统一规定-工艺

注:本表由技术质量部归口管理。

目 次

1 概述 ........................................................................ 1 1.1 工程概况 .................................................................. 1 1.2 设计范围 .................................................................. 1 1.3 编制说明 .................................................................. 1 2 标准规范 .................................................................... 2 3 设计基础 .................................................................... 2 3.1 工程项目 .................................................................. 2 3.2 原料 ...................................................................... 3 3.3 产品及副产品 .............................................................. 4 3.4 催化剂、化学品 ............................................................ 5 3.5 公用工程参数 .............................................................. 6 3.6 设计原则 .................................................................. 7 4 文件编制 ................................................................... 13

抚顺分公司

常州新日化学有限公司25万吨/年苯乙烯装置及联合装置 FS/QHSE05T04—2006

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1 概述 1.1 工程概况

本项目的投资方为澳门新阳有限公司，其在江苏省拥有控股子公司--常州亚邦化学有限责任公司（占其总股本的82.39%）。常州亚邦化学有限公司位于新北区滨江化工集中区滨江一路9号，注册资本为2037.75万美元，总投资为4998万美元，年销售额达70000万人民币。常州亚邦化学有限公司是亚洲地区最大的顺酐生产厂家之一，年产顺酐、富马酸8万吨。同时，公司根据企业实际情况和对市场调研，为加强以顺酐、富马酸为核心的产业链建设，在2007年8月增上年产2万吨顺酐项目和以富马酸为主要原料的15000吨天门冬氨酸、10000吨硫胺和10000吨L-丙氨酸，两项目将在2008年3月份投产。常州亚邦化学有限公司之前在2003年10月份投资控股福建漳州亚邦化学有限公司、在2004年11月投资控股天津亚邦化学有限公司、在2005年1月控股江苏亚邦涂料股份有限公司。上述子公司主要生产以顺酐、苯酐、苯乙烯为原料的不饱和聚酯树脂，总产能达17.5万吨，位居世界前列。

新阳有限公司所属子公司江苏亚邦涂料股份有限公司UPR近年发展迅猛，2006年实现销售逾10万吨，预计2007年销售达13万吨，市场占有率约为10%。江苏亚邦涂料股份有限公司目前生产能力还无法满足日益扩大的华东市场需求，急需扩产。因此公司决定成立独资企业--常州新日化学有限公司。拟建设年产25万吨苯乙烯、10万吨粗苯加氢、10万吨苯酐和18万吨/年不饱和聚脂树脂项目，使其产品与常州亚邦化学有限公司生产需求相配套。 1.2 设计范围

本项目由中国石油集团工程设计有限责任公司抚顺分公司（简称: “CPEFS”）、中国石化集团南京设计院（简称：“SNDI”）、上海智英化工技术有限公司（简称：“ZY”）等单位共同承担设计，其中CPEFS作为总体院负责全厂总图、25万吨/年苯乙烯装置、苯乙烯中间罐区的设计工作。 1.3 编制说明

项目名称：常州新日化学有限公司25万吨/年苯乙烯装置建设项目

25万吨/年苯乙烯装置（1000单元）

工号：0808

1

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2 标准规范

《炼油装置工艺设计规范》 SH/T 3121-2000 《石油化工设计能量消耗计算方法》 SH/T 3110-2001 《炼油装置工艺管道流程设计规范》 SH/T 3122-2000 《石油化工工艺装置布置设计通则》 SH 3011-2000 《石油化工合理利用能源设计导则》 SH/T 3003-2000

《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 《石油化工装置基础设计（初步设计）设计内容规定》 SHSG-033-2003 3 设计基础 3.1 工程项目

3.1.1 装置的组成及生产规模

本装置包括乙苯反应部分、乙苯分馏部分、苯乙烯反应部分、苯乙烯分馏部分及装置公用工程部分。

装置设计规模为：25万吨/年 装置操作弹性为：60%～110% 3.1.2 年开工数

装置年开工时数8000小时，连续生产。 3.1.3 装置定员

装置为连续生产，实行四班三运转制，按中石化总公司《石油化工生产装置设计定员暂行规定》（SHSG-051-98），装置定员见表3.1.3。

表3.1.3 装置定员表

序号 操作人员

1 2 3 合计

人员编制

班 长 内 操 外 操

工作制度

四班制 四班制 四班制

人数 每班 1 4 5 40人

小计 4 16 20

备注

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3.2 原料

3.2.1 原料的品种和数量

苯 19.97万吨/年 乙烯 7.18万吨/年 3.2.2 原料性质 3.2.1.1 乙烯

组分 组成 vol% 乙烯 ≥99.95 甲烷＋乙烷 ≤500ppm 丙烯＋重组分 ≤10ppm 乙炔 ≤10ppm 一氧化碳 ≤0.5ppm 二氧化碳 ≤3ppm 氢 ≤5ppm 总羰基化合物（以 MEK 计） ≤1ppm 氧 ≤1ppm 硫 ≤1ppm 氯化物（以氯计） ≤1ppm 水 ≤3ppm 甲醇 ≤1ppm 总氮 ≤5ppm 甲基乙炔 ≤5ppm 氨 ≤0.2ppm 砷 ≤0.03ppm 有基氧化物 ≤5ppm 3.2.1.2 苯

项目 指标

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苯 ≥99.9 wt% 甲苯 ≤0.05 wt% 非芳烃 ≤0.10 wt% 比重（15.56 / 15.56） 0.882～0.886 馏程（包括 80.1℃） <1.0℃（干燥样品） 凝固点（干基） ≥5.39℃ 总硫 ≤1ppm wt% 噻吩（以硫计） ≤1ppm wt% 氯 ≤0.5ppm wt% 总氮化物 ≤1ppm wt% 酸度 无游离酸 酸洗颜色 ≤1 色度（Pt－Co） ≤20 铜腐蚀试验 通过 3.3 产品及副产品

3.3.1 产品及副产品的品种和数量

苯乙烯 25.12万吨/年 气体 0.08万吨/年 脱氢尾气 0.85万吨/年 甲苯 0.48万吨/年 焦油 0.27万吨/年 3.3.2 产品性质

苯乙烯产品质量指标

组 份 单 位 质量指标 苯乙烯 wt% ≥99.80 色度(Pt－Co) 号 ≤10 α-甲基苯乙烯 ppm(wt) ≤400

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醛类(以苯甲醛计) ppm(wt) ≤100 聚合物 ppm(wt) ≤10 过氧化物(以 H2O2 计) ppm(wt) ≤50 硫 ppm(wt) ≤5 氯化物(以 Cl－计) ppm(wt) ≤1 TBC ppm(wt) 10～15 二甲苯 ppm(wt) ≤50 苯乙炔 ppm(wt) ≤130 水 ppm(wt) ≤200 非芳烃 ppm(wt) ≤400 乙苯 ppm(wt) ≤500 铜+锰 ppm(wt) ≤5

外观 无色透明液体，无机械杂质和游离水 3.4 催化剂、化学品 3.4.1 催化剂规格

苯乙烯装置中使用的催化剂有乙苯催化剂和脱氢催化剂两种，具体规格见表3.4.1-1、3.4.1-2。

表3.4.1-1 乙苯催化剂的技术规格表

序号 1 2 3 4

型 号 形状与外观 直径×长度 松装堆积密度 径向压碎强度

ZSM-5和氧化铝 白色圆柱体 Φ1.6×2～13mm 0.55g/ml ＞78N/cm

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表3.4.1-2 脱氢催化剂的技术规格表

序号 1 2 3 4 5 6 7

型 号 制造厂 形状与外观 粒径/长度 比表面积 堆积密度 冷水浸泡后颗粒完整率 煮沸浸泡后颗粒完整率 ZSM-5和氧化铝

Sud Cheme Styromax5 Plus或Criterion Golden& Golden HS

红褐色圆柱体 3±0.1mm/8±2mm

2～4m2/g 2.0g/m 100% 100%

3.4.2 阻聚剂规格

苯乙烯精馏分离阻聚采用的分馏无硫阻聚剂NSI 是2,6-二硝基-4-叔丁基苯酚（DNBP，

分子式C10H12N2O5，分子量240），本装置的苯乙烯产品中加入阻聚剂TBC，抑制苯乙烯在贮运中产生聚合。TBC 学名是对叔丁基邻苯二酚。分子式C10H14O2，分子量166.22。阻聚剂的质量指标见表3.4.2-1、3.4.2-2。

表3.4.2-1 对叔丁基邻苯二酚质量指标

序号 1 2 3

指标名称 外观 浓度 阻聚效果

质 量 指 标 ≥85%(m/m)甲醇溶液

82℃苯乙烯引发聚合时间≥30分钟

备 注 TBC计

白色至浅黄色结晶或粘稠状液体,无机械杂质 用量以100%

表3.4.2-2 精馏无硫阻聚剂NSI质量指标

序号 1 2 3 4

3.5 公用工程参数

见项目开工报告。

指标名称 外观 纯度 熔点 重组分

单 位 wt% ℃ wt%

质 量 指 标 浅黄色固体粉末或液体

≥97 35～37 1～3

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3.6 设计原则 3.6.1 设计计算原则 3.6.1.1 流程模拟计算

工艺流程模拟采用ProⅡ软件。 3.6.1.2 冷换设备

根据流程计算结果，采用HTFS软件进行计算。 3.6.1.3 容器及泵

根据流程计算结果，容器按照《化学工程实用专题设计手册》和CPE抚顺分工司设计参考资料《气液分离器的工艺设计》进行手算，并参考同类装置设备尺寸。机泵参照《泵与原动机选用手册》进行计算。 3.6.2 管道流程设计要求 3.6.2.1 设备图例符号

参见工艺专业C3文件FTA-Y06-2001《流程图内容及表示方法》、FTA-Y07-2001《工艺流程图图例、符号规定》和工艺包中提供的流程图例。 3.6.2.2 设备分类代号规定

设备分类代号采用大写英文字母表示。 反应器 R 塔类 T 冷换设备 E 容器类 V 泵类 P 压缩机类 C 工业炉 F 过滤器 SR 搅拌器 M 急冷器、混合器等其它设备 X 3.6.2.3 设备位号编制原则

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设备位号一律用4位数字表示，其中第一位数字用单元号1表示，第二位用装置部分代号1表示；后两位表示设备顺序号。

装置共分为五部分，1代表乙苯反应部分；2代表乙苯精馏部分；3代表乙苯脱氢、工艺凝液及尾气处理部分；4代表脱氢液分馏精制及阻聚剂配制部分；5装置公用工程部分。

3.6.3 管径及管道等级的选择 3.6.3.1 管径的选择

参见《设计与计算》P46 附表二、附表三、除特殊需要外，不宜选用DN32、DN65、DN125、DN175的管道。

3.6.3.2 管道标注及等级的选择

管道标注： X X X--- X X---- X X X X---X X X--- X X(X X) 公称直径 介质代号 管道编号 管道等级 保温及伴热 本次设计采用DN，PN(MPa)。

介质代号：

表3.6.3.2-1 介质代号表

介质 代号 PGL PL PG PC UW BW CWS CWR SOW RWS RWR

介质名称

工艺介质（汽液两相） 工艺液体 工艺气体 工艺凝液 新鲜水 脱盐水 循环给水 循环回水 含油污水 冷冻给水 冷冻回水

介质 代号 HS MS MC LC LS LLS LLC IA PA NG NF

介质名称 4.0MPa过热蒸汽 1.0MPa蒸汽 1.0MPa蒸汽凝液 0.32MPa蒸汽凝液 0.32MPa蒸汽 0.04MPa蒸汽 0.04MPa蒸汽凝液 仪表风 工业风 氮气 火炬气

介质 代号 SV AV SO SLO IL DC FO FG BD ND

介质名称 安全阀排大气 放空至大气 封油 污油 阻聚剂 倾析凝液 燃料油 燃料气 含盐污水 无污染排液

保温代号

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H--- 保温 P--- 防烫 ET-- 电伴热 T--- 蒸汽伴热 WT---热水伴热 R--- 保冷 D--- 防结露水

管道编号：首位为单元号1，第二位为“部分号”1，后两位为本“装置”内流水号。 管道等级

管道等级号由三个单元字符组成：

X X X X

法兰的公称压力 基本材质 相同法兰的压力等级和基本材质下的变化顺序

基本材质字符代号

A---碳钢 10、20、20G、Q235-B等 B---16Mn、16MnR、16MnD C---15CrMo、12CrMo D---铸铁、可锻铸铁 E---合金钢

F---衬里(橡胶衬里、非金属衬里等) G  1

111

CrMo,5CrMo(1Cr5Mo) 422

K — 0Cr18Ni9,321,316L L---铝

M---蒙乃尔合金、因康镍 N---镍

P —塑料管(PVC、PE、PP) R —玻璃钢

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X-- 镀锌

变化顺序号通常由于适用不同介质，不同腐蚀裕度，各种管道组件选择有较大差异产生，流水编号，无特殊意义。依据介质及操作条件在表3.6.3.2中选用。

表3.6.3.2-2 管道等级索引

序管道等法兰等级基本腐蚀余量号 级号 MPa 材质 mm 1 1.6X1 2 1.6A3

1.0 1.6

碳钢 碳钢

1.5 1.5

设计条件

适用介质

压力 MPa 温度 ℃ <1.0 ＜1.0 ≤2.0

≤0.89 ≤0.22 ≤0.35 ≤4.0 ≤1.4 ≤3.6 ≤0.88 ≤4.4 ≤1.84 ≤5.2 ≤4.2

<100 净化压缩空气、生活用水 ＜200

蒸汽、热水、凝结水、新鲜水、循环水、非净化风、惰性气体 3 2.5A1 4 2.5K1 5 2.5M1 6 4.0A1 7 4.0G1 8 6.3A1 9 6.3C1

2.5 2.5 2.5 4.0

碳钢 304H 800HT 碳钢

1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5

4.0 1Cr5Mo6.3 6.3

碳钢

低合金钢油品、油气、液化石油气、蒸

≤200

汽、凝结水、软化水、脱氧水、≤400

燃料油、燃料气、惰性气 油品、油气、富气、蒸汽、液

≤650

化气、燃料气、惰性气 油品、油气、富气、蒸汽、液

≤880

化气、燃料气、反应产物

≤100

油品、油气、N2、H2+油气

≤400 ≤350

高温油品、蒸气

≤550 ≤20 油品,油气, 液化烃

≤400 溶剂,水蒸气，除氧水,惰性气 ≤200

高温油品、油气、蒸气

≤400

3.6.4 工艺设备的管道流程设计 3.6.4.1 塔和容器

在设备最低处设置排液阀； 有多个进料时，每条管道设切断阀； 加注介质管道上设止回阀和切断阀。 3.6.4.2 冷换设备

尽可能采用逆流换热流程；

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一般情况下，高压流体、宜结焦流体、含固体物及循环水应走管程，壳程压降较大时可采用折流杆换热器；

换热器冷、热流及冷却器、冷凝器热流管道上不设切断阀； 水冷却器、水冷凝器水管道上应考虑放净及旁路。 3.6.4.3 泵

进出口管道设切断阀，泵进口与切断阀间设过滤器；

离心泵出口设止回阀，若泵出口有多个分支，可在总管上设止回阀； 输送介质易凝或温度高于200℃的离心泵应设防凝及暖泵线； 应按工艺条件及泵制造厂要求设冷却水管道。 3.6.4.4 压缩机

进出口管道设切断阀，鼓风机吸入段可不设出口设止回阀； 各级间设气液分离罐；

设置带三阀组盲板的惰性气体置换管道。 3.6.4.5 蒸汽系统

蒸汽进出装置处及蒸汽总管末端设分水设施。 3.6.4.6 冷却水系统

进出装置设切断阀，进装置处设流量计； 采用压力回水； 机泵冷却水回水设视镜。 3.6.4.7 加热炉燃料系统

每个烧气火嘴设一个长明灯，长明灯用燃料气从调节阀上游引出； 燃料气主管设阻火器；

燃料气进装置后在炉前设分液罐，罐进口设切断阀。 3.6.5 管道流程设计要求 3.6.5.1 开停工管道

为缩短开工时间，塔顶回流罐设装料管道。

供开停工用的液体管道较长时，管道两端应各设一个切断阀。

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并应在两个切断阀间管道的低点处设置一个排液阀。 供开停工用的液体管道较短时，管道上可设置一个切断阀。

如果由于阀门内漏会影响中间物料或产品质量时应设置双切断阀。如果双切断阀距离较远，可在中间设置排液阀。

用于开停工或置换的气体管道流程可按下图进行设计。

工艺管线 工艺管线 充气或置换气的接管 (a固定管线的连接方式 (b半固定管线的连接方式

开停工或置换的气体管道流程

3.6.5.2 吹扫管道

工艺装置扫线宜顺流程扫向下游设备，进出装置的管道一般扫向罐区或专用放空系统；

在塔顶回流泵入口处设供水用的固定接管，切断阀后设8字盲板； 吹扫接头管径： 管道长 吹扫接头 被吹扫管 DN≤100 DN>100～200 DN>200 塔和容器

≤100M DN20 DN25 DN40 >100M DN25 DN40～50 DN80

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直径 管径 ≤1m DN20～25 >1m DN40

3.6.5.3 放空、排液管道

a)放空管道

塔或立式容器的放空管道均选用DN40 b)排液管道

装置内各种设备均应在其低点或与其连接的最低点设排液管

管道直径 ≤150 ≥200

排气/排液管直径

20 25

塔或容器的排液管道，直径小于1.0米选用DN40，大于1.0米选用DN50 3.6.5.4 机泵的辅助管道

压缩机的冷却水采用循环水，泵的冷却水采用循环水；

机泵的封油及润滑油系统应为两个各自独立的系统，供油管设安全阀，安全阀出口应接至油箱，回油各支路应设视镜。 3.6.5.5 切断阀的设置

固定在工艺管道上且不经常使用的公用工程管道应设双切断阀及检查阀； 管线进出装置处设切断阀加8字盲板。 3.6.5.6 安全阀的设置

几台容器组成一个压力系统，中间设切断阀，应分别设安全阀。 3.6.5.7 管道伴热

通常采用蒸汽伴热；部分可以考虑采用电伴热。 4 文件编制

按项目开工报告进行编制。