10万吨碳四综合利用项目设计说明.ppt

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1、10万吨/年碳四综合利用项目,石脑油蒸汽裂解装置,乙烯、丙烯等基础原料,下游产品,碳四处理子系统,5万吨丁二烯,1万吨LPG,3万吨丙烯,2万吨异丁烯,高效利用+提高丙烯乙烯之比,合成橡胶项目增加，丁二烯供不应求,异丁烯：丁基橡胶、烷基化汽油、汽油添加剂，每年810的增长速度,初步设计说明Predesign Specification,工艺方案,设备设计,流程模拟,热量集成,自动控制,丁烯-2+乙烯2丙烯,异丁烷正丁烷异丁烯丁烯-1丁烯-2丁二烯,原料：蒸汽裂解碳四,碳四抽余液,粗反应气,反应气,异丁烷正丁烷异丁烯丁烯-1丁烯-2,正丁烷丁烯-1丁烯-2,正丁烷丁烯-2,丁二烯,异丁烯,丁烯-

2、1 丁烯-2,产品,丙烯LPG,碳四分离,丙烯合成,丁二烯分离,N-甲基吡咯烷酮（NMP）,乙腈（ACN）,二甲基甲酰胺（DMF）,生产成本,技术水平,理化性质,碳四抽余液,粗反应气,反应气,异丁烷正丁烷异丁烯丁烯-1丁烯-2,正丁烷丁烯-1丁烯-2,正丁烷丁烯-2,异丁烯,丁烯-1 丁烯-2,精馏段,反应段,提馏段,粗异丁烯,去丙烯合成工段,抽余碳四,保证异丁烯和丁烯-2分离,进入精馏段之前，丁烯-1完全反应,保证丁烯-1和丁烯-2分离，打破平衡,碳四分离,丙烯合成,丁二烯分离单元,异丁烯分离单元,丙烯合成单元,冷热流股,温焓图,夹点分析,换热网络,非低温段、低温段分别设计,Aspen En

3、ergy Analyzer,夹点报告,循环NMP,氨制冷系统,冷热流股,非低温段：总共27个 温度区间：41250Aspen Energy Analyzer处理,低温段：总共5个 温度区间：-18.941Aspen Energy Analyzer处理氨制冷系统,温焓图,非低温段组合温焓图,夹点分析,换热网络,以循环NMP为例,-30,5,氨制冷系统,设计换热网络,不设计换热网络,换热器,塔设备,反应器,催化剂,操作温度,操作压力,质量空速,8%WO3/SiO2负载型催化剂,250,3.0MPa,2 kg/(kg cath）,丙烯合成反应器反应条件,催化剂易磨损,反应微放热,轴向绝热式固定床反应

4、器,催化剂易失活需频繁再生,多台反应器并联,丙烯合成反应器反应特点,进料速率G=6025kg/h,质量空速WHSV=2h-1,催化剂质量W=3.41t,催化剂体积V=3.09m3,床层高度L=3.93m 内径d=1.00m,操作气速u=0.0735m/s,床层压降p=193.0kPa,圆通壁厚Sn=22mm椭圆形封头厚Sn=22mm裙座高度HB=2.75m人孔数目n=2总高度H=9.28m,热点温升T=8.02,保温材料：石棉厚度s=70mm,16MnR钢材,Thiele模数=1.219,内扩散有效因子=0.913,Mears判据：,外扩散影响可忽略,丙烯合成反应器计算过程,催化剂填充量：3.

5、41t,催化剂颗粒大小：46mm,床层压降：193.0kPa,内扩散有效因子：91%外扩散可忽略不计,在tt+dt时间内：反应放热量：Qin=28.797103 6560（kJ）管壁散热量：Qout 总 dL=5.03107 5.93 3.93 47.219 dt（kJ）床层顶部温度：0=250 5.03107 5.93 1 1 2485.7266025=249.43时间t与轴向位置距床层顶部长度L成正比：=3.93 47.219（）停留时间与转化率tX关系已知,L=2.347m，热点温升8.02,反应气进料口,反应气出料口,催化剂床层,封头,再生气入口,再生气出口,保温层,450,再生温度,

6、0.2MPa,再生压力,18.1kg/h,平均烧炭速度,热空气与氮气混合气，混合比由体积比1:8开始不断增大,再生气组成,丙烯合成反应器再生条件,以热空气与氮气体积比1:4为例进行衡算,设计校核,强度设计及稳定校核,整体结构设计,基本尺寸设计,塔盘结构设计,设备选型,丙烯分离塔,板式塔,板间距：0.45m直径：1m,自身梁式塔盘板V-1型重阀可拆式垂直弓形降液管凹形受液盘等腰三角形排布：中心距75mm 排间距77mm,负荷性能图,塔高：26.35m材料：20R壁厚：10mm封头：标准椭圆封头裙座：圆锥式,丙烯分离塔负荷性能图,精馏段,提馏段,0-0截面风弯矩：Nmm,操作载荷：18901.0k

7、g水压试验载荷：37636.4kg设备安装载荷：16686.2kg,外径：2270mm内径：1670mm厚度：30mm地脚螺栓：M424.5 24个,0-0截面地震弯矩 Nmm,强度设计及稳定校核,基础环及地脚螺栓,地震载荷及风载荷,质量载荷,强度及稳定性,丙烯分离塔再沸器设计 立式热虹吸再沸器,操作条件物性参数,立式热虹吸,热负荷传热温差传热面积型号初选,显热段传热系数蒸发段传热系数显热段和蒸发段长度平均传热系数面积裕度,校核,设备初选,方案论证,设计条件,单元设备自控方案,离心泵,换热器,储罐,上海化学工业区,齐全的公用设施,丰富的原料来源,良好的自然环境,便捷的交通运输,辅助生产区,生产

8、区,碳四分离车间,碳四分离车间0-0平面,碳四分离车间立面图,固定资产投资：102971.8万元其中：工程费用：73616.7万元 递延资产：3204.0万元 预备费：13431.1万元 无形资产：12720.0万元,项目总投资11.89亿元,01,贷款总额5亿元,02,建设期贷款利息3525.0 万元,03,流动资金12356.6万元,04,投资利润率 ROI 28.9%投资利税率 Investment Profit Rate 37.4%投资收益率 Investment Rate of Return 21.7%投资回收期 Payback Period 4年,静态效益指标 Static Benefit Index：,财务内部收益率（IRR）：25%,财务净现值（NPV）：158507.06万元,动态效益指标Dynamic Benefit Index,10年，10%折现率,盈亏平衡点 1.4万吨盈亏平衡点率 13.8%,10万吨/年碳四综合利用项目,以综合处理为重点，采用合理的原料-产品方案，各组分充分利用,秉承节能环保的设计理念，向绿色化工的目标靠拢,充分调研，独立设计，力图贴近工业实际,