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IESCMitsuiChemicals“Chemistry,Innovation,Dreams”三井化學

中國化工學會年產(chǎn)7萬噸BDO項目報告齊齊哈爾大學時嘉俐徐成林王宏宇林光一工藝流程設計、模擬、3dsmaxProcessdesign、Simulation&3dsmax熱集成、經(jīng)濟核算、自動控制Heatintegration、Economicevaluation

&Automaticcontrol隊長：廠區(qū)及車間布置Plantandworkshoplayout孫永娟設備選型、PDMAXEquipmentdesign&PDMAX可行性論證及市場分析Feasibilitydemonstration&Marketanalysis團隊介紹目錄Content1.設計背景Designbackground2.工藝設計TechnologyDesign

3.廠區(qū)設計PlantDesign4.經(jīng)濟評價EconomicEvaluation5.項目總結ProjectSummary1.設計背景產(chǎn)品應用發(fā)展前景生產(chǎn)現(xiàn)狀C4是一種重要的石油化工資源，它是碳四烷烴、烯烴和二烯烴的總稱，主要是由丁烷、丁烯以及丁二烯構成?！?012C4/C5/C9/C10分離技術及資源綜合利用論壇”，其間討論了資源緊缺的情況下C4/C5/C9/C10產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略及資源綜合利用。。據(jù)統(tǒng)計，國外C4化工利用率已達60%以上，而我國的C4化工利用率僅約30%。我國混合C4烴資源化工利用率低，大部分作為工業(yè)和民用燃料燒掉，這部分C4餾分嚴重貶值。對C4下游產(chǎn)品的市場進行分析，正丁烷氧化制順酐，順酐酯化加氫生產(chǎn)1,4-丁二醇、四氫呋喃被認為是最經(jīng)濟有前途的生產(chǎn)工藝路線。1.2發(fā)展前景1.1產(chǎn)品應用1.3生產(chǎn)現(xiàn)狀四氫呋喃γ-丁內酯1，4-丁二醇PBT樹脂年份產(chǎn)量凈進口量表觀消費量產(chǎn)品自給率（%）20069.86.816.659.0200712.810.623.454.7200815.410.826.258.8200922.58.931.471.6201026.08.534.575.4201129.07.736.779.0近幾年我國1,4-丁二醇的供需情況（單位：萬噸/年）全球BDO產(chǎn)量分布

西歐：415000t/a日本：135000t/a中國：504000t/a美國：363000t/a1.設計背景2.工藝設計工藝流程選擇1工藝流程簡介2工藝過程模擬3工藝特色4自動控制5設備設計及選型62.工藝設計工藝流程選擇1產(chǎn)生順酸腐蝕設備材料需進口B.P/Lurgi1國內尚未投產(chǎn)國內技術不成熟所需設備工藝需從國外引進Husman/Davy2生產(chǎn)工藝成熟經(jīng)濟投資少操作維修費用低蘭州/Davy31，4-丁二醇主要生產(chǎn)工藝2.工藝設計工藝流程選擇1工藝流程簡介2工藝過程模擬3工藝特色4自動控制5設備設計及選型62.工藝設計工藝流程簡介2C4精制工段正丁烷氧化正丁烷氧化工段順酐吸收工段順酐溶劑回收順酐酯化工段馬來酸二甲酯加氫工段四氫呋喃吸收精制工段四氫呋喃溶劑回收工段1，4-丁二醇精制工段2.工藝設計工藝流程簡介2C4預處理工段2.工藝設計工藝流程選擇1工藝流程簡介2工藝過程模擬3工藝特色4自動控制5設備設計及選型62.工藝設計工藝過程模擬3物料衡算及能量恒算表2.工藝設計工藝流程選擇1工藝流程簡介2工藝過程模擬3工藝特色4自動控制5設備設計及選型62.工藝設計工藝特色4來源充足廉價易得

反應精餾一體化節(jié)約成本，提高產(chǎn)品收率節(jié)能降耗綠色環(huán)保原料膜分離輔料回收

反應精餾工藝特色理論原子經(jīng)濟性可達100%2.工藝設計工藝流程選擇1工藝流程簡介2工藝過程模擬3工藝特色4自動控制5設備設計及選型6C4精制工段2.工藝設計自動控制5C4脫重塔流量控制器壓力控制器回流罐液位控制器塔釜液位控制器溫度/組分串級控制2.工藝設計自動控制5中繼-反饋測試結果其他控制器模擬結果2.工藝設計工藝流程選擇1工藝流程簡介2工藝過程模擬3工藝特色4自動控制5設備設計及選型62.工藝設計設備設計及選型6可行性安全性經(jīng)濟性

先進性換熱器設計

泵的選型

反應器設計

精餾塔設計

2.工藝設計設備設計及選型6序號比較項目反應器類型固定床流化床1轉化效率高低2催化劑不易磨損磨損消耗大3流動狀況接近平推流基本是全混式4控制難易易難5選擇性高低序號結構尺寸1固定床催化劑體積Vb/m35.32床層截面積S/m21.273直徑D1/m1.274床層高度H1/m4.25反應器體積V/m323換熱器設計

泵的選型

反應器設計

精餾塔設計

2.工藝設計設備設計及選型62.工藝設計設備設計及選型6序號結構尺寸1實際板數(shù)Np/塊1652塔徑D/m2.23塔高H/m92.414形式雙溢流5回流比R7.56板間距HT/m0.5AspenPlus水力學參數(shù)KG-Tower換熱器設計

泵的選型

反應器設計

精餾塔設計

2.工藝設計設備設計及選型62.工藝設計設備設計及選型6用ExchangerDesignandRating模擬換熱器詳細設計結果如下圖換熱器設計

泵的選型

反應器設計

精餾塔設計

2.工藝設計設備設計及選型62.工藝設計設備設計及選型6揚程汽蝕余量流量泵的選型

3.廠區(qū)設計車間布置廠區(qū)布置廠址選擇3.13.23.33.1廠址選擇甲醇廠精細化工廠煉化公司廠區(qū)原料供應：原料來源方便由當?shù)刂苯庸煌ㄟ\輸：運輸網(wǎng)絡發(fā)達形成完善的鏈狀供需關系政府支持：政策鼓勵財政扶持3.廠區(qū)設計車間布置廠區(qū)布置廠址選擇3.13.23.33.2廠區(qū)布置并行布置安全布置一字型布置3.廠區(qū)設計車間布置廠區(qū)布置廠址選擇3.13.23.3C4精制車間順酐酯化加氫車間順酐制取與精制車間產(chǎn)品精制車間C4精制車間管道圖順酐制取與精制車間管道圖順酐酯化加氫車間管道圖產(chǎn)品精制車間管道圖管道軸測圖管道軸測圖節(jié)能降耗

換熱網(wǎng)絡集成以夾點技術為基礎AspenEnergyAnalyzer應用軟件技術理論基礎考慮工藝需要和實際條件，對全流程的換熱網(wǎng)絡、公用工程進行整合與調優(yōu)，達到能量的綜合匹配與有效利用。目的流程溫焓圖換熱網(wǎng)絡夾點共有三個：808.8-818.8℃、73.4-83.4℃、20.0-30.0℃流程換熱網(wǎng)絡節(jié)能效果項目熱公用工程kJ/h

冷公用工程kJ/h匹配前2.094×108kJ/h4.385×108kJ/h物流匹配熱量2.094×108kJ/h物流匹配節(jié)能百分率100%47.75%能耗降低>30%總組合曲線匹配前換熱圖最小傳熱溫差：10℃4.經(jīng)濟評價流動資金18084.3萬元項目總投資173583.4萬元固定資產(chǎn)90421.5萬元建設期貸款利息28800萬元貸款總額90000萬元運用AspenProcessEconomicAnalyzer軟件進行估算4.1靜態(tài)分析靜態(tài)分析43.25%＞38%投資回收期投資利稅率投資利潤率6.3年35.68%＞26%4.經(jīng)濟評價凈現(xiàn)值NPV4.2不確定分析46294萬元