產(chǎn)量萬噸乙烯項(xiàng)目設(shè)計(jì)

1、 選題背景 前景分析 條件選擇 廠址選擇 物料衡算 經(jīng)濟(jì)結(jié)算 乙烯的生產(chǎn)以乙烷為原料成本最低 。目前,由乙烷制乙烯的傳統(tǒng)方法仍然是熱裂解法, 還須在負(fù)壓( 加大量過熱水蒸汽稀釋)條件下進(jìn)行。從熱力學(xué)考慮, 乙烷熱裂解脫氫是一個(gè)強(qiáng)吸熱反應(yīng)過程能耗較高。此外, 由于乙烷單程轉(zhuǎn)化率低需循環(huán)使用, 操作復(fù)雜。若采用催化裂解, 雖然反應(yīng)溫度有所降低, 但仍受熱力學(xué)平衡限制, 并且結(jié)焦嚴(yán)重 。乙烷氧化裂解 變吸熱反應(yīng)為放熱反應(yīng), 并可通過調(diào)節(jié)通氧量來控制反應(yīng)過程中的結(jié)焦現(xiàn)象。1.11.1產(chǎn)品介紹產(chǎn)品介紹乙烯是世界上產(chǎn)量最大的化學(xué)產(chǎn)品之一，乙烯工業(yè)是乙烯是世界上產(chǎn)量最大的化學(xué)產(chǎn)品之一，乙烯工業(yè)是石油化工產(chǎn)業(yè)

2、的核心，乙烯產(chǎn)品占石化產(chǎn)品的石油化工產(chǎn)業(yè)的核心，乙烯產(chǎn)品占石化產(chǎn)品的70%70%以上，以上，在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。世界上已將乙烯產(chǎn)量在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。世界上已將乙烯產(chǎn)量作為衡量一個(gè)國家石油化工發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一作為衡量一個(gè)國家石油化工發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。1.2銷售前景1.3國外市場價(jià)格分析1.41.4可行性總結(jié)可行性總結(jié)1.1.世界對于乙烯的需求量正在逐漸的增加，世界對于乙烯的需求量正在逐漸的增加，銷售前景比較樂觀銷售前景比較樂觀2.2.乙烯是許多化工產(chǎn)品的基礎(chǔ)原料，下游產(chǎn)乙烯是許多化工產(chǎn)品的基礎(chǔ)原料，下游產(chǎn)品較多品較多3.3.乙烷為原料的乙烯收率一般為乙烷為原料的乙烯

3、收率一般為77%77%，丙烷和，丙烷和丁烷的乙烯收率在丁烷的乙烯收率在42%42%左右，而石腦油的收率左右，而石腦油的收率只有約只有約32%32%，因此乙烷作為原料制乙烯的前景，因此乙烷作為原料制乙烯的前景比較樂觀比較樂觀 乙烷的氧化裂解與熱裂解在相同條件下乙烯的收率 含M O 、V 等過渡金屬及其它金屬的混合氛化物催化劑 CaTi03系列催化劑上乙烷氧化脫氫制乙烯反應(yīng)性能在原料氣C2H6 + O2 +He、原料氣停留時(shí)間為1.2 s 的條件下, 650 900 范圍內(nèi), 反應(yīng)溫度增加, 乙烷轉(zhuǎn)化率增加, 而乙烯選擇性下降; 低于700 , 乙烷轉(zhuǎn)化率增加幅度較大, 而在700 以上, 乙烯選

4、擇性下降速率變緩。 綜合考慮轉(zhuǎn)化率和選擇性, 乙烯收率隨溫度增加而增加, 850以后,基本保持在59% 左右。反應(yīng)溫度增加使氣相反應(yīng)物分子運(yùn)動加劇, 相互碰撞反應(yīng)的幾率增加, 同時(shí)發(fā)生深度氧化的幾率也增加, 導(dǎo)致轉(zhuǎn)化率增加而選擇性下降。隨n ( C2H6 ) / n ( O2 ) 增加, 乙烷轉(zhuǎn)化率降低, 而乙烯選擇性增加, 乙烯收率增加, 在n( C2H6) / n ( O2) 2 后, 乙烯收率基本保持不變。為防止反應(yīng)管中積炭, n( C2H6) / n ( O2) 的最佳值應(yīng)為2。 原料氣中惰性氣體He 體積分?jǐn)?shù)低于50% 時(shí), He 對反應(yīng)性能影響不明顯; 在He體積分?jǐn)?shù)高于50% 時(shí)

5、, He 含量越高, 乙烯選擇性和乙烯收率越高, 而乙烷轉(zhuǎn)化率保持穩(wěn)定。考慮到惰性氣體含量過多, 會影響單位時(shí)間的乙烷產(chǎn)率, 故He 含量不易過高。在所選的工藝條件下, He 體積分?jǐn)?shù)在50%。 根據(jù)分析，乙烷氧化脫氫制乙烯的反應(yīng)條件為850，以CaTi0.9Li0.1O3.5Cl7作為催化劑，以55%的He，n（C2H6）/n（O2）=2的比例進(jìn)料。此時(shí)C2H6轉(zhuǎn)化率為93.1%，C2H4的選擇率為63.1%，C2H4的收率為58.7%。盡量避開住宅密集區(qū)廠址選擇要避開自然災(zāi)害高發(fā)地區(qū)廠址宜選在接近原料地區(qū)燃料供應(yīng)便利的地區(qū)交通運(yùn)輸便利的地區(qū)乙烷，純度99.9%氧氣，純度93%氦氣， 工業(yè)氦

6、，純度99%CaTi0.9Li0.1O3.5Cl7催化劑序號序號 名稱名稱數(shù)量數(shù)量材料材料1O2成品罐1碳鋼2CH4成品罐1碳鋼3乙烷成品罐1碳鋼4乙烯成品罐1碳鋼5反應(yīng)釜1不銹鋼6脫甲烷塔1不銹鋼7脫乙烷塔1不銹鋼8吸附裝置2不銹鋼9乙烯精餾塔1不銹鋼乙烷轉(zhuǎn)化率為93.1%，一氧化碳，甲烷，二氧化碳，乙烯的選擇率分別為23.5%，10.8%，0.9%，63.1%。收率為：乙烯：58.7%，一氧化碳：21.9%，二氧化碳0.8%，甲烷10.1%年產(chǎn)量20萬噸乙烯：n（C2H4）=2x1011/28=7142.86x106moL1.初始的物料n(C2H6)=7142.86x106/58.7%=1

7、.22x1010moLm（C2H6）=1.22x1010 x30=3.66x1011g=36.6萬噸n(O2)=0.61x1010moLm(O2)=0.61x1010 x32=1.952x1011g=19.52萬噸n(He)=1.83x1010moLm(He)=1.83x1010 x4=7.32x1010g=7.32萬噸2.反應(yīng)結(jié)束后的物料：n（C2H6）=n初始（C2H6）x（1-）=1.22x1010 x（1-93.1%）=8.42x108moLm(C2H6)=8.42x108x30=2.526x1010g=2.526萬噸n（CO）=1.22x1010 x21.9%=2.67x109moL

8、m(CO)=2.67x109x28=7.476x1010g=7.476萬噸n(CO2)=1.22x1010 x0.8%=9.76x107moLm(CO2)=9.76x107x44=4.29x109g=0.429萬噸n（CH4）=1.22x1010 x10.1%=1.23x109moLm(CH4)=1.23x109x16=1.97x1010g=1.97萬噸物料物料價(jià)格價(jià)格數(shù)量數(shù)量資金資金O2275.8元/t19.52萬噸-5383.616萬He40.7元/m31噸-30.22萬乙烷1388.89元/t36.6萬噸-50833.4萬乙烯9618.75元/t20萬噸+192375萬元水2.9元/噸3200噸-0.9280萬元電0.7（元/kWh）8x106kWh-560萬工資：平均工資3000元/人，工人500，工資為3000 x500=150萬元設(shè)備資金：引進(jìn)設(shè)備1500萬元。買地，建廠：20000萬元綜上所述，所得利潤=192375-5383.616-30.22-50833.4-0.928-560-20000=115566.8萬元繳納所得稅：115566.8x3