10万吨碳四综合利用项目设计说明.ppt

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1、设计背景设计背景 Background初步设计说明初步设计说明 Predesign Specification工厂工厂布置布置 Plant Layout经济分析经济分析 Economic Evaluation项目总结项目总结 Summary1市场市场分析分析 Market Analysis设计设计理念理念 Design Concept原料产品方案原料产品方案 Material Product Scheme 设计设计目标目标 Design Target12341-1石脑油蒸汽石脑油蒸汽裂解装置裂解装置乙烯、丙烯乙烯、丙烯等基础原料等基础原料下游产品下游产品碳四碳四处理处理子系统子系统异丁烷1%正

2、丁烷2%异丁烯22%丁烯-114%丁烯-211%丁二烯50%1-25 5万吨丁二烯万吨丁二烯1 1万吨万吨LPGLPG3 3万吨丙烯万吨丙烯2 2万吨异丁烯万吨异丁烯高效利用高效利用+提高丙烯乙烯之比提高丙烯乙烯之比1-3丁苯橡胶33%顺丁橡胶22%丁苯胶乳9%ABS树脂10%己二腈5%丁腈橡胶3%氯丁橡胶3%其他15%丁二烯各种用途丁二烯各种用途消费量消费量Consumption of Butadiene合成橡胶项目增加，合成橡胶项目增加，丁二烯供不应求丁二烯供不应求异丁烯：丁基橡胶、烷基化汽油、汽油异丁烯：丁基橡胶、烷基化汽油、汽油添加剂，添加剂，每年每年8 81010的的增长速度增长速度

3、45505560657075500100015002000250030002003200520072009201120132015供应能力当量需求满足率%1-4项目项目单位单位指标指标(优级品优级品)外观外观无色透明无悬浮物无色透明无悬浮物1,3-丁二烯丁二烯W%总炔烃总炔烃ppm丁二烯二聚物（以丁二烯二聚物（以4-乙乙烯基环己烯计）烯基环己烯计）ppm羰基化合物（以乙醛计）羰基化合物（以乙醛计）ppm阻聚剂（阻聚剂（TBC）ppm50-150过氧化物（以过氧化物（以H2O2计）计）ppm水含量水含量ppm气相含氧量气相含氧量(V/V)%项目项目单位单位指标指标(优级品优级品)外观外观无色透明

4、无色透明异丁烯异丁烯（m/m）%丙烷丙烷（m/m）%丁烷丁烷（m/m）%2-丁烯丁烯（m/m）%1-丁烯丁烯（m/m）%丁二烯丁二烯（m/m）%水水（m/m）%二聚物二聚物（m/m）%项目项目单位单位指标（优等品）指标（优等品）丙烯含量丙烯含量(V/V)99.6烷烃烷烃(V/V)余量余量乙烯乙烯mL/m350乙炔乙炔mL/m32甲基乙炔和丙二烯甲基乙炔和丙二烯mL/m35氧氧mL/m35一氧化碳一氧化碳mL/m32二氧化碳二氧化碳mL/m35丁烯和丁二烯丁烯和丁二烯mL/m35硫硫mg/kg1水水mL/m310设计背景设计背景 Background初步设计说明初步设计说明 Predesign

5、Specification工厂工厂布置布置 Plant Layout经济分析经济分析 Economic Evaluation项目总结项目总结 Summary2初步设计说明Predesign Specification工艺工艺方案方案设备设备设计设计流程流程模拟模拟热量热量集成集成自动自动控制控制丁烯-2+乙烯2丙烯2-1异丁烷异丁烷正正丁烷丁烷异丁烯异丁烯丁烯丁烯-1-1丁烯丁烯-2-2丁二烯丁二烯原料：蒸汽原料：蒸汽裂解碳四裂解碳四碳四抽余液碳四抽余液粗反应气粗反应气反应气反应气异丁烷异丁烷正丁烷正丁烷异丁烯异丁烯丁烯丁烯-1-1丁烯丁烯-2-2正丁烷正丁烷丁烯丁烯-1-1丁烯丁烯-2-2正

6、正丁烷丁烷丁烯丁烯-2-2丁二烯丁二烯异丁烯异丁烯丁烯丁烯-1-1 丁烯丁烯-2-2产品产品丙烯丙烯LPGLPG碳四分离碳四分离丙烯丙烯合成合成丁二烯分离丁二烯分离N-甲基吡咯烷甲基吡咯烷酮酮（NMP）乙腈乙腈（ACN）二甲基甲酰胺二甲基甲酰胺（DMF）生产生产成本成本技术技术水平水平理化理化性质性质溶剂溶剂NMPDMFACN5050丁二烯相对溶解度丁二烯相对溶解度111对顺对顺2-2-丁烯的相对溶解度丁烯的相对溶解度1.631.561.43对对1-1-丁烯的相对溶解度丁烯的相对溶解度0.420.420.48蒸汽闪点蒸汽闪点/91582蒸汽在空气中的爆炸范围蒸汽在空气中的爆炸范围/%/%1.3

7、-9.82.2-163-16水溶液的腐蚀性水溶液的腐蚀性无无有有无无蒸汽在空气中的允许浓度蒸汽在空气中的允许浓度/mg/mL/mg/mL4006070毒性毒性LDLD5050/mg/kg/mg/kg5000-1500050-5005-50稳定性稳定性稳定稳定分解少量二甲胺分解少量二甲胺稳定稳定项目项目NMPNMP工艺工艺DMFDMF工艺工艺ACNACN工艺工艺厂商厂商BASF公司Zeon公司JSR公司产品纯度产品纯度/%/%98.899.999.899.5炔烃含量炔烃含量/(/(gg/g)/g)2020100冷却水冷却水/(t/t)/(t/t)182300230电电/(/(kWhkWh/t)/

8、t)13514064蒸汽蒸汽/(t/t)/(t/t)1.5872.5801.900溶剂用量溶剂用量/(kg/t)/(kg/t)0.251.250.37生产方法生产方法ACNDMFNMP原料原料48.448.448.4副产副产28.227.727.9装置装置3.72.42.0劳务劳务1.32.22.2其他生产成本其他生产成本9.712.311.9总生产成本总生产成本34.937.636.62-1硫酸萃取法硫酸萃取法异构异构反应反应精馏精馏法法异丁烯分离异丁烯分离分子筛法分子筛法丁烷脱氢法丁烷脱氢法MTBE法法水合水合-脱水法脱水法组分组分质量分数质量分数/%/%沸点沸点/异丁烯异丁烯44.00-

9、6.9丁烯丁烯-1-128.00-6.24丁烯丁烯-2-221.97-0.88碳四抽余液碳四抽余液粗反应气粗反应气反应气反应气异丁烷异丁烷正丁烷正丁烷异丁烯异丁烯丁烯丁烯-1-1丁烯丁烯-2-2正丁烷正丁烷丁烯丁烯-1-1丁烯丁烯-2-2正正丁烷丁烷丁烯丁烯-2-2异丁烯异丁烯丁烯丁烯-1-1 丁烯丁烯-2-22-1精馏段精馏段反应段反应段提馏段提馏段粗异丁烯粗异丁烯去丙烯去丙烯合成工段合成工段抽余碳四抽余碳四保证异丁烯保证异丁烯和和丁烯丁烯-2-2分离分离进入精馏段之前进入精馏段之前，丁烯丁烯-1-1完全反应完全反应保证丁烯保证丁烯-1-1和丁烯和丁烯-2 2分离，打破平衡分离，打破平衡2-

10、1碳四分离碳四分离2-1 丁烯-2+乙烯2丙烯主反应主反应副反应副反应2-1主反应主反应丁烯丁烯-2-2转化率转化率大于大于80%80%异构化异构化反应选择性反应选择性小于小于5%5%主反应主反应选择性选择性大于大于90%90%8%WO8%WO3 3/SiO/SiO2 2负载型催化剂负载型催化剂丙烯合成丙烯合成2-12-2丁二烯分离单元丁二烯分离单元异丁烯分离单元异丁烯分离单元丙烯合成单元丙烯合成单元分分模块模拟模块模拟循环物流切割循环物流切割灵敏度分析灵敏度分析2-2产品丁二烯异丁烯丙烯温度/48.75 20.00 18.98 压力/Mpa0.55 0.70 1.00 气相分率0.00 0.

11、00 0.00 质量流率/(kg/hr)6313.38 2580.21 3881.34 体积流率/(m3/hr)10.81 4.34 8.15 焓流率/(Gcal/hr)2.56-0.42 0.09 密度/(kg/m3)601.43 594.68 475.98 质量分数乙烯0.00000.00000.0005丙烯0.00000.00000.9994异丁烷0.00000.00120.0000正丁烷0.00000.00030.0000异丁烯0.00000.99480.00001-丁烯0.00000.00170.00002-丁烯0.00050.00190.00001,3-丁二烯0.99950.000

12、00.0000氢气0.00000.00000.0000N-甲基吡咯烷酮（NMP）0.00000.00000.0000水0.00000.00010.0000乙腈（ACN）0.00000.00000.0000戊烯0.00000.00000.0000己烯0.00000.00000.0000进料出料ACNC4H2NMP 乙烯丁二烯异丁烯丙烯LPG火炬温度/30.63 30.42 60.00 30.53 25.00 48.75 20.00 18.98 85.1420.00 压力/Mpa0.60 0.60 3.50 0.70 0.75 0.55 0.70 1.00 0.800.70 气相分率0.00 0.

13、00 1.00 0.00 1.00 0.00 0.00 0.00 0.001.00 质量流率/(kg/hr)0.06 12626.26 5.05 214.65 1289.78 6313.38 2580.21 3881.34 1276.74 83.93 体积流率/(m3/hr)0.00 21.21 2.00 0.22 145.31 10.81 4.34 8.15 2.34 13.21 焓流率/(Gcal/hr)0.00 1.49 0.01-0.81 0.57 2.56-0.42 0.09-1.05-0.01 密度/(kg/m3)804.52 595.34 2.53 988.59 8.88 601

14、.43 594.68 475.98 555.306.35 质量流率（kg/hr）乙烯0.00 0.00 0.00 0.00 1289.78 0.00 0.00 2.06 0.00 0.00 丙烯0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 3879.14 1.03 0.00 异丁烷0.00 126.26 0.00 0.00 0.00 0.00 3.13 0.00 122.93 0.11 正丁烷0.00 252.53 0.00 0.00 0.00 0.00 0.78 0.02 254.81 0.02 异丁烯0.00 2777.78 0.00 0.00 0.00 0.01

15、2566.78 0.11 132.13 78.75 1-丁烯0.00 1767.68 0.00 0.00 0.00 0.21 4.36 0.00 197.66 0.13 2-丁烯0.00 1388.89 0.00 0.00 0.00 3.04 4.90 0.00 328.76 0.12 1,3-丁二烯0.00 6313.13 0.00 0.00 0.00 6310.13 0.00 0.00 0.00 0.00 氢气0.00 0.00 5.05 0.00 0.00 0.00 0.03 0.00 0.00 4.81 N-甲基吡咯烷酮（NMP）0.00 0.00 0.00 0.13 0.00 0.0

16、0 0.02 0.00 7.34 0.00 水0.04 0.00 0.00 214.52 0.00 0.00 0.21 0.00 207.47 0.00 乙腈（ACN）0.03 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 戊烯0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 19.04 0.00 己烯0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 5.57 0.00 质量总计/(kg/hr)14135.80 14135.61 焓总计/(Gcal/hr)1.26 1.17 热负荷/(Gcal/hr)-0.09 2-2冷热冷热流股流股温焓图温焓图夹点夹点分析分析换热换热网络网络非低温段、非低温段、低温段低温段分别设计分别设计Aspen Aspen Energy Energy AnalyzerAnalyzer夹点报告夹点报告循环循环NMPNMP2-3氨制冷系统氨制冷系统冷热冷热流股流股非低温段：非低温段：总共总共2727个个 温度区间：温度区间：4141250250Aspen Ener