13万吨年环氧氯丙烷改造17万吨年环氧丙烷项目可行性研究报告(3~16章)

江苏海兴化工有限公司环氧氯丙烷改造项目T13028-EC03可 行 性 研 究 报 告版次：0版13万吨年环氧氯丙烷改造17万吨年环氧丙烷项目目 录3 生产规模和产品方案3.1 生产规模3.2 产品方案3.3 质量指标4 工艺技术方案4.1 工艺技术方案的选择4.2 工艺流程和消耗定额4.3 主要设备的选择4.4 自动控制4.5 三废排放及预处理4.6 标准化5 原料、辅助材料及动力的供应5.1 主要原料、辅助材料、燃料的供应5.2 资源利用合理分析6 建厂地区条件和厂址方案6.1 建厂条件6.2 厂址方案及结论7 总图运输、储运、土建7.1 总图运输7.2 储运设施7.3 土建8 公用工程方案、辅助设施和生活福利设施8.1 公用工程方案8.2 辅助设施8.3 生活福利设施9 节能、节水9.1 编制依据9.2 资源能源供需状况9.3 项目节能分析与措施10 环境保护10.1 建设地区环境概况10.2 设计采用的环境保护标准10.3 工程概况10.4 主要污染源及污染物分析10.5 环境保护治理措施及预期效果10.6 环境影响分析10.7 绿化10.8 环境管理及监测10.9 环保投资11 劳动安全卫生11.1 工程概况11.2 劳动安全危害因素分析11.3 职业危害因素的防治11.4 职业安全卫生专项投资11.5 设计采用的标准规范11.6 治理的预期效果12 企业组织及定员12.1 企业组织12.2 生产班制及定员12.3 人员培训13 项目实施计划13.1 建设周期13.2 项目实施计划14 项目总投资及资金筹措14.1 项目总投资15 财务评价15.1 项目评价依据15.2 财务评价基础数据15.3 成本费用估算15.4 营业收入及税金15.5 财务效益测算15.6 评价结论16 社会稳定风评估险评估16.1 项目合法性、合理性遭质疑的风险16.2 群众抵制征地拆迁的风险16.3 项目可能引发社会矛盾的风险16.4 社会稳定风险的综合评价江苏海兴化工有限公司环氧氯丙烷改造项目T13028-EC03可 行 性 研 究 报 告版次：0版3 生产规模和产品方案3.1 生产规模本项目由13万吨/年环氧氯丙烷改造为17万吨/年环氧丙烷。产品品种及规模环氧丙烷（PO）：170000吨/年3.2 产品方案环氧丙烷环氧丙烷（PO）：170000吨/年，全部为商品量。3.3 质量指标环氧丙烷外观透明液体，无机械杂质色度（铂-钴值）max.5酸度 max.0.003水分 max.0.01%总醛（以丙醛计）max.0.005%EO max. %0.01%3 14 工艺技术方案4.1 工艺技术方案的选择4.1.1 国内、外工艺技术概况4.1.1.1 国外工艺技术概况世界各国环氧丙烷的生产技术都在不断地发展。美国、欧洲、日本发展很快。目前生产环氧丙烷的主要方法分为氯醇化法和共氧化法。（1）氯醇化法是最老的生产方法，大约世界产量的50%以上是采用这种方法生产的，以美国陶氏化学公司的氯醇化法为代表。其主要过程为氯醇化、皂化、精制。特点是流程短工艺成熟，生产安全性较高，建设投资小，但生产过程中要消耗相当量的氯气，存在污水量大和腐蚀严重的问题，适合在有氯气供应和良好的排污条件的地区建设。（2）共氧化法（哈康法）主要是异丁烷共氧化法和乙苯共氧化法，以阿科化学公司的技术为代表。前者副产异丁烯和叔丁醇后者副产苯乙烯，此项技术为美国奥克兰公司独家专利，现为阿尔科（ARCO）公司所有。哈康法自1969年工业化以来，发展迅速，受到世界重视。成本低和无公害是它的基本优点。但是经过两次石油危机的冲击，利用哈康法新建厂已不多。它的缺点是流程长、投资大，同时每吨环氧丙烷要联产2.2-2.5吨苯乙烯或2.3吨异丁烯，原料来源和产品销售相互牵扯较大，因此采用此法有一些具体问题。但是对于原料及产品销售可以妥善解决的大型生产装置，共氧化法技术仍是具有相当竞争力的。（3）另外已实现工业化的共氧化法还有过醋酸法，联产醋酸1.7吨/吨环氧丙烷，此法安全问题较突出，投资也较氯醇化法高，但成本接近，因此缺乏竞争力。4.1.1.2 国内工艺技术概况我国的PO生产始于60年代，均采用氯醇化工艺路线，初始阶段产量小，质量差，技术落后。自八十年代末九十年代初开始引进了日本旭硝子、三井东压、昭和电工和美国道化学的技术，1988年2月，南京金陵石化公司化工二厂建成投产我国第一套环氧丙烷引进装置，生产能力为1万t/a，锦化化工集团2万t/a PO生产装置，等也投入运行，九江化工厂和浙江太平洋化学公司也建成投产，取得了良好的社会效益，使我国PO生产的技术提高到一个新的层次。近年来，国内企业对引进的技术作了大量的消化吸收工作，在引进的生产装置的基础上扩能改造，使生产能力大幅度提高，某些技术指标也已超过了原设计值，例如付产二氯丙烷已较大幅度低于原定指标，因而改善了产品收率，说明我国环氧丙烷生产技术正在逐渐提高。4.1.2 工艺技术方案的比较和选择目前世界上工业化生产环氧丙烷的工艺方法有氯醇化法和共氧化法，其中共氧化法又分乙苯共氧化法和异丁烷共氧化法。这两种方法各占世界环氧丙烷生产产量的50%左右。两种工艺都各具特点。氯醇化法的特点是生产历史悠久，工业化已有60多年的历史，生产流程短、工艺成熟、操作负荷弹性大、选择性好、效率高、生产比较安全，对原料丙烯的纯度要求不高从而可提高生产的安全性，建设投资少。其缺点是排放污水量比共氧化法较多，适合于有条件地区建设。共氧化法的特点是克服了氯醇化法的氯气污染和腐蚀性大的缺点，其缺点是工艺流程长、原料品种多、丙烯纯度要求高、对安全要求很高，由于联产物多（每吨环氧丙烷要联产2.22.5吨苯乙烯或2.3吨异丁烯）造成产品与联产品互相制约性大，工艺操作是在较高的压力下进行的、设备材质多采用合金钢、造价高、投资大。同时产生的污水含COD高，处理费用约为总投资的10%左右。另外已实现工业化的共氧化法还有过醋酸法，现有装置能力约1.3万吨/年，联产醋酸1.7吨/吨环氧丙烷此法安全问题非常突出，投资也较氯醇化法高，但成本接近，因此缺乏竞争力。国外从50年代开始以氯醇化法为主生产环氧丙烷，从60年代开始石油化学工业的兴起，促使乙烯工业的迅速发展，开发了共氧化法生产环氧丙烷的生产技术，形成了两种生产技术并行发展的格局。世界上主要生产环氧丙烷的大化学公司根据自身条件选用不同的生产方法，美国道化学公司采用氯醇化法而阿尔科化学公司则采用共氧化法。氯醇化法以丙烯、氯气为原料生产的环氧丙烷，共氧化法则以丙烯、乙苯、异丁烷等为主要原料生产环氧丙烷。投资的比较参考中国化工信息中心编制的化工产品市场及投资手册的9.1万吨规模的环氧丙烷生产装置采用氯醇化法、共氧化法的投资比较如表4.1-1。国外相同规模不同工艺的投资比较（人民币亿元） 表4.1-1工艺方法生产规模投资估算备 注共氧化法乙苯法9.1万吨14.35（不含乙苯装置投资）异丁烷法9.1万吨13.06（不含异丁烷分离装置）氯醇法9.1万吨7.38（不含制氯投资）由此可见，相同规模的几种工艺共氧化法中的乙苯法的投资最高，其次是异丁烷法，氯醇化法投资最低。共氧化法的两种方法分别超过氯醇化法的投资的77%94%。综上所述，对氯醇化法和共氧化法的比较可见共氧化法就17万吨/年环氧丙烷规模而言需要29.75万吨苯或36.125万吨异丁烷，而且联产36.12542.5万吨/年苯乙烯或39.3万吨/年的异丁烯，原料品种多、需求量大，并且成品与联产品互相制约性大，生产安全要求很高。就赫邦化工的现状，目前采用共氧化法生产环氧丙烷还不现实。氯醇化法生产环氧丙烷原料组织方便，并且没有联产物，生产组织较为方便，对原料丙烯的纯度要求不高，是一个可以吃“粗粮”的生产装置。所以此次选用氯醇化法生产环氧丙烷及系列产品。根据对国内建设资金、企业自筹能力、原料来源的现实性，以及今年党的十六届五中全会上强调的增强资助创新能力及技术创新，本报告在消化国外引进技术的基础上采用国产化技术拟建8万吨/年环氧丙烷装置。4.1.3 工艺技术描述目前环氧丙烷工业化生产方法主要有氯醇化法、乙苯哈康法、异丁烷哈康法、过氧化法等，本项目采用的是氯醇化法。氯醇化法的特点是生产历史悠久，工业化已有60多年的历史，生产流程短、工艺成熟、操作负荷弹性大、选择性好、效率高、生产比较安全，对原料丙烯的纯度要求不高从而可提高生产的安全性，建设投资少。其缺点是腐蚀严重、排放污水量比共氧化法较多。本次改造项目，是将2套6.5万吨/年的环氧氯丙烷装置改造为2套8.5万吨/年的环氧丙烷装置。本次改造的工艺技术的特点是：环氧氯丙烷装置与环氧丙烷装置的原料都是丙烯、氯气和石灰乳，氯醇化反应及皂化反应的反应机理相似，精馏分离的设备可以互用，整套装置有很大的相似性，可改造性大。由于环氧丙烷及环氧氯丙烷的市场行情有震荡起伏的情况，故希望通过本次改造，实现既能生产环氧丙烷，又可以切换成生产环氧氯丙烷。可以随时把握市场机会，做到企业利润最大化。本次改造的原则是尽量利用原有设备，对原有布置尽量不做改动，对不能利旧的原有设备，不拆除，只是新增设备。4.2 工艺流程和消耗定额4.2.1 环氧丙烷装置工艺流程概述环氧丙烷生产采用以丙烯、氯气、石灰乳为原料的氯醇化路线，由氯醇化、皂化、精制、废水预处理、皂化废渣压滤五部分组成。1）氯醇化：氯气首先在通过喷射器被吸收于水中，然后通入丙烯生产氯丙醇。主反应：Cl2+H2OHCl+HOClCH3CH = CH2+HOClCH3CH（OH）CH2ClPCH（氯丙醇）CH3CH = CH2+HOClCH3CH（Cl）CH2OHPCH（氯丙醇）副反应：CH3CH = CH2+Cl2CH3CH（Cl）CH2（Cl）DCP（二氯丙烷）Cl2+CH3CH = CH2+CH3CH（OH）CH2ClCH3 CH3 ClCHCHOCHCH2Cl+HClDCIP（二氯异丙醚）反应系统由管式反应器组成，反应生成约4.2%（wt）的氯丙醇溶液，其中含有等摩尔HCl，送至皂化工序。2）皂化：从氯醇化反应工段过来的约含4.2%的氯丙醇水溶液贮存在氯丙醇贮槽，浓度约20%的石灰乳由石灰乳配制送来，经流量调节与氯丙醇溶液一起进入预混合器，混合后进入皂化塔。氯丙醇被皂化成环氧丙烷（PO），PO被迅速汽提得到9095%的粗环氧丙烷。皂化废液中约含4（wt%）的CaCl2，残余Ca(OH)2和杂质从皂化塔底排出，废液中的热量经回收利用后送出本装置至废渣浆废水预处理单元。3）精制：皂化工段的粗环氧丙烷进入PO前馏塔，PO精馏塔，塔顶引出环氧丙烷成品，送至贮罐，塔底排出高沸物。4）石灰乳制备：石灰乳的配制是在石灰乳贮槽内进行，消石灰粉用汽车槽车运入装置区，用车上附设的压缩空气输送入石灰乳贮槽，槽内设置喷水装置以防止粉体外逸。开启搅拌器使均匀混合并防止石灰乳沉淀，配制成浓度约20%的石灰乳，用泵送入皂化反应工段。5）废液预处理来自环氧丙烷单元的皂化塔塔底的废水经闪蒸罐闪蒸蒸汽回收热量后送至废水增稠器进行澄清分离。增稠器上部清液经与工业水进行换热回收热量，然后用盐酸中和，调节PH值在6-9后送至界区外的污水处理厂进行生化处理。增稠器下部淤浆经压滤，滤饼送出界区外综合利用。 4.2.2 环氧丙烷装置改造工艺特点本次改造项目，是将2套6.5万吨/年的环氧氯丙烷装置改造为2套8.5万吨/年的环氧丙烷装置。（1）本次环氧丙烷装置改造项目的氯醇化反应部分，是利用原2套环氧氯丙烷装置2条线共12个管式反应器，并新增2套氯醇化塔组成氯醇化反应系统，为保证氯气和水形成的次氯酸与丙烯进料能均匀混合并尽量在管式反应器中充分反应，分别在管式反应器前新增氯气水预混器（MX-1201AB，新增）、丙烯预混器（MX-1202AB，新增）及静态混合器（MX-1203AB，新增）。（2）氯醇化反应采用丙烯微过量方案进行，反应后物料在PCH溢流槽（V-1201ABCDEF）中分离，未反应的气相经新增的冷凝器冷凝后，进行气液分离，气相进入新增的循环气鼓风机（B-1202，新增），送至新增的氯醇化塔（RE-1201，新增），与氯水进行反应，以达到使过量的丙烯充分反应的目的。塔顶不参与反应的废气经新增的碱洗塔（T-1207，新增）洗涤后，吸收其中的氯气、盐酸后放空。每6个管式反应器，新增1套氯醇化塔系统，1套碱洗塔系统。（3）本次环氧丙烷装置改造项目的皂化部分，是利用原2套环氧氯丙烷装置2条线共4个皂化塔进行皂化反应。氯醇化反应产生的4-4.2（wt%）氯丙醇溶液进入氯丙醇缓冲槽（V-1209），经泵输送，将氯丙醇溶液与石灰乳混合后进入皂化塔（T-1202AB），皂化塔实行减压操作，使蒸汽耗量下降，能更有效的回收塔底废液余热，且降低废水中的COD及BOD值。塔底废水经塔底泵（P-1207AB，P-1211AB）送至废水槽，塔顶为粗PO产品。由于原环氧氯丙烷装置皂化塔顶为粗环氧氯丙烷沸点高，改为生产环氧丙烷时，塔顶冷凝器负荷偏小，因此在改造时新增两台塔顶分凝器（H-1215AB，新增）与原分凝器并联，并考虑采用水温相对较低的工业水作为冷媒，与塔顶气相进行换热，冷凝后产品经新增的气液分离罐（V-1235AB，新增）分离，液相进入T-1202AB回流槽（V-1202AB）。回流槽下部出口送出液相，由泵送回皂化塔，回流槽上部出口送出液相，送至粗PO缓冲罐（TK-1202）。（4）本次环氧丙烷装置改造项目的精馏部分，是利用原2套环氧氯丙烷装置2条线的2个塔来进行改造。粗PO经泵送至前馏塔，前馏塔由原环氧氯丙烷装置低沸物分馏塔（T-1203）改造而来，主要脱除粗PO中轻组分。前馏塔底物料进入PO精馏塔（T-1205，环氧氯丙烷精馏塔改造），精馏塔塔顶为气相PO产品，精馏塔塔底为重组分，主要为DCP（二氯丙烷）。对于精馏塔塔顶气相，考虑利用原环氧氯丙烷装置精馏塔顶循冷凝器（H-1208），（及新增6台冷凝器）但将冷却介质由循环水改为10度水，新加蒸发冷的话桩基荷载的问题解决了没冷却后液相PO产品经回流槽（V-1206），部分通过回流泵打回流，部分通过PO产品泵送至PO产品冷却器（H-1217，新增）冷却后送入PO检验罐。PO检验罐及PO产品管道均需要设置保冷措施，以免PO气化损失。（5）环氧丙烷装置的管式反应器所需的工业水需要加热，故需要新增工业水预热器。本次改造通过两种途径实现工业水的预热。首先，工业水与皂化塔顶冷凝器进行换热，先将工业水由冬天最低温时的15加热到33，其次，通过新增工业水预热器与皂化后的废水进行换热。将工业水预热至要求的温度后，进入管式反应器。利用皂化塔定气相换热及皂化废水换热来预热工业水，有效的利用了热量。（6）环氧丙烷装置的管式反应器所需的丙烯为气相。由丙烯球罐送出的丙烯为液相，需要进行丙烯气化。本次改造考虑设置节流膨胀阀及丙烯蒸发器。使液相丙烯减压汽化后产生部分冷量，给12工业水降温，可将部分冷量输入冷却冰机系统，有效减少冷却水冰机的工作负荷。（7）PO沸点较低，环境温度较高时易气化，因此PO产品储罐需做保冷处理，PO产品管线都需要做保冷，为了防止PO产品储罐内PO产品经长时间静置日照后发生气化现象，需要新增PO循环泵（P-1236，新增），将部分PO产品送至新增的PO循环冷却器（H-1222，新增）与冷冻水换热然后返回PO储罐，使PO储罐工作温度控制在0。（8）本次环氧丙烷装置改造项目的石灰乳制备部分，是利用原2套环氧氯丙烷装置的4个石灰乳储罐来实现。储存能力及石灰乳输送泵的能力均满足2套8.5万吨/年的环氧丙烷装置的需求。不需要进行改造。4.2.3 工艺流程简图环氧丙烷生产示意流程图见图4.2-1：4 74 8图4.2-1 环氧丙烷生产示意流程图江苏海兴化工有限公司环氧氯丙烷改造项目T13028-EC03可 行 性 研 究 报 告版次：0版4.2.4 工艺消耗定额环氧丙烷装置的原材料、辅助材料、燃料和动力的用量见表：工艺消耗定额表表4.2-1序号名 称规格单位消耗定额消耗量备注每小时每 年原材料及辅助材料1丙烯100%计t0.8518.11445002氯气100%计t1.4530.82465003生石灰（活性CaO）100%计t1.0121.51717004盐酸100%计t0.388.164605烧碱100%计t0.214.510710燃料和动力14公斤蒸汽t4.25907225002循环水t4208925714000003工业水t541147.591800004脱盐水t485680000535%乙二醇水kW908193001544000006仪表空气Nm32042534000007工厂空气Nm3751594127500008氮气Nm3817013600009电kWh2705737.5459000004.3 主要设备的选择由于环氧丙烷生产过程中介质的腐蚀性较强，接触物料有盐酸、次氯酸钠、氯气、石灰、NaOH等强腐蚀性介质，因此本装置设备主要材料有碳钢及低合金钢、碳钢及铸铁、304及316型不锈钢、钢衬PTFE、钢衬钛及玻璃钢、钛材等。根据我国目前设备设计及制造水平，本次改造项目所采用的绝大部分非标化工设备均可由国内供货。本次改造项目新增的机泵设备包括环氧丙烷主装置、PO产品罐区、冷冻站等装置机泵设备。对于装置机泵，在设备选型、设计和制造方面考虑到发展国家民族工业的基本上选用国产设备，同时在设计过程中要严格遵守国家标准、精心设计，在满足工艺操作条件情况下，做到设计选型合理、操作维修方便。本次改造项目针对原环氧氯丙烷装置的泵一开一备的情况，改造成为两台全开，仓库备用。充分利用原来设备，尽量做到能利旧的就不增加。（1）静设备1）氯醇化塔本设备用于氯丙烯、氯气和水混后进行反应。反应器为管道形式，结构简单，制造方便，材质为钛。反应管为4704mm，L=20m。在反应器前设1台喷射混合器，通过喷射将循环水和氯气充分混合，材质为钢衬陶瓷。2）皂化塔 反应器选型参加皂化反应的物料中含有大量的水，在反应过程中已经生成的环氧氯丙烷如果不及时取走，将会和Ca(OH)2进行反应生成甘油。因此为了尽最减少甘油的生成，本设备采用塔式反应器，使己反应生成的环氧氯丙烷马上蒸出去。 结构特点反应物料中含有大量的Ca(OH)2和CaCl2，为了防止堵塞，在皂化塔进料口以下采用了多孔板，以上采用填料。 主要材质进料口以上塔体采用SUS304L、填料为SUS304，进料口以下采用碳钢，塔盘为 SUS304。4.3.1 设备一览表PO主装置主要设备一览表表4.3-1序号名 称数量材质设计条件备注压力MPag温度1氯醇化反应器12Ti0.260利旧2皂化塔4304/CSFV/0.18105利旧3前馏塔2304FV/0.18110利旧4PO精馏塔2304FV/0.18110利旧改造，新增10多米5PCH溢流槽12Ti0.770利旧6皂化塔回流槽4CSFV/0.18-10100利旧7前馏塔回流槽2304FV/0.18100利旧8PO精馏塔回流槽2304FV/0.18100利旧9PCH缓冲槽2TiFV/0.18105利旧10粗PO缓冲罐2304FL-1060利旧11PO检验槽4304FL-1060利旧12石灰乳贮槽4CSFL60利旧13皂化塔顶全凝器4CS/304L利旧14前馏塔顶冷凝器2CS/304L利旧15前馏塔再沸器2CS/316利旧16废油冷却器2CS/316利旧17PO精馏塔顶冷凝器8CS/3042台利旧，6台新增蒸发式冷凝器18PO精馏塔再沸器2CS/316利旧19皂化塔顶分凝器4304/C.S利旧20皂化塔顶分凝器4304/C.S新增21PO冷却器2CS/304新增22循环气冷却器2CS/Ti新增23丙烯蒸发器2CS新增24丙烯过热器2CS新增25螺旋板换热器8CS新增26PO循环冷却器2CS/304新增27PO产品泵4SCS13/316新增28PO循环泵4SCS13/316新增29密封水输送泵4SCS14新增30预混合器4Ti新增31气液分离罐4Ti新增32分离罐2Ti新增33循环气分离罐2Ti新增34丙烯缓冲罐2CS新增35混合反应器2CS衬PTFE新增36DCP分离罐2CS新增37油分离罐2CS新增38循环气清洗密封罐2CS新增39碱洗塔2CS衬Ti新增40循环气鼓风机2新增液环式41氯水预混合器12CS衬PTFE新增42丙烯预混器12CS衬PTFE新增43静态混合器12CS衬PTFE新增44氯醇化塔2FRP新增45丙烯排气喷射泵2CS衬PTFE新增46氯气喷射泵2CS衬PTFE新增47分离罐2CS新增48冷冻机组5新增5套49PCH循环泵24陶瓷/Ti利旧50皂化塔底泵8FCD40利旧51废水输送泵8FCD40利旧52皂化塔回流泵8FCD40利旧53碱洗塔底泵4陶瓷利旧54皂化塔进料泵6陶瓷/Ti利旧55PO精馏塔进料泵4SCS14利旧56前馏塔回流泵4FCD40利旧57前馏塔进料泵4FCD40利旧58精馏塔底泵4SCS14利旧59精馏塔回流泵4SCS14利旧60废油输送泵4FCD40/SS利旧61皂化塔冲洗泵4FCD40+HRL利旧62地坑泵4FCD40利旧63回收水泵4CS利旧64石灰乳泵12CS利旧65皂化塔真空泵4FC20利旧66澄清池1DN33000新增4.4 自动控制4.4.1 自控水平由于环氧氯丙烷装置特点与环氧丙烷装置类似，且要满足改造后最大化利旧原则，在原环氧氯丙烷装置DCS装置基础上进行升级改造，采用DCS对环氧丙烷装置监视、控制和管理。同时对原环氧氯丙烷装置仪表进行改造调试，满足环氧丙烷装置要求。改造后环氧丙烷装置的控制水平相当或略高于目前环氧丙烷生产装置的控制水平。新增的循环气鼓风机出口，需设置两个在线分析仪，时刻分析循环气的组成，并在DCS系统上体现，当某种可燃组分超标时，及时补充氮气进行稀释，以防止形成爆炸限。4.4.2 标准和规范仪表设计和安装采用以下主要标准：过程检测和控制系统用文字代号和图形符号HG/T 20505-2000自动化仪表选型规定HG/T 20507-2000控制室设计规定HG/T 20508-2000仪表供电设计规定HG/T 20509-2000仪表供气设计规定HG/T 20510-2000信号报警、联锁系统设计规定HG/T 20511-2000仪表配管、配线设计规定HG/T 20512-2000仪表系统接地设计规定HG/T 20513-2000仪表及管线伴热和绝热保温设计规定HG/T 20514-2000爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB 50058-92石油化工企业设计防火规范GB 50160-2008石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范SH 3063-1999分散型控制系统工程设计规定HG/T 20573-95工业自动化仪表工程施工及验收规范GB 50093-20024.4.3 仪表设计准则（1）测量单位和刻度测量单位采用S.I单位，如下表：表4.4-1测量参数单 位刻 度备 注流量液体m3/hDirect气体Nm3/hDirect蒸汽kg/h or t/hDirect温度Direct压力表压kPa.MPaDirect真空-kPaDirect绝压kPa absDirect液位m or mm or %Direct or %（2）仪表信号除温度检测元件和特殊测量仪表外，所有进出控制室的标准信号为420mADC。除非对气动信号提出更高的压力要求，调节阀、就地控制器采用20100kPa的标准气动信号。（3）信号及联锁工艺操作报警、远程设备的状态、ON/OFF阀位指示及系统安全联锁由DCS来实现。鳌合树脂塔的程顺控制也由DCS来实现。对氢气系统、氯气系统、电解槽差压、电解槽进料和电压差、仪表气源、整流器电流等均设联锁。（4）仪表材质和防护所有与工艺介质接触的仪表材质，均应能满足工艺介质的要求，并且不低于仪表所在管道或设备的材质。仪表外壳均应满足抗氯气腐蚀的要求。现场一次仪表根据现场情况分别采用防腐型、防水型和隔爆型及本安型。根据工艺介质情况，仪表材质选用了钽、钛、哈氏合金、蒙乃尔合金等贵重金属及钢衬F46、钢喷涂PTFE等非金属材料，以满足抗腐蚀性能的要求。所有现场安装的仪表是全天候型的，可以满足现场使用环境和气候条件，并符合相应防护等级的要求。安装在火灾和爆炸危险场合的仪表设备符合危险区域等级划分的要求，在爆炸危险区域的现场仪表为隔爆型或本安型。烧碱厂环境较差，存在有大量的腐蚀气体，因此中控室空调吸风口应设在一个安全、合适的位置，以防止有害气体进入。要求Cl21PPb、H2S10PPb、SO250PPb、碳粒0.24mg/m3。就地操作室视其布置情况，必要时采取局部正压通风或正压通风仪表盘。（5）环境监测与防护为确保人身和生产设备安全，在二次盐水及电解、氯气处理及冷冻、高纯盐酸和液氯包装等工段设置必要的可燃气体检测（H2）和有毒气检测器（Cl2）。（6）仪表供货与成套所有现场仪表都应成套组装成整体提供。每一个现场仪表都设有永久性的不锈钢铭牌。随机器设备成套的仪表也应符合本规定的要求，并应与所在装置中的仪表水平相一致。（7）仪表供电仪表和控制系统电源应是双回路自动切换的独立供电回路，电压等级为380VAC，三相，50Hz。控制系统（DCS）和现场仪表由不间断电源（UPS）供电，在外部电源故障期间，UPS提供后备电源（电池组），其容量是能使控制系统和仪表正常工作至少30分钟时间。UPS电源质量： 交流电源交流输出：220V5%；频率：500.5Hz；波形失真率：5%； 直流电源直流输出：240.3V；纹波电压：0.2%；交流分量（有效值）：小于40mV充电电源瞬间断时间3ms电压瞬间跌落：小于10%（8）仪表供气仪表气源应配置备用贮罐，容量为：从700kPaG降到500kPaG 20分钟。气源质量要求： 压力：500700kPG；温度：常温；露点：在操作压力下低于工作环境历史上；年（季）极端温度至少10；含尘料直径3m；油份含量8PPm（W）。（9）工厂的计量厂级计量仪表系统的精度为：0.5%。贸易计量仪表系统精度为：0.2%。（10）控制室中控室由机柜室、操作室和其它辅助间组成。控制室一般要求如下：室内采用有温度和湿度调节的空调，无腐蚀性气体；室内设有火灾报警和消防设备；吊顶、墙面、门采用吸暗防火材料；地面采用抗静电活动地板；室内照度300500LX，并设有事故照明。4.4.4 仪表安装（1）仪表过程接口：表4.4-2仪 表温度1-1/2法兰或M27X2（M）压力压力表M20X1.5（M）膜片式压力表1或2法兰压力开关MFD压力、差压变送器1/2NPT（F）带远传压力差变送器2或3法兰流量1/2NPT或接焊法兰液位雷达液位计2”、4或6法兰伺服式液位计2法兰法兰式液位变送器3法兰（2）仪表气源仪表供气总管和从供气总管到阀门（仪表）之前的分管采用镀锌钢管，阀门采用304SS。气动信号管线，通常采用8的不锈钢管。每个用气仪表都配备过滤减压阀。（3）仪表电缆大部分现场仪表点采用单根电缆直接引入控制室，单根电缆采用PVC护套的多芯屏蔽绞合电缆。采用接线箱（或）随机盘（箱）的场合，控制室和接线箱之间采用PVC或聚氯乙烯绝缘和PVC护套的多对式多芯屏蔽绞合电缆。接线箱到现场仪表之间则采用带PVC护套的多芯屏蔽绞合电缆。控制室和现场之间的信号电缆屏蔽层在控制侧接地。接线箱将适用于相应的危险区域等级。（4）电缆敷设电缆采用架空敷设，从接线箱到控制室采用玻璃钢电缆桥架。从接线箱到现场仪表采用镀锌穿管，仪表和接线箱均采用挠性连接管。挠性连接管应适用于相应的危险区域等级。（5）其它现场仪表一般安装在地面或平台上。仪表配管一般采用142或183的钢管，材质符合管道等级标准。采用焊接管件。雷达液位计采用导波管。4.4.5 随机成套的仪表一次盐水过滤器的隔膜阀、二次盐水控制螯合树脂塔用的程控阀和液位开关、电解槽周围的检测仪表、氯压机本身的检测仪表及控制装置将随设备成套提供（或进口）。4.4.6 仪表选型（1）选型原则在满足工艺要求的前提下，以先进、可靠、经济和使用方便为原则，尽可能选用系列化、标准化的仪表，以提高仪表互换性。在仪表材质的选用上，与工艺介质接触部分的仪表材质不低于仪表所在工艺设备或管道的材质。同时尽可能集中选用一个厂家或地区的产品，以利以后的采购和服务。（2）温度仪表就地温度检测选用双金属温度计。集中温度检测一般选用一体化温度变送器、Pt100热电阻。温度开关选用压力式温度开关。在防爆区内选用隔爆型，在防爆区外选用防水型。就地温度调节选用自力式温度调节阀。（3）压力仪表就地压力检测一般选用不锈钢压力表，有脉动的场合选用耐震压力表，有腐蚀、粘稠、结晶的场所选用隔膜压力表或隔膜耐震压力表。要求集中的压力点选用智能压力变送器。重要压力报警、联锁点选用压力开关，一般选用电接点压力表。就地压力调节选用自力式压力调节阀。（4）流量仪表流量就地检测：小口径一般选用金属管转子流量计，大口径选用椭圆齿轮流量计或电磁流量计；只要累积的场合可选用水表。集中流量检测优先选用孔板和智能差压变送器，对精度要求较高的选用椭圆齿轮流量计、涡轮流量计等。对一些高精度、易汽化的场合必要时采用质量流量计，气体介质采用热式气体质量流量计。此外，根据工艺条件还选用了转子流量计、电磁流量计、涡街流量计等。（5）物位仪表就地液位计一般采用玻璃管、玻璃板液位计或磁式液位计。需要集中的液位点一般采用智能液位变送器和差压变送器、浮筒液位变送器、射频导纳变送器、超声波料位计、雷达料位计、钢带液位计等。对地下槽或水池一般采用超声波液位计。液位开关一般选用浮子式液位开关。对特殊的场合还将选用吹气法测液位。就地液位调节采用自力式液位调节阀。（6）分析仪表对产品质量、安全生产、环境卫生有关的参数进行自动分析。根据工艺要求，分别采用了如下的分析仪器：PH计、ORP（游离氯分析仪）、振动式密度计、磁密度计、微量水份分析器、电导仪等。以上分析仪表都将从国外引进。环境气体检测设有可燃气体检测器和有毒气体检测器。（7）执行器调节阀采用气动执行机构，配电/气阀门定位器和空气过滤减压阀。对腐蚀的场合选用隔膜阀或钢衬F46。对有毒介质采用波纹管密封结构。对磨损严重的场合选用钢衬陶瓷调节阀。二位阀选用气动执行机构。一般采用O型球阀，当口径DN50mm时可选用蝶阀。ON/OFF阀配有电磁气阀、空气过滤减压阀和限位开关等。就地调节分别选用自力式压力调节阀、自力式温度调节阀和自力式液位调节阀。4.4.7 DCS系统（1）概述原环氧氯丙烷装置DCS系统采用九个操作站。每个操作站均组态全装置的内容，当其中一台故障时，其它任何一台都能代替其工作。八台设在中控室，一台设在高纯盐酸操作室。控制器、电源、通讯均采用冗余结构。改造后，不需要九个操作站。采用二台A3黑白打印机，一台打印定时报表，另一台用于随机报表（如事故、报警、紧急停车、关键点等）。（2）DCS功能要求l 过程控制功能DCS控制站除了应完成基本监测、调节和顺控功能外，还可以按过程需要选用串级、比值、前馈，纯滞后时间补偿等高级控制功能。此外，还可以运用各种算法组成综合控制算式，实现更复杂的控制要求。l 操作功能DCS操作站使操作员可在正常或异常情况下对站各设备进行控制，并可监视全线各站的操作数据和状态。操作键盘至少有以下功能：选择画面、控制方式（MAA/AUTO/CASA）选择、设定值/输出值的升降、开阀/并阀、机泵起动/停止、顺序启动、选择报警组、报警确认/复位、打印屏幕、指定/选择趋势记录和报表。l 显示功能DCS操作站应具有下列画面显示功能：菜单画面（按工艺分区组织）；流程图画面（带开窗口显示功能）；控制分组画面；回路参数画面；趋势曲线画面；报警汇总画面。l 报警功能DCS的系统报警功能应能自动诊断出操作站、现场控制站或通信系统的故障，向操作员发出报警并显示出故障的物理位置和故障的性质。l 制表打印功能用报表生成软件可以建立和修改报表，并可以报表的各个字段进行组态。报表功能可以由程序控制、报警控制和操作员控制启动。报表可以指示任何一台打印完成打印。系统应能生成以下报表：实时报表（报警打印）；定时报表（日报、班报、月报、重要参数的时报）；报警汇总报表；操作记录报表；系统维护报表。l 信息管理功能根据工艺操作和管理的需要，选用外部存储器将比较重要的信息保存下来。外部存储器的型式和容量可根据需要保存信息的多少、保存时间的长短以及有足够的裕量来确定。l 系统组态功能DCS应具有离线及在线系统组态功能。DCS至少应有如下组态功能：过程变量的零点、量程及报警限设定；控制回路组态；建立实时和历史数据库；建立显示画面；建立报表；程序编译；组态下装；组态在线修改；过程变量监视；显示和修改所有参数。4.5 三废排放及预处理详见第十章。4.6 标准化4.6.1 设备标准化设计4.6.1.1 为了提高产品质量和劳动生产率，降低成本，节省设计力量，加速产品发展，非标准设备设计中应尽量采用通用和系列化的结构、尺寸以及配件。例如：容器筒体和封头，包括球形、椭圆形、锥形等的直径；法兰及紧固件、液面计、除雾器、人手孔、支座、吊耳、梯子平台等配件均应按标准化及商品化产品选择和使用。4.6.1.2 定型设备的选型和非标准设备的设计，应遵循现行国家标准及规范。4.6.1.3 引进的技术和设备，应是先进、安全、可靠的，其标准和规范均采用现行国际标准和规范。例如：ANSI、ASME、API650、JIS、DIN、AD及BS等标准。4.6.2 管道工程标准化设计4.6.2.1 管道、管件、阀门等材料采用的现行标准4.6.2.2 进口管道、管件、阀门等，采用现行国际标准和规范。4.6.3 仪表标准化设计所有仪表采用电动型仪表，传输信号为420mA。所有智能仪表遵循HART协议。集散控制系统（DCS）及可编程序控制器遵守HART协议。4.6.4 分析化验标准化设计工艺引进装置有关的分析方法采用专利商所提供的经所属国认可批准的国家标准、各部门标准及企业标准，即卖方提供的标准。但对于原材料的分析标准，经买卖双方协商也可采用买方标准，即经中华人民共和国认可批准的国家标准、各部门标准及企业标准。非引进装置有关的分析方法采用经中华人民共和国认可批准的国家标准、各部门标准及企业标准。4.6.5 电气标准化设计电气设备及材料的选型、设计、制造、施工应满足现行国家标准及规范的要求。4 225 原料、辅助材料及动力的供应5.1 主要原料、辅助材料、燃料的供应5.1.1 环氧丙烷装置的主要原材料、辅助材料、燃料的年需用量及来源液体丙烯外购，汽车槽车送至丙烯球罐。再通过管道送至本装置新增的丙烯汽化器进行气化。氯气、烧碱、盐酸来自厂区内烧碱装置，管道送至本装置缓冲罐。生石灰来自厂区内化灰装置，化灰完成后石灰乳通过管道送至本装置石灰乳储罐。环氧丙烷装置的原材料和辅助材料及燃料、动力用量表5.1-1序号名 称单位数量（每年）来 源备 注一、原材料和辅助材料用量1丙烯（99 wt%）t145960外购2氯气（98 wt%）t251531自产3生石灰（85wt）t202000自产4盐酸（10wt%）t64600自产由烧碱装置送来5烧碱（32wt%）t33469自产二、环氧丙烷装置的燃料和动力的用量14公斤蒸汽t722500自产2循环水t71400000厂区内循环水站3工业水t9180000厂区内给水泵房4脱盐水t680000厂区内纯水站纯水站的余量能满足改造后的要求535%乙二醇水kW154400000厂区内冷冻站新建6仪表空气Nm33400000厂区内空压站7工厂空气Nm312750000厂区内空压站8氮气Nm31360000厂区内制氮站9电kWh45900000厂区内变配电站5.1.2 原材料、辅助材料、燃料和动力的规格（1）PO装置原材料和辅助材料的规格w 丙烯纯度99%（wt%）C3H80.7%（wt%）w 氯气纯度98%（wt%）CO+CO2 0.4%（wt%）O21.5%（wt%）H20.1%（wt%）。供气压力 min.0.35MPa（G）w 生石灰CaOmax.85（wt）%杂质max.7%（wt）V-CaOmin.85%粒度max.50mmw 氢氧化钠NaOH 32%（wt）NaCl max.2%（wt）Na2CO3 max.1%（wt）Fe2O3 max.300ppm（wt）w 盐酸HCl min.10%（wt）（2）燃料和动力的规格w 工业水总硬度（以CaCO3计）max.188ppm氯化物（以Cl-计） max.66ppm溶解盐 max.82ppmPH 7.0-9.0供水压力 0.3-0.5MPa（G）供水温度 环境w 循环水氯化物（以Cl-计） max.100ppmPH 7.0-8.5腐蚀余度 0.2mm/年污垢系数 0.00012m2hr/KJ供水温度 3242温差 t=8供水压力 0.4-0.5MPa（G）回水压力 min.0.2MPa（G）w 蒸汽低压蒸汽压力 0.4MPa（G）温度 饱和温度w 氮气纯度 min99.99%油，尘 无氧气 max.500ppm（vol）露点 max.-40（常压下）供气压力 0.5-0.7MPa（G）供气温度 环境温度min.露点+10w 仪表空气和干燥空气露点 -40（常压下）油，尘 无供气压力 0.5-0.7MPa（G）供气温度 max.30min.露点/10w 杂用空气油，尘 无供气压力 0.5-0.7MPa（G）供气温度 环境温度w 冷冻盐水35%乙二醇 35%（wt）供水温度 -510温差 t=5供水压力 0.5-0.6MPa（G）回水压力 0.2MPa（G）污垢系数 max.0.000072m2hr/KJw 电电压 AC10kV+/-7%3相AC380V+5/-10%3相AC220V+5/-10%3相频率50+/-0.5Hz5.2 资源利用合理分析所需要的原料氯气由厂区内的烧碱装置提供，所需要的石灰乳由厂区内的石灰石煅烧工序提供，丙烯采用外购供应，项目的废水经废水预处理后送至造纸厂污水处理厂进一步处理后回收利用。资源利用合理。5 46 建厂地区条件和厂址方案6.1 建厂条件6.1.1 厂址的地理位置、地形、地貌6.1.1.1 地理位置中国大丰港经济区是国家沿海开发战略中的重要节点，是江苏中部沿海迅速崛起的新兴产业集聚区和经济增长极。大丰地处长江三角洲经济带和上海两小时经济圈内，位于江苏沿海中部，具有得天独厚的区位优势。全市总面积3059平方公里，人口73万，境内地势平缓，气候温和，四季分明，是江苏沿海中部的新兴开放型港口城市，连续五年被评为“全国县域经济基本竞争力百强县（市）”，列全国最具投资潜力中小城市百强前列。大丰港是江苏省重点建设的沿海三大深水海港之一，是填补江苏沿海港口空白带的中心战略大港。大丰港利用此海域特有的潮汐通道“西洋深槽”建设深水码头，“西洋深槽”水深稳定，-15米等深线宽3至4公里，长55公里，并与外海深水贯通，可进出10万吨级货轮；“西洋深槽”东侧有一小阴沙形成天然屏障，可为港口避风防浪；大丰港常年不冻，全年可作业300天以上，为建设深水海港提供了必备的自然条件。大丰港位于上海港和连云港的中间，距韩国釜山港420海里、日本长崎港430海里，填补了全国沿海港口空白带。6.1.1.2 地形、地貌大丰经济区地貌单元属淤积型滨海堆积平原，由于滨海波浪夹带的泥沙不断地堆积，使过去的滨海浅滩逐渐扩大，直到最后和大陆相连，沉积物为青灰色的海相泥质砂或粉砂。整个地形低洼平坦，起伏不大，地面高程平均2.6米左右。大丰港一带为粉砂淤泥质平原海岸，岸外西洋水道近南北向延伸，与岸线走向大致平行。该水道是江苏沿海辐射沙洲群中最北面及距岸最近的一条深水潮汐水道，10m深槽向北直通外海，宽达5km以上。港址处东有小阴沙掩护，5m、10m、14m等深线距岸堤分别约为6.9km、8.5km、9.35km。本海域底质呈黄灰色，成份为粘土质、粉砂、砂、致密的、无粘性、不可塑、分选良、含少量贝壳。经分析：粒径0.004mm以下的粘土占1.80%19.81%；粒径0.008mm0.032mm粉砂占6.12%56.76%；粒径0.063mm0.500mm砂占23.43% 92.08%；底质中值粒径为0.0154mm0.0879mm。6.1.2 气象条件大丰港经济区属北亚热带季风气候区，四季分明，寒暑显著，阳光充足，雨水充沛。年平均气温14.0，无霜期213天，常年降水量1058.4毫米，日照2255.6小时。年平均气温14.4极端最高气温38.4（1978年）极端最低气温-12.7（1958年）日最高气温35的年平均天数5.4天逐年日平均气温低于-5度的天数（最近5年）：1天全年平均风速：3.2m/s最大风速为：21.3m/s最近10年极大