产品方案及生产规模杨众喜.docx
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产品方案及生产规模杨众喜
精萘产品方案及生产规模
新疆宝塔专家委杨众喜
1、产品方案的选择与比较
本项目所生产精萘（分子式C10H8）是生产H酸、2-萘酚最主要的原材料,它是一种典型的重要有机化工原料，广泛应用于染料行业中间体的生产和树脂、医药、橡胶制造等行业。
产品方案符合国家产业政策、行业发展规划、技术政策、产品结构和清洁生产的要求。
混凝土外加剂开发是一个渐继的过程，由于进入了一个发展趋势成熟的市场，所以利润较为丰厚，在具备成套的生产设备，健全的生产能力条件下，竞争环境相对宽松，成长迅速。
也由于进入了当今这个市场，条件较为成熟，能够在一开始就能“简化手续”进入市场，一开始就能赢利。
另外，混凝土外加剂市场各项管理手续繁多，形成了很大的进入障碍，就目前而言，在上海市本土的混凝土外加剂企业就有70家之多，但到目前为止具备完全生产能力的企业有：
桃浦焦化、申立、五四、新浦、亮海等10家左右，年生产能力在万吨以上的仅有4家，也就是说目前，或许最近半年的价格竞争并不明显。
混凝土外加剂都是技术含量较高的商品，因此不是普通的推销人员或者推销方式所能收效的。
混凝土外加剂需要懂得目标客户全套技术的人进行“咨询式行销”，并要求企业能够利用“灰色销售”方式，以狠、快、准的力度在较短期的时间内争取到客户。
2、产品的使用
精萘的使用对于提高我国染料行业水平和效益有着重要的现实意义，符合国家产业政策和发展方向，本项目采用生产精萘剩余的低镏份生产β-萘磺酸甲醛缩合物类减水剂的生产中，解决了精萘生产单耗大、三废排放等的出路问题，做到了清洁生产。
萘系高效减水剂市场前景及需求分析：
我国正处于经济平衡发展,基础建设高度发展时期,若以年耗用5亿吨水泥计,按10%混凝土使用高效减水剂,年用量就可达25%万吨左右,国内生产能力尚不能满足需要.随着掺加高效减水剂混凝土用量的增加,投资萘系高效减水剂生产将获得良好的经济效益和社会效益。
因此无论是原有化工设备工艺改造，还是新建厂均有较好发展前景。
萘系减水剂是一种以β-萘磺酸盐甲醛缩合聚物为主要成份的非引气型萘系高效混凝土减水剂。
它对水泥颗粒具有高分散性及低起泡性等特点，本品减水率高，增强效果明显，从而既可以加快工程模板周转和施工进度，又可以节省水泥用量，还可以大幅度提高混凝土的流动性和改善混凝土的和易性，是现浇、预制、泵送、蒸养砼的高性能外加剂。
对各种水泥适应性好，对钢筋无锈蚀，无毒无污染，现已广泛应用于公路、桥梁、隧道、水利水电工程、港口、码头、高层建筑及电力工程,工业民用建筑、予应力构件及高性混凝土等各种混凝土工程。
自问世以来在全世界范围内得到了广泛的应用。
萘系减水剂的减水率较高，基本上不影响混凝土的凝结时间，引气量低，能大幅度降低混凝土的水灰比，因而能配制高标号混凝土又不影响混凝土的工作性，也可配制具有流动性高标号混凝土。
3、生产装置规模
3.1精萘
3.2混凝土外加剂
工艺技术方案
1、工艺技术方案的选择
1.1原料路线确定的原则和依据
按生产原料不同分为煤焦油萘和石油萘，目前无论国内外，煤焦油萘都占大多数。
我国现有60多家萘生产企业，总生产能力在37~40万t/a。
2003年产量约为31.5万t。
其中95%以上采用煤焦油为原料，生产规模较大的企业有上海宝钢化工有限公司鞍钢实业化工公司、武汉钢铁集团焦化有限责任公司、首都钢铁公司焦化厂、攀枝花钢铁集团煤化公司、北京焦化厂、上海焦化厂等。
精萘是由煤焦化过程中生成的煤焦油，经提炼取得其中的重要组分工业萘再经精馏而得。
由于以工业萘为原料，生产原料丰富、供应有保障，同时技术简单易行，投资省，见效快，结合江苏华愉化工有限公司生产现状，故采用工业萘分段结晶法工艺为佳。
萘磺酸甲醛综合物的生产是以工业萘（或精萘）为原料，单体经浓硫酸磺化，在萘环β位上磺化，然后以甲醛为缩合剂（催化剂）将磺化单体缩合为一定聚合度的大分子。
其主要反应原理如下。
1、磺化反应2、水解反应3、缩合反应4、中和反应
1.2合成工艺流程：
合成工艺流程示意图：
2、自控水平
2.1设计范围
本工程设计范围包括：
精萘生产车间、罐区、原料成品库、锅炉房、循环水、蓄水池等的自控设计。
2.2环境特征
在本项目的反应原料中，精萘、工业萘、甲醛、硫酸、液碱等属于易燃、易爆、有毒、强腐蚀的工艺介质，所以整个装置必须防火、防爆、防毒和防腐蚀。
现场检测仪表主要采用本安型仪表和部分隔爆仪表。
装置环境应设置有萘气体等物料的浓度检测传感器，以监视、报警，杜绝人身伤害事故发生。
2.3本设计采用的标准规范
HG20505-92《过程检测和控制系统用图形和文字代号》
HG20507-92《自动化仪表选型规定》
HG20508-92《控制室设计规定》
HG20509-92《仪表供电设计规定》
HG20511-92《信号报警，联锁系统设计规定》
HG/T20573-95《分散型控制系统工程设计规定》
2.4全厂自动化水平
本工程设计采用PLC可编程控制系统和常规模拟仪表相结合的控制方式。
对于检测、控制回路较多的合成、喷雾干燥、自动包装选用PLC可编程控制系统。
其余车间则选用常规模拟仪表进行控制室中集中控制和就地检测各种工艺参数。
对于全厂工艺生产过程中的关键参数设置自动控制回路，对于越限变量设有报警或联锁系统以确保生产装置安全、可靠地运行。
对于现场巡视及开停车时必须在现场观察的参数设就地指示仪表。
通过分散型控制系统和紧急停车系统（以下简称ESD）对整个装置实施过程控制和监视、数据处理、能量平衡核算、计量管理、安全联锁保护及可燃气体报警监视和运转设备的状态显示等，以提高全厂自动化水平和管理水平，保障装置安全稳定运行，提高产品质量，减轻劳动强度，降低生产成本。
2.5仪表选型
（1）温度测量仪表
集中监控的温度检测仪表选用铂热电阻，其分度号为Pt100，就地指示的温度仪表选用抽芯时双金属温度计，温度计套管的材质一般情况下选用不锈钢，腐蚀性强的介质选用316L。
（2）压力（差压）测量仪表
集中监控的压力（差压）检测仪表选用电容式压力（差压）变送器，对于具有腐蚀或易结晶的介质，采用毛细管远传压力（差压）变送器，膜片材质一般选用316L或哈氏合金，就地指示的采用弹簧管压力表或隔膜压力表等。
（3）流量测量仪表
需控制室集中显示的蒸汽流量选用节流装置配以差压变送器，对于易结晶、含固、腐蚀性介质的流量选用电磁流量计，烟道气的流量选用三文丘里配以差压变送器进行测量。
（4）物位测量仪表
测量一般液体的液位选用差压变送器。
2.6动力供应
（1）仪表用电源应符合下列要求:
常规仪表电源
交流:
220V±10%；
频率为50±1HZ；
波形失真率小于10%。
PLC仪表电源
交流:
220V±5%；
频率为50±0.5HZ；
波形失真率小于5%4.4主要设备选型
3、主要设备选型
设备的选择原则：
一是满足生产工艺流程和生产能力的需要，二是符合安全生产的要求，三是必须保证清洁生产，减少污染。
本项目产品品种在生产过程中的单元反应均在常温常压或低压下进行，对设备无特殊要求。
主要反应均在反应釜中进行，所以主要反应器均选用不锈钢反应釜。
根据生产规模选择如下：
公用工程和辅助设施方案
7.1整体布置
7.1.1厂区地理位置：
山东省潍坊市昌乐县朱刘工业园区
7.1.2总平面布置原则
1、结合厂区周围的自然条件和交通运输条件进行总体设计，合理利用现有土地。
2、厂区建设充分依托附近现有的公用工程和辅助设施，在满足企业生产的前提下，合理规划，以保证企业的可持续发展。
3、在满足生产工艺流程条件下，做到布局合理，分区明确，管线便捷，物流运输顺畅。
4、厂区整体规划实行人流和货流分离的原则，使人流和货流互不干扰，合理通畅。
5、总平面设计严格按照现行的有关设计规范要求，满足防火及卫生等安全防护要求。
7.1.3总平面布置方案
7.1.4竖向布置
A、竖向布置原则
结合厂区周围道路及装卸线标高，结合场地坡向、坡度及汇水区域，合理确定场地标高，力求填挖平衡。
B、布置方式
厂地竖向设计根据地形，工艺及生产需要采用坡度不同的连续平坡式进行布置。
7.1.6交通运输
本项目产品原料的运输主要依靠汽车运输，厂区内道路环通，完全能满足生产和运输要求，运输能力由厂里原有和社会力量共同来解决。
7.2给排水
7.2.1给水
水源：
由现有的自来水厂供给。
采用两根DN300输水管连接县城现有的供水管网，本项目拟引一路DN50管径自来水管送至本项目厂区内，主要供给生活用水等。
同时公司自备机井一口，可使供水能力达到400吨/日,主要供给生产和消防使用。
供水方案选择，根据本专业的要求及其它用水点的水质特点，供水方案选择如下：
本项目供水为厂区环状管网供水，管材采用卷焊钢管，并做正常防腐。
生产、消防给水为同一供水体系，该给水系统供应生产装置的用水及厂内的消防用水，并同时用作循环水系统的补水。
生活用水由生活泵加压后有单独的生活给水管提供。
新鲜水量：
根据工艺专业提供条件，水量及水压分别如下：
（a）生产车间25m3/天0.4Mpa
（b）锅炉补水40.8m3/天0.4Mpa
（c）循环水补水12m3/天0.4Mpa
（d）生活用水3m3/天0.4MPa
（水平衡见下图）单位：
m3/d
7.2.2消防给水
（1）消防用水量
依据《建筑设计防火规范》（GBJ16/87）中相关条款的规定，本项目室外消防用水量为25l/s，室内消防用水量为10l/s。
（2）消防水源
水源来自自备机井，在指定接入处的水源供水能力为126m3/h（35l/s），供水压力大于0.4MPa。
水源能满足本项目消防用水要求。
（3）消防系统设计
本消防系统采用生产、消防共用一套供水管网的消防系统。
室外给水管采用DN100的给水铸铁管，室内管道采用镀锌钢管。
整个供水管网在厂内布置成环状。
在供水管网上按规范要求布置一定数量的室外消火栓，在各建筑物内部内设置室内消火栓，其间距和数量均满足相关规范要求。
室外消火栓应埋到冻土层以下用阀门操作杆开闭，火栓井盖采用双层盖板。
同时厂区一座600m3消防水池同时作为厂区的自然循环水池，设独立消防水泵二台（一开一备），将水加压送入管网。
本项目拟建一循环水系统，设计处理能力为，采用自然冷却，循环水池与消防水池和建，节省投资与占地。
7.2.4排水
1、排水系统划分
本排水系统分为以下排水系统：
生活污水排放系统、雨水排放系统、生产污水排放系统。
2、排水系统设计
（1）生活污水排放系统
生活污水经有动力地埋式污水处理装置集中处锂后排入污水排放系统，同时考虑部分回用作为厂区绿化用水。
（2）雨水排放系统
雨水以重力流形式直接排入雨水排放系统。
（3）生产污水排放系统
生产污水经专用管线汇集后经厂区污水处理设施处理达标后排入污水排放系统。
污水处理流程详见第九章《环境保护》相关内容。
7.3供电及电信
7.3.1用电负荷
本项目包括工艺生产装置、辅助、锅炉房等，每小时耗电=千瓦·时，年耗电566.28万千瓦·时。
全厂装置电机总装机容量约为KW计多台，常用设备装机容量KW，其中最大一台电机约KW。
根据计算结果和项目发展需要，此次设计选用一台10KV/0.4KV-250KVA变压器。
本项目生产过程属一般连续生产装置，为防止发生火灾、爆炸事故，主要关键用电设备、消防用电设备等按二级负荷设计。
7.3.2电源情况
该工程电源由工业园区的110KV高压变电站提供，容量为2×31.5MVA，预计工业园电设备总负荷为60000K，计算负荷为30600KW。
电源电压等级为10kV，公用架空线“T”接引入厂区的10kV变电所。
变电所内选用一台10KV/0.4KV-250KVA变压器。
10、0.4kV系统均为单母线分段接线,设母线分段断路器。
正常时均为单母线分段运行，故障时可互为备用，自动、手动均可切换，可确保二级用电负荷供电连续性。
变电所向各车间低压配电室、100kW以上用电设备、建筑单体配电采用放射式。
工艺关键用电设备、消防设备在设备配电末端进行自切
7.3.3车间配电线路选型及敷设方式
低压用电设备VHZ三相五线制中性点接地系统。
车间低压动力线路采用VV-1型电缆,电缆沿电缆桥架、电缆沟内敷设和穿钢管保护敷设方式,照明配线采用BV型铜芯绝缘线穿管或明设或穿电线管暗设。
各车间设置照明配电箱，电压等级为V,照明采用集中和就地两种控制方式。
厂房部分光源选用金卤灯,照明支线采用电缆穿钢管敷设；办公用房光源选用荧光灯,照明支线采用BV电线穿钢管敷设。
事故照明选用应急灯具，应急时间90min。
照度设计值：
主要生产车间x；辅助设施x。
7.3.4厂区供电外线及道路照明
a、厂区线路选型及敷设方式
厂区电力外线电缆选用VV22-1型电缆,高压外线选用YJV22-10KV型电缆,采用直接埋地方式敷设。
b、道路照明、线路敷设方式和控制
厂区道路照明选用WZD型灯具，配金属灯杆、金卤灯光源。
照明线路采用YJV22-1铠装铜芯电缆埋地敷设，照明控制方式采用光电及手动控制方式。
为防止变电所高压配电装置和变压器雷电侵入波过电压，10kV母线侧装设避雷器；为防止真空断路器操作过电压，负荷侧装设TBP型电压保护器；为防雷击电磁脉冲，在合适位置装设电涌保护器；为防止PT谐振过电压，装设WXZ196型消谐装置。
7.3.5防雷接地
本设计根据《建筑物防雷设计规范》（GB5007-94）,生产车间及锅炉烟囱按第二类防雷建筑物考虑。
冲击接地电阻不大于10欧姆，采用φ10园钢在屋面组成不大于10m×10m的网格作接闪器及根据需要设置避雷针防直击雷，（储罐等金属封闭容器壁厚大于4mm可直接作接闪器）同时采取防雷电感应、防雷电波浸入措施。
其它车间和辅助设施按第三类防雷建、构筑物设防,冲击接地电阻不大于30欧姆，屋面均须设避雷网，高出屋面的金属构件也须与接地系统作可靠的连接。
本项目10kV为中性点不接地系统、低压系统为TN-S接地型式，变电所工作接地电阻不大于4欧姆，生产车间电源进户处PE线需作重复接地，接地电阻不大于10欧姆。
所有用电设备金属外壳均应作可靠接地。
根据工艺专业所提要求，装置内部分工艺设备、工艺管道及进出装置的金属管道应作防静电接地，接地电阻不大于100欧姆。
防雷接地、保护接地、防静电接地、工作接地采用共用接地体，利用工艺结构主筋和基础钢筋作为主要接地极。
接地电阻不大于4欧姆。
7.3.6电讯
为了指挥、调度、协调工艺生产，在各车间、重要工段及有关科室设生产调度电话机，全厂根据生产工作需要设调度总机1部，容量为24门，并可通过中继线与市话网络相连。
7.3.7火灾自动报警系统
（1）全厂消防控制中心设在生产管理办公室消防值班室，系统选用JB-1501A/G127二总线式报警控制器，各车间（单体）设火灾显示盘。
（2）乙类厂方、库房、10kV变电所、消防控制中心等重要及有火灾危险场所设智能感烟探测器。
（3）罐区等处设带地址编码的手动报警按钮，以便在发现火情时能及时报到控制中心。
（4）在消防控制中心设市话单机作为“119”消防报警专用电话，设调度电话作为消防报警电话的备用。
（5）消防联动：
当火灾确认后，能自动/手动启动消防泵等设备。
7.4供热
根据本项目用气情况，将新增一台4吨/小时锅炉，可向外供应0.98MPa蒸汽4t/h，可以满足本新建项目的所需蒸汽负荷。
主要供汽设备如下表：
名称
型号
台数
备注
燃煤锅炉
1台
鼓风机
1台
引风机
1台
除尘机
1台
7.5工厂外管网
7.5.1外管网内容包括工艺物料外管和供热蒸汽外管，管道敷设的设计原则为安全可靠、节能降耗、使用方便、美观、经济
7.5.2设计方案
（1）本设计厂区公用工程管道和物料管道采用沿厂区内主干道两侧的绿化带高支架架空敷设,混凝土制综合管架布置方式。
公用工程管道采用单层布置，每6米设1个管架。
（2）跨越通路时采用管笼，跨度及高度按要求确定。
（3）管道的热补偿采用波纹管补偿器。
（1）外管按要求进行防腐保温。
管道的保温材料采用硅酸钙管壳制品，保冷材料采用聚氨酯管壳制品，保护层采用镀锌铁皮。
保温管道和保冷管道采用带防“冷桥”的节能型支架，其余管道采用普通型支架。
7.6土建
7.6.1设计依据
1、建筑、结构设计自然条件数据：
基本风压 kN/m2
基本雪压 kN/m2
年平均降水量 mm
全年日照时间 小时
极限气温 ℃
2、工程地质、水文地质、地震烈度
3、施工条件及地方材料供应情况：
7.6.2建筑设计原则：
1、在满足生产要求和方便使用的前提下，努力降低工程造价，并尽可能地满足建筑艺术和城市建设的要求。
2、生产厂房平面和空间设计满足工艺生产要求，流程合理，方便操作，便于管理，利于设备安装和维修。
3、在满足生产要求的基础上，符合防火、防爆、防震、防腐等安全要求。
4、建筑形式的选择，应根据生产特点，建厂地区条件和其它各种因素综合考虑，并力求处形简单，布置合理，充分和用空间，节约用地。
5、建筑围护结构要满足生产的一定的温湿度要求，防止车间过热和结露，并根据需要满足通风，采光要求，创造良好的劳动卫生条件。
7.6.3结构设计
1、应根据生产工艺的特点，满足生产、采光、通风运输的要求。
2、保证厂房结构有足够的强度，稳定性和耐久性，优先选用结构传力明确，构件简单的结构形式。
3、因地制宜，充分考虑建厂地区的施工技术条件和材料供应情况。
4、根据需要和可能，积极合理地采用成熟可靠的新结构新材料和新技术。
5、结构布置和构造处理，充分考虑有利于结构构件的标准化，定型化，通用化。
6、基础设计，为防止建筑物基础在使用时的变形应保证其具有足够的稳定性。
7.6.4建筑设计与防腐
（1）框、排架结构围护墙为多孔粘土砖，承重墙为普通机制砖，内外用水泥砂浆抹面。
外墙用白色面砖装饰，以达到建筑统一的美观效果。
（2）屋面防水。
屋面均为现浇钢筋砼屋面板或轻钢屋面、上人屋面用刚性屋面防水、不上人屋面用柔性防水屋面、屋面排水因考虑到建筑形式的统一均采用有组织排水。
建筑物四周设散水坡。
（3）防爆厂房地坪采用不发火地坪。
（4）防腐：
根据腐蚀的不同程度及部位，分别采用30mm厚细石砼面层，耐腐蚀块材及刷防腐涂料等防腐措施。
7.6.5结构设计
（1）根据建筑物的使用情况，结合当地施工及地方材料供应情况，本项目设计采用以下几种结构形式：
现浇钢筋砼框架结构、轻钢结构等，污水处理系统的各种水池均采用现浇抗渗钢筋砼结构，各建（构）筑物结构特征详见《建构筑物一览表》。
（2）荷载较大的厂房和设备基础采用桩基础，荷载较小的厂房及设备基础采用天然地基和处理后的人工地基。
7.6.7生活福利设施
本工程需新建生活福利设施，如餐厅、浴室、自行车棚、车库等。
建筑物一览表
序号
名称
结构
形式
占地面积（m2）
建筑面积（m2）
层数
生产
类别
耐火
等级
备注
1
罐区
钢
丙
2
原料成品仓库
轻钢
1
乙
二
3
精萘生产车间
框架
1
乙
二
4
减水剂生产车间
框架
1
乙
二
5
变电所
框架
1
二
6
锅炉房
砖混
1
丙
二
7
循环水系统
砼
8
机修车间
框架
1
丁
二
9
生产管理办公室
框架
2
二
10
质检室
框架
2
二
11
小计
7.7贮运设施
本项目主要原料有工业萘、98%硫酸等原辅料。
主要产品98%硫酸等采用槽车运入，罐区储藏。
考虑设置一台精萘贮罐300m3/台，由供销部门外购，汽车运送进厂，原料库储存。
库内采用叉车和移动式皮带机配合，人工码垛或拆垛。
本项目新建原料成品库一栋，建筑面积2860m2。
储运周期30天。
原料及成品仓库共选用移动式皮带机1台，1吨电瓶车1台和1吨叉车1台，配合人工进行装运。
7.8维修
本项目所用设备国产化，有大量的静、动设备，根据类似厂生产经验，该项目机、电、仪和防腐等专业维修工作量不大。
本项目设置有小型机、电、仪维修工作站，布置于装置辅助用房内。
其主要是承担日常性机、电、仪设备和管道的维护保养和小修工作。
设备大修理工作委托公司机修厂和社会维修力量承担。
7.9分析化验本项目为新建工程，需建设中心化验室和车间化验室。
中心化验室的任务
1、负责全厂的原料、中间产品及成品质量的检测。
2、负责全厂自来水、污水、废气分析及环保监测。
3、负责对环境卫生及生产卫生的监测。
4、负责生产装置中分析频次少于1次/4小时的中间控制分析。
5、对物料的取样、检验、印样出具检验报告书。
协助质检科建立产品质量档案。
6、对原材料、中间产品及成品的质量稳定性进行评价、仲裁，为确定原材料的贮存期、产品的质量负责期提供数据依据。
7、管理、培训和指导车间化验员。
8、开展工艺技术研究及新产品研究的小试工作。
中心化验室设备选型的原则是根据中心化验室的任务，以满足所列检测项目为主，所选仪器设备均属国内先进水平，中心化验室布置在质检室。
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