年產(chǎn)2萬噸庚烯生產(chǎn)流程的設(shè)計教學(xué)課件

年產(chǎn)2萬噸庚烯生產(chǎn)流程的設(shè)計16、云無心以出岫，鳥倦飛而知還。17、童孺縱行歌，斑白歡游詣。18、福不虛至，禍不易來。19、久在樊籠里，復(fù)得返自然。20、羈鳥戀舊林，池魚思故淵。年產(chǎn)2萬噸庚烯生產(chǎn)流程的設(shè)計年產(chǎn)2萬噸庚烯生產(chǎn)流程的設(shè)計16、云無心以出岫，鳥倦飛而知還。17、童孺縱行歌，斑白歡游詣。18、福不虛至，禍不易來。19、久在樊籠里，復(fù)得返自然。20、羈鳥戀舊林，池魚思故淵。年產(chǎn)2萬噸庚烯生產(chǎn)流程設(shè)計設(shè)計者：蔡慕穎毋瑞瑞指導(dǎo)老師：錢宇教授李秀喜副教授Analysis,SynthesisandDesignofChemicalProcesses內(nèi)容提要一、項目介紹二、設(shè)計任務(wù)三、項目分析與設(shè)計四、過程模擬與優(yōu)化五、經(jīng)濟(jì)評價六、總結(jié)設(shè)計任務(wù)一、設(shè)計出年產(chǎn)20000噸庚烯的生產(chǎn)流程。二、庚烯產(chǎn)品的純度達(dá)到商業(yè)化要求，純度高于99.9％。三、對過程進(jìn)行模擬優(yōu)化與靈敏度分析，提高生產(chǎn)流程的經(jīng)濟(jì)性。

項目分析與設(shè)計生產(chǎn)工藝：1、烷烴裂解法

產(chǎn)物復(fù)雜難分離

2、正構(gòu)烷烴脫氫法

轉(zhuǎn)化率低,能耗高

3、脂肪醇脫氫法

原料來源有限

4、低分子烯烴共聚法

Lewis酸法

Dimersol法產(chǎn)品品質(zhì)高，符合高要求

反應(yīng)條件溫和生產(chǎn)高效能耗少

工藝選擇：低分子烯烴共聚Dimersol法以分子篩負(fù)載鎳與烷基鋁絡(luò)合物催化劑，在常壓催化條件下聚合生成約含25％己烯、47.5％庚烯、16.5％辛烯、11％壬烯和其他較高分子烴類的合成庚烯的方法。此法由法國石油研究所開發(fā)。項目分析與設(shè)計

項目分析與設(shè)計

原料：工業(yè)級丙烯與丁烯工業(yè)級丙烯：丙烯含量≥95％工業(yè)級丁烯：1-丁烯含量≥55％丁烷含量≤40％價格信息：(1)08年丙烯的市場價格為1020-1035美元/噸.

國內(nèi)各生產(chǎn)廠家丙烯的出廠價格均在10000元/噸以上，如晨曦基團(tuán)，東明石化。本項目所采用的丙烯純度只有95％左右，價格較低，設(shè)定為10000元/噸。(2)

工業(yè)級正丁烯的市場價格約為5000元/噸,其中具有反應(yīng)活性的正丁烯為55％左右。

(3)

本設(shè)計庚烯產(chǎn)品純度為99％，因此價格至少應(yīng)為15000元/噸。

項目分析與設(shè)計主要反應(yīng)：主反應(yīng):C3H6+C4H8C7H14

（1）副反應(yīng)：C3H6+C3H6C6H12

（2）

C4H8+C4H8C8H16

（3）

C3H6+2C4H8C11H22

（4）各反應(yīng)轉(zhuǎn)化率分別為0.44,0.46,0.163,0.1

保證較貴的原料丙烯反應(yīng)率最大，進(jìn)料比為C3H6:C4H8=2:3項目分析與設(shè)計項目分析與設(shè)計生產(chǎn)工藝－PFD過程模擬和優(yōu)化Aspen模擬流程圖：

反應(yīng)器設(shè)計：

反應(yīng)物比例:丙烯與丁烯原料的加入量為2：3

最佳反應(yīng)溫度：45℃

反應(yīng)壓力：8atm

催化劑：有機(jī)金屬催化劑

反應(yīng)器:五級固定床催化反應(yīng)器。

最終丙烯的轉(zhuǎn)化率為97.5%

正丁烯的轉(zhuǎn)化率為55.63%過程模擬和優(yōu)化過程模擬和優(yōu)化

反應(yīng)器部分模擬結(jié)果：組分丙烯原料組成丙烯組分流量kmol/hr丁烯原料組成丁烯組分流量kmol/hr反應(yīng)產(chǎn)物組分流量kmol/hr丙烷4.77％4.014.01丙烯95.23％80.002.00異丁烷18.38％39.5839.58正丁烷20.13％43.3443.34異丁烯5.67％12.2112.21正丁烯55.73％120.0053.24正己烯0.09％0.2018.60庚烯35.20辛烯9.78C11H226.00

分離塔T1的設(shè)計與優(yōu)化目的：將C4及更輕組分與重組分分離。關(guān)鍵組分：己烯與正丁烷（－0.5℃）優(yōu)化分離要求：塔釜正丁烷量＜0.01％塔頂己烯量＜0.01％

靈敏度分析確定最佳進(jìn)料板

過程模擬和優(yōu)化過程模擬和優(yōu)化Aspen模擬結(jié)果：理論塔板數(shù)23進(jìn)料位置11塔頂壓力（bar）1.3塔底壓力（bar）1.7塔頂溫度（℃）48.49塔底溫度（℃）182.59冷凝器負(fù)荷（MMkcal/hr）-0.9296635再沸器負(fù)荷（MMkcal/hr）1.55832676蒸出率0.67回流比3.5T1的理論塔板數(shù)及回流比VARY1塔頂熱量（MMKCAL/H）塔釜熱量（MMKCAL/H）總的熱量9-0.929671.558365862.48803610-0.92965391.558344872.48799911-0.92966351.558326762.48799012-0.92971721.558293412.48801113-0.9298851.558206062.48809114-0.93036571.557957752.48832315-0.93167991.55727282.488953過程模擬和優(yōu)化

分離塔T2的設(shè)計與優(yōu)化目的：將己烯與其他重組分分離。關(guān)鍵組分：己烯與庚烯優(yōu)化分離要求：塔頂庚烯含量＜0.05%塔頂己烯含量＞99.9％靈敏度分析確定最佳進(jìn)料板過程模擬和優(yōu)化Aspen模擬結(jié)果：理論塔板數(shù)50進(jìn)料位置25塔頂溫度（℃）122．6塔底溫度（℃）212．9冷凝器負(fù)荷（MMkcal/hr）-0.9296635再沸器負(fù)荷（MMkcal/hr）0.81229758蒸出率0.67回流比3.5T2的理論塔板數(shù)及回流比VARY1塔頂熱量（MMKCAL/H）塔釜熱量（MMKCAL/H）總的熱量19-0.73658980.812385441.54897520-0.73654190.81235071.54889321-0.73651350.812330391.54884422-0.73649310.812315491.54880923-0.736480.812305871.54878624-0.73647260.81230041.54877325-0.73646890.812297581.54876626-0.73647070.812298721.54876927-0.73648930.812312131.54880128-0.73658870.812384121.54897329-0.73679750.812535511.54933330-0.73704850.812714621.54976331-0.73736140.812933821.550295目的：將庚烯與催化劑及重組分分離。

關(guān)鍵組分：庚烯與辛烯

優(yōu)化分離要求：庚烯產(chǎn)品純度達(dá)到0.999

塔釜庚辛烯含量小于0.05％

靈敏度分析確定最佳進(jìn)料板

分離塔T3的設(shè)計與優(yōu)化過程模擬和優(yōu)化過程模擬和優(yōu)化Aspen模擬結(jié)果：理論塔板數(shù)55進(jìn)料位置30塔頂溫度（℃）157．4塔底溫度（℃）258．7冷凝器負(fù)荷（MMkcal/hr）-0.8825683再沸器負(fù)荷（MMkcal/hr）0.82448397蒸出率0.66回流比2．86T3的理論塔板數(shù)及回流比VARY1塔頂熱量（MMKCAL/H）塔釜熱量（MMKCAL/H）總的熱量26-0.88278320.824678271.70746127-0.8826860.824590241.70727628-0.88261690.824527721.70714529-0.88257630.824490991.70706730-0.88256830.824483971.70705231-0.88261950.824529671.70714932-0.88276660.824663141.7074333-0.88329250.825138631.70843134-0.88661680.828143421.7147635-0.89925190.839601261.73885336-0.91691180.8556611.772573目的：將重組分中的辛烯與癸烯分離。

關(guān)鍵組分：辛烯與癸烯優(yōu)化分離要求：辛烯產(chǎn)品純度大于99.7%

塔頂C11含量小于0.05%

靈敏度分析確定最佳進(jìn)料板

過程模擬和優(yōu)化

分離塔T4的設(shè)計與優(yōu)化過程模擬和優(yōu)化Aspen模擬結(jié)果：理論塔板數(shù)23進(jìn)料位置14塔頂溫度（℃）193．0塔底溫度（℃）273．8冷凝器負(fù)荷（MMkcal/hr）-0.1878422再沸器負(fù)荷（MMkcal/hr）0.147406蒸出率0.55回流比1．68T4的理論塔板數(shù)及回流比VARY1塔頂熱量（MMKCAL/H）塔釜熱量（MMKCAL/H）總的熱量9-0.18817590.147600790.33577710-0.18797350.147482750.33545611-0.18789160.147434930.33532712-0.18785910.147415950.33527513-0.18784650.147408560.33525514-0.18784220.1474060.33524815-0.18784730.147408970.33525616-0.18837180.147714730.33608712345678910TemperatureC254548.81180.96123.19212.78157.44258.61193.03273.64Pressurebar8868510.4510.25.55.5C3H80.013396130.018230580.026809681.5455e-096.2795e-091.2431e-300000C3H6-20.26725463000000000C4H10-20.132224230.179941810.264618663.505e-061.424e-054.883e-220000C4H10-10.144785190.197035830.289745342.8097e-050.000114152.7376e-190000C4H8-50.040789730.055510090.081631442.2255e-069.042e-061.2852e-210000C4H8-10.400881940.223858880.329199261.0594e-054.3044e-059.1006e-210000C6H12-30.000668130.084560820.007992060.247269450.999690030.001617850.002436683.8131e-106.9525e-102.1109e-15C7H14-700.16002913.5521e-060.500083380.000129470.663309210.9970290.003947890.007197441.0377e-06C8H16-1600.044462631.6021e-100.138945721.4069e-110.184308960.000534310.547409670.992776860.00647076C11H22-200.036370247.8834e-220.113657032.7205e-300.150763982.3302e-230.448642432.5697e-050.9935282主要設(shè)備估算表（萬元）價格泵價格換熱器價格罐價格反應(yīng)器R-1011300進(jìn)料泵P-101（A/B/C/D）100E-101（A/B/C/D）E-10220060V-101V-1022525分離塔(1)1300P-102（A/B）50T1冷凝器50T1再沸器50分離塔(2)1200P-103（A/B）50T2冷凝器50T2再沸器50分離塔(3)1100P-104（A/B）50T2冷凝器40T2再沸器40分離塔（4）1000P-104（A/B）50T2冷凝器40T2再沸器40設(shè)備總價（1300*2+1200+1100+1000+100+200+60+50*8+40*4+25*2）=6870建設(shè)投資估算表（萬元）

工程費用建筑工程費850設(shè)備及器具購置費6870安裝工程費300預(yù)備費基本預(yù)備費950漲價預(yù)備費400工程建設(shè)其它費用土地使用費，管理費，臨時設(shè)施費等1000建設(shè)期利息518.5合計10888.5原料與燃料動力費用估算表（萬元）序號項目建設(shè)期生產(chǎn)經(jīng)營期1234561原材料費用1.1丙烯購置費25092.925092.925092.925092.925092.9單價（含稅）0.90.90.90.90.9數(shù)量/噸27881278812788127881278811.2丁烯購置費58000.858000.858000.858000.858000.8單價（含稅）0.60.60.60.60.6數(shù)量/噸96668966689666896668966681.3催化劑費用27002700270027002700單價（含稅）2727272727數(shù)量/噸1001001001001002燃料與動力費用280028002800280028003原材料燃料動力合計88593.788593.788593.788593.788593.74工資與福利費合計6006006006006006005各成本費用60089193.789193.789193.789193.789193.75總成本費用446568.5折舊費估算表（萬元）序號項目合計折舊率建設(shè)期生產(chǎn)經(jīng)營期

10%123456

1原值6870687061835564.75008.24507.4

2折舊費687618.3556.47500.8450.7

3凈值61835564.75008.24507.44056.6銷售收入估算表（萬元）項目合計建設(shè)期生產(chǎn)經(jīng)營期123456生產(chǎn)負(fù)荷100/%100/%100/%100/%100/%產(chǎn)品銷售收入庚烯（萬元）2106004212042120421204212042120銷售量/萬噸1620003240032400324003240032400單價（含稅）1.31.31.31.31.31.3己烯（萬元）672301344613446134461344613446銷售量/萬噸747001494014940149401494014940單價（含稅）0.90.90.90.90.90.9液化氣（萬元）2970005940059400594005940059400銷售量/萬噸2700005400054000540005400054000單價（含稅）1.11.11.11.11.11.1產(chǎn)品銷售收入574830114966114966114966114966114966損益和利潤分配表（萬元）項目合計建設(shè)期生產(chǎn)經(jīng)營期123456生產(chǎn)負(fù)荷100%100%100%100%100%產(chǎn)品銷售收入574830114966114966114966114966114966銷售稅金及附加26442.25288.45288.45288.45288.45288.4總成本費用446568.560089193.789193.789193.789193.789193.7利潤總額128261.5-60025772.325772.325772.325772.325772.3應(yīng)納所得稅額128261.525772.325772.325772.325772.325772.3所得稅19239.23865.83865.83865.83865.83865.8稅后利潤109022.321906.521906.521906.521906.521906.5提取法定盈余公積金10902.22190.72190.72190.72190.72190.7提取公益金5451.1