萬噸異丙苯裝置生產(chǎn)流程設(shè)計課件

1、10萬噸/年異丙苯裝置生產(chǎn)流程設(shè)計 作 者: 宋峰 郭建光 指導(dǎo)教師: 錢 宇 教授 陸恩錫 教授主要內(nèi)容1. 概述 2. 技術(shù)分析 3. 流程敘述4. 流程模擬與優(yōu)化5. 過程控制6. 總結(jié)(主要改進(jìn)之處）7. 建議概述（一）異丙苯的用途 1.用作航空汽油添加劑 2.異丙苯已成為制造苯酚和丙酮的原料 （二）異丙苯的產(chǎn)量和市場需求 1.預(yù)計全球19952010年年均需求增長率以3.8%的速率遞增,預(yù)計2010年全球異丙苯需求量為1100萬噸 2.目前國外苯酚裝置規(guī)模基本在10萬噸/年以上，新建裝置 多在20萬噸/年以上。而中國裝置規(guī)模最大的是上海高橋石 化公司8萬噸/年的苯酚裝置 （三）異丙苯

2、的合成方法 （1）均相三氯化鋁法；（2）固體磷酸法 （3）沸石分子篩催化法方法的選擇（一）方法的選擇 采用沸石分子篩液相法 原因：（1）烷基化反應(yīng)溫度較低 （2）副產(chǎn)物較少 （3）生產(chǎn)能力大為提高 方法的選擇 （三）設(shè)計規(guī)模和設(shè)計要求 1. 設(shè)計規(guī)模 100，000噸異丙苯/年 2. 設(shè)計要求 產(chǎn)品異丙苯：回收率為99.8 純度為99.95 wt 三、技術(shù)分析（一）反應(yīng)原理 C3H6 + C6H6 C9H12（二） 反應(yīng)條件 烷基化反應(yīng)塔：T:130-150，P:2100-2300KPa 烷基轉(zhuǎn)移塔： T:220-230，P:3500-3800 Kpa （三）反應(yīng)選擇性和轉(zhuǎn)化率 1. 選擇性

3、2. 轉(zhuǎn)化率 四、流程敘述 10萬噸/年異丙苯裝置生產(chǎn)流程圖(PFD)五、流程模擬與優(yōu)化 Aspen plus 模擬流程圖 流程模擬與優(yōu)化 脫丙烷塔T-201操作條件確定 1.塔壓力的選擇(1) 丙烷在常壓下的沸點很低，所以如果選擇系統(tǒng)壓力在常壓下，則塔頂冷凝器很難對該產(chǎn)品進(jìn)行冷卻。所以塔壓力采用加壓。 (2)另一方面隨著操作壓力增加,精餾操作所用的蒸汽、冷卻水、動力消耗也增加。操作壓力適宜范圍為0.2-1MPa這里采用塔頂冷凝器壓力為0.3MPa，塔頂壓力為0.3 MPa，塔底壓力為0.33MPa對該系統(tǒng)進(jìn)行模擬計算 流程模擬與優(yōu)化 脫丙烷塔T-201操作條件確定（2）理論板數(shù)、進(jìn)料板位置和

4、回流比的關(guān)系 流程模擬與優(yōu)化 脫丙烷塔T-201操作條件確定（3）理論板數(shù)對分離效果的影響 流程模擬與優(yōu)化 脫丙烷塔T-201操作條件確定（4）脫丙烷塔T-201優(yōu)化結(jié)果 理論塔板數(shù)9回流比0.4最佳進(jìn)料位置3丙烷純度（wt）99.85塔頂溫度（）-12.76丙烷的收率()99.99塔底溫度（）132.27冷凝器熱負(fù)荷（kw/hr）-31.58塔頂壓力（kpa）300再沸器熱負(fù)荷（kw/hr）2181.63028塔底壓力（kpa）303塔頂采出量 (kmol/hr)12.51流程模擬與優(yōu)化 脫苯塔T-202操作條件確定（1）塔壓力的選擇 苯在常壓下的沸點是64.53，可以選擇系統(tǒng)壓力在常壓下，

5、但由于必須把輕組分從液相中分離出，否則將全部進(jìn)入產(chǎn)品中，但又要保證產(chǎn)品的收率， 從資料上得到在高壓下分離可以提高分離效果，所以選擇300kpa作為工作壓力。流程模擬與優(yōu)化 脫苯塔T-202操作條件確定（2）理論板數(shù)、進(jìn)料板位置和回流比的關(guān)系 流程模擬與優(yōu)化 脫苯塔T-202操作條件確定（4）脫苯塔T-202優(yōu)化結(jié)果理論塔板數(shù)20回流比0.55最佳進(jìn)料位置13苯純度（wt）99.99塔頂溫度（）120.52苯的回收率 99.98塔底溫度（）131.18冷凝器熱負(fù)荷（MMkcal/hr）3.1557882塔頂壓力（bar）3.0再沸器熱負(fù)荷（MMkcal/hr）3.63528824塔底壓力（bar

6、）3.03流程模擬與優(yōu)化 脫苯塔T-202操作條件確定脫苯塔T-202各物流模擬優(yōu)化結(jié)果 流程模擬與優(yōu)化 精餾塔T-203操作條件確定 （1）理論板數(shù)、進(jìn)料板位置和回流比的關(guān)系 流程模擬與優(yōu)化 精餾塔T-203操作條件確定（2）理論板數(shù)對分離效果的影響 流程模擬與優(yōu)化 精餾塔T-203操作條件確定（3）精餾塔T-203優(yōu)化結(jié)果 理論塔板數(shù)20回流比0.92最佳進(jìn)料位置13異丙苯純度（wt）99.99塔頂溫度（）200異丙苯的回收率 99.8塔底溫度（）264.21冷凝器熱負(fù)荷（MMkcal/hr）-1.5291678塔頂壓力（bar）3.0再沸器熱負(fù)荷（MMkcal/hr）1.54330971

7、塔底壓力（bar）3.03流程模擬與優(yōu)化 精餾塔T-203操作條件確定精餾塔T-203各物流模擬優(yōu)化結(jié)果 流程模擬與優(yōu)化 脫二異丙苯塔T-204操作條件確定脫二異丙苯塔T-204各物流模擬優(yōu)化結(jié)果 流程模擬與優(yōu)化 10萬噸/年異丙苯裝置生產(chǎn)流程物料衡算 五、過程控制 1. 反應(yīng)進(jìn)料控制 2. T-201塔底液位控制 3. T-202塔底液位控制 4. T-203塔底液位控制 5. T-204塔底液位控制 6. V-201的液位控制 7. V-202的液位控制 8. V-203的液位控制 9. V-204的液位控制 10. T-201塔的回流量控制11. T-202塔的回流量控制 12. T-203塔的回流量控制13. T-204塔的回流量控制六、總結(jié)(改進(jìn)之處)1.由于產(chǎn)品的市場需求增大，產(chǎn)量擴(kuò)大，由原來的10,000噸/年，擴(kuò)為100,000噸/年2.使用了新型填料催化劑使反應(yīng)的選擇率和產(chǎn)率增大，從而提高了效益 3.通過對脫丙烷塔，脫苯塔，精餾塔和脫二異丙苯塔的操作條件進(jìn)行優(yōu)化，減少了塔的理論板數(shù)，減少了設(shè)備投資；降低了塔的回流比和操作壓力，從而降低公用工程消耗和溫位，進(jìn)而降低操作費用 4.為了保持系統(tǒng)的操作穩(wěn)