年產(chǎn)3萬噸高品質(zhì)庚烯的工藝流程設(shè)計(jì)方案ppt課件

1、年產(chǎn)3萬噸高質(zhì)量庚烯的工藝流程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)者：劉劍 周吉成指點(diǎn)教師：李秀喜副教授內(nèi)容綱要 1、 工程背景 2、設(shè)計(jì)義務(wù) 3、工程分析與設(shè)計(jì) 4、過程模擬與優(yōu)化 5、經(jīng)濟(jì)評價(jià) 6、總結(jié)1. 工程背景v庚烯的運(yùn)用庚烯的運(yùn)用 v 1各種聚合物的共聚單體各種聚合物的共聚單體 v 用作高密度聚乙烯用作高密度聚乙烯HDPE 和線型低密度聚乙和線型低密度聚乙烯烯LLDPE 消費(fèi)的共聚單體，占總消費(fèi)量消費(fèi)的共聚單體，占總消費(fèi)量50%以上。以上。 v 2脂肪醇的中間體脂肪醇的中間體 v 3汽油添加劑汽油添加劑 v 4制備高級脂肪酸制備高級脂肪酸 v 烯烴可以氧化合成脂肪酸，特別是奇碳數(shù)脂烯烴可以氧化合成脂肪酸，特

2、別是奇碳數(shù)脂肪酸，是消費(fèi)光滑劑的最好原料。肪酸，是消費(fèi)光滑劑的最好原料。1.工程背景v庚烯的市場需求庚烯的市場需求 v 1.經(jīng)濟(jì)全球化的開展，石油產(chǎn)品的市場需經(jīng)濟(jì)全球化的開展，石油產(chǎn)品的市場需求量迅速提高，相關(guān)石油化學(xué)品物價(jià)上漲。求量迅速提高，相關(guān)石油化學(xué)品物價(jià)上漲。v 2.庚烯作為國民經(jīng)濟(jì)必需的中間體原料，價(jià)庚烯作為國民經(jīng)濟(jì)必需的中間體原料，價(jià)錢飛漲。錢飛漲。v 3.我國尚不能自行消費(fèi)高質(zhì)量庚烯，需求從我國尚不能自行消費(fèi)高質(zhì)量庚烯，需求從國外進(jìn)口國外進(jìn)口,工程開發(fā)極其重要。工程開發(fā)極其重要。2.設(shè)計(jì)義務(wù)v目的：v一、產(chǎn)量：年產(chǎn)3萬噸v二、純度：99.9%v三、優(yōu)化：對過程進(jìn)展模擬優(yōu)化與靈敏度

3、分析，提高消費(fèi)流程的經(jīng)濟(jì)性。3 工程分析與設(shè)計(jì)庚稀的制備工藝和工藝選擇原料的選擇和配比反響器設(shè)計(jì)和反響條件庚稀合成的BFD和CFD流程圖3.工程分析與設(shè)計(jì)v庚烯的制備工藝：庚烯的制備工藝： v萃取分別法萃取分別法 分別條件苛刻分別條件苛刻v正構(gòu)烷烴熱裂解法正構(gòu)烷烴熱裂解法 轉(zhuǎn)化率低轉(zhuǎn)化率低,能耗高能耗高 v脂肪醇脫氫法脂肪醇脫氫法 原料難以獲得原料難以獲得v低分子烯烴共聚法低分子烯烴共聚法 ：Dimersol法和法和Lewis酸酸法法 vDimersol法法v反響條件溫暖反響條件溫暖 v消費(fèi)高效消費(fèi)高效 v產(chǎn)品質(zhì)量高，符合高要求產(chǎn)品質(zhì)量高，符合高要求 v能耗少能耗少 3.工程分析與設(shè)計(jì)3.工程

4、分析與設(shè)計(jì)v選用原料：v 思索原料的價(jià)錢問題，本工藝采用的工業(yè)丙烯與工業(yè)丁烯為原料，其組成分別為摩爾百分比： v 原料丙稀成分： 丙烯95.23 ，丙烷 4.77 v 原料丁烯成分： 已丁烷18.38，正丁烷21.83，異丁烯5.67， 正丁烯55.73， 正己烯0.09 。3.工程分析與設(shè)計(jì)v原料配比v表2 丙烯與丁烯不同配比下的反響選擇性 v 當(dāng)進(jìn)料丙烯丁烯含量比(mol)為4:1時(shí)庚烯的選擇性最大。但是綜合思索經(jīng)濟(jì)性與反響率，我們選擇進(jìn)料中丙烯丁烯的含量比mol為2:3，轉(zhuǎn)化為工業(yè)丙烯與工業(yè)丁烯的摩爾比值約為2:5。 丙烯：烯（mol） 1:1 1:2 3:2 7:3 4:1 2:3 3

5、:7 反應(yīng)選擇性 0.05190.07130.05550.06160.07300.0709 0.0589 3.工程分析與設(shè)計(jì)反響器設(shè)計(jì)：圖1 丙烯與丁烯合成1庚烯消費(fèi)安裝 3 工程分析與設(shè)計(jì)v反響條件：反響溫度反響溫度253 工程分析與設(shè)計(jì)圖2 庚烯合成的BFD 3 工程分析與設(shè)計(jì)圖3 庚烯合成的CFD流程圖 4 過程模擬和優(yōu)化 建立整體的合成模型 反響轉(zhuǎn)化率與選擇性 分別塔T1 的設(shè)計(jì)與優(yōu)化 分別塔T2 的設(shè)計(jì)與優(yōu)化 分別塔T3 的設(shè)計(jì)與優(yōu)化 分別塔T4 的設(shè)計(jì)與優(yōu)化4過程模擬和優(yōu)化圖4 Aspen模擬流程圖建立整體的合成模型建立整體的合成模型4過程模擬和優(yōu)化v反響轉(zhuǎn)化率與選擇性 ：v表3

6、主要反響選擇性表 4過程模擬和優(yōu)化v表4 反響系統(tǒng)主要物流的流量與組成表 4過程模擬和優(yōu)化v分別塔T1的設(shè)計(jì)與優(yōu)化目的：將C4及更輕組分與重組分分別。 關(guān)鍵組分：己烯與正丁烷0.5 優(yōu)化分別要求：塔頂己烯含量0.001 塔頂正丁烷含量 0.999 靈敏度分析確定最正確進(jìn)料位置。 4過程模擬和優(yōu)化v表5：T1的進(jìn)料板位置及熱負(fù)荷4過程模擬和優(yōu)化v表6：分別塔T1的主要操作參數(shù)4過程模擬和優(yōu)化v分別塔T2的設(shè)計(jì)與優(yōu)化v目的：將己烯與其他重組分分別。v關(guān)鍵組分：己烯與庚烯v優(yōu)化分別要求：塔頂庚烯含量0.001v 塔頂己烯含量 0.9994過程模擬和優(yōu)化v表8 T2的進(jìn)料位置及熱負(fù)荷4過程模擬和優(yōu)化v

7、表9：分別塔T2的主要操作參數(shù)4過程模擬和優(yōu)化v分別塔T3的設(shè)計(jì)與優(yōu)化v目的：將庚烯與催化劑及重組分分別。v關(guān)鍵組分：庚烯與辛烯v優(yōu)化分別要求：庚烯產(chǎn)品純度 0.999 塔頂辛烯含量 0.0014過程模擬和優(yōu)化v表11 T3的進(jìn)料位置和熱負(fù)荷4過程模擬和優(yōu)化v表12 分別塔T3的主要操作參數(shù)4過程模擬和優(yōu)化v分別塔T4 的設(shè)計(jì)與優(yōu)化 v目的：將重組分中的辛烯與癸烯分別。v關(guān)鍵組分：辛烯與癸烯v優(yōu)化分別要求：辛烯產(chǎn)品純度 0.999v 塔頂癸烯含量 0.001 4過程模擬和優(yōu)化v表14T4的進(jìn)料位置和熱負(fù)荷4過程模擬和優(yōu)化v表15 分別塔T4的主要操作參數(shù)4過程模擬和優(yōu)化v表17 產(chǎn)品純度明細(xì)表 5 經(jīng)濟(jì)評價(jià)v工程建立投資估算v損益和利潤分配5 經(jīng)濟(jì)評價(jià)v表19 建立投資估算表單位：萬元人民幣5 經(jīng)濟(jì)評價(jià)v表19 損益和利潤分配表單位：萬元人民幣 總 結(jié)v設(shè)計(jì)出年產(chǎn)量30259噸，純度為99.9高質(zhì)量