高品質(zhì)庚烯的工藝流程優(yōu)化設(shè)計(jì)

1、LOGO高品質(zhì)庚烯的工藝流程優(yōu)化設(shè)計(jì)高品質(zhì)庚烯的工藝流程優(yōu)化設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)：李寧 陳燕舞指 導(dǎo)：李 秀 喜 Company LogoContents項(xiàng)目背景項(xiàng)目背景 1項(xiàng)目設(shè)計(jì)任務(wù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)任務(wù) 2設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方案 3反應(yīng)過(guò)程設(shè)計(jì)反應(yīng)過(guò)程設(shè)計(jì) 4分離過(guò)程設(shè)計(jì)與優(yōu)化分離過(guò)程設(shè)計(jì)與優(yōu)化 5過(guò)程模擬與優(yōu)化過(guò)程模擬與優(yōu)化 6流程經(jīng)濟(jì)分析流程經(jīng)濟(jì)分析 7 Company Logo1.項(xiàng)目背景v庚烯的應(yīng)用 用作高密度聚乙烯HDPE 和線型低密度聚乙烯LLDPE 生產(chǎn)的共聚單體 脂肪醇的中間體：庚烯-直鏈庚醇（增塑劑中間體）-鄰苯二甲酸酯增塑劑 汽油添加劑（解決新標(biāo)準(zhǔn)汽油的辛烷值問(wèn)題 ） 制備高級(jí)脂肪酸：聚烯烴(

2、PAO) ，優(yōu)質(zhì)合成潤(rùn)滑油 Company Logo1.項(xiàng)目背景v庚烯的制備方法 萃取分離法 （） 正構(gòu)烷烴熱裂解法 （） 脂肪醇脫氫法（） 低分子烯烴共聚法 ：Dimersol法和Lewis酸法 Company Logo2.項(xiàng)目設(shè)計(jì)任務(wù)產(chǎn)量規(guī)模產(chǎn)量規(guī)模27000噸噸/年年產(chǎn)品純度要求產(chǎn)品純度要求99.8產(chǎn)品要求產(chǎn)品要求Company Logo3.設(shè)計(jì)方案選擇反應(yīng)原料產(chǎn)品性質(zhì)與市場(chǎng)選用Dimersol 法制備庚烯 （1）成分（2）性質(zhì)：易燃易爆，分離困難（3）價(jià)格（1）性質(zhì)（2）價(jià)格Company Logo選用原料v 成分成分工業(yè)丙烯：丙烯95.23 丙烷 4.77工業(yè)丁烯：已丁烷18.38

3、正丁烷21.83 異丁烯5.67 正丁烯55.73 正己烯0.09 v 價(jià)格價(jià)格丙烯丙烯9000元元/噸噸丁烯丁烯6000元元/噸噸高純庚烯高純庚烯13000元元/噸噸高純己烯高純己烯11000元元/噸噸高純辛烯高純辛烯9000元元/噸噸高純癸烯高純癸烯7000元元/噸噸液化石油氣液化石油氣5500元元/噸噸Company Logo4.反應(yīng)過(guò)程設(shè)計(jì) 反應(yīng)器的設(shè)計(jì)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)確定反應(yīng)物的組成確定反應(yīng)物的組成反應(yīng)條件的選擇反應(yīng)條件的選擇壓力壓力溫度溫度反應(yīng)方式反應(yīng)方式Company Logo4.反應(yīng)過(guò)程設(shè)計(jì)v反應(yīng)器設(shè)計(jì)反應(yīng)器設(shè)計(jì)圖1 丙烯與丁烯合成1庚烯生產(chǎn)裝置 Company Logo（1）確定

4、反應(yīng)物的組成v 當(dāng)進(jìn)料丙烯丁烯含量比當(dāng)進(jìn)料丙烯丁烯含量比(mol)為為4:1時(shí)庚烯的選擇性時(shí)庚烯的選擇性最大。但是綜合考慮經(jīng)濟(jì)性與反應(yīng)率，我們選擇進(jìn)最大。但是綜合考慮經(jīng)濟(jì)性與反應(yīng)率，我們選擇進(jìn)料中丙烯丁烯的含量比（料中丙烯丁烯的含量比（mol）為）為2:3，轉(zhuǎn)化為工業(yè)，轉(zhuǎn)化為工業(yè)丙烯與工業(yè)丁烯的摩爾比值約為丙烯與工業(yè)丁烯的摩爾比值約為2:5。 丙烯：丁烯丙烯：丁烯（mol） 1:1 1:2 3:2 7:3 4:1 2:3 3:7 反應(yīng)選擇性反應(yīng)選擇性 0.05190.07130.05550.06160.07300.0709 0.0589 表表2 丙烯與丁烯不同配比下的反應(yīng)選擇性丙烯與丁烯不同配

5、比下的反應(yīng)選擇性Company Logo（2）反應(yīng)條件 反應(yīng)器溫度反應(yīng)器溫度Company Logo5.分離過(guò)程設(shè)計(jì)與優(yōu)化分離過(guò)程設(shè)計(jì)與優(yōu)化Company Logo（1）分離工藝的設(shè)計(jì)v庚烯合成的庚烯合成的BFD Company Logo（1）分離工藝的設(shè)計(jì)v1-庚烯合成的庚烯合成的CFD流程圖流程圖 Company Logo（2）換熱工藝的設(shè)計(jì)v節(jié)能策略：將分離塔節(jié)能策略：將分離塔T2、分離塔、分離塔T3的產(chǎn)品庚烯和的產(chǎn)品庚烯和己烯（均為己烯（均為103）作為反應(yīng)器出口換熱器的熱流）作為反應(yīng)器出口換熱器的熱流體對(duì)反應(yīng)后的總物流進(jìn)行預(yù)熱，使其進(jìn)料溫度保持體對(duì)反應(yīng)后的總物流進(jìn)行預(yù)熱，使其進(jìn)料溫度

6、保持在在70左右，采用雙管程進(jìn)料的換熱器。左右，采用雙管程進(jìn)料的換熱器。 Company Logo（3）工藝的過(guò)程模擬及優(yōu)化 v建立整體的合成模型建立整體的合成模型 Aspen模擬流程圖模擬流程圖Company Logo（4）反應(yīng)轉(zhuǎn)化率與選擇性 主要反應(yīng)選擇性表主要反應(yīng)選擇性表 Company Logo（4）反應(yīng)轉(zhuǎn)化率與選擇性 本設(shè)計(jì)采用的原料和反應(yīng)后產(chǎn)物的摩爾比與摩爾流量本設(shè)計(jì)采用的原料和反應(yīng)后產(chǎn)物的摩爾比與摩爾流量 Company Logo6.過(guò)程模擬和優(yōu)化v分離塔分離塔T1 的設(shè)計(jì)與優(yōu)化的設(shè)計(jì)與優(yōu)化v分離塔分離塔T2 的設(shè)計(jì)與優(yōu)化的設(shè)計(jì)與優(yōu)化 v分離塔分離塔T3 的設(shè)計(jì)與優(yōu)化的設(shè)計(jì)與優(yōu)化

7、 v分離塔分離塔T4 的設(shè)計(jì)與優(yōu)化的設(shè)計(jì)與優(yōu)化 Company Logo（1）分離塔T1 的設(shè)計(jì)與優(yōu)化 v 目的：將目的：將C4及更輕及更輕組分與重組分分離。組分與重組分分離。v 關(guān)鍵組關(guān)鍵組 分：己烯與分：己烯與正丁烷（正丁烷（0.5） v 優(yōu)化分離要求：己烯優(yōu)化分離要求：己烯的回收率的回收率0.99, 塔釜塔釜正丁烷含量低于正丁烷含量低于0.001, 靈敏度分析靈敏度分析確定理論塔板數(shù)和最確定理論塔板數(shù)和最佳進(jìn)料板佳進(jìn)料板理論塔板數(shù)23進(jìn)料位置11塔頂壓力（bar）6塔底壓力（bar）8塔頂溫度（）48.49塔底溫度（）182.59冷凝器負(fù)荷（MMkcal/hr）-0.9296635再沸器

8、負(fù)荷（MMkcal/hr）1.55832676蒸出率0.67回流比3.5Aspen模擬塔模擬塔T1結(jié)果結(jié)果Company Logo（1）分離塔T1 的設(shè)計(jì)與優(yōu)化 v T1的理論塔板數(shù)及回流比的理論塔板數(shù)及回流比 VARY 1塔頂熱量（MMKCAL/H）塔釜熱量（MMKCAL/H）總的熱量9-0.929671.558365862.48803610-0.92965391.558344872.48799911-0.92966351.558326762.48799012-0.92971721.558293412.48801113-0.9298851.558206062.48809114-0.93036

9、571.557957752.48832315-Company Logo（2）分離塔T2 的設(shè)計(jì)與優(yōu)化 v目的：將己烯與其他重組分分離。目的：將己烯與其他重組分分離。v關(guān)鍵組分：己烯與庚烯關(guān)鍵組分：己烯與庚烯v優(yōu)化分離要求：塔頂庚烯含量?jī)?yōu)化分離要求：塔頂庚烯含量0.05% 塔頂己烯含量塔頂己烯含量Company Logo（2）分離塔T2 的設(shè)計(jì)與優(yōu)化 v Aspen模擬塔模擬塔T2結(jié)果結(jié)果 理論塔板數(shù)50進(jìn)料位置25塔頂溫度（）1226塔底溫度（）2129冷凝器負(fù)荷（MMkcal/hr）-0.9296635再沸器負(fù)荷（MMkcal/hr）0.81229758蒸出率0.67回流比Company L

10、ogo（2）分離塔T2 的設(shè)計(jì)與優(yōu)化 v T2的理論塔板數(shù)及回流比的理論塔板數(shù)及回流比 VARY 1塔頂熱量（MMKCAL/H）塔釜熱量（MMKCAL/H）總的熱量(MMKCAL/H)19-0.73658980.812385441.54897520-0.73654190.81235071.54889321-0.73651350.812330391.54884422-0.73649310.812315491.54880923-0.736480.812305871.54878624-0.73647260.81230041.54877325-0.73646890.812297581.54876626

11、-0.73647070.812298721.54876927-0.73648930.812312131.54880128-0.73658870.812384121.54897329-0.73679750.812535511.54933330-0.73704850.812714621.54976331-Company Logo（3）分離塔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離。目的：將庚烯與催化劑及重組分分離。v關(guān)鍵組分：庚烯與辛烯關(guān)鍵組分：庚烯與辛烯v優(yōu)化分離要求：庚烯產(chǎn)品純度達(dá)到優(yōu)化分離要求：庚烯產(chǎn)品純度達(dá)到0.999 塔釜庚辛烯含量小于塔釜庚辛烯含量小于Company Lo

12、go（3）分離塔T3 的設(shè)計(jì)與優(yōu)化 v Aspen模擬塔模擬塔T3結(jié)果結(jié)果 理論塔板數(shù)理論塔板數(shù)55進(jìn)料位置進(jìn)料位置30塔頂溫度（塔頂溫度（）1574塔底溫度（塔底溫度（）2587冷凝器負(fù)荷冷凝器負(fù)荷（MMkcal/hr）-0.8825683再沸器負(fù)荷再沸器負(fù)荷（MMkcal/hr）0.82448397蒸出率蒸出率0.66回流比回流比Company Logo（3）分離塔T3 的設(shè)計(jì)與優(yōu)化 v T3的理論塔板數(shù)及回流比的理論塔板數(shù)及回流比 VARY 1塔頂熱量（塔頂熱量（MMKCAL/H）塔釜熱量（塔釜熱量（MMKCAL/H）總的熱量總的熱量26-0.88278320.824678271.707

13、46127-0.8826860.824590241.70727628-0.88261690.824527721.70714529-0.88257630.824490991.70706730-0.88256830.824483971.70705231-0.88261950.824529671.70714932-0.88276660.824663141.7074333-0.88329250.825138631.70843134-0.88661680.828143421.7147635-0.89925190.839601261.73885336-Company Logo（4）分離塔T4 的設(shè)計(jì)與優(yōu)化

14、 v目的：將重組分中的辛烯與癸烯分離。目的：將重組分中的辛烯與癸烯分離。v關(guān)鍵組分：辛烯與癸烯關(guān)鍵組分：辛烯與癸烯v優(yōu)化分離要求：辛烯產(chǎn)品純度大于優(yōu)化分離要求：辛烯產(chǎn)品純度大于99.7% ,塔頂塔頂C11含量小于含量小于0.05% 。Company Logo（4）分離塔T4 的設(shè)計(jì)與優(yōu)化 v Aspen模擬塔模擬塔T4結(jié)果結(jié)果 理論塔板數(shù)理論塔板數(shù)23進(jìn)料位置進(jìn)料位置14塔頂溫度（塔頂溫度（）1930塔底溫度（塔底溫度（）2738冷凝器負(fù)荷（冷凝器負(fù)荷（MMkcal/hr）-0.1878422再沸器負(fù)荷（再沸器負(fù)荷（MMkcal/hr）0.147406蒸出率蒸出率0.55回流比回流比Compa

15、ny Logo（4）分離塔T4 的設(shè)計(jì)與優(yōu)化 v T4的理論塔板數(shù)及回流比的理論塔板數(shù)及回流比 VARY 1塔頂熱量塔頂熱量（MMKCAL/H）塔釜熱量塔釜熱量（MMKCAL/H）總的熱量總的熱量9-0.18817590.147600790.33577710-0.18797350.147482750.33545611-0.18789160.147434930.33532712-0.18785910.147415950.33527513-0.18784650.147408560.33525514-0.18784220.1474060.33524815-0.18784730.147408970.3

16、3525616-Company Logo（5）最終物流組分組成結(jié)果 v 最終各物流組分組成結(jié)果最終各物流組分組成結(jié)果 12345678910Temperature C254548.81180.96123.19212.78157.44258.61193.03273.64Pressure bar886857575.56C3H80.013396130.018230580.026809681.5455e-096.2795e-091.2431e-300000C3H6-20.26725463000000000C4H10-20.132224230.179941810.264618663.505e-061.4

17、24e-054.883e-220000C4H10-10.144785190.197035830.289745342.8097e-050.000114152.7376e-190000C4H8-50.040789730.055510090.081631442.2255e-069.042e-061.2852e-210000C4H8-10.400881940.223858880.329199261.0594e-054.3044e-059.1006e-210000C6H12-30.000668130.084560820.007992060.247269450.999690030.001617850.00

18、2436683.8131e-106.9525e-102.1109e-15C7H14-700.16002913.5521e-060.500083380.000129470.663309210.9990290.003947890.007197441.0377e-06C8H16-1600.044462631.6021e-100.138945721.4069e-110.184308960.000534310.547409670.992776860.00647076C11H22-200.036370247.8834e-220.113657032.7205e-300.150763982.3302e-230.448642432.5697e-050.9935282分離出的庚烯達(dá)到分離出的庚烯達(dá)到99.9wt%，符合設(shè)計(jì)要求，符合設(shè)計(jì)要求 Company Logo7.流程的經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析 v 項(xiàng)目建設(shè)投資估算項(xiàng)目建設(shè)投資估算 建設(shè)投資估算表（單位：萬(wàn)元人民幣）建設(shè)投資估算表（單位：萬(wàn)元人民幣） 工程費(fèi)用工程費(fèi)用建筑工程費(fèi)建筑工程費(fèi)950設(shè)備及器具購(gòu)置費(fèi)設(shè)備及器具購(gòu)置費(fèi)6870安裝工程費(fèi)安裝工程費(fèi)500