年產(chǎn)20萬噸丙烯烴項目初步說明書

1、.PAGE ：.； 集團年產(chǎn)20萬噸丙烯烴工程初步設(shè)計闡明書目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc330715105 第一章 總論 PAGEREF _Toc330715105 h 1 HYPERLINK l _Toc330715106 1.1 工程概略 PAGEREF _Toc330715106 h 1 HYPERLINK l _Toc330715107 1.2 設(shè)計根據(jù) PAGEREF _Toc330715107 h 1 HYPERLINK l _Toc330715108 1.3 設(shè)計思想及原那么 PAGEREF _Toc330715108 h 1 HYPE

2、RLINK l _Toc330715109 1.4 工藝特點 PAGEREF _Toc330715109 h 2 HYPERLINK l _Toc330715110 1.5 產(chǎn)品方案 PAGEREF _Toc330715110 h 2 HYPERLINK l _Toc330715111 1.6 輔助設(shè)計軟件的運用 PAGEREF _Toc330715111 h 3 HYPERLINK l _Toc330715112 第二章 廠址選擇 PAGEREF _Toc330715112 h 4 HYPERLINK l _Toc330715113 2.1 選擇原那么 PAGEREF _Toc3307151

3、13 h 4 HYPERLINK l _Toc330715114 2.2廠址選定 PAGEREF _Toc330715114 h 5 HYPERLINK l _Toc330715115 2.3地理位置 PAGEREF _Toc330715115 h 6 HYPERLINK l _Toc330715116 2.4 原料和市場 PAGEREF _Toc330715116 h 6 HYPERLINK l _Toc330715117 2.5自然概略 PAGEREF _Toc330715117 h 8 HYPERLINK l _Toc330715118 第三章 工藝設(shè)計方案 PAGEREF _Toc33

4、0715118 h 10 HYPERLINK l _Toc330715119 3.1設(shè)計目的 PAGEREF _Toc330715119 h 10 HYPERLINK l _Toc330715120 3.1.1概述 PAGEREF _Toc330715120 h 10 HYPERLINK l _Toc330715121 3.1.2消費規(guī)模 PAGEREF _Toc330715121 h 10 HYPERLINK l _Toc330715122 3.2 工藝方案選擇 PAGEREF _Toc330715122 h 10 HYPERLINK l _Toc330715123 3.2.1流程模擬闡明

5、PAGEREF _Toc330715123 h 10 HYPERLINK l _Toc330715124 3.2.2 消費義務 PAGEREF _Toc330715124 h 11 HYPERLINK l _Toc330715125 3.2.3合成工段的模擬 PAGEREF _Toc330715125 h 11 HYPERLINK l _Toc330715126 3.3 Aspen Plus 11.1流程模擬 PAGEREF _Toc330715126 h 13 HYPERLINK l _Toc330715127 3.3.1合成工段物料衡算 PAGEREF _Toc330715127 h 13

6、 HYPERLINK l _Toc330715128 3.3.2預分別工段物料衡算 PAGEREF _Toc330715128 h 15 HYPERLINK l _Toc330715129 3.3.3分別工段物料衡算 PAGEREF _Toc330715129 h 17 HYPERLINK l _Toc330715130 3.3.4脫丙烷塔操作參數(shù)的優(yōu)化 PAGEREF _Toc330715130 h 20 HYPERLINK l _Toc330715131 3.3.5乙烯塔操作參數(shù)的優(yōu)化 PAGEREF _Toc330715131 h 28 HYPERLINK l _Toc330715132

7、 3.3.6丙烯精餾塔操作參數(shù)的優(yōu)化 PAGEREF _Toc330715132 h 32 HYPERLINK l _Toc330715133 3.3.7精餾工段各塔操作參數(shù)總結(jié) PAGEREF _Toc330715133 h 37 HYPERLINK l _Toc330715134 3.4 全流程模擬 PAGEREF _Toc330715134 h 37 HYPERLINK l _Toc330715 第四章 自動控制及儀表 PAGEREF _Toc330715 h 39 HYPERLINK l _Toc330715 3.1 設(shè)計根據(jù) PAGEREF _Toc330715 h 39 HYPER

8、LINK l _Toc330715 3.2 自動控制要求 PAGEREF _Toc330715 h 39 HYPERLINK l _Toc330715 3.3 設(shè)備的自動控制 PAGEREF _Toc330715 h 40 HYPERLINK l _Toc330715 第五章 供電與通訊 PAGEREF _Toc330715 h 40 HYPERLINK l _Toc330715140 5.1 設(shè)計闡明 PAGEREF _Toc330715140 h 40 HYPERLINK l _Toc330715141 5.1.1 設(shè)計范圍 PAGEREF _Toc330715141 h 40 HYPER

9、LINK l _Toc330715142 5.1.2 設(shè)計規(guī)范、規(guī)范 PAGEREF _Toc330715142 h 41 HYPERLINK l _Toc330715143 5.2 供電電源 PAGEREF _Toc330715143 h 42 HYPERLINK l _Toc330715144 5.3 變電所和配電間 PAGEREF _Toc330715144 h 42 HYPERLINK l _Toc330715145 5.3.1 高壓供電系統(tǒng)設(shè)計 PAGEREF _Toc330715145 h 43 HYPERLINK l _Toc330715146 5.3.2 總降壓變電所設(shè)計 PA

10、GEREF _Toc330715146 h 43 HYPERLINK l _Toc330715147 5.4 照明系統(tǒng) PAGEREF _Toc330715147 h 44 HYPERLINK l _Toc330715148 5.5 接地防雷系統(tǒng) PAGEREF _Toc330715148 h 44 HYPERLINK l _Toc330715149 5.5.1 接地系統(tǒng) PAGEREF _Toc330715149 h 44 HYPERLINK l _Toc330715150 5.5.2 防雷維護系統(tǒng) PAGEREF _Toc330715150 h 45 HYPERLINK l _Toc330

11、715151 5.6 電信工程 PAGEREF _Toc330715151 h 47 HYPERLINK l _Toc330715152 第六章 供熱 PAGEREF _Toc330715152 h 48 HYPERLINK l _Toc330715153 6.1 概述 PAGEREF _Toc330715153 h 48 HYPERLINK l _Toc330715154 6.2 規(guī)范與規(guī)范 PAGEREF _Toc330715154 h 49 HYPERLINK l _Toc330715155 6.3 供熱方案 PAGEREF _Toc330715155 h 49 HYPERLINK l

12、_Toc330715156 6.4 鍋爐給水系統(tǒng) PAGEREF _Toc330715156 h 50 HYPERLINK l _Toc330715157 6.4.1 水質(zhì)要求 PAGEREF _Toc330715157 h 50 HYPERLINK l _Toc330715158 6.4.2 蒸汽冷凝水的處置方法 PAGEREF _Toc330715158 h 50 HYPERLINK l _Toc330715159 6.4.3 本分廠的鍋爐給水系統(tǒng) PAGEREF _Toc330715159 h 51 HYPERLINK l _Toc330715160 6.5 供熱系統(tǒng)配套設(shè)備 PAGER

13、EF _Toc330715160 h 51 HYPERLINK l _Toc330715161 6.5.1 蒸汽管道 PAGEREF _Toc330715161 h 51 HYPERLINK l _Toc330715162 6.5.2 阻汽排水閥 PAGEREF _Toc330715162 h 52 HYPERLINK l _Toc330715163 6.5.3 汽-水分別器 PAGEREF _Toc330715163 h 52 HYPERLINK l _Toc330715164 第七章 環(huán)境維護 PAGEREF _Toc330715164 h 52 HYPERLINK l _Toc33071

14、5165 7.1 設(shè)計根據(jù) PAGEREF _Toc330715165 h 52 HYPERLINK l _Toc330715166 7.2 環(huán)保治理措施 PAGEREF _Toc330715166 h 53 HYPERLINK l _Toc330715167 7.2.1 廢氣 PAGEREF _Toc330715167 h 53 HYPERLINK l _Toc330715168 7.2.2 廢水 PAGEREF _Toc330715168 h 53 HYPERLINK l _Toc330715169 7.2.3 廢渣 PAGEREF _Toc330715169 h 54 HYPERLINK

15、 l _Toc330715170 7.2.4 噪聲 PAGEREF _Toc330715170 h 54 HYPERLINK l _Toc330715171 7.3 場內(nèi)綠化 PAGEREF _Toc330715171 h 54 PAGE 55第一章 總論1.1 工程概略在我國目前的多煤貧油自然資源條件下，減少烴原料化工對石油資源的過度依賴，是我國經(jīng)濟和社會可繼續(xù)開展所面臨的一項重要義務。因此開展以煤、氣資源為源頭的烴原料消費技術(shù)成為我國科技界的一個熱點研討領(lǐng)域。 本工程的目的是為一石油化工綜合企業(yè)設(shè)計一座C4烴綜合利用的分廠，要求采用醚化分廠的混合C4烴裂解生成以乙烯、丙烯為主的產(chǎn)物，并且思

16、索其他組分的利用的一個工程。同時需求思索盡能夠減少對自然環(huán)境的污染以及對污染的治理措施。1.2 設(shè)計根據(jù) 1、2001年06月01日國家石油和化工工業(yè)局發(fā)布及有關(guān)專業(yè)的國家規(guī)范。 2、國家經(jīng)濟、建筑等相關(guān)政策。 3、2021年“三井化學杯大學生化工設(shè)計競賽指點書。1.3 設(shè)計思想及原那么1、所選擇的工藝技術(shù)應先進、適用、可靠，保證工程投產(chǎn)后，能平安、穩(wěn)定、長周期、延續(xù)運轉(zhuǎn)。2、所選擇的設(shè)備和資料必需可靠，且盡能夠國產(chǎn)化。3、充分依托現(xiàn)有社會公共設(shè)備，以降低投資，加快工程建立進度，采取真實可行的措施節(jié)約用水。4、貫徹主體工程與環(huán)境維護、勞動平安和工業(yè)衛(wèi)生、消防同時設(shè)計、同時建立、同時投產(chǎn)。5、消

17、防、衛(wèi)生及平安設(shè)備的設(shè)置必需貫徹國家關(guān)于環(huán)境維護、勞動平安的法規(guī)和要求，負荷石油化工行業(yè)的相關(guān)規(guī)范。6、所選擇的產(chǎn)品方案和技術(shù)方案應是優(yōu)化的方案，以最大程度減少投資，提高工程經(jīng)濟效益和抗風險才干?？茖W論證工程的技術(shù)可靠性、工程的經(jīng)濟性，實事求是的作出研討結(jié)論.1.4 工藝特點本工程所采用的消費工藝特點是：具有較高的丙烯收率，本工藝采用專有的沸石催化劑和低磨損的固定床反響器作為主要消費安裝，利用低結(jié)焦催化劑可以降低再生循環(huán)次數(shù)，在反響溫度下可以不延續(xù)再生，更有利于節(jié)省本錢。1.5 產(chǎn)品方案 本工程產(chǎn)品主要為聚合級乙烯單體和聚合級丙烯單體，在工藝安裝中的副產(chǎn)品主要有丙烷等。 工程產(chǎn)品產(chǎn)品純度產(chǎn)量(

18、噸/年)主產(chǎn)品乙烯99.9%w%7.4萬丙烯99.6%w%20.6萬副產(chǎn)品丙烷97.5w%1.8萬1.6 輔助設(shè)計軟件的運用在本設(shè)計中，運用了以下輔助設(shè)計工具軟件：用Aspen Plus 11.1進展流程模擬和工藝優(yōu)化；用Aspen Energy Analizer V7.3-aspenONE進展熱能集成優(yōu)化；用Auto-CAD 2007進展制圖；用Autodesk 3dsMax Design2021制造三維廠區(qū)效果圖第二章 廠址選擇廠址選擇是化工安裝建立的一個重要環(huán)節(jié)，也是一項政策性技術(shù)性很強的任務。廠址選擇對工廠的建立進度、投資數(shù)量、經(jīng)濟效益、環(huán)境維護及社會效益等方面都有艱苦影響。由于只需廠

19、址選擇確定之后，才干估算其建立投資額和投產(chǎn)后的消費本錢，才干對經(jīng)濟效益環(huán)境影響社會效益進展分析評價，判別工程的可行性，因此廠址選擇任務是可行性研討的一部分。需求思索原料、能源、水源、運輸和環(huán)境等方面的條件。2.1 選擇原那么1) 原料和市場廠址應接近各種原料產(chǎn)地和銷售市場。2) 能源化工廠需求大量的動力和蒸汽，應接近燃料的供應點。3) 氣候化工廠的建廠地點應該溫度適宜，濕度適中。4) 運輸條件盡量思索鐵路樞紐以及利用河流、運河、湖泊或海洋進展運輸?shù)哪軌蛐?，公路運輸可用作鐵路和水路的補充。5) 供水化工廠運用大量的水，用于產(chǎn)生蒸汽、冷卻、洗滌，有時還用做原料。因此，廠址必需接近水量充足和水質(zhì)良好

20、的水源。6) 對環(huán)境的影響應得到當?shù)丨h(huán)保部門的認可，以便于妥善處置廢物。7) 協(xié)作條件選擇在貯運、機修、公用工程電力、蒸汽和生活設(shè)備等方面具有良好協(xié)作條件的地域。8) 災禍及其他防止低于洪水水位或在采取措施后仍不能確保不受水淹的地段，以及地震、泥石流、滑坡、有開采價值的礦藏、文物維護等地域。2.2廠址選定本工程廠址選在蘭州市西固區(qū)，以蘭州石油化工公司和蘭州煉油廠為依托。從而開發(fā)西北潛在價值資源。滿足西北地域乙丙烯煉油以及其他化工產(chǎn)品的合成作為原料。西固區(qū)是蘭州市下轄的一個區(qū)，總面積385平方公里，總?cè)丝?3.6萬，距蘭州市中心區(qū)約20公里，位于黃河南岸，蘭州市的西面，是蘭州市的主要工業(yè)區(qū)，也是

21、蘭州大氣污染的主要污染源。西固區(qū)的蘭州石化公司是使蘭州成為中國重要化工基地的緣由。西固，位于蘭州市西大門，是甘肅省和蘭州市的中心工業(yè)區(qū)、中國西部最大的石油化工基地，素以“西部石化明珠、“石化工業(yè)搖籃出名遐邇。全區(qū)總面積385平方公里，轄2鎮(zhèn)4鄉(xiāng)41個行政村、9個街道78個社區(qū)；總?cè)丝?3萬，其中城鎮(zhèn)人口27萬。以西固西路、西固中路、西固東路一線為界，以北為工業(yè)區(qū)，以南為生活區(qū)。2021年，實現(xiàn)地域消費總值186.9億元，增長12.32%；完成固定資產(chǎn)投資84.04億元，增長27.18%；實現(xiàn)社會消費品零售總額56.91億元，增長23.24%；單位消費總值能耗下降5.7%；完成普通性財政收入3.

22、24億元，增長30.66%；城鎮(zhèn)居民人均可支配收入、農(nóng)民人均純收入分別到達48元、6741元，增長13.65%、12.01%。2.3地理位置位于東經(jīng)10319至10441，北緯3538至3613之間。東與七里河區(qū)接壤，西與紅古區(qū)交界，南與永靖縣為鄰，西北部與永登縣毗鄰。東北部以黃河為界與安寧區(qū)隔河相望。距蘭州市政府駐地約18公里，總面積383平方公里，是市西郊中心區(qū)。2.4 原料和市場1原料來源本工程所采用的原料為C4原料。經(jīng)HZSM-5分子篩催化裂化消費丙烯，以蘭州石油化工公司和蘭州煉油廠為依托。蘭州石化公司是集煉油、化工和化肥消費為一體，是中國西部地域最大的石化企業(yè)。公司擁有原油一次加工才

23、干1050萬噸/年。并具備相配套的二次加工才干，能消費汽油、柴油、煤油、光滑油、催化劑、合成橡膠等400余種石化產(chǎn)品，是我國消費石化產(chǎn)品種類比較齊全的企業(yè)之一。其石油產(chǎn)品、合成樹脂、合成橡膠、催化劑等在國內(nèi)外市場上享有良好的聲譽。目前，蘭州石化公司是國內(nèi)三大催化裂化催化劑消費基地之一。 國家的西部大開發(fā)戰(zhàn)略，給蘭州石化公司帶來了極大的開展機遇。中國石油股份公司適時提出了在蘭州建立大型煉油化工基地的戰(zhàn)略想象，并把蘭州石化公司作為西部投資和開展的重點，在“十五方案以及2021年遠景目的中，作為四大煉油和化工消費基地之一進展規(guī)劃建立。2產(chǎn)品市場據(jù)中國石油和化學工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2021年，我國乙烯產(chǎn)量為

24、1025萬t，乙烯當量進口量近1000萬t，對外依存度接近50。雖然中石油獨山子、中石化鎮(zhèn)海、中石化天津等大型乙烯安裝將在2021年-2021年陸續(xù)投產(chǎn)，但隨著石化行業(yè)的新一輪擴能，乙烯產(chǎn)量依然無法滿足下游市場的需求。據(jù)有關(guān)部門預測，2021年，我國乙烯當量需求量約2484萬I，產(chǎn)量約1784萬t，供需缺口700萬t。乙烯主要用于消費聚乙烯。2006年，我國聚乙烯樹脂產(chǎn)能為7225萬t，產(chǎn)量599萬t，表觀消費量約10834萬t，進口量達495萬t，進口量占表觀消費量的比例為457。估計2021年，我國聚乙烯的產(chǎn)量約950萬t，需求量約1588萬t，供需缺口638萬t。 同樣，國內(nèi)的丙烯產(chǎn)量也

25、遠遠不能滿足市場需求。近年來，由于丙烯下游產(chǎn)品的快速開展，丙烯需求量增長迅速，從當量需求來看，丙烯供需矛盾非常突出。估計到2021年，我國對丙烯的當量需求量約1905萬t，產(chǎn)量約1315萬t，供需缺口約590萬to丙烯主要用于消費聚丙烯。2006年，我國聚丙烯產(chǎn)能約694萬t，產(chǎn)量約5842萬t，分別比2005年增長了126和116，進口2945萬t，出口26萬t，表觀消費量876萬t，進口量占表觀消費量的比例為333。估計到2021年，我國聚丙烯產(chǎn)量約725萬t，表觀消費量約1212萬t，供需缺口約487萬t。 我國乙烯和丙烯的市場缺口較大，特別是近年來丙烯的需求增長已超越乙烯。由于需求強勁

26、，普通的石腦油蒸汽裂解和催化裂解方法所得丙烯產(chǎn)品已遠遠滿足不了市場的需求，因此人們紛紛研討開發(fā)增產(chǎn)丙烯的新技術(shù)，甲醇制丙烯技術(shù)就是其中之一。由此可見，乙烯和丙烯的市場前景寬廣，特別是國內(nèi)的丙烯消費原料缺乏，市場需求增長較快，更為市場所看好。2.5自然概略地形地貌南北環(huán)山，中間為黃河谷地。南北由高漸低向中部黃河盆地傾斜，構(gòu)成山、臺、川三個階段，黃河由西向東橫貫全境。山區(qū)可分為南北兩部分，平均海拔1800米。川區(qū)主要分布于黃河兩岸，平均海拔1540米，地勢平坦。 氣候?qū)贉貛О敫珊禋夂?，山區(qū)垂直性氣溫變化較顯著。年平均氣溫8.5，最高36.1，最低23.4。年均降雨量330毫米。無霜期169天。年平

27、均日照2780小時。 資源區(qū)內(nèi)土地資源豐富，有耕地6.4萬畝，其中山塬地4.14萬畝，河谷川地1.26萬畝。有果園1.17萬畝。林地10.36萬畝，草地27.32萬畝，水域2萬畝。未開發(fā)利用土地1.71萬畝，水能資源富集，黃河縱貫全境，年徑流量3459億立方米。湟水在境內(nèi)流經(jīng)3公里匯入黃河，年徑流量7億立方米。黃河干流 第三章 工藝設(shè)計方案3.1設(shè)計目的3.1.1概述本工程的目的是為化工綜合企業(yè)一座混合C4綜合加工子系統(tǒng)分廠。要求利用C4分廠的催化裂化消費制備以乙烯、丙烯為主的烯烴，并思索C4+組份的綜合利用。盡量采取可行的措施減少系統(tǒng)對環(huán)境的不利影響，并對排出的污染物提出合理的治理方案。3.

28、1.2消費規(guī)模本設(shè)計擬建產(chǎn)量為20萬噸/年的丙烯廠，同時年產(chǎn)7.5萬噸的高聚合度乙烯產(chǎn)品，以滿足各個行業(yè)對其日益增長的需求。3.2 工藝方案選擇3.2.1流程模擬闡明在對整個工藝流程提出方案以后，我們要做的就是經(jīng)過計算得出每一個設(shè)備、每一股物流的工藝參數(shù)。然而假設(shè)經(jīng)過手算，這個任務量是相當大的，而且似乎并不可靠，于是，我們決議讓計算機來做這一部分任務。我們選擇了當前主流的化工模擬計算軟件aspen plus來模擬計算整個工藝過程。我們要模擬的是由富含烯烴的混合C4烴催化裂解消費丙烯的整個工藝過程，實踐消費中，這是一個相當復雜的過程，但是由于條件限制，而且軟件有其局限性，這就要求我們不得不做出一

29、些合理的假設(shè)由于我們必需使任務進展下去，這些假設(shè)將在后面的陳說中一一闡明。3.2.2 消費義務我們的目的是年產(chǎn)20萬噸丙烯，并聯(lián)產(chǎn)乙烯和丙烷，在保證產(chǎn)量和質(zhì)量的前提下，我們必需使產(chǎn)品的回收率到達97%以上。3.2.3合成工段的模擬1、模擬闡明及相關(guān)假設(shè)混合C4烯烴催化裂解反響非常復雜，而且其反響機理尚無定論，我們無法得知其確切的反響以及動力學數(shù)據(jù)。于是，我們決議根據(jù)任麗萍、趙國良、滕加偉、王仰東、謝在庫教授于2007年發(fā)表的一文中給出的相關(guān)數(shù)據(jù)，經(jīng)過收率反響器模擬計算，我們又根據(jù)相關(guān)文獻及報道，做出如下假設(shè)：1C5+烴以己烯為模型；異丁烯不參與裂解；2烷烴的存在不影響裂解；3不生成丁烷；4正丁

30、烯、順2丁烯和反2丁烯裂解程度一樣。2、合成工段工藝參數(shù)催化劑目前，在曾經(jīng)工業(yè)化，或者即將工業(yè)化的技術(shù)中，其催化劑有以下幾種，即：1Superflex工藝特制的流化床公用催化劑；2OCP工藝固定床公用催化劑；3Propylur工藝固定床ZSM-5分子篩催化劑；4Omega工藝固定床絕熱反響器公用分子篩催化劑。Superflex工藝、OCP工藝、Propylur工藝、Omega工藝的關(guān)鍵技術(shù)我們是無法得知的，綜合思索，只需選擇ZSM-5分子篩催化劑才干使我們的任務進展下去。溫度根據(jù)朱向?qū)W等于2005年發(fā)表的一文，我們得知反響溫度在550620時烯烴具有較高的轉(zhuǎn)化率，并且丙烯具有較高選擇性。操作壓

31、力根據(jù)朱向?qū)W等于2005年發(fā)表的一文，當壓力在0.02-0.2 MPa 時,隨著壓力的升高，丙烯的平衡濃度有所增長。水蒸氣用量 水蒸氣的作用主要是稀釋劑和清焦，可提高烯烴的轉(zhuǎn)化率，并且延伸設(shè)備壽命。但是過多運用水蒸氣又會呵斥消費本錢急劇添加，并且給后續(xù)工段的分別帶來困難，同樣根據(jù)一文，當烴分壓在0.1MPA左右時即可使其轉(zhuǎn)化率到達40%以上。綜合思索，我們決議每小時通入2500KG水蒸氣，其主要作用是清焦，兼顧稀釋劑的作用。反響器我們曾經(jīng)決議運用ZSM-5分子篩催化劑，參考Propylur工藝，我們決議運用列管式固定床反響器，管程填充催化劑，殼程通入加熱介質(zhì)，維持反響溫度?？账?一文中指出，適

32、當提高進料空速1.88.8h-1可提高丙烯的選擇性。合成工段工藝參數(shù)初步確定之后我們又參考諸多文獻及工藝，最終做出如下決議：催化劑溫度壓力水蒸氣用量反響器空速HZSM-55800.13MPA2500KG/h固定床列管式反響器外熱式3.3h-1表3-13.3 Aspen Plus 11.1流程模擬3.3.1合成工段物料衡算 1、Aspen plus模擬合成工段表示圖如下 2、物料衡算列表如下表3-2Stream ID FeedC1-outH1-outSteamM1-outH2-outRe-out溫度()2534.9300101.9295580550壓力(bar)1.0131.31.31.0131

33、.0131.0131.3氣相分率1111111摩爾流率(kmol/hr)1327.321327.321327.32.7711466.0931466.0931753.797質(zhì)量流率(kg/hr)750000750007500075000775007750077500 MASS FLOW (kg/hr)C4H8-133450334503345033450334508690.641C4H8-5150150150150150150C4H8-27717.57715.57715.57717.57717.52004.156C4H8-318480184801848018480184804801.624C4H1

34、0-110402.510402.510402.510402.510402.510402.5C4H10-2480048004800480048004800C6H12-36913.145H2O2500250025002500C3H6-225725.96C2H49257.290C3H82254.675 MASS FRACTIONC4H8-10.4460.4460.4460.4320.4320.112C4H8-50.0020.0020.020.0020.0020.002C4H8-20.1030.1030.1030.1000.1000.026C4H8-30.2460.2460.2460.2380.238

35、0.062C4H10-10.0.0.0.1340.1340.134C4H10-20.0640.0640.0640.0620.0620.062C6H12-30.089H2O10.0320.0320.032C3H6-20.332C2H40.119C3H80.0293.3.2預分別工段物料衡算Aspen plus模擬預分別工段流程圖如下：2、物料衡算列表如下表3-3Stream ID H3-OUTH4-OUTF1-OUT1F1-OUT2C2-OUTH5-OUTH6-OUT溫度()30040404081.6255壓力(bar)1.31.31.31.3333氣相分率10.9681010.9600.953

36、摩爾流率(kmol/hr)1753.7971753.7971698.14655.5611698.1461698.1461698.146質(zhì)量流率(kg/hr)775007750076497.4331002.56776497.43376497.43376497.433 MASS FLOW (kg/hr)C4H8-18690.6418690.6418690.6410.0018690.6418690.6418690.641C4H8-5150150150TRACE150150150C4H8-22004.1562004.1562004.1560.0012004.1562004.1562004.156C4H

37、8-34801.6244801.6244801.6240.0014801.6244801.6244801.624C4H10-110402.510402.510402.50.00110402.510402.510402.5C4H10-2480048004800TRACE480048004800C6H12-36913.1456913.1456913.145TRACE6913.1456913.1456913.145H2O250025001497.4351002.561497.4351497.4351497.435C3H6-225725.96725725.96725725.960.00125725.9

38、625725.9625725.96C2H49257.7929257.2929257.2910.0019257.2919257.2919257.291C3H82254.6752254.6752254.6750.0012254.6752254.6752254.675 MASS FRACTIONC4H8-10.1120.1120.11433PPB0.1140.1140.114C4H8-50.0020.0020.002TRACE0.0020.0020.002C4H8-20.0260.0260.02622PPB0.0260.0260.026C4H8-30.0620.0620.06332PPB0.0630

39、.0630.063C4H10-10.1340.1340.12PPB0.0.0.C4H10-20.0620.0620.0632PPB0.0630.0630.063C6H12-30.0890.0890.090TRACE0.0900.0900.090H2O0.0320.0320.02010.0200.0200.020C3H6-20.3320.3320.336873PPB0.3360.3360.336C2H40.1190.1190.121907PPB0.1210.1210.121C3H80.0290.0290.02921PPB0.0290.0290.029表3-4Stream IDF2-OUT1F2-

40、OUT2SEP-OUT1SEP-OUT2Temperature()5555Pressure(bar)3333Vapor fraction1010Mole flow(kmol/hr)1618.87979.2671532.88489.995Mass flow(kg/hr)75069.4181428.01568086.8526982.566C4H8-18690.6410.0018690.641C4H8-5150TRACE150C4H8-22004.156TRACE2004.156C4H8-34801.6240.0014801.624C4H10-110402.5TRACE10402.5C4H10-24

41、800TRACE4800C6H12-36913.145TRACE6913.145H2O69.4211428.01469.421C3H6-225725.9650.00125725.965C2H49257.2900.0019257.290C3H82254.675TRACE2254.675C4H8-10.1168PPB0.128C4H8-50.002TRACE0.002C4H8-20.0277PPB0.029C4H8-30.0649PPB0.071C4H10-10.2PPB0.153C4H10-20.064TRACE0.070C6H12-30.092TRACE0.990H2O925PPM10.010

42、C3H6-20.343404PPB0.378C2H40.123646PPB0.C3H80.0307PPB0.0333.3.3分別工段物料衡算asnpen plus模擬計算表示圖如下：2、物料衡算列表如下：表3-5Stream ID F2-OUT1SEP-OUT1SEP-OUT2C3-OUTC2C3C4C4-OUTTemperature()5.05.05.047.9-5.759.945.6Pressure(bar)3.0003.0003.0007.0007.0007.02416.000Vapor fraction1.0001.0001.0001.0001.0001.0001.000Mole fl

43、ow(kmol/hr)1618.8971532.88485.9951532.884992.378540.507992.378Mass flow(kg/hr)75069.41868086.8526982.56668086.85237234.53630852.31637234.536 MASS FLOW (kg/hr)C4H8-18690.6418690.648690.6410.4218690.220.421C4H8-5150.000150.000150.0000.009149.9910.009C4H8-22004.1562004.152004.1560.0012004.150.001C4H8-3

44、4801.6244801.624801.6240.0104801.610.010C4H10-110402.50010402.510402.500.04110402.40.041C4H10-24800.0004800.004800.0000.5974799.400.597C6H12-36913.1456913.145C3H6-225725.96525725.925725.925722.83.08925722.87C2H49257.2909257.299257.2909257.299257.29C3H82254.6752254.672254.6752253.291.3852253.290MASS

45、FRACTIONC4H8-10.1160.1280.12811PPM0.28211PPMC4H8-50.0020.0020.002245PPM0.005245PPBC4H8-20.0270.0290.02940PPB0.06540PPBC4H8-30.0640.0710.071257PPB0.156256.PPBC4H10-10.0.1530.1531PPM0.3371PPMC4H10-20.0640.0700.07016PPM0.15616PPMC6H12-3H2O925PPM0.0101C3H6-20.3430.3780.3780.691100PPM0.691C2H40.1230.0.0.

46、2490.249C3H80.0300.0330.0330.06145PPM0.061表3-6Stream ID C2H4BX+BWPU-OUTBXBW+BXBX2BWTemperature()-38.836.537.043.845.023.130.7Pressure(bar)15.00015.13318.00018.00018.08911.00011.099Vapor fraction1.0001.0001.0001.0000.0001.0000.000Mole flow(kmol/hr)329.620662.757662.757332.841329.916279.17550.741Mass

47、flow(kg/hr)9250.00027984.5327984.5314000.0084.5311750.002234.533 MASS FLOW (kg/hr)C4H8-10.4210.4210.4210.421C4H8-50.0090.0090.0090.009C4H8-20.0010.0010.0010.001C4H8-30.0100.0100.0100.010C4H10-10.0410.0410.0410.041C4H10-20.5970.5970.5970.597C6H12-3H2OC3H6-28.49425714.325714.3844.0011770.3811703.466.9

48、95C2H49241.28216.00816.00816.008C3H80.2242253.062253.0639.9942213.07346.5732166.499MASS FRACTIONC4H8-115PPM15PPM30PPM189PPMC4H8-5327PPB327PPB654PPB4PPMC4H8-253PPB53PPB106PPB663PPBC4H8-3342PPB342PPB684PPB4PPMC4H10-11PPM1PPM3PPM18PPMC4H10-221PPM21PPM43PPM267PPMC6H12-3H2O3.3.4脫丙烷塔操作參數(shù)的優(yōu)化對脫丙烷塔而言，其輕關(guān)鍵組分為

49、丙烷，重關(guān)鍵組分為異丁烷。下面逐個調(diào)查單個條件的影響：1塔板數(shù)的影響取Reboiler duty= 6500 kw塔底再沸器,Reflux ratio= 2.47質(zhì)量比)回流比，P=7bar操作壓力，F(xiàn)eed stage=14進料板位置，改動塔板數(shù)，經(jīng)Aspen模擬后得到下表：其中下面曲線中TC3H6/(BC3H6+TC3H6)表示塔頂丙烯回收率，TYDW表示塔頂異丁烷的質(zhì)量百分含量。表3.7. 塔板數(shù)的影響塔板數(shù)塔頂冷耗塔釜熱耗塔頂丙烯收率塔底丙烯損失率塔頂異丁烷20-8.614025.5890740.9979820.0020210.00046521-8.612175.5890740.998

50、8690.0011310.00015722-8.611285.5890740.9992760.0007242.14E-0523-8.611085.5890740.9993580.0006423.37E-0624-8.610995.5890740.9993910.0006091.25E-0625-8.61095.5890740.9994160.0005846.71E-0726-8.610825.5890740.9994380.0005624.55E-0727-8.610825.5890740.9994380.0005624.55E-0728-8.610825.5890740.9994380.00

51、05624.55E-0729-8.610825.5890740.9994380.0005624.55E-0730-8.610825.5890740.9994380.0005624.55E-07從Aspen導出塔板數(shù)與各要素的關(guān)系圖：圖3.1 塔頂丙烯的回收率與塔板數(shù)的關(guān)系圖3.2塔底丙烯損失率，塔頂異丁烷百分含量與塔板數(shù)的關(guān)系經(jīng)過初步分析我們把脫丙烷塔板數(shù)設(shè)定在20-30塊之間，由上圖分析可知，精餾塔的操作能耗受塔板數(shù)的影響不大，因此我們做出組分質(zhì)量分率和收率隨塔板數(shù)的變化曲線：由圖可知，塔頂丙烯的回收率與塔板數(shù)添加而上升，當塔板數(shù)超越26塊后，曲線根本持平，變化很?。凰妆p失率，塔頂異丁

52、烷含量隨塔板數(shù)添加而降低，當塔板數(shù)超越26塊后，兩條曲線趨于平，不再減小，所以我們選取脫丙烷塔的實際塔板數(shù)為26塊。2進料板位置的影響取Nstage= 26塊實際塔板數(shù)，Reboiler duty= 6500 kw塔底再沸器, Reflux ratio= 2.47質(zhì)量比)回流比，P=7bar操作壓力，改動進料位置，經(jīng)aspen模擬后得到下表： 表3.8 進料板位置的影響進料板數(shù)塔頂丙烯收率塔底丙烯損失率塔頂異丁烷100.9994950.0005051.60E-05110.99950.00056.06E-06120.9994860.0005142.38E-06130.9994640.000536

53、9.87E-07140.9994380.0005624.53E-07150.9994110.0005892.43E-07160.999380.000621.63E-07170.9993440.0006561.57E-07180.9992970.0007034.86E-07190.998930.001071.46E-04200.9980330.0019675.50E-04從Aspen導出壓力與各要素關(guān)系圖：圖3.3塔頂丙烯的回收率與進料板數(shù)的關(guān)系圖3.4塔底丙烯損失率，塔頂異丁烷百分含量與進料板數(shù)的關(guān)系 由圖可知，塔釜丙烯、塔頂異丁烷的質(zhì)量分率開場隨進料板位置的變化不大，但當進料板為14塊時，曲

54、線開場逐漸上升，進料板到達16塊時，曲線明顯上升；塔頂丙烯的回收率開場隨進料板位置的變化不大，也是在進料板為14塊時，曲線開場逐漸下降。因此，我們選擇進料板為第14塊塔板。3再沸器負荷的影響取Nstage= 26塊實際塔板數(shù)，進料板為第14塊板時，Reflux ratio= 2.47w/w回流比，P=7bar操作壓力，經(jīng)aspen模擬后得到下表：表3.9 塔底再沸器的影響再沸器負荷watt 塔頂丙烯收率 塔底丙烯損失率塔頂異丁烷含量 58149170.949768735.02E-022.66E-0758730660.954539594.55E-022.67E-0759312150.959246

55、064.08E-022.68E-0759893640.963871533.61E-022.69E-0760475130.96840693.16E-022.70E-0761056620.97284222.72E-022.71E-0761638110.977166552.28E-022.72E-0762219610.988231.86E-022.74E-0762801100.985444781.46E-022.75E-0763382590.989364441.06E-022.78E-0763964080.993126516.87E-032.82E-0764545570.996726883.27E-

56、032.95E-0765127060.999947335.27E-050.0001108265708560.999953774.62E-050.0018558866290050.999956834.32E-050.0037106766871540.999959594.04E-050.0056377267453030.999962163.78E-050.0076125468034520.999964563.54E-059.63E-0368616010.999966813.32E-051.17E-0269197510.999968913.11E-051.37E-0269779000.9999708

57、82.91E-051.58E-02圖3.5由以上圖中可知，當再沸器熱負荷添加時，塔底丙烯損失率下降，同時塔頂異丁烷的百分含量開場時很小；但是到6500kw時，當再沸器熱負荷再添加時，塔底丙烯損失率不再下降，同時塔頂異丁烷的百分含量增大，因此塔底再沸器熱負荷選擇為6500kw。4回流比的影響取Nstage= 26塊實際塔板數(shù)，進料板為第14塊板時，Reboiler duty= 6500 kw塔底再沸器，P=7bar操作壓力，改動回流比，經(jīng)aspen模擬后得到下表：表3.10 回流比的影響回流比塔頂丙烯收率 塔底丙烯損失率塔頂異丁烷含量 2.40.999956544.35E-059.07E-032

58、.410.999955614.44E-057.64E-032.420.999954684.53E-050.006225322.430.999953744.63E-050.004844682.440.999952794.72E-050.003495132.450.999951814.82E-050.002184532.460.999950514.95E-050.000927622.470.99943845.62E-044.54E-072.480.997034352.97E-032.91E-072.490.99458345.42E-032.72E-072.50.992075367.92E-032.

59、61E-07圖3.6由圖可知，塔底丙烯摩爾分率、塔頂異丁烷的摩爾分率隨回流比的變化不大，綜合思索，我們選取脫甲烷塔的回流比為2.47。5壓力的影響表3.11壓力塔頂丙烯收率 塔底丙烯損失率塔頂異丁烷含量 50.9999980.000002110.0005336560.9997530.000246920.0000002770.9994380.000561950.0000004580.9996880.000311820.00000199490.9998620.000520.00025969100.9998010.000199240.0008194圖3.7圖3.8從圖中看出丙烯的收率與塔底丙烯損失均

60、隨壓力變化不大，但是異丁烷在6-8bar時在塔頂含量最小，因此壓力選擇為7bar。表3-12脫丙烷塔操作參數(shù)操作壓力bar回流比質(zhì)量比塔板數(shù)(塊)進料板(塊)再沸器負荷kw72.47261465003.3.5乙烯塔操作參數(shù)的優(yōu)化經(jīng)過對脫丙烷塔的各操作參數(shù)的優(yōu)化，我們發(fā)現(xiàn)塔板數(shù)、回流比、壓力的變化對精餾塔餾出組分含量的影響不明顯，因此在對乙烯的討論中，我們詳細對進料板位置進展優(yōu)化。對脫乙烷塔而言，其輕關(guān)鍵組分為乙烯由于沒有乙烷，重關(guān)鍵組分為丙烯。該塔條件優(yōu)化的目的為使塔釜乙烯含量盡能夠低并且塔頂乙烯純度到達聚合級99.9%，塔頂丙烯含量盡能夠少。1.塔頂流率的影響根據(jù)脫甲烷塔塔頂餾出乙烯含量為9