化工設計大賽PPT

1、年產(chǎn)年產(chǎn)1.8萬噸順丁烯二萬噸順丁烯二酸酐的混合酸酐的混合C4 綜合加工子系統(tǒng)項目綜合加工子系統(tǒng)項目參賽隊伍：小草隊參賽隊伍：小草隊2.1 2.1 工藝選擇與比較工藝選擇與比較目目 錄錄 3.設備設計設備設計 2.工藝設計工藝設計 1.可行性研究可行性研究 4.工廠布置工廠布置 5.經(jīng)濟分析經(jīng)濟分析 6.項目總結(jié)項目總結(jié) 順丁烯二酸酐順丁烯二酸酐（Maleic anhydride） CAS號：號：08-31-6 分子式：分子式：C4H2O3 分子量：分子量：98.12.1 2.1 工藝選擇與比較工藝選擇與比較1.1 1.1 產(chǎn)品介紹產(chǎn)品介紹順酐順酐農(nóng)藥農(nóng)藥醇酸型涂料醇酸型涂料醇酸樹脂醇酸樹脂聚

2、酯樹脂聚酯樹脂1.1 1.1 產(chǎn)品介紹產(chǎn)品介紹 我國生產(chǎn)順酐工廠份額圖1.2 1.2 生產(chǎn)格局生產(chǎn)格局1.3 1.3 消費狀況消費狀況近年來，我國順酐表觀消費量不斷增加，但是新建項目也很多，近幾年金融危機，出口是減輕銷售壓力的好去處。1.4 1.4 出口狀況出口狀況目前國內(nèi)裝置規(guī)模趨于大型化發(fā)展，現(xiàn)有小型生產(chǎn)裝置由于管理水平低、生產(chǎn)成本高、缺乏競爭力，將會逐步優(yōu)勝劣汰。競爭對手：競爭對手：1.天津中和化工廠，山東東營勝利油田化工有限公司，上海 燃料有限公司享華工廠等幾家較大規(guī)模生產(chǎn)企業(yè)，其產(chǎn)能 均在10萬t/a以上，具有規(guī)模效益。 2.蘭州新建的以蘭州石化公司，也是和本項目一樣采用C4為 原料

3、，用正丁烷制順酐，具有競爭力。本項目優(yōu)勢：本項目優(yōu)勢：以石油為原料對初加工后的烴產(chǎn)物進行深度利用，從C4組 分中分離出正丁烷進行氧化制作成順酐，技術先進，能提 高資源利用率，降低生產(chǎn)成本，提高綜合經(jīng)濟效益。1.5 1.5 競爭對手與優(yōu)勢競爭對手與優(yōu)勢1.6 1.6 可行性分析結(jié)論可行性分析結(jié)論（1）隨著石油煉制工藝的不斷發(fā)展，副產(chǎn)物C4越來越多，開發(fā)C4為原料的精細有機合成，提高附加經(jīng)濟價值，已是勢在必行。（2）世界順酐工業(yè)正由苯法合成向正丁烷法合成轉(zhuǎn)變，正丁烷生產(chǎn)能力已占順酐總生產(chǎn)能力的80%，苯法必將逐步被正丁烷法所取代。（3）世界的順酐消費和需求量都不斷增加，市場穩(wěn)定，且下游產(chǎn)品多，原料

4、需求量大。結(jié)結(jié) 論：論： 以正丁烷為原料生產(chǎn)順酐的前景十分可觀，由此而建立的混合以正丁烷為原料生產(chǎn)順酐的前景十分可觀，由此而建立的混合C4加工子系統(tǒng)是非常具有先進性和經(jīng)濟效益的！加工子系統(tǒng)是非常具有先進性和經(jīng)濟效益的！工藝選擇與比較工藝選擇與比較工藝流程介紹工藝流程介紹自動控制系統(tǒng)選擇自動控制系統(tǒng)選擇123制冷系統(tǒng)介紹制冷系統(tǒng)介紹42 2 工藝設計工藝設計2.1 2.1 工藝選擇與比較工藝選擇與比較水吸收工藝水吸收工藝AKNA工藝工藝Conser工藝工藝Huntsman工藝工藝介質(zhì)工藝流程水簡單DIBE比較簡單DBP復雜DBP復雜設備數(shù)量少較少多多設備腐蝕嚴重較輕較輕較輕裝置投資低較低較高較高

5、裝置能耗高低低低溶劑費用低高較低較低產(chǎn)品熱穩(wěn)定性差好好好順酐收率較低較高高高運行費用高高低低污水量小大較大較大廢渣量多少少少2.1 2.1 工藝選擇與比較工藝選擇與比較2.1 2.1 工藝選擇與比較工藝選擇與比較（1）順酐產(chǎn)量大，首先應該考慮技術的成熟度或工業(yè)化的可行性；（2）正丁烷氧化制取順酐毒性小、利用率高，能從根本上降低產(chǎn)品消耗（3）工藝可適應市場變化，適當調(diào)節(jié)異丁烷、順酐產(chǎn)量（4）工藝為世界上較先進和成熟工藝，產(chǎn)業(yè)化合理、收益高考慮以下方面：考慮以下方面：選擇選擇Huntsman工藝！工藝！1.設備腐蝕減少2.順酐異構(gòu)化減少，提高了順酐收率溶劑吸收法缺點溶劑吸收法缺點溶溶劑劑吸收法吸收

6、法優(yōu)優(yōu)點點1.投資回收周期長2.溶劑再循環(huán)中損失不易控制2.2 2.2 工藝流程介紹工藝流程介紹2.2 2.2 工藝流程介紹工藝流程介紹混合C4固定床液相加氫反應塔混合混合C4C4加氫工段加氫工段精餾塔精餾塔高溫分離罐2.2 2.2 工藝流程介紹工藝流程介紹混合混合C4（0、1MPa）5920kg/h液態(tài)進料H2 ( 38.8、 3MPa )56.73m3/h（-45.9、3MPa）14167m3/h混合混合C4C4加氫工段加氫工段冷卻器冷卻器2.2 2.2 工藝流程介紹工藝流程介紹正丁烷氧化反應器熔鹽移熱換熱區(qū)正丁烷氧化工段正丁烷氧化工段過熱器蒸發(fā)器2.2 2.2 工藝流程介紹工藝流程介紹（

7、155、0.19MPa）64000m3/h450、0.18MPa正丁烷氧化工段正丁烷氧化工段熔鹽冷卻熔鹽冷卻2.2 2.2 工藝流程介紹工藝流程介紹吸收塔解吸塔（精餾解吸）閃蒸塔溶劑吸收與解吸工段溶劑吸收與解吸工段溶劑DBP2.2 2.2 工藝流程介紹工藝流程介紹溶劑吸收與解吸工段溶劑吸收與解吸工段（65、0.119MPa）99130m3/h63.9173（60、0.1MPa）2409.4kg/h2.2 2.2 工藝流程介紹工藝流程介紹順酐精制工段順酐精制工段 （概念設計）（概念設計） 從吸收與解吸工段得到的順酐純度為97.9%，其中含水2%，需要進行干燥，初步采用裝填分子篩的吸收塔對水進行吸

8、收，并且可以將分子篩進行循環(huán)利用。通過精制順酐純度可以達到99.7%。2.3 2.3 自動控制介紹自動控制介紹1PLC：可編程邏輯控：可編程邏輯控制器制器主要用于工業(yè)過程中的順序控制，新型PLC也兼有閉環(huán)控制功能。2DCS: 集散控制系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)1.減少設備的復雜性及成本2.采用微機智能技術3.采用局部網(wǎng)路通信技術，傳輸實時控制信息，進行全系統(tǒng)綜合管理。3浙大中控浙大中控JX-300X實現(xiàn)與企業(yè)管理計算機網(wǎng)的信息交換，實現(xiàn)企業(yè)網(wǎng)絡（Intranet）環(huán)境下的實時數(shù)據(jù)采集、實時流程查看、實時趨勢瀏覽等。2.3 2.3 自動控制介紹自動控制介紹冷卻劑汽化冷卻器自動控制冷卻劑汽化冷卻器自動控制

9、操作變量為冷卻劑流量，以液位為副變量，溫度為主變量構(gòu)成串級控操作變量為冷卻劑流量，以液位為副變量，溫度為主變量構(gòu)成串級控制系統(tǒng)，將冷卻劑壓力變化引起的液位變化這一主要干擾包含在副環(huán)內(nèi)，制系統(tǒng)，將冷卻劑壓力變化引起的液位變化這一主要干擾包含在副環(huán)內(nèi)，從而提高控制質(zhì)量，如圖：從而提高控制質(zhì)量，如圖：2.3 2.3 自動控制介紹自動控制介紹精餾塔自動控制精餾塔自動控制 以提餾段溫度作為衡量質(zhì)量的間接指標，以改變再沸器加熱量作為控制手段。以提餾段塔板溫度為被控變量，加熱蒸汽量為操作變量，除此外，設有五個輔助控制系統(tǒng)，對塔底采出量W和塔頂餾出液D按物料平衡關系設有塔底和回流罐的液位控制器作均勻控制，進料

10、量為定制控制；為維持塔壓恒定，塔頂設置壓力控制系統(tǒng)，保持精餾塔真空度，提餾段溫控時，回流量采用定制控制，并且足夠大，保持塔頂產(chǎn)品在規(guī)定范圍內(nèi)，如圖：2.3 2.3 自動控制介紹自動控制介紹加氫固定床反應器加氫固定床反應器 對放熱反應來說原料濃度越高，反應熱越大，反應后溫度越高，當烯烴濃度在0.08-0.12范圍內(nèi)進料適宜，控制原料和回流量比值控制反應器溫度，如圖：2.3 2.3 自動控制介紹自動控制介紹加氫固定床反應器加氫固定床反應器 對放熱反應來說原料濃度越高，反應熱越大，反應后溫度越高，當烯烴濃度在0.08-0.12范圍內(nèi)進料適宜，控制原料和回流量比值控制反應器溫度，如圖：2.3 2.3

11、自動控制介紹自動控制介紹 氧化反應器控制方案氧化反應器控制方案 考慮列管反應器會有較大滯后特點，采用串級控制方案，根據(jù)進入反應器的主要干擾情況，采用管內(nèi)溫度與殼內(nèi)溫度串級控制，如圖：2.4 2.4 制冷系統(tǒng)介紹制冷系統(tǒng)介紹丙烯丙烯- -乙烯二元復疊式制冷系統(tǒng)乙烯二元復疊式制冷系統(tǒng)3 3 設備設計設備設計設備規(guī)格：4900mm18mm13149mm管板材料為16MnR正火板，厚度為90mm反應管25mm2mm6000mm，共計12796根管孔正三角形排列，孔間距32mm，設備總重200t1234順酐反應器順酐反應器Reactor3 3 設備設計設備設計順酐列管式固定床反應器結(jié)構(gòu)示意圖順酐列管式固

12、定床反應器結(jié)構(gòu)示意圖3 3 設備設計設備設計吸收塔吸收塔Absorber塔形塔形浮閥塔浮閥塔塔徑D/m3.833塔板間距H/m0.6空塔氣速m/s0.004堰型雙溢流全塔壓降/bar0.15有效面積/m27.39最大液泛因子0.69降液管截面積/塔截面積0.1吸收塔主要參數(shù)吸收塔主要參數(shù)3 3 設備設計設備設計解吸塔解吸塔Desorption tower解吸塔主要參數(shù)解吸塔主要參數(shù)塔形塔形浮閥塔浮閥塔塔徑D/m1.83塔板間距H/m0.45空塔氣速m/s0.072堰型雙溢流全塔壓降/bar0.192有效面積/m20.9最大液泛因子0.452降液管截面積/塔截面積0.1543 3 設備設計設備設

13、計精餾塔精餾塔Distillation column塔形塔形浮閥塔浮閥塔塔徑D/m1.97塔板間距H/m0.45空塔氣速m/s0.065堰型雙溢流全塔壓降/bar0.183有效面積/m21.03最大液泛因子0.468降液管截面積/塔截面積0.139側(cè)降液管流速m/s0.065側(cè)堰長m1.8塔形塔形浮閥塔浮閥塔塔徑D/m4.487塔板間距H/m0.6空塔氣速m/s0.0054堰型雙溢流全塔壓降/bar0.144有效面積/m27.626最大液泛因子0.434降液管截面積/塔截面積0.1側(cè)降液管流速m/s0.0034側(cè)堰長m2.664 4 工廠布置工廠布置廠廠 址址 選選 擇擇廠廠 區(qū)區(qū) 布布 置置

14、車車 間間 布布 置置4.14.24.34 4 工廠布置工廠布置4.1 4.1 廠址選擇廠址選擇4.1 4.1 廠址選擇廠址選擇 欽州煉廠欽州煉廠是中石油在華南地區(qū)的新投資創(chuàng)辦的千萬噸級煉油項目，其所在的廣西欽州港開發(fā)區(qū)是中國唯一沿海的西部少數(shù)民族地區(qū)的開發(fā)區(qū)，開發(fā)成本低廉，政策優(yōu)勢明顯，土地資源豐富，淡水資源充沛，環(huán)境容量大。很適宜布局“前港后廠式”臨海大工業(yè)。開發(fā)區(qū)正在招商引資，適合新建項目的落戶。欽州煉廠剛剛建立，石油下游產(chǎn)品豐富，百廢待興，與其讓別的企業(yè)加工下游產(chǎn)品，不如自己開發(fā)具有經(jīng)濟效益的子系統(tǒng)，提高產(chǎn)品附加值。廠址廠址優(yōu)勢優(yōu)勢自然資源豐富自然資源豐富地理位置優(yōu)越地理位置優(yōu)越交通便

15、利、設備齊交通便利、設備齊全全4.1 4.1 廠址選擇廠址選擇4 4.2.2 廠區(qū)布置廠區(qū)布置4.2 4.2 廠區(qū)布置廠區(qū)布置占地面積：占地面積：約約15000m2氧化車間：氧化車間：列管式反應器列管式反應器 一臺一臺 蒸汽包蒸汽包 一臺一臺氣體冷卻器氣體冷卻器 一臺一臺 熔鹽泵熔鹽泵 一臺一臺熔鹽冷卻器熔鹽冷卻器 一臺一臺 熔鹽罐熔鹽罐 一臺一臺切換冷卻器切換冷卻器 一臺一臺 靜態(tài)混合器靜態(tài)混合器 一臺一臺鼓風機鼓風機 三臺三臺 正丁烷過熱器正丁烷過熱器 一臺一臺正丁烷蒸發(fā)罐正丁烷蒸發(fā)罐 一臺一臺4.3 4.3 設備布置設備布置4.3 4.3 設備布置設備布置氧化工段車間布置平面圖氧化工段車

16、間布置平面圖4.3 4.3 設備布置設備布置氧化工段車間布置立面圖氧化工段車間布置立面圖5 5 經(jīng)濟評價經(jīng)濟評價 Economic Evaluation Economic Evaluation 項目總投資27712.31萬元固定資產(chǎn)投資Fixed Assets Investment18598萬元流動資金Floating Assets8045萬元建設期貸款利息Construction Period Loan Interest 1070萬元建設總投資建設總投資Total investment5 5 經(jīng)濟評價經(jīng)濟評價資金來源資金來源source of fund 商業(yè)貸款每年流動資金部分8044.6萬

17、元占總投資29%其余均由母公司注資共19667.4萬元5 5 經(jīng)濟評價經(jīng)濟評價財務評價財務評價Financial Evaluation投資回收期投資回收期：5年零11個月投資利潤率投資利潤率：14.74%投資利稅率投資利稅率：9.20%累計凈現(xiàn)值累計凈現(xiàn)值：37338.5萬元0 此方案可行！此方案可行！5 5 經(jīng)濟評價經(jīng)濟評價盈虧平衡分析盈虧平衡分析Break-even analysis序序號號項目項目投產(chǎn)期投產(chǎn)期達到設計能力達到設計能力34567及以后1年銷售額13032.0 30408.0 43440.0 43440.0 43440.0 2固定成本12043.0 26764.1 37979.7 37037.4 37441.3 3單位產(chǎn)品成本（萬元/萬噸）10959.1 10959.1 10959.1 10959.1 10959.1 4總銷售稅金669.6 2358.8 5129.8 5317.2 5467.