西南賽區(qū)-石油設(shè)計(jì)集-3創(chuàng)新性說(shuō)明

原料方案創(chuàng) 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方案創(chuàng) 反應(yīng)技術(shù)創(chuàng) 分離技術(shù)創(chuàng) 過(guò)程節(jié)能技術(shù)創(chuàng) 環(huán)境保護(hù)技術(shù)創(chuàng) 新型過(guò)程設(shè)備的應(yīng) 反應(yīng) 塔 控制方案的創(chuàng) 動(dòng)態(tài)模 SIS概念設(shè) 創(chuàng)新性說(shuō)30萬(wàn)噸PDH項(xiàng)目。在流程設(shè)計(jì)和模擬過(guò)程中，秉持“安全、綠色、經(jīng)濟(jì)、高效”原料方案創(chuàng)設(shè)的丙烷脫氫裝置均采用以國(guó)外油田伴生氣為來(lái)源的非煉油廠(chǎng)生產(chǎn)的高純度液丙烷純度。高純度丙烷與新鮮氫氣、經(jīng)變壓吸附的99.99wt%的循環(huán)氫氣混合進(jìn)99.99wt%氫氣，丙烯、丙烷混合物與變壓吸1-1產(chǎn)品總工藝產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方案創(chuàng)備單一的丙烯氫氣結(jié)構(gòu)方案，液化石油氣中分離出來(lái)的C4烷烴結(jié)合實(shí)際應(yīng)條件進(jìn)行產(chǎn)量調(diào)節(jié)，增加了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方案的性。而分離出來(lái)的C2氣和PSA副產(chǎn)氣，由于成分復(fù)雜，再投資分離經(jīng)濟(jì)效益低，摒棄了將10萬(wàn)噸每年的低壓蒸汽，除了完全滿(mǎn)足自身設(shè)備的需求外，多余的還可由總廠(chǎng)分配使用，有效的降低了總廠(chǎng)能耗。本項(xiàng)目的產(chǎn)品，包括聚合級(jí)丙烯、C4液化氣、乙烷、氫氣等，其規(guī)格如表2-1所示：表2- 本項(xiàng)目產(chǎn)品規(guī)C2PSA副產(chǎn)反應(yīng)技術(shù)創(chuàng)深度脫氫生成丙炔、丙二烯反應(yīng)，雖選擇性只有3%，但這個(gè)反應(yīng)的存在會(huì)對(duì)丙度高升，工序的安全操作。此外，綠油一旦產(chǎn)生，很難從流程中移除，會(huì)跟由此在Aspen流程中的動(dòng)力學(xué)反應(yīng)器后加了一個(gè)計(jì)量學(xué)反應(yīng)器借以模M催化作用下發(fā)生選擇加氫反應(yīng)，從而使MAPD轉(zhuǎn)化成丙烯。兩種選擇加氫方法的對(duì)比如表3-1所示。3-1兩種選擇加氫方法的對(duì)高高纖維膜脫硫工藝與Merox堿洗工藝相比，最大的優(yōu)點(diǎn)是在較小的反應(yīng)空間100-200:1，遠(yuǎn)大于氧化塔可以達(dá)到的最大節(jié)省投資及運(yùn)行成本。AspenPlus模擬流程圖如下：圖3-1液化氣深度脫硫模擬流程分離技術(shù)創(chuàng)丙烯-低溫分離的目的是為了將反應(yīng)物中的氫氣、4-90-00間可以選擇的制冷方式有丙烯+乙烯級(jí)聯(lián)制冷、丙烯預(yù)冷+4-14-1三種制冷流程的冷需增加制冷劑和脫氫制丙烯裝置的低溫分離操作。丙烯+乙烯級(jí)聯(lián)制冷流程圖如圖4-1所示。4-1丙烯+乙烯級(jí)聯(lián)制冷流程欲從富氫氣中分離出高純度的H2，本項(xiàng)目采用變壓吸附（PSA）進(jìn)行分離。在4-2變壓吸附流過(guò)程節(jié)能技術(shù)創(chuàng)后成為飽和蒸汽或過(guò)熱蒸汽（23，該蒸汽進(jìn)入膨脹機(jī)經(jīng)膨脹推動(dòng)汽輪45-1有機(jī)朗肯循環(huán)示意11bar2.5bar才能與丙烷混AspenPlus流程模擬如所示圖5-2所示。5-2有機(jī)朗肯循環(huán)模擬流程（1膨脹的低溫氣體經(jīng)過(guò)回?zé)崞鳎?）與經(jīng)過(guò)增壓泵（1）的循環(huán)丙烯換熱溫度降低，溫度降低后的循環(huán)丙烯經(jīng)過(guò)冷凝器（1）全部冷凝并使的低溫?zé)嵩囱h(huán)氫氣溫度升高。溫度升高的氫氣與丙烯精制熱泵雙塔塔底產(chǎn)品的丙烷混合進(jìn)入丙烷脫氫反應(yīng)器。全部冷凝的有機(jī)工質(zhì)經(jīng)過(guò)增壓泵（1）增壓，隨后經(jīng)過(guò)回?zé)崞鳎?）與膨脹機(jī)出口的循環(huán)丙烯換熱溫度升高，隨后進(jìn)入蒸發(fā)器（2）與低位熱能換熱氣化為5-1汽輪機(jī)（S1）模擬結(jié)壓力溫度功率11生298.845kW的電能帶動(dòng)電轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)使用AspenEnergyyzer，根據(jù)夾點(diǎn)分析和熱集成節(jié)能技術(shù)，結(jié)5-3全廠(chǎng)換熱網(wǎng)絡(luò)匹配理工段中常壓精餾塔（T0103）經(jīng)模擬單塔模擬塔頂溫度為8.1℃，塔底溫度為20.0℃，溫差僅為12℃，可見(jiàn)塔頂與塔底溫差較小。而且該塔的作用是分離丙負(fù)荷，從而實(shí)現(xiàn)能量的充分利用。模擬源文件詳見(jiàn)“丙烯熱泵精制雙塔模壓力為7.5bar。5-4丙烯精制熱泵雙塔模擬在對(duì)普通精餾塔T0103的模擬中，塔頂冷卻能耗為57551.8kW，塔底加熱電熱轉(zhuǎn)換系數(shù)約為3.29，因此熱泵精餾加熱能耗為50959.139kW，總能耗為圖5-5普通精餾與熱泵精餾能耗對(duì)比急冷鍋爐的應(yīng)其進(jìn)行急冷至300℃，經(jīng)過(guò)急冷鍋爐，冷卻水變成飽和蒸汽。由AspenEnergyyzer進(jìn)行換熱網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)，從中可以看出全廠(chǎng)熱公用工程為低壓蒸汽，剛好可以作為熱公用工程進(jìn)行使用。通過(guò)計(jì)算，可以得出急冷鍋爐產(chǎn)生的蒸12533.12kg/h（詳細(xì)計(jì)算見(jiàn)《初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第六章》兩種急冷方式流程圖如圖5-6、5-7所示：5-6急冷塔流程5-7急冷鍋爐流程清潔生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)綠色催化劑應(yīng)有兩系：Pt系催化劑體系和Cr系催化劑體系。目前已經(jīng)工業(yè)化或者半工業(yè)本項(xiàng)目使用Pt系催化劑，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。失活后的廢催化劑由UOP公司回SBR工藝。該工藝存由此，創(chuàng)新性的使用目前大熱的“化學(xué)反應(yīng)沉淀、隔油、二級(jí)氣浮、A/O生化”工藝?？捎行У厝コ袡C(jī)物、NH3-NTN，污水處理效率較高。為COD。污廢水處理工藝流程見(jiàn)圖由提升泵打入5000m調(diào)節(jié)罐，再由調(diào)節(jié)罐自流進(jìn)入平流隔油池，在隔油池內(nèi)污成，均自流而入，從沉淀池至缺氧池有200%的硝態(tài)液回流，至好氧池則有50%~100%GB8978-1988《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)（新擴(kuò)版）標(biāo)準(zhǔn)及GB3351-1983《石油煉制工業(yè)污水污染物排6-1污水處理流程單產(chǎn)碳排放減本項(xiàng)目使用裝置自產(chǎn)的C2氣、PSA副產(chǎn)氣、C4液化氣。經(jīng)新型過(guò)程設(shè)備的應(yīng)7-1反應(yīng)器流動(dòng)方gdpi2Kuduiu20,i1, （1-g gi em；ui為主流道中的氣體流速，m/s；De為主流道水力學(xué)直徑，mg度kgm3；K為氣體流動(dòng)摩擦阻力系數(shù)。

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（1-等人利用式（1-1）模擬計(jì)算徑向反應(yīng)器向心πz型兩種情分布，因此對(duì)軸向均勻布?xì)舛?，向心π型流?dòng)優(yōu)于向心z型流動(dòng)。7-2綜上所述，本設(shè)計(jì)中，創(chuàng)新性地使用向心π型流型的移動(dòng)床反應(yīng)器。再根據(jù)文獻(xiàn)資料初步確定移動(dòng)床反應(yīng)器的條件，在該條件下該項(xiàng)目采用ComsolMultiphysics多物理場(chǎng)模擬對(duì)氧化偶聯(lián)反應(yīng)器進(jìn)行了模擬。設(shè)定3丙烯的收率，從而確定了催化劑床層最佳的尺寸：高6.6m，直徑2.2m。7-3反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)7-47-5丙烯濃度分塔圖7-溢流塔板結(jié)構(gòu)7-7四溢流流動(dòng)由此參國(guó)洛陽(yáng)石油化工工程公司08年對(duì)兩套重油催化裂T0102脫丙烷塔，采用精餾段為傳統(tǒng)雙溢流塔板、提餾圖7-8T0102脫丙烷塔結(jié)構(gòu)示意徑向移動(dòng)床反應(yīng)器與四臺(tái)立式圓筒加熱爐串聯(lián)，Pt/Sn催化劑在移動(dòng)床反應(yīng)器中97-9反應(yīng)器加熱爐組結(jié)合工程上的應(yīng)用情況，選擇倒U形排列爐管，排列如圖7-10、7-7-10合一重整加熱7-11輻射管呈U型排列布置正U型爐省；燃燒器安裝在底部，爐管表面熱強(qiáng)度的分布不如正U爐管不宜太高，太高容易失穩(wěn)，且固定控制方案的創(chuàng)AspenPlus進(jìn)行的是工藝的穩(wěn)態(tài)模擬，是工廠(chǎng)連續(xù)操作后，工藝條件處于穩(wěn)現(xiàn)。其控制原理如圖8-1所示：8-1控制原理行控制方案的分析和開(kāi)車(chē)過(guò)程的模擬。改進(jìn)后的精餾塔控制如圖8-2所示。8-2脫丙烷塔（T0102）動(dòng)態(tài)模SIS概念設(shè)DCS集散型控制系統(tǒng)為主體，另外還設(shè)計(jì)了丙烷脫氫F0201SIS安全儀表系統(tǒng)。DCSSIS的區(qū)別如下表8-1所示。8-1DCS控制系統(tǒng)與SIS控制系統(tǒng)的區(qū)的或測(cè)試。因此安全儀表系統(tǒng)本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的F0201加熱爐SIS安全儀表系統(tǒng)，通過(guò)和可操a.反應(yīng)器溫度過(guò)高（加熱爐出口溫度過(guò)高）時(shí)，切斷氣進(jìn)料，熄滅子熄火而出現(xiàn)加熱爐內(nèi)氣積聚而導(dǎo)致的遇明火。c.加熱爐進(jìn)料流量過(guò)低時(shí)，切斷氣進(jìn)料，以避免爐管干燒而損壞爐管HAZOPSIF分配到保護(hù)層（分析流程HAZOPHAZOPLOPAIPL的HAZOP未識(shí)別出的否是否是8-1HAZOP信息LOPA信息的關(guān)8-2概率計(jì)算法驗(yàn)證SILSIF安全儀表功；8-3最終設(shè)計(jì)SISSIF功SIL等氣各級(jí)8-2（a）SIS8-2（b）SIS對(duì)應(yīng)的出口工藝流體溫度高高限或氣支管壓力低低限時(shí)或工藝流體進(jìn)料流量過(guò)低時(shí)，該爐的氣切斷。工藝流體進(jìn)料流量過(guò)低采用壓力傳感器1oo2