化工設(shè)計(jì)大賽(-46張)課件

1、年產(chǎn)1.8萬噸順丁烯二酸酐的混合C4綜合加工子系統(tǒng)項(xiàng)目參賽隊(duì)伍：小草隊(duì)年產(chǎn)1.8萬噸順丁烯二酸酐的混合C4參賽隊(duì)伍：小草隊(duì)2.1 工藝選擇與比較目 錄 3.設(shè)備設(shè)計(jì) 2.工藝設(shè)計(jì) 1.可行性研究 4.工廠布置 5.經(jīng)濟(jì)分析 6.項(xiàng)目總結(jié) 2.1 工藝選擇與比較目 錄 3.設(shè)備設(shè)計(jì) 順丁烯二酸酐（Maleic anhydride） CAS號：08-31-6 分子式：C4H2O3 分子量：98.12.1 工藝選擇與比較1.1 產(chǎn)品介紹 順丁烯二酸酐2.1 工藝選擇與比較1.1 順酐農(nóng)藥醇酸型涂料醇酸樹脂聚酯樹脂1.1 產(chǎn)品介紹順酐農(nóng)藥醇酸型涂料醇酸樹脂聚酯樹脂1.1 產(chǎn)品介紹 我國生產(chǎn)順酐工廠份額

2、圖1.2 生產(chǎn)格局 我國生產(chǎn)順酐工廠份額圖1.2 生產(chǎn)格局1.3 消費(fèi)狀況1.3 消費(fèi)狀況近年來，我國順酐表觀消費(fèi)量不斷增加，但是新建項(xiàng)目也很多，近幾年金融危機(jī)，出口是減輕銷售壓力的好去處。1.4 出口狀況近年來，我國順酐表觀消費(fèi)量不斷增加，但是新建項(xiàng)目也很多，1.目前國內(nèi)裝置規(guī)模趨于大型化發(fā)展，現(xiàn)有小型生產(chǎn)裝置由于管理水平低、生產(chǎn)成本高、缺乏競爭力，將會(huì)逐步優(yōu)勝劣汰。競爭對手：1.天津中和化工廠，山東東營勝利油田化工有限公司，上海 燃料有限公司享華工廠等幾家較大規(guī)模生產(chǎn)企業(yè)，其產(chǎn)能 均在10萬t/a以上，具有規(guī)模效益。 2.蘭州新建的以蘭州石化公司，也是和本項(xiàng)目一樣采用C4為 原料，用正丁烷

3、制順酐，具有競爭力。本項(xiàng)目優(yōu)勢：以石油為原料對初加工后的烴產(chǎn)物進(jìn)行深度利用，從C4組 分中分離出正丁烷進(jìn)行氧化制作成順酐，技術(shù)先進(jìn)，能提 高資源利用率，降低生產(chǎn)成本，提高綜合經(jīng)濟(jì)效益。1.5 競爭對手與優(yōu)勢目前國內(nèi)裝置規(guī)模趨于大型化發(fā)展，現(xiàn)有小型生產(chǎn)裝置由于管理水平1.6 可行性分析結(jié)論（1）隨著石油煉制工藝的不斷發(fā)展，副產(chǎn)物C4越來越多，開發(fā)C4為原料的精細(xì)有機(jī)合成，提高附加經(jīng)濟(jì)價(jià)值，已是勢在必行。（2）世界順酐工業(yè)正由苯法合成向正丁烷法合成轉(zhuǎn)變，正丁烷生產(chǎn)能力已占順酐總生產(chǎn)能力的80%，苯法必將逐步被正丁烷法所取代。（3）世界的順酐消費(fèi)和需求量都不斷增加，市場穩(wěn)定，且下游產(chǎn)品多，原料需求量

4、大。結(jié) 論： 以正丁烷為原料生產(chǎn)順酐的前景十分可觀，由此而建立的混合C4加工子系統(tǒng)是非常具有先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)效益的！1.6 可行性分析結(jié)論（1）隨著石油煉制工藝的不斷發(fā)展，副產(chǎn)工藝選擇與比較工藝流程介紹自動(dòng)控制系統(tǒng)選擇123制冷系統(tǒng)介紹42 工藝設(shè)計(jì)工藝選擇與比較工藝流程介紹自動(dòng)控制系統(tǒng)選擇123制冷系統(tǒng)介紹2.1 工藝選擇與比較2.1 工藝選擇與比較2.1 工藝選擇與比較2.1 工藝選擇與比較2.1 工藝選擇與比較（1）順酐產(chǎn)量大，首先應(yīng)該考慮技術(shù)的成熟度或工業(yè)化的可行性；（2）正丁烷氧化制取順酐毒性小、利用率高，能從根本上降低產(chǎn)品消耗（3）工藝可適應(yīng)市場變化，適當(dāng)調(diào)節(jié)異丁烷、順酐產(chǎn)量（4）工藝

5、為世界上較先進(jìn)和成熟工藝，產(chǎn)業(yè)化合理、收益高考慮以下方面：選擇Huntsman工藝！2.1 工藝選擇與比較（1）順酐產(chǎn)量大，首先應(yīng)該考慮技術(shù)的成1.設(shè)備腐蝕減少2.順酐異構(gòu)化減少，提高了順酐收率溶劑吸收法缺點(diǎn)溶劑吸收法優(yōu)點(diǎn)1.投資回收周期長2.溶劑再循環(huán)中損失不易控制1.設(shè)備腐蝕減少溶劑吸收法缺點(diǎn)溶劑吸收法優(yōu)點(diǎn)2.2 工藝流程介紹混合C4加氫正丁烷催化氧化溶 劑 吸收與 解 吸順酐精制結(jié)片成型與包裝2.2 工藝流程介紹混合C4加氫正丁烷催化氧化溶 劑 吸收與2.2 工藝流程介紹混合C4固定床液相加氫反應(yīng)塔混合C4加氫工段精餾塔高溫分離罐2.2 工藝流程介紹混合C4固定床液相加氫反應(yīng)塔混合C4加

6、氫2.2 工藝流程介紹混合C4（0、1MPa）5920kg/h液態(tài)進(jìn)料H2 ( 38.8、 3MPa )56.73m3/h（-45.9、3MPa）14167m3/h混合C4加氫工段冷卻器2.2 工藝流程介紹混合C4（0、1MPa）5920kg/2.2 工藝流程介紹正丁烷氧化反應(yīng)器熔鹽移熱換熱區(qū)正丁烷氧化工段過熱器蒸發(fā)器2.2 工藝流程介紹正丁烷氧化反應(yīng)器熔鹽移熱換熱區(qū)正丁烷氧化2.2 工藝流程介紹（155、0.19MPa）64000m3/h450、0.18MPa正丁烷氧化工段熔鹽冷卻2.2 工藝流程介紹（155、0.19MPa）64000m2.2 工藝流程介紹吸收塔解吸塔（精餾解吸）閃蒸塔溶劑

7、吸收與解吸工段溶劑DBP2.2 工藝流程介紹吸收塔解吸塔閃蒸塔溶劑吸收與解吸工段溶劑2.2 工藝流程介紹溶劑吸收與解吸工段（65、0.119MPa）99130m3/h63.9173（60、0.1MPa）2409.4kg/h2.2 工藝流程介紹溶劑吸收與解吸工段（65、0.119M2.2 工藝流程介紹順酐精制工段 （概念設(shè)計(jì)） 從吸收與解吸工段得到的順酐純度為97.9%，其中含水2%，需要進(jìn)行干燥，初步采用裝填分子篩的吸收塔對水進(jìn)行吸收，并且可以將分子篩進(jìn)行循環(huán)利用。通過精制順酐純度可以達(dá)到99.7%。2.2 工藝流程介紹順酐精制工段 （概念設(shè)計(jì)） 2.3 自動(dòng)控制介紹1PLC：可編程邏輯控制器

8、主要用于工業(yè)過程中的順序控制，新型PLC也兼有閉環(huán)控制功能。2DCS: 集散控制系統(tǒng)1.減少設(shè)備的復(fù)雜性及成本2.采用微機(jī)智能技術(shù)3.采用局部網(wǎng)路通信技術(shù)，傳輸實(shí)時(shí)控制信息，進(jìn)行全系統(tǒng)綜合管理。3浙大中控JX-300X實(shí)現(xiàn)與企業(yè)管理計(jì)算機(jī)網(wǎng)的信息交換，實(shí)現(xiàn)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)（Intranet）環(huán)境下的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)流程查看、實(shí)時(shí)趨勢瀏覽等。2.3 自動(dòng)控制介紹1PLC：可編程邏輯控制器2DCS: 集2.3 自動(dòng)控制介紹冷卻劑汽化冷卻器自動(dòng)控制 操作變量為冷卻劑流量，以液位為副變量，溫度為主變量構(gòu)成串級控制系統(tǒng)，將冷卻劑壓力變化引起的液位變化這一主要干擾包含在副環(huán)內(nèi)，從而提高控制質(zhì)量，如圖：2.3 自

9、動(dòng)控制介紹冷卻劑汽化冷卻器自動(dòng)控制2.3 自動(dòng)控制介紹精餾塔自動(dòng)控制 以提餾段溫度作為衡量質(zhì)量的間接指標(biāo)，以改變再沸器加熱量作為控制手段。以提餾段塔板溫度為被控變量，加熱蒸汽量為操作變量，除此外，設(shè)有五個(gè)輔助控制系統(tǒng)，對塔底采出量W和塔頂餾出液D按物料平衡關(guān)系設(shè)有塔底和回流罐的液位控制器作均勻控制，進(jìn)料量為定制控制；為維持塔壓恒定，塔頂設(shè)置壓力控制系統(tǒng)，保持精餾塔真空度，提餾段溫控時(shí)，回流量采用定制控制，并且足夠大，保持塔頂產(chǎn)品在規(guī)定范圍內(nèi)，如圖：2.3 自動(dòng)控制介紹精餾塔自動(dòng)控制2.3 自動(dòng)控制介紹加氫固定床反應(yīng)器 對放熱反應(yīng)來說原料濃度越高，反應(yīng)熱越大，反應(yīng)后溫度越高，當(dāng)烯烴濃度在0.08

10、-0.12范圍內(nèi)進(jìn)料適宜，控制原料和回流量比值控制反應(yīng)器溫度，如圖：2.3 自動(dòng)控制介紹加氫固定床反應(yīng)器2.3 自動(dòng)控制介紹加氫固定床反應(yīng)器 對放熱反應(yīng)來說原料濃度越高，反應(yīng)熱越大，反應(yīng)后溫度越高，當(dāng)烯烴濃度在0.08-0.12范圍內(nèi)進(jìn)料適宜，控制原料和回流量比值控制反應(yīng)器溫度，如圖：2.3 自動(dòng)控制介紹加氫固定床反應(yīng)器2.3 自動(dòng)控制介紹 氧化反應(yīng)器控制方案 考慮列管反應(yīng)器會(huì)有較大滯后特點(diǎn)，采用串級控制方案，根據(jù)進(jìn)入反應(yīng)器的主要干擾情況，采用管內(nèi)溫度與殼內(nèi)溫度串級控制，如圖：2.3 自動(dòng)控制介紹 氧化反應(yīng)器控制方案2.4 制冷系統(tǒng)介紹丙烯-乙烯二元復(fù)疊式制冷系統(tǒng)2.4 制冷系統(tǒng)介紹丙烯-乙烯

11、二元復(fù)疊式制冷系統(tǒng)3 設(shè)備設(shè)計(jì)設(shè)備規(guī)格：4900mm18mm13149mm管板材料為16MnR正火板，厚度為90mm反應(yīng)管25mm2mm6000mm，共計(jì)12796根管孔正三角形排列，孔間距32mm，設(shè)備總重200t1234順酐反應(yīng)器Reactor3 設(shè)備設(shè)計(jì)設(shè)備規(guī)格：4900mm18mm13149m3 設(shè)備設(shè)計(jì)順酐列管式固定床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖3 設(shè)備設(shè)計(jì)順酐列管式固定床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖3 設(shè)備設(shè)計(jì)吸收塔Absorber吸收塔主要參數(shù)3 設(shè)備設(shè)計(jì)吸收塔吸收塔主要參數(shù)3 設(shè)備設(shè)計(jì)解吸塔Desorption tower解吸塔主要參數(shù)3 設(shè)備設(shè)計(jì)解吸塔解吸塔主要參數(shù)3 設(shè)備設(shè)計(jì)精餾塔Distilla

12、tion column3 設(shè)備設(shè)計(jì)精餾塔4 工廠布置廠 址 選 擇廠 區(qū) 布 置車 間 布 置4.14.24.34 工廠布置4 工廠布置廠 址 選 擇廠 區(qū) 布 置車 間 布 置4.14.1 廠址選擇4.1 廠址選擇4.1 廠址選擇 欽州煉廠是中石油在華南地區(qū)的新投資創(chuàng)辦的千萬噸級煉油項(xiàng)目，其所在的廣西欽州港開發(fā)區(qū)是中國唯一沿海的西部少數(shù)民族地區(qū)的開發(fā)區(qū)，開發(fā)成本低廉，政策優(yōu)勢明顯，土地資源豐富，淡水資源充沛，環(huán)境容量大。很適宜布局“前港后廠式”臨海大工業(yè)。開發(fā)區(qū)正在招商引資，適合新建項(xiàng)目的落戶。欽州煉廠剛剛建立，石油下游產(chǎn)品豐富，百廢待興，與其讓別的企業(yè)加工下游產(chǎn)品，不如自己開發(fā)具有經(jīng)濟(jì)效益

13、的子系統(tǒng)，提高產(chǎn)品附加值。4.1 廠址選擇 欽州煉廠是中石油在華南地區(qū)的新廠址優(yōu)勢自然資源豐富地理位置優(yōu)越交通便利、設(shè)備齊全4.1 廠址選擇廠址自然資源豐富地理位置優(yōu)越交通便利、設(shè)備齊全4.1 廠址選4.2 廠區(qū)布置4.2 廠區(qū)布置占地面積：約15000m24.2 廠區(qū)布置4.2 廠區(qū)布置占地面積：約15000m2氧化車間：列管式反應(yīng)器 一臺 蒸汽包 一臺氣體冷卻器 一臺 熔鹽泵 一臺熔鹽冷卻器 一臺 熔鹽罐 一臺切換冷卻器 一臺 靜態(tài)混合器 一臺鼓風(fēng)機(jī) 三臺 正丁烷過熱器 一臺正丁烷蒸發(fā)罐 一臺4.3 設(shè)備布置氧化車間：4.3 設(shè)備布置4.3 設(shè)備布置氧化工段車間布置平面圖4.3 設(shè)備布置氧

14、化工段車間布置平面圖4.3 設(shè)備布置氧化工段車間布置立面圖4.3 設(shè)備布置氧化工段車間布置立面圖5 經(jīng)濟(jì)評價(jià) Economic Evaluation 項(xiàng)目總投資27712.31萬元固定資產(chǎn)投資Fixed Assets Investment18598萬元流動(dòng)資金Floating Assets8045萬元建設(shè)期貸款利息Construction Period Loan Interest 1070萬元建設(shè)總投資Total investment5 經(jīng)濟(jì)評價(jià) Economic Evaluation 項(xiàng)目總5 經(jīng)濟(jì)評價(jià)資金來源source of fund 商業(yè)貸款每年流動(dòng)資金部分8044.6萬元占總投資29%其余均由母公司注資共19667.4萬元5 經(jīng)濟(jì)評價(jià)資金來源商業(yè)貸款每年流動(dòng)資金部分其余均由母公司注5 經(jīng)濟(jì)評價(jià)財(cái)務(wù)評價(jià)Financial Evaluation雙擊添加標(biāo)題文字投資回收期：5年零11個(gè)月投資利潤率：14.74%投資利稅率：9.20%累計(jì)凈現(xiàn)值：37338.5萬元0 此方案可行！5 經(jīng)濟(jì)評價(jià)財(cái)務(wù)評價(jià)雙擊添加標(biāo)題文字投資回收期：5年零11個(gè)5 經(jīng)濟(jì)評價(jià)盈虧平衡分析Break-even analysis從第五年起，順酐滿足大于0.95萬噸/年的產(chǎn)量，異丁烷產(chǎn)量大于1.26萬噸/年，就不至于虧本。5 經(jīng)濟(jì)評價(jià)盈虧平衡分析從