年产2万吨庚烯生产流程的设计教学课件

年产2万吨庚烯生产流程的设计16、云无心以出岫，鸟倦飞而知还。17、童孺纵行歌，斑白欢游诣。18、福不虚至，祸不易来。19、久在樊笼里，复得返自然。20、羁鸟恋旧林，池鱼思故渊。设计任务设计任务一、设计出年产一、设计出年产20000吨庚烯的生产流程。吨庚烯的生产流程。二、庚烯产品的纯度达到商业化要求，纯度高二、庚烯产品的纯度达到商业化要求，纯度高于于99.9。三、对过程进行模拟优化与灵敏度分析，提高三、对过程进行模拟优化与灵敏度分析，提高生产流程的经济性。生产流程的经济性。项目分析与设计生产工艺：1、烷烃裂解法 产物复杂难分离 2、正构烷烃脱氢法 转化率低,能耗高 3、脂肪醇脱氢法 原料来源有限 4、低分子烯烃共聚法 Lewis酸法 Dimersol法 产品品质高，符合高要求 反应条件温和 生产高效 能耗少 工艺选择：低分子烯烃共聚Dimersol法 以分子筛负载镍与烷基铝络合物催化剂，在常压催化条件下聚合生成约含25己烯、47.5庚烯、16.5辛烯、11壬烯和其他较高分子烃类的合成庚烯的方法。此法由法国石油研究所开发。项目分析与设计 项目分析与设计 原料：工业级丙烯与丁烯工业级丙烯：丙烯含量95工业级丁烯：1-丁烯含量55 丁烷含量40价格信息：(1)08年丙烯的市场价格为1020-1035美元/吨.国内各生产厂家丙烯的出厂价格均在10000元/吨以上，如晨曦基团，东明石化。本项目所采用的丙烯纯度只有95左右，价格较低，设定为10000元/吨。(2)工业级正丁烯的市场价格约为5000元/吨,其中具有反应活性的正丁烯为55左右。(3)本设计庚烯产品纯度为99，因此价格至少应为15000元/吨。项目分析与设计主要反应：主反应:C3H6+C4H8 C7H14 （1）副反应：C3H6+C3H6 C6H12 （2）C4H8+C4H8 C8H16 （3）C3H6+2C4H8 C11H22 （4）各反应转化率分别为0.44,0.46,0.163,0.1 保证较贵的原料丙烯反应率最大，进料比为C3H6:C4H8=2:3项目分析与设计项目分析与设计项目分析与设计项目分析与设计生产工艺生产工艺PFD过程模拟和优化过程模拟和优化Aspen模模拟拟流程流程图图：反应器设计：反应器设计：反应物比例反应物比例:丙烯与丁烯原料的加入量为丙烯与丁烯原料的加入量为2 2：3 3最佳反应温度：最佳反应温度：4545反应压力：反应压力：8atm8atm催化剂：有机金属催化剂催化剂：有机金属催化剂反应器反应器:五级固定床催化反应器。五级固定床催化反应器。最终丙烯的转化率为97.5%正丁烯的转化率为55.63%过程模拟和优化过程模拟和优化过程模拟和优化过程模拟和优化反应器部分模拟结果：反应器部分模拟结果：组分组分丙烯原料丙烯原料组成组成丙烯组分流丙烯组分流量量kmol/hr丁烯原丁烯原料组成料组成丁烯组分流丁烯组分流量量kmol/hr反应产物组分流反应产物组分流量量kmol/hr丙烷丙烷4.774.774.014.014.014.01丙烯丙烯95.2395.2380.0080.002.002.00异丁烷异丁烷18.3818.3839.5839.5839.5839.58正丁烷正丁烷20.1320.13 43.3443.3443.3443.34异丁烯异丁烯5.675.67 12.2112.2112.2112.21正丁烯正丁烯55.7355.73 120.00120.0053.2453.24正己烯正己烯0.090.090.200.2018.6018.60庚烯庚烯35.2035.20辛烯辛烯9.789.78C11H226.006.00 分离塔分离塔T1T1的设计与优化的设计与优化目的：将目的：将C4C4及更轻组分与重组分分离。及更轻组分与重组分分离。关键组分：己烯与正丁烷（关键组分：己烯与正丁烷（0.50.5）优化分离要求：塔釜正丁烷量优化分离要求：塔釜正丁烷量0.010.01塔顶己烯量塔顶己烯量0.010.01 灵敏度分析确定最佳进料板灵敏度分析确定最佳进料板 过程模拟和优化过程模拟和优化过程模拟和优化过程模拟和优化Aspen模拟结果：模拟结果：理论塔板数理论塔板数23进料位置进料位置11塔顶压力塔顶压力（bar）1.3塔底压力（塔底压力（bar）1.7塔顶温度塔顶温度（）48.49塔底温度（塔底温度（）182.59冷凝器负荷冷凝器负荷（MMkcal/hr）-0.9296635再沸器负荷再沸器负荷（MMkcal/hr）1.55832676蒸出率蒸出率0.67回流比回流比3.5T1的理论塔板数及回流比的理论塔板数及回流比VARY1塔顶热量塔顶热量（MMKCAL/H）塔釜热量塔釜热量（MMKCAL/H）总的热量总的热量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过程模拟和优化过程模拟和优化 分离塔分离塔T2T2的设计与优化的设计与优化目的：将己烯与其他重组分分离。目的：将己烯与其他重组分分离。关键组分：己烯与庚烯关键组分：己烯与庚烯优化分离要求：塔顶庚烯含量优化分离要求：塔顶庚烯含量0.05%0.05%塔顶己烯含量塔顶己烯含量9999.9.9 灵敏度分析确定最佳进料板灵敏度分析确定最佳进料板过程模拟和优化过程模拟和优化Aspen模拟结果：模拟结果：理论塔板数理论塔板数50进料位置进料位置25塔顶温度（塔顶温度（）1226塔底温度（塔底温度（）2129冷凝器负荷冷凝器负荷（MMkcal/hr）-0.9296635再沸器负荷再沸器负荷（MMkcal/hr）0.81229758蒸出率蒸出率0.67回流比回流比3.5T2的理论塔板数及回流比的理论塔板数及回流比VARY1塔顶热量塔顶热量（MMKCAL/H）塔釜热量塔釜热量（MMKCAL/H）总的热量总的热量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：将庚烯与催化剂及重组分分离。目的：将庚烯与催化剂及重组分分离。关键组分：庚烯关键组分：庚烯与辛烯与辛烯优化分离要求：庚烯产品纯度达到优化分离要求：庚烯产品纯度达到0.990.999 9 塔釜庚辛烯含量小于塔釜庚辛烯含量小于0.050.05 灵敏度分析确定最佳进料板灵敏度分析确定最佳进料板 分离塔分离塔T3T3的设计与优化的设计与优化过程模拟和优化过程模拟和优化过程模拟和优化过程模拟和优化Aspen模拟结果：模拟结果：理论塔板数理论塔板数55进料位置进料位置30塔顶温度（塔顶温度（）1574塔底温度（塔底温度（）2587冷凝器负荷冷凝器负荷（MMkcal/hr）-0.8825683再沸器负荷再沸器负荷（MMkcal/hr）0.82448397蒸出率蒸出率0.66回流比回流比286T3的理论塔板数及回流比的理论塔板数及回流比VARY1塔顶热量塔顶热量（MMKCAL/H）塔釜热量塔釜热量（MMKCAL/H）总的热量总的热量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：将重组分中的辛烯与癸烯分离。目的：将重组分中的辛烯与癸烯分离。关键组分：辛烯关键组分：辛烯与与癸癸烯烯优化分离要求：辛烯产品纯度大于优化分离要求：辛烯产品纯度大于9999.7.7%塔顶塔顶C C1111含量小于含量小于0.05%0.05%灵敏度分析确定最佳进料板灵敏度分析确定最佳进料板过程模拟和优化过程模拟和优化 分离塔分离塔T4T4的设计与优化的设计与优化过程模拟和优化过程模拟和优化Aspen模拟结果：模拟结果：理论塔板数理论塔板数23进料位置进料位置14塔顶温度（塔顶温度（）1930塔底温度（塔底温度（）2738冷凝器负荷冷凝器负荷（MMkcal/hr）-0.1878422再沸器负荷再沸器负荷（MMkcal/hr）0.147406蒸出率蒸出率0.55回流比回流比168T4的理论塔板数及回流比的理论塔板数及回流比VARY1塔顶热量塔顶热量（MMKCAL/H）塔釜热量塔釜热量（MMKCAL/H）总的热总的热量量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主要设备估算表（万元）主要设备估算表（万元）价格价格泵泵价格价格换热器换热器价格价格罐罐价格价格反应器反应器R-1011300进料泵进料泵P-101（A/B/C/D）100E-101（A/B/C/D）E-10220060V-101V-1022525分离塔分离塔(1)1300P-102（A/B）50T1冷凝器冷凝器50T1再沸器再沸器50分离塔分离塔(2)1200P-103（A/B）50T2冷凝器冷凝器50T2再沸器再沸器50分离塔分离塔(3)1100P-104（A/B）50T2冷凝器冷凝器40T2再沸器再沸器40分离塔分离塔（4）1000P-104（A/B）50T2冷凝器冷凝器40T2再沸器再沸器40设备总设备总价价（1300*2+1200+1100+1000+100+200+60+50*8+40*4+25*2）=6870建设投资估算表（万元）建设投资估算表（万元）工程费用工程费用建筑工程费建筑工程费850设备及器具购置费设备及器具购置费6870安装工程费安装工程费300预备费预备费基本预备费基本预备费950涨价预备费涨价预备费400工程建设其它费用工程建设其它费用土地使用费，管理费，临时土地使用费，管理费，临时设施费等设施费等1000建设期利息建设期利息518.5合计合计10888.5原料与燃料动力费用估算表（万元）原料与燃料动力费用估算表（万元）序号序号项目项目建建设设期期生产经营期生产经营期1234561原材料费用原材料费用1.1丙烯购置费丙烯购置费25092.925092.925092.925092.925092.9单价（含税）单价（含税）0.90.90.90.90.9数量数量/吨吨27881278812788127881278811.2丁烯购置费丁烯购置费58000.858000.858000.858000.858000.8单价（含税）单价（含税）0.60.60.60.60.6数量数量/吨吨96668966689666896668966681.3催化剂费用催化剂费用27002700270027002700单价（含税）单价（含税）2727272727数量数量/吨吨1001001001001002燃料与动力费用燃料与动力费用280028002800280028003原材料燃料动力合计原材料燃料动力合计88593.788593.788593.788593.788593.74工资与福利费合计工资与福利费合计6006006006006006005各成本费用各成本费用60089193.789193.789193.789193.789193.75总成本费用总成本费用446568.5折旧费估算表（万元）折旧费估算表（万元）序序号号项目项目合计合计折旧率折旧率建设建设期期生产经营期生产经营期10%1234561原值原值6870687061835564.75008.24507.42折旧折旧费费687618.3556.47500.8450.73净值净值61835564.75008.24507.44056.6销售收入估算表（万元）销售收入估算表（万元）项目项目合计合计建设建设期期生产经营期生产经营期123456生产负荷生产负荷100/%100/%100/%100/%100/%产品销售收入产品销售收入庚烯（万元）庚烯（万元）2106004212042120421204212042120销售量销售量/万吨万吨1620003240032400324003240032400单价（含税）单价（含税）1.31.31.31.31.31.3己烯（万元）己烯（万元）672301344613446134461344613446销售量销售量/万吨万吨747001494014940149401494014940单价（含税）单价（含税）0.90.90.90.90.90.9液化气（万元）液化气（万元）2970005940059400594005940059400销售量销售量/万吨万吨2700005400054000540005400054000单价（含税）单价（含税）1.11.11.11.11.11.1产品销售收入产品销售收入574830114966114966114966114966114966损益和利润分配表（万元）损益和利润分配表（万元）项目项目合计合计建设期建设期生产经营期生产经营期123456生产负荷生产负荷100%100%100%100%100%产品销售收入产品销售收入574830114966114966114966114966114966销售税金及附加销售税金及附加26442.25288.45288.45288.45288.45288.4总成本费用总成本费用446568.560089193.789193.789193.789193.789193.7利润总额利润总额128261.5-60025772.325772.325772.325772.325772.3应纳所得税额应纳所得税额128261.525772.325772.325772.325772.325772.3所得税所得税19239.23865.83865.83865.83865.83865.8税后利润税后利润109022.321906.521906.521906.521906.521906.5提取法定盈余公积金提取法定盈余公积金10902.22190.72190.72190.72190.72190.7提取公益金提取公益金5451.11095.41095.41095.41095.41095.4可分配利润可分配利润92669.018533.818533.818533.818533.818533.8应付利润应付利润000000未分配利润未分配利润92669.018533.818533.818533.818533.818533.8累计未分配利润累计未分配利润92669.018533.837067.655601.474135.292669.0 建设投资估算值10888.5,投资回收期为2年，低于行业的基准投资回收期要求。清偿能力分析表明，还款期内除能按最大还款能力还本付息外，还有利润可供分配。综上所述，各项分析都表明，本项目的财务效益是可以接受的。总结总结1 1、本设计能够生产出纯度为、本设计能够生产出纯度为99.799.7的高品质庚烯产品，年的高品质庚烯产品，年产量为产量为2000020000吨，综合经济性好。吨，综合经济性好。2 2、为了提高重组分的经济价值，我们增加了一个塔对辛烯、为了提高重组分的经济价值，我们增加了一个塔对辛烯与癸烯进行分离，以期提高原料的利用率及经济价值。与癸烯进行分离，以期提高原料的利用率及经济价值。3 3、采用采用Aspen对整个体系进行流程模拟，在前人设计的基对整个体系进行流程模拟，在前人设计的基础上降低了塔的回流比和操作温度，从而降低公用工程础上降低了塔的回流比和操作温度，从而降低公用工程消耗，进而降低操作费用。消耗，进而降低操作费用。4 4、同时对于反应器、脱、同时对于反应器、脱C3C3和和C4C4塔、脱塔、脱C6C6塔、提纯庚烯塔和塔、提纯庚烯塔和分离分离C8C8与与C11C11塔的操作条件进行优化，得到各塔最佳理论塔的操作条件进行优化，得到各塔最佳理论板数等相关参数。通过灵敏度分析推算出各塔的最佳进板数等相关参数。通过灵敏度分析推算出各塔的最佳进料板位置和回流比。料板位置和回流比。5、对项目进行了初步的经济评价，再次证实了该项目的可、对项目进行了初步的经济评价，再次证实了该项目的可行性。行性。Analysis,Synthesis and Design of Chemical ProcessesAnalysis,Synthesis and Design of Chemical Processes26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。卢梭27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。罗曼罗兰28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。孔子29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。达芬奇30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。叔本华谢谢！谢谢！38