全部士繼團(tuán)隊(duì)

年產(chǎn)370kt烷基化油項(xiàng)目重慶理工大學(xué)士繼團(tuán)隊(duì)2012“中石化—三井杯”第六屆大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽

指導(dǎo)老師：許俊強(qiáng)李軍趙清華2012.08士繼團(tuán)隊(duì)汪璋妍黃明會(huì)邱模松王典彪?yún)巧墙?jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)文檔整理?yè)Q熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)計(jì)流程模擬工藝設(shè)計(jì)3D漫游車間布置CAD制圖控制方案目錄Content工藝概述TechnologyPresentation自動(dòng)控制AutomaticControl安全&環(huán)保SafetyandEnvironment

廠區(qū)&車間布置PlantandWorkshopLayout

經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)EconomicEvaluation項(xiàng)目總結(jié)ProjectSummary

可行性分析ProjectFeasibility§1

項(xiàng)目可行性projectfeasibility1.1項(xiàng)目背景ProjectBackground廠址選擇

Site

Selection1.21.1項(xiàng)目背景ProjectBackground

目前副產(chǎn)C4總量超過(guò)16Mt/aC4資源烷基化油目前

國(guó)內(nèi)外汽油調(diào)和油組成1.1項(xiàng)目背景ProjectBackground

烷基化油項(xiàng)目在我國(guó)發(fā)展前景良好，所以我們的選定項(xiàng)目是：年產(chǎn)37萬(wàn)噸烷基化油含催化裂化汽油高含烷基化油汽油低汽油組成不合理氣候溫和石化基地四季比較溫和，有利化工生產(chǎn)交通便捷區(qū)域內(nèi)已形成以高速公路為主干，一、二級(jí)公路為支撐的交通網(wǎng)絡(luò)體系，路網(wǎng)發(fā)達(dá)，交通便利原料充足該項(xiàng)目C4餾分需求量為40萬(wàn)噸/年，而中石油在四川的1000萬(wàn)噸/年的煉油項(xiàng)目產(chǎn)生大約100萬(wàn)噸的C4餾分

1.2

廠址選擇SiteSelection

原料Rawmaterials交通traffic氣候climate政策policy廠址選擇政策優(yōu)惠土地政策

扶持政策配套政策

§2

工藝闡述

TechnologyPresentation工藝系統(tǒng)Technologysystem工藝選擇ProcessSelection節(jié)能降耗

EnergySaving工藝介紹ProcessIntroduction設(shè)備設(shè)計(jì)

EquipmentDesign2.1

工藝選擇ProcessSelection

硫酸烷基化工藝氫氟酸烷基化工藝液體酸烷基化技術(shù)烷基化油合成工藝我們選擇UOP的Alkylene工藝腐蝕，安全性差固體酸烷基化技術(shù)UOPAlkylene工藝ABB等Alkyclean工藝催化劑

選用固體酸催化劑，綠色環(huán)保，沒(méi)有液體酸帶來(lái)的污染等問(wèn)題。代表烷基化的發(fā)展方向。2.1

工藝選擇

ProcessSelection技術(shù)水平Alkylene工藝已達(dá)到工業(yè)應(yīng)用水平，并在2008年實(shí)現(xiàn)工業(yè)裝置投產(chǎn)。操作條件反應(yīng)的操作條件緩和，對(duì)設(shè)備無(wú)特殊要求。且反應(yīng)的產(chǎn)生的縮合物要低于液體酸工藝。反應(yīng)器采用流化床提升管反應(yīng)器，催化劑的循環(huán)再生操作，提高了生產(chǎn)的連續(xù)性。工藝優(yōu)點(diǎn)結(jié)合液體酸工藝進(jìn)行改進(jìn)采用前脫正丁烷，中間再沸2.2

工藝介紹

ProcessIntroduction工藝流程框圖產(chǎn)品精制C4原料氣丁二烯抽提脫正丁烷干燥脫硫丁二烯加氫烷基化反應(yīng)原料處理工段反應(yīng)工段產(chǎn)品精制工段2.2

工藝介紹ProcessIntroductionC4原料氣萃取劑為DMF，溶劑比為7，操作壓力為4barDMF循環(huán)丁二烯回收段DMF抽提塔至預(yù)分離塔回收塔DMF相分離器丁二烯抽提段2.2

工藝介紹ProcessIntroduction預(yù)分離塔溫度為-10.1℃，1barMDEA循環(huán)，45℃溫度67℃，壓力4bar6ppm進(jìn)入混合器脫硫塔脫正丁烷塔溫度為4.1℃。1.023barω=91.6%正丁烷進(jìn)入混合器再生塔溫度100℃，壓力0.994bar硫回收段三廢處理30％MDEA分離丁二烯后原料相分離器前脫正丁烷段脫硫---再生段熱泵2.2

工藝介紹ProcessIntroduction脫硫后原料氣2-丁烯3A分子篩干燥劑，溫度為40

℃，操作壓力為13bar<10ppm干燥塔壓力17bar,溫度45

℃加氫反應(yīng)器油氣分離器至反應(yīng)段<100ppm氫氣聚結(jié)脫水器DD-1催化劑，強(qiáng)度高、活性高、穩(wěn)定性好脫水段丁二烯選擇性加氫段

2.2

工藝介紹ProcessIntroduction反應(yīng)溫度30℃，壓力為5bar，烷烯比為7:1流化床反應(yīng)器異丁烷循環(huán)溫度67℃，操作壓力5bar度丙烷ω=95.6%產(chǎn)品精制塔脫丙烷塔烷基化產(chǎn)品緩沖罐凈化C4原料異丁烷型號(hào)為HAL-100TM,顆粒分布和孔徑分布有利于傳質(zhì)反應(yīng)工段產(chǎn)品精制工段中間再沸

2.3

節(jié)能降耗EnergySaving

熱泵精餾中間再沸熱量集成2.3.1

熱泵精餾預(yù)分離塔熱泵精餾系統(tǒng)再沸器熱負(fù)荷23.40MW壓縮機(jī)功率2.87MW輔助冷卻器功率-2.81MW熱泵性能系數(shù)COP=16.30-9.4℃，1.01bar2.5℃,1.23bar23.3℃，2.40bar2.7℃

1.23bar9.8℃，2.40barP=2.4bar-10.1℃，1.01bar壓縮機(jī)出口壓力靈敏性分析預(yù)分離塔常規(guī)精餾與熱泵精餾年操作費(fèi)用對(duì)比如下表：項(xiàng)目常規(guī)精餾熱泵精餾冷凝器熱負(fù)荷/KW-23350-2813冷卻劑用量/（噸/年）6720506冷卻劑費(fèi)用/（萬(wàn)元/年）1008.0275.99再沸器熱負(fù)荷KW23405.904—低壓蒸汽用量/8505.52—低壓蒸汽費(fèi)用/（萬(wàn)元/年）1224.79—壓縮機(jī)功率/KW—2868.7765電費(fèi)用/（萬(wàn)元/年）—1606.51年操作費(fèi)用/（萬(wàn)元/年）2232.811682.50節(jié)省550.31萬(wàn)元2.3.2

中間再沸IntermediateReboiler37.7°C157.7°C59.7°C80°C循環(huán)DMF產(chǎn)品精制塔（T-106）中間再沸8.6MW設(shè)置中沸器：常規(guī)精餾：節(jié)約41.59%中壓蒸汽的用量組合曲線圖總組合曲線圖換熱網(wǎng)絡(luò)圖2.3.3

熱量集成HeatIntegration總費(fèi)用與最小傳熱溫差的關(guān)系曲線換熱網(wǎng)絡(luò)可行原始換熱網(wǎng)絡(luò)和集成網(wǎng)絡(luò)對(duì)比圖換熱面積公用工程總費(fèi)用原始網(wǎng)絡(luò)集成網(wǎng)絡(luò)

125.28%66.12%51.11%100%100%100%集成網(wǎng)絡(luò)可節(jié)約公用工程總量48.89%，節(jié)約總費(fèi)用33.88%，節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)效益俱佳。2.4設(shè)備設(shè)計(jì)及選型

EquipmentDesignandSelection塔器壓縮機(jī)儲(chǔ)罐反應(yīng)器泵換熱器SW6-19982.4.1

烷基化反應(yīng)器提升管反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖17.6m1.1m3.0m2.5m8.0m提升管反應(yīng)器裝配圖10.6m3.0m2.4.2

塔設(shè)備設(shè)計(jì)

SW6-1998機(jī)械校核Cup-Tower水力學(xué)校核Aspen模擬計(jì)算

最優(yōu)設(shè)計(jì)方案塔設(shè)備設(shè)計(jì)思路產(chǎn)品精餾塔塔高

44.3m塔徑

4.4m塔板數(shù)

45塔型浮閥塔開(kāi)孔率

14%開(kāi)孔區(qū)面積10.93m2降液管面積2.73m2堰高60mm換熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)——AspenEnergyAnalyzer模擬——AspenPlus換熱器匹配情況及其熱負(fù)荷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)——AspenExchanger選型——《化工設(shè)備設(shè)計(jì)

手冊(cè)》換熱器公稱直徑、換熱面積等參數(shù)并選型機(jī)械校核——SW6-1998機(jī)械強(qiáng)度校核2.4.3

換熱器設(shè)計(jì)換熱器烷基化反應(yīng)進(jìn)料冷卻器（E201）裝配圖BEM800-0.6-208.5-6/25-2I§3

自動(dòng)控制AutomaticControl

自動(dòng)控制方案DCS控制系統(tǒng)溫度壓力流量液位SIS控制系統(tǒng)緊急事故切斷

自保連鎖控制自保連鎖

控制溫度偏高冷凝器負(fù)荷增加分離效果下降進(jìn)料溫度偏高回流比變小調(diào)節(jié)進(jìn)料熱狀況調(diào)節(jié)回流比§4

安全&環(huán)保SafetyandEnvironment

安全環(huán)保措施先進(jìn)工藝系統(tǒng)控制定期檢修防爆防毒三廢處理系統(tǒng)三廢處理.廢氣廢液廢渣吸收、焚燒處理回收余熱污水處理站回收貴金屬?gòu)U渣場(chǎng)處理少量烴類煙氣、CO2生活廢水工業(yè)廢水廢催化劑§5

廠區(qū)&車間布置PlantandWorkshopLayout

廠區(qū)布置車間布置滿足生產(chǎn)和運(yùn)輸?shù)囊鬂M足安全、節(jié)能的要求考慮廠區(qū)發(fā)展的可能性貫徹節(jié)約用地的原則考慮自然條件和周圍環(huán)境的影響廠區(qū)布置原則輔助生

產(chǎn)區(qū)生活區(qū)生產(chǎn)區(qū)儲(chǔ)罐區(qū)儲(chǔ)罐區(qū)輔助生產(chǎn)

區(qū)5.1廠區(qū)布置PlantLayout

總廠布置物流通道消防通道人流通道防火堤防火堤通道設(shè)置輔助生產(chǎn)區(qū)

車間設(shè)備布置車間廠房整體設(shè)計(jì)與布置

車間布置設(shè)計(jì)圖5.2車間布置WorkshopLayout

5.2車間布置WorkshopLayout

§6

經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)EconomicEvaluation4.1總投資估算InvestmentEstimate4.3敏感性分析SensitivityAnalyse評(píng)價(jià)指標(biāo)EvaluationIndex4.2項(xiàng)目總投資106198.59萬(wàn)元固定資產(chǎn)投資82338.87萬(wàn)元流動(dòng)資金20584.72萬(wàn)元建設(shè)期利息3275萬(wàn)元

固定資產(chǎn)投資:主要包括設(shè)備、工器具購(gòu)置費(fèi)、工程建設(shè)其他費(fèi)用和總預(yù)備費(fèi)

流動(dòng)資金：按固定投資的25%計(jì)算建設(shè)期利息：按建設(shè)期一年計(jì)算，貸款為5億，貸款利率為6.55%6.1總投資估算InvestmentEstimate凈現(xiàn)值64896萬(wàn)元

盈虧平衡產(chǎn)量5.49萬(wàn)噸投資收益率35.06%投資利稅率68.13%投資利潤(rùn)率43.91%內(nèi)部收益率24.85%投資回收期5年6.2經(jīng)濟(jì)指標(biāo)EvaluationIndex

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