计规范》 SH 3067-2007 《石油化工企业钢结构冷换框架设计规范》 SH3077-96 《建筑结构可靠度设计统一标准》 GB 50068-2001 7.3.3 采暖通风空调 (1)设计范围

PE 装置和变配电、控制室等建筑物的采暖通风空调设计。采暖热水、蒸气管以建 筑物外墙外1 米为交接点。 (2)室外设计参数

冬季采暖室外计算干球温度： -31 ℃ 冬季空调室外计算干球温度： -33 ℃ 冬季通风室外计算干球温度： -24 ℃ 冬季空调相对湿度： 71 %RH 夏季空调室外计算干球温度： 28.4 ℃ 夏季通风室外计算干球温度： 24 ℃ 夏季空调日平均干球温度： 23 ℃ 夏季空调室外计算湿球温度： 19.3 ℃ 冬季室外平均风速： 3.6 m/s 夏季室外平均风速： 3.4 m/s 冬季大气压力： 988.7 hPa 夏季大气压力： 975.1 hPa 日平均温度≤5℃的天数： 210 天 44 (3) 室内设计参数

序号 房间名称 冬季 夏季

温度℃ 相对湿度% 温度℃ 相对湿度% 备注

1 挤压造粒厂房 5 NC NC NC 2 变配电 5 NC NC NC 3 压缩机房 5 NC ≤35 NC 4 泵房 5 NC ≤35 NC 5 变频器、UPS、 控制室

18 NC ≤28 NC

6 控制室、机柜室 20±2 50±10%RH 26±2 50±10%RH (4)设计原则及设计方案

一、采暖

该工程所在地日平均温度≤5℃的天数为210 天，属严寒地区。生活设施、厂房、仓 库及生产辅助房间均需设置采暖。

挤压造粒厂房为粉尘防爆区，室内设光管散热器采暖以承担室内热负荷。厂房主要 进出大门上设热风幕机。

压缩机房、泵房、催化剂储存房处于防爆区，室内设光管散热器采暖以承担室内热 负荷。

采暖面积共计6400 m2，采暖热负荷为3000 KW(包括送风补热的热量)。

采暖热媒为厂区采暖供热站提供的110/70℃热水，热力入口设自力式压差控制阀。 部分位置较偏僻的建筑采暖热媒采用0.2MPa 的饱和蒸汽，凝结水考虑回收，或采用电 暖气片采暖。

二、通风

对自然通风不能满足生产工艺要求的场所考虑机械通风。为改善工作环境，对挤压 造粒厂房、压缩机房、泵房、催化剂储存间、变配电站等产生有害气体或余热余湿场所 设置机械通风。

挤压造粒厂房按6 次/小时设机械全面通风，排风采用防爆壁式排风机，室外新风

采用空调机组送入室内，冬季补热。空调机组设有初效过滤、加热、加湿功能，空调机 组设在每层专用空调机房内。 45 压缩机房按 12 次/小时设机械全面通风，排风采用防爆离心风机箱，室外新风采用 空调机组送入室内，冬季补热。空调机组设有初效过滤、加热功能，空调机组设在专用 空调机房内。

泵房按8 次/小时设机械全面通风，排风采用防爆壁式排风机，室外新风采用空调

机组送入室内，冬季补热。空调机组设有初效过滤、加热功能，空调机组设在专用空调 机房内。

催化剂储存间按6 次/小时设机械全面通风，排风采用壁式排风机。室外新风采用

空调机组送入室内，冬季补热。空调机组设有初效过滤、加热功能，空调机组设在专用 空调机房内。

变压器室、配电间夏季按8 次/小时设机械全面通风，排风采用壁式排风机，室外

新风采用空调机组送入配电间内。配电间冬季采暖由空调机组承担。空调机组设有初效 过滤、加热功能，空调机组设在专用空调机房内。 1)空调

联合装置控制室和机柜室为抗爆建筑，采用恒温恒湿空调机组加独立新风系统以满 足室内温湿度要求，室内保持正压。新风系统设初效、中效过滤和新风化学过滤机组以 保证室内空气品质。新风口、排风口均设有抗爆阀、电动密闭阀，接室外可燃气体和有 害气体报警，新风、排风口电动密闭阀自动关闭，空调系统以内部循环方式运行。 2)消防排烟

配电间设机械排烟系统，排烟风机设在配电间屋顶。 (5)主要设备一览表

序号 设备名称 型号及规格 台数 备注

1 壁式排风机 L=5600 m3/h，ΔP=100 Pa 43 33 台粉尘防爆 2 壁式排风机 L=2700 m3/h，ΔP=120 Pa 15 4 台防爆 3 防爆离心风机箱 L=6000 m3/h，ΔP=420 Pa 2 4 化学过滤机组 L=3000 m3/h，ΔP=200 Pa 1 5 化学过滤机组 L=600 m3/h，ΔP=200 Pa 1 6 新风热交换机 L=600 m3/h，ΔP=60 Pa 1 7 新风热交换机 L=3000 m3/h，ΔP=160 Pa 1 8 空调机组 L=54000 m3/h，ΔP=500 Pa 1 9 空调机组 L=35000 m3/h，ΔP=500 Pa 2

46 序号 设备名称 型号及规格 台数 备注 10 空调机组 L=25000 m3/h，ΔP=500 Pa 3 11 立式空调机组 L=12000 m3/h，ΔP=350 Pa 2 12 立式空调机组 L=6000 m3/h，ΔP=350 Pa 3 13 恒温恒湿空调机 制冷量26 KW，制热量 18KW 2 14 恒温恒湿空调机 制冷量63 KW，制热量 36KW 3 15 光排管散热器 D133*4-4*3 81 16 热风幕机 L=12000m3/h ， 供热量 151KW 4 粉尘防爆

17 抗爆阀 L=3000 m3/h，ΔP=100 Pa 2 18 电动密闭阀 L=3000 m3/h 2 19 消防排烟风机 L=45280 m3/h，ΔP=542 Pa 1 (6) 消耗量

采暖用热水(110/70℃)： 90 t/h; 蒸汽(0.2MPa)： 360 kg/h 电(380V，50Hz)： 400 KW。 (7)设计执行标准

GB50019-2003 采暖通风与空气调节设计规范 GB50016-2006 建筑设计防火规范 GB50176-93 民用建筑热工设计规范 GB50189-2005 公共建筑节能设计标准 GJ26-95 民用建筑节能设计标准

SH3004-1999 石油化工采暖通风与空气调节设计规范 GB50160-92 石油化工企业设计防火规范(1999年版) GB50067-97 汽车库，修车库，停车场设计防火规范 GB50058-92 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 47 GBZ 1—2002 工业企业设计卫生标准

GB50242-2002 建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范 GB50243-2002 通风与空调工程施工质量验收规范 48 8 自动控制 8.1 概述

8.1.1 设计原则

9万吨/年聚乙烯装置是60万吨/年煤制甲醇项目的下游装置。装置采用国产淤浆法 HDPE工艺技术，工艺流程复杂，要求对过程变量进行高精度的控制，产品的质量、产 量、品种及能量消耗都依赖于仪表及控制系统。分散控制系统(DCS)、安全仪表系统 (SIS)等，在世界上已经广泛应用，并取得了满意的效果。

8.1.2 采用的标准、规范

(1)《过程检测和控制流程图用图形符号和文字代号》; GB2625-81 (2)《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》; GB50058-92 (3)《石油化工企业设计防火规范》(1999年版); GB50160-92 (4)《石油化工自动化仪表选型设计规范》; SH3005-1999 (5)《石油化工控制室和自动分析器室设计规范》; SH3006-1999 (6)《石油化工仪表管道线路设计规范》; SH/T3019-2003 (7)《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》; SH3063-1999 (8)《石油化工仪表接地设计规范》; SH/T3081-2003 (9)《石油化工仪表供电设计规范》; SH/T3082-2003 (10)《石油化工安全仪表系统设计规范》; SH/T3018-2003 (11)《石油化工仪表及管道伴热和隔热设计规范》; SH3126-2001 (12)《石油化工仪表安装设计规范》; SH/T3104-2000 (13)《炼油厂自动化仪表管线平面布置图图例及文字代号》;SH/T3105-2000 (14)《石油化工分散控制系统设计规范》; SH/T3092-1999 8.2 自动控制水平及方案 8.2.1 自动控制水平

聚乙烯装置自动控制系统设计原则为先进、可靠、安全、分散控制、集中操作、集 中管理，并在过程控制层设置与工厂管理层的实时数据通讯接口设备。工厂管理层将逐 步实现信息系统的集成和一致，使生产操作自动化和工厂管理信息化进一步实现数字 化、网络化，实现全厂控制、管理、经营一体化的目标。

根据聚乙烯装置工艺过程对自动控制系统的高水平要求，本装置采用分散控制系统 (DCS)，对生产进行集中操作、数据采集、过程检测和控制、趋势记录、超限报警、 49 信息处理等。DCS 具有显示全面、直观、精确、控制可靠、操作方便等特点，它利用 计算机、网络、信息集成等高科技技术，实现生产过程数据实时、集中、快速处理，为 装置安全、平稳、长周期、满负荷、高质量运行提供强有力支持和保证。

为保证装置的安全生产，根据设计相关标准，设置与装置安全等级相适应的安全仪 表系统(SIS)，用于装置的紧急事故切断和自保联锁控制。安全仪表系统独立于DCS 系 统单独设置，SIS 系统按故障安全型设计，SIS 系统与装置DCS 进行通讯。

本装置压缩机部分不设独立的机组操作室，为保证压缩机安稳运行和远程操作，设 置机组监测和控制系统(CCS)，完成机组的调速、防喘振控制、负荷控制、过程控制、 联锁保护等功能。CCS 系统与装置DCS 进行通讯。

为确保装置安全生产和人身安全，根据安全规范要求,在装置存在易燃、易爆或有毒 气体的危险场所，设置可燃气体及有毒气体检测仪表，可燃气体及有毒气体检测报警 (GDS)采用DCS 系统，但接入信号的卡件或控制站将独立设置。除了装置的DCS 显示操作站可监视装置内的可燃气体及有毒气体外，同时，在控制室设置一个独立的显 示终端，用于可燃气体或有毒气体检测信息显示、报警等。

操作控制相对比较独立或特殊的设备包的控制监视和安全保护功能原则上采用独 立的设备包PLC 控制系统。与DCS 系统进行数据通信，操作人员能够在DCS 操作站 上对设备包的运行进行监视与操作。设备包的现场仪表设计原则应与主装置保持一致， 现场控制盘的功能尽量少。应统一设备包PLC 系统的制造商，以降低备品备件和维护 的费用。

本装置的变送器和信号转换类仪表选用本质安全型，远传温度测量选用智能型一体

化温度变送器，各类变送器、阀门定位器选用智能电动型并配用隔离安全栅，当仪表无 法实现本安型防爆时，采用隔爆型防爆。

本装置采用仪表及控制设备维护系统(AMS)进行现场仪表的管理，自动地为检测和

控制仪表建立应用及维护档案，进行预测维护管理，以保证仪表的可靠运行、减少维护、 提高设备的管理效率。

为满足全厂分级管理的总体需要，在过程控制层的DCS 上，设置与工厂网相连的 硬件通讯平台OPC 接口，为建立全厂生产信息的实时数据库，逐步实现工厂管控一体 化，收集工艺过程的实时和历史数据，对生产过程进行模拟计算、实时优化、调度、排 产、计划、决策等，创造良好的条件，并最终实现全厂管控一体化。 50 8.2.2 自动控制规模

控制室内采用集散控制系统(DCS)，对本装置各单元以及该装置包装仓库的相应 仪表实施集中监视、控制和管理，DCS 的硬件配置如下： (1)CRT 操作站： 5 台; (2)报表及报警打印机 2 台;

(3)冗余控制器、模件、机柜、安全栅柜及辅助设备等; DCS 规模：

控制回路： 140 个;

输入输出点数： 2220 点; 其中： AI 4～20mA 650 点; AO 4～20mA 150 点; DI 1000 点; DO 420 点;

8.2.3 自动控制方案

聚乙烯装置的主要设备有聚合反应器、已烷汽提塔、闪蒸气压缩机、尾气压缩机、 冷冻机、离心机、挤压造粒机等。自动控制的目的是在保证安全生产的前提下，最大限 度的提高产品质量和收率。装置中凡重要的工艺参数均集中在中心控制室的DCS 中显

示、自动控制，对一些重要的操作参数设置超限报警，以确保工艺生产安全和稳定运行。 一般的工艺参数在现场指示，为保证装置生产安全，设置用于紧急联锁停车的安全仪表 系统。

本装置控制回路以单参数控制为主，根据工艺过程控制需要采用串级控制，分程控 制、均匀控制、选择控制等复杂控制： (1)主要自动控制方案

反应原料进料流量控制;

反应器夹套水温度控制;

反应器压力与氢气流量串级控制;

汽提塔液位与进蒸汽流量均匀控制;

设置在线循环气浓度分析的工业色谱分析仪，原料精制的微量水、微量氧分析 仪，指导生产操作，提高装置生产和管理水平; 51

在可能泄漏和易聚集可燃气体地方，设置可燃气体浓度测量变送器，并集中在 控制室指示、报警。 (2)安全停车联锁保护

反应进料联锁保护系统;

聚合反应停车系统;

闪蒸气压缩机紧急停车系统;

离心机停车系统;

干燥部分顺序停车系统。 8.2.4 主要安全技术措施

(1)现场仪表一般选用本安型，并采用隔离式安全栅; (2)安全检测及保护

在装置区域内设置必要的可燃气体及有毒气体检测器，并在控制室对可燃(有毒)气 体的浓度进行集中监视。可燃气体及有毒气体检测系统(GDS)采用DCS 系统，其信 号接至DCS 独立的控制站或独立的卡件。 (3)安全仪表系统

设置与装置安全等级相适应的独立的安全仪表系统(SIS)、机组监测和控制系统

(CCS)，用于完成工艺过程的安全联锁保护和氮气、循环气压缩机等控制及联锁。重 要联锁系统的检测元件按冗余或三取二方式设置。 SIS 检测元件和执行机构按故障安 全型设置，即线路或一旦能源中断，执行机构的最终位置应能确保工艺过程和设备处于 安全状态。SIS 设置事件序列记录站(SOE 站)，用于记录设备状态和联锁事件，以便 事故原因的追溯。

(4)控制系统及现场仪表

控制系统及现场仪表选用技术成熟、先进可靠的产品。DCS 系统的控制单元冗余

或容错配置;电源单元、通讯模块、多通道控制回路的I/O 卡等冗余配置;冗余设备可 在线自诊断，出错报警，无差错切换等功能;自动控制系统及现场仪表等采用UPS 电 源。

8.3 控制室

9万吨/ 年聚乙烯装置和11万吨/ 年聚丙烯装置以及两聚包装仓库共同设置一个联 合控制室，生产过程的监视和操作将在该控制室内实现。

聚乙烯装置控制室设置：操作室、机柜室、工程师站室、仪表维修室、仪表值班室、 52 空调机室及必要的管理和生活设施等。控制室里安装的仪表设备有 ：过程接口单元、 控制系统机柜、辅助机柜、电源分配柜、操作站、工程师站等。控制室采用抗爆型结构， 布置在安全区域内;控制室与电气变电所毗邻;控制室内设置恒温恒湿空调系统，考虑 正压通风。

UPS电源安装在电气变电所内。

联合控制室面积为：24m×30m=720m2。 8.4 仪表选型

仪表选型以选用产品质量可靠、性能好、精度合理、维护方便的电子式仪表为原则。 现场仪表选用本安智能型电子式仪表，信号为4～20mADC信号叠加HART通信协议。 8.4.1 温度仪表

温度测量选用带弹簧铠装热电阻/热电偶的一体化温度变送器，特殊场合或安装位置 不易观察的场合，采用分体式温度变送器。

现场温度指示通常选用万向型双金属温度计，安装位置不易观察的场合可采用毛细 管式现场温度计。 8.4.2 压力、压差仪表

一般选用普通压力变送器和差压变送器，粘稠介质多采用隔膜压力表和法兰式变送 器。腐蚀介质选用特殊材质的压力仪表。

现场压力﹑压差指示通常选用弹簧管压力表、压差表，微量程及绝对压力测量选用 膜盒式压力表，粘稠介质选用隔膜压力表。

压力表、压差表外壳材质为不锈钢，带安全玻璃。 压力高于10.0MPa场合，压力表应考虑安全设计。 8.4.3 流量仪表

对流量的检测通常以选用节流装置及文丘里配套差压变送器为主，一般用于过程控 制的场合亦可采用涡街流量计，对于有腐蚀性场合则采用电磁流量计，在测量大管道流 量时可采用超声波流量计或均速管流量计配套差压变送器。

要求对进出装置(工厂)界区的液体及气体原料和产品进行计量时，应选用高精度质 量流量计，或选用高精度容积式流量计，并要求进行温度﹑压力补偿。

要求对进出装置(工厂)界区的水﹑蒸汽﹑气体等公用工程系统进行计量时，可采用 节流装置仪表或涡街流量计﹑电磁流量计等，气体及蒸汽场合还需考虑温度﹑压力补 偿。 53 根据工况要求，小流量检测及现场指示可选用转子流量变送器及现场转子流量计。 8.4.4 液位仪表

液位测量优先选用法兰差压式液位变送器，根据工况要求，可选用电容式液位计， 超声波液位计，雷达液位计，浮筒液位变送器。

当选用浮筒液位变送器进行液位测量时，亦采用侧-侧方式，量程范围不大于1米。 当测量小于或等于1米的界面时，可采用浮筒液位变送器。

现场液位指示，根据工况要求，一般选用玻璃板液位计和磁性液位计。 8.4.5 执行器(控制阀)

执行器(控制阀)部分选型主要为气动薄膜调节阀、气缸执行机构切断阀。过程连 续控制场合选用气动薄膜调节阀，具有联锁要求的场合，则配套电磁阀;联锁控制场合 选用气缸执行机构切断阀，根据工艺流程要求，分别选用气缸切断阀(以全通径型为主) 等。

8.4.6 分析仪表

根据工艺要求，选用在线气相色谱分析仪、氧气分析仪、氢气分析仪、水分析仪、 放射性仪表、可燃气体/有毒气体检测器等在线分析仪表。

工业气相色谱仪(PGC)应随现场分析小屋成套供货，现场分析小屋应包括在线分

析仪表、采样探头、采样预处理单元、带微处理器的信号采集和处理单元系统、显示器 或打印设备等。分析仪系统应具备与DCS系统通讯功能，如有重要的参与控制或联锁的 信号，应以硬接线方式连至DCS系统。 气相色谱仪选用隔爆型。

气相色谱仪等应与相应的在线分析小屋成套供应，并配套必需的电源系统、载气系 统、标准气系统、防爆空调、照明﹑水及气源系统等。

分析小屋内应配置有毒气体、可燃气体和氧气检测器，在分析小屋外应设置相应的 声光报警系统。

分析小屋采用不锈钢材质。

其余在线分析检测的仪表如氧气分析仪、水分析仪等，则直接在现场工艺管道分析 检测点附近采样，分析仪表应包括采样系统和信号变送单元，控制机柜。 54 表8.4-1 主要仪表清单 仪表类型 单位数量备注

标准节流装置 台 30 阿牛巴流量元件 台 4 楔形流量计 台 5 金属转子流量计 台 65 涡街流量计 台 11 电磁流量计 台 2 质量流量计 台 25 差压流量变送器 台 35 浮筒液位(界面)变送器 台 2 差压液位变送器 台 29 毛细管隔膜差压液位变送器 台 15 音叉料位开关 台 88 磁性液位计 台 36 压力表 台 155 隔膜式压力表 台 35 压力变送器 台 44 隔膜压力变送器 台 5 差压变送器 台 7 一体化温度变送器 台 88 热电偶(带套管) 台 16 热电阻(带套管) 台 77 双金属温度计 台 80 称量仪 台 2 气动调节阀(带智能定位器) 台 124 气动开关阀 台 27 自力式调节阀 台 15 分析小屋 个 1 工业气相色谱仪 台 4 带采样预处理 微量水分析仪 台 4 氧分析仪 台 5 可燃性气体检测变送器 台 46 隔离安全栅 台 800 浪涌保护器 台 500 辅助仪表盘(柜) 个 30 分散型控制系统(DCS) 套 1 安全仪表系统(SIS) 套 1 仪表安装材料 批 1 称量仪 套 24 55 仪表类型 单位数量备注

气动调节阀(带智能定位器) 套 124 气动ON—OFF 阀 套 87 自力式调节阀 套 25 辅助仪表盘(柜) 套 30

安全栅 只 800 浪涌保护器 只 500 特殊维修仪器及专用工具 批 1 仪表安装材料 批 1 注：本仪表清单中不包括随设备包供货的仪表和控制系统。 8.5 消耗指标

仪表用电：UPS(双路冗余配置)AC220V 50HZ 50kVA×2(与聚丙烯装置、两聚 包装仓库共同设置，共计120kVA×2)。

仪表净化风：0.6MPag，1200Nm3/h(正常)，2000Nm3/h(最大，不包括工艺用 气)。 56 9 电气 9.1 概述

9.1.1 设计范围及分工

(1)聚乙烯装置界区内的变配电、照明、防雷、防静电接地的设计;

(2)由上级变电站引至PP/PE 装置联合变电站的10kV 电源线路及其相关的控制 线路以装置界区为设计工作分界点，界区内的电缆走向和敷设方式由本次设计负责确 定，电缆材料不属本次设计范围。 9.1.2 用电负荷及负荷等级

聚乙烯装置的总计用电负荷需要容量约为9600kW。具体见下表。 表9.1-1 装置用电负荷表

序号 负荷名称 装机容量(kW) 需要容量(kW) 装置负荷(主要如下) 挤出机主电机 4200 3570 第一循环气鼓风机 540 306 第二循环气鼓风机 540 306 离心机 200 170 脱水塔进料泵 400 170 闪蒸罐进料泵 400 170 颗粒输送风机 744 384 粉料输送风机 264 112 其它 3812 1 小计 9000 2 照明 80 50 3 仪表用电 100 50 4 空调 600 400 5 其它 100 100 全厂合计 9600 由于聚乙烯装置属于连续生产工艺过程，一旦中断供电需较长时间恢复生产，会带

来重大的经济损失。根据国家标准“供配电系统设计规范”GB50052-95 中的有关规定， 其主要工艺生产装置用电负荷的等级基本上为一级负荷，其中重要仪表电源、应急照明、 57 火灾报警等属于一级负荷中特别重要负荷。

9.2 供、配电系统设计 9.2.1 电源情况

本工程二回路10kV 进线电源引自临近装置DMTO 35 kV 变电所10kV 两段母线，

该35/10kV 变电站二回35kV 电源引上级220kV/35 kV 总变电所，电源可靠，满足工程 需要。

9.2.2 供电电源电气参数、配电电压等级 (1)供电电源电气参数

10kV 三相三线制 中性点不接地系统 ±7%;

380/220V 三相四线制 中性点直接接地系统 ±7%; 频率范围：50Hz±0.5Hz。

三相最大短路容量：待定;(装置变电所10kV 电源侧) 三相最小短路容量：待定;(装置变电所10kV 电源侧) (2)配电电压等级：

150kW≤P<4500kW 中压电动机 AC 10kV; 0.2kW≤P<150kW 中压电动机 AC 380V; P<0.2kW 低压电动机 AC 220V; 中压开关柜控制电源 DC 220V;

低压进线和母联柜控制电源 DC 220V; 其它低压开关柜和MCC 控制电源 AC 220V; 一般照明/应急照明(EPS) AC 220V; 检修电源 AC 380/220V;

仪表电源(UPS) AC 380/220V; 9.2.3 供电方案

聚丙烯装置和聚乙烯装置拟新建PP/PE 联合10kV 变配电站一座，建筑面积24 米

X 60 米，上下二层(设备层和电缆层)。10kV 变电站内将设置10kV 配电装置一组、 10kV/0.4kV 电力变压器六台和0.4kV 低压配电装置三组。其中10kV 配电柜若干、 10kV/0.4kV 电力变压器四台和0.4kV 低压配电装置两组为聚乙烯装置服务。10kV 和 0.4kV 配电系统均采用单母线分段、母联设自投的供电系统，详见附图3“聚丙烯聚乙烯 装置联合供电系统图”。 58 10kV 变电站的两回路进线电源引自临近装置MTO 装置35kV 变配电站的10kV 不 同母线，每路电源线的容量都能承受100%的用电负荷。

10kV 变电站内设直流电源装置;聚丙烯装置内自控仪表将设不停电电源装置 UPS;火灾报警系统由设备自带的UPS 供电;应急照明采用EPS 供电。 9.2.4 继电保护和测量仪表的配置

10kV 进线：电流速断保护、过电流保护。电流、有功电度、无功电度测量与显示。 10kV 母线分段：电流速断保护、过电流保护，电流测量与显示。

10kV 电动机：差动(P≥2000kW 时)、电流速断、单相接地、过负荷、低电压保 护。测量电流、功率因数，有功电度和无功电度。

10kV 变压器出线柜：过电流、电流速断、单相接地保护、瓦斯、压力保护、温度 保护。测量电流、有功电度和无功电度。

400V 电源进线和母线分段：设短路短延时保护。测量电流、电压。 大于30kW 的电动机现场设电流表。 9.2.5 功率因数补偿原则和方式

在各电压等级母线上进行集中功率因数补偿;补偿后，使变电所10kV 进线侧功率 因数不小于0.90，0.38kV 侧功率因数也不小于0.90。 9.2.6 配电设计规定 (1)装置环境特征

本装置内主要介质为乙烯和氢气(局部区域)，部分属于2 区IIBT3 或IICT3(氢 气区域);另外还有部分区域属于粉尘爆炸危险区域22 区，T11。 在爆炸危险区域内，应按照爆炸危险区域要求来选择设备和材料。 (2)电缆敷设

动力和控制电缆采用电缆桥架沿管架敷设，出电缆桥架处穿镀锌钢管保护。 (3)检修电源

检修电源分为二种，一种为方便插座，220V/16A，服务半径为20 米;另一种为焊 接插座，380V/63A，服务半径为50 米。 (4)特殊传动、控制和联锁要求

a)电动机在机旁设操作柱，两地控制的电动机应设就地/远方选择开关;

b)对于有工艺起动联锁的电动机，其联锁信号来自于仪表机柜室，且在配电室设 仪电交接柜。 59 9.2.7 照明设计

(1)在现场设照明配电箱;

(2)照明方式包括一般照明、局部照明和混合照明; (3)照明种类包括正常照明和应急照明; (4)照明供电及控制：

本装置设照明智能型节能控制器;生产装置区集中控制;控制室、配电室、办公室 等区域设就地控制开关，分散控制;户外区域采用光电控制。 (5)照明线路：

照明线路采用铜芯电线或电缆穿管敷设，生产装置、罐区、管廊及装卸区内选用电 缆，建筑物内选用塑料电线。 9.2.8 防雷、接地

装置内采用共用接地网，即工作接地、保护接地、防雷接地、防静电接地连接在同 一接地系统，形成闭合的接地网，接地电阻小于4 欧姆。装置内作总等电位连接。 所有用电设备其正常情况下不带电的金属外壳均应可靠接地。 仪表的工作接地按仪表专业要求设置。 9.3 节能措施

采用低损耗节能型电力变压器，采用高效率的电动机，采用节能灯具，采用功率因 数补偿电容器。

9.4 采用的主要标准规范

供配电系统设计规范 GB 50052-95 10kV 及以下变电所设计规范 GB 50053-94 低压配电设计规范 GB 50054-95 建筑物防雷设计规范(2000 年版) GB 50057-94 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 GB 50058-92 电力装置的继电保护和自动装置设计规范 GB 50062-92 石油化工企业设计防火规范(1999 年版) GB 50160-92 电力工程电缆设计规范 GB 50217-94

第四篇：天然气制甲醇生产过程控制

1、甲醇生产采用DCS自动控制系统设定的温度、压力、流量等参数进行自动跟踪监控，此过程由岗位主操人员在中控室进行监护调节和控制。

2 、从界区来天然气压力为2.8Mpa，总硫含量为172.9mg/Nm3，其中有机硫含量为168.6 mg/Nm3，配入少量甲醇驰放气作为脱硫加氢来源经过预热后依次进入铁锰脱硫槽、钴钼加氢反应器、氧化锌脱硫槽作进一步的有机硫、无机硫脱硫处理，在此过程中对天然气温度、压力、流量进行监控和调节，并作好《岗位操作记录》和《设备运行记录》。

3、 天然气在脱硫工序通过铁锰、钴钼加氢转化吸收和氧化锌脱硫后，将天然气中的硫含量从172.9 mg/Nm3降至0.1ppm，生产操作通过天然气的温度、压力进行监控和调节，并按检验计划每班对天然气中的H2S,有机硫及总硫进行取样化验，并作好分析记录。

4、天然气含硫量降到0.1ppm后进入转化炉，在高温高压的条件和在催化剂的作用下，通过与水蒸汽发生化学反应后生成甲醇合成气，生产过程控制按《岗位操作规程》操作，填写《岗位操作记录》及《设备运行记录》，岗位人员对转化过程的各项温度、压力、流量等进行监控和调节，并每小时作好监测记录。每班对转炉气中CO 、CO2 、H

2、 CH4 、C2H

6、N2等进行取样化验分析，并作好检验记录。

5、合成过程控制：合格的转化气通过离心压缩机压力达到7.05Mpa后进入合成工序，在此过程中对合成气温度、压力进行监控和调节并每小时作好监测记录。

DX/MS-2-09-2010 生产过程控制程序

B/1 6 、精馏生产过程控制

6.1精馏工序，严格按《GB338-2004工业甲醇质量技术标准》和《岗位操作规程》进行控制，并填写好《岗位操作记录》和《设备运行记录》

6.2甲醇精馏过程的操作，岗位人员对温度、压力、流量进行监控和调节，每班对粗甲醇中CH3OH含量进行两次取样检验和每班一次杂醇和甲醇残液取样检验，同时每天对精甲醇中间槽甲醇进行取样分析，并作好检验记录。

6.3精馏过程严格按《生产岗位操作规程》进行控制，常压塔顶部温度控制在60±10℃，经过冷却后进入常压塔回流槽，当甲醇浓度达到99.9%以上后送入精甲醇储槽，对不合格的产品按《不合格控制程序》进行返工精馏操作。

6.4精馏后的甲醇样按检验计划由车间化验员每天一次进行取样化验和分析，并填写《甲醇化验分析记录》，合格甲醇送入精甲醇储槽后外销。

煤气制甲醇生产过程控制

1、甲醇生产采用DCS自动控制系统设定的温度、压力、流量等参数进行自动跟踪监控，此过程由岗位主操人员在中控室进行监护调节和控制。

2、硫化氢含量小于20mg/Nm

3、有机硫小于250 mg/Nm3，压力小于2.3 Mpa的焦炉气经过粗脱硫除去部分有机硫和无机硫后，与界区来的天然气混合，经过预热后，进入精脱硫作进一步的有机硫、无机硫脱硫处理，在此过程中对焦炉气温度、流量、压力进行监控和调节，并作好《岗位操作记录》和《设备运行记录》。

3 、加压后的焦炉气在精脱硫，通过一级、二级加氢转化和一级、二级精脱硫及中温氧化锌脱硫，将焦炉气中的硫含量由20mg/Nm3降至0.1ppm，生产操作通过焦炉气的温度、压力进行监控和调节，并按检验计划每班对焦炉气的H2S,有机硫及总硫进行取样化验，并作好分析记录。

4、焦炉气含硫量达到0.1 ppm后进行入转化炉，在高温高压的条件下，通过与氧气和水蒸汽发生化学反应后生成合成气，生产过程控制按《岗位操作规程》操作，填写《岗位操作记录》及《设备运行记录》，岗位人员对转化过程各项温度、压力、流量等进行监控和调节，并每小时作好监测记录。每班对转炉气中O

2、H2 、CO 、CO2 、CH4 、N2进行取样化验分析，并作好检验记录。

5、合成过程控制：合格的转化气通过离心压缩机压力达到7.0Mpa后进入合成工序，在此过程中对合成气温度、压力进行监控和调节并每小时作好监测记录

DX/MS-2-09-2010 生产过程控制程序

B/1 6 、精馏生产过程控制

6.1精馏工段，严格按《GB338-2004工业甲醇质量技术标准》和《岗位操作规程》进行控制，并填写好《岗位操作记录》和《设备运行记录》

6.2甲醇精馏过程的操作，岗位人员对温度、压力、流量进行监控和调节，每班对粗甲醇中CH3OH含量进行两次取样检验和每班一次杂醇和甲醇残液取样检验，同时每天对精甲醇中间槽甲醇进行取样分析，并作好检验记录。

6.3精馏过程严格按《岗位操作规程》进行控制，常压塔顶温度控制在65℃，经过冷却后进入常压塔回流槽，当甲醇浓度达到99.9%以上后送入精甲醇储槽，对不合格的产品按《不合格控制程序》进行返工精馏操作。

6.4精馏后的甲醇样按检验计划由车间化验员每天一次进行取样化验和分析，并填写《甲醇化验分析记录》，合格甲醇送入精甲醇储槽后外销。

苯甲氢生产过程控制

1、苯甲氢生产采用DCS自动控制系统设定的温度、压力、流量等参数进行自动跟踪监控，此过程由岗位主操人员在中控室进行监护调节和控制。

2 、从天然气制甲醇装置来的驰放气压力为3.2Mpa，通过变压吸附装置得到99.99%以上的氢气，作为后工序加氢脱硫的氢气来源。从

一、二焦化来的粗苯进入粗苯储槽后通过进来泵进入两苯塔后分离出轻、重苯。轻苯混合压缩来的循环氢气和变压吸附产生的新鲜氢气一起通过镍钼加氢反应器、钴钼加氢反应器后进入脱轻塔除去含硫成分，得到脱轻油。在此过程中对温度、流量、压力进行监控和调节，并作好《岗位操作记录》和《设备运行记录》。

3、 轻苯在加氢工序通过镍钼、钴钼加氢转化和脱轻塔除去后，将粗苯中的硫含量降至合格范围，生产操作通过加氢工序的温度、压力、氢浓度进行监控和调节，并按检验计划对脱轻油中的H2S,有机硫及总硫进行取样化验，并作好分析记录。 4 、精馏生产过程控制

4.1精馏工序，严格按《岗位操作规程》进行控制，并填写好《岗位操作记录》和《设备运行记录》

4.2纯苯精馏过程的操作，岗位人员对温度、压力、流量进行监控和调节，每两个小时对纯苯进行取样检验，同时每天对纯苯计量罐进行取样分析，并作好检验记录。

4.3精馏过程严格按《生产岗位操作规程》进行控制，工艺指标严格按照质量控制点要求进行操作，纯苯经过冷却后进入纯苯回流槽，回流槽产品送入纯苯计量罐，对不合格的产品按《不合格控制程序》进行返工精馏操作。

4.4精馏后的纯苯按检验计划由厂化验员每天一次进行取样化验和分析，并填写《纯苯化验分析记录》，合格纯苯送入纯苯储槽后外销。

1甲醇厂天然气制甲醇转化岗位操作记录 2甲醇厂天然气制甲醇压缩岗位操作记录 3甲醇厂天然气制甲醇合成岗位操作记录 4甲醇厂天然气制甲醇精馏岗位岗位操作记录

1甲醇厂焦炉气制甲醇转化岗位操作记录 2甲醇厂焦炉气制甲醇压缩岗位操作记录 3甲醇厂焦炉气制甲醇合成岗位操作记录 4甲醇厂焦炉气制甲醇精馏岗位岗位操作记录

1甲醇厂苯甲氢装置加氢岗位操作记录 2甲醇厂苯甲氢装置精馏岗位操作记录

第五篇：甲醇制甲基叔丁基醚反应机理及反应动力学

甲基叔丁基醚由异丁烯与甲醇反应合成，主反应为：

反应采用强酸性大孔径离子交换树脂为催化剂，一般醚化温度低于100℃，压力应至少使反应物系维持在液相温度范围内(一般大于0.5MPa)，生成MTBE的选择性都很高，异丁烯转化率大于90%，MTBE选择性大于98%。

异丁烯与甲醇的醚化反应过程是一个加成反应，因此它完全遵循马尔柯夫·尼柯夫规则。由于在不对称的不饱和烃中形成双键的电子移向含氢较多的原子，如异丁烯：

加上去的分子CH3OH的负电部分CH3O-就与含氢原子最少(或正电荷较多)的碳原子即这里的叔碳原子相结合。而 加上去的正电部分H+则与双键上含氢较多的碳原子结合，从而生成了甲基叔丁基醚，而不会生成甲基异丁基醚

这种遵循马尔柯夫·尼柯夫规则进行的反应，生成常温下较稳定的异构体(MTBE)。

动力学实验证明，当醇烯比较大时，该反应速率与异丁烯浓度是一级关系，而与甲醇的浓度无关。这说明反应不是按一次加成的机理实现的，而是通过亲电加成的两步机理完成：

首先，异丁烯在酸性催化剂作用下进行质子化反应，生成正碳离子;作为中间产物的正碳离子然后再同亲核试剂反应生成MTBE。过量甲醇既作为溶剂又起亲核试剂作用，对总反应速率影响不大，而烯烃的质子化就成了动力学控制步骤，对总反应速率起重要影响。

按此机理，烯烃的质子化是个酸碱反应过程。因此，催化剂的酸性和烯烃的碱性越强，对反应越有利。在丁烯的异构物中由叔碳原子构成双键的异丁烯碱性较强，并且带有端基双键，缺少丁烯-2那样的空间位阻，从而有利于形成稳定的正碳离子，这是由混合烯烃同甲醇反应制取MTBE的高选择性的原因。

当醇烯比小时，出现了正反应速率对甲醇负一级的关系。对此，Ancillotti等人认为，上述异丁烯的质子化过程在甲醇过量时不是SO3H基团的质子直接参与的。随着甲醇浓度的降低，催化剂SO3H的质子逐渐起作用。Gates的报告指出，SO3H基团是比溶剂化质子酸性更强的物质。所以，在醇烯比小时，甲醇浓度的降低会使反应速率加快。

甲醇浓度级数的改变是在一定的醇烯比下发生的，既与甲醇浓度本身无关，也与CH3OH/SO3H比无关。同样的催化剂浓度下，MTBE合成反应速率对于同样的甲醇浓度既可能是零级的，又可能是负一级的。其决定因素是醇烯比和反应温度。在一定温度下，甲醇浓度级数的改变有一确定的醇烯比Rao ，Rao 是温度的函数，反应温度不同，这个比值也不同。

对于甲醇与异丁烯加成反应生成MTBE的可逆反应过程，正反应速率在醇烯比小(Ra