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1、年产2万吨优质庚烯合成概念设计,设计者：韩品谦 楚玉宽 指导老师：陆恩锡 李秀喜,Analysis, Synthesis and Design of Chemical Processes,2,项目介绍 工艺设计与优化 过程模拟与优化 经济评价 总结,内容,3,项目介绍项目背景：,国家重要战略资源石油价格 庚烯作为国民经济必须的石油产品，价格飞涨， 我国尚不能生产高品质庚烯，需要从国外进口，近一步加剧了紧张。,4,项目介绍庚烯用途和前景：,1、生产高级醇原料。 2、生产庚酸。 3、作为汽油添加剂。 4、生产聚乙烯添加剂。 5、其他精细化工方面。,5,3种生产工艺：,石蜡热裂解法 正构烷烃脱氢法
2、低分子烯烃共聚法,6,生产工艺,工艺选择： 低分子烯烃共聚法 原因： 1. 反应条件温和 2. 生产高效 3. 产品品质高，符合高要求 4. 能耗少,7,项目要求原料及产品规格,1.原料（工业级丙稀、丁烯）： 丙稀含量95 1-丁烯含量55 丁烷含量40 2.产品规格： 1-庚烯含量98.5,8,原料与产品的市场信息,聚合级丙烯的市场价格为800820美元/吨本项目所采用的丙烯纯度只有95左右，价格较低，设定为6000元/吨。 正丁烯的市场价格为39004000元/吨，原料丁烯的成分复杂的混合物，其中具有反应活性的正丁烯只有55左右，价格较低，初步设定为4000元/吨。 Shell公司不同纯度
3、的庚烯产品价格差别很大，纯度为9399的庚烯产品的价格范围为0.40.8美元/磅,本设计要求庚烯产品纯度为99.6，因此价格至少应为0.8美元/磅,即14000元/吨。,9,国内液化石油气的价格差异很大，受地方政府政策限制和地区供求差异影响，价格位于2000元/吨5000元/吨不等 己烯也是一种应用非常广泛的化工原料，市场需求量大。 由上述信息可见: 丙烯价格较丁烯高，应提高其转化率。 己烯价格高，提高其产量与质量。 液化石油气价格较高，综合考虑副产品经济价值。 项目产品附加值高，副产品可综合利用，具有很大的经济价值。,10,项目要求,年产量：20kt/a 1-庚烯收率35% (以丙稀计) 1
4、-庚烯回收率96 1-庚烯纯度98.5%,11,生产工艺基本反应,C3H6+C3H6 C6H12 C3H6+C4H8 C7H14 C4H8+C4H8 C8H16 C3H6+2C4H8 C11H22 假设各反应转化率分别为0.593, 0.3741, 0.1629, 0.0329,12,生产工艺关键问题及工艺条件,关键问题: 选择性 反应条件： 最佳反应温度：45 反应压力：8atm 催化剂：有机金属催化剂 丁烯过量,13,生产工艺BFD,14,生产工艺PFD,15,工艺模拟Aspen plus模拟流程图,RStoic,Pump,Heater,RadFrac,16,模拟对T-501的设计规定：,
5、设定关键组分分离要求为: 1-丁烯塔顶富集99.9 mol% 1-己烯塔底富集99.8 mol% 回流比最小 塔顶热负荷最小,17,对T-501的进料位置的优化：,可见，当进料位置为11时，回流比最小为0.9195，此时冷凝器的热负荷也最小,18,对T-501的优化结果,：,Tray sizing,19,对T-502的设计规定,设定关键组分分离要求为: 1-己烯塔顶富集99.5 mol% 1-庚烯塔底富集99.5 mol% 回流比最小 塔顶热负荷最小,20,对T-502进料位置的优化：,当进料位置为15时回流比最小为2.9079，经计算此时冷凝器的热负荷也最小,21,对T-502优化结果,：,
6、Tray sizing,22,对T-503设计规定：,设定关键组分分离要求为: 1-庚烯塔顶富集99.9 mol% 1-辛烯塔底富集99.5 mol% 回流比最小 塔顶热负荷最小,23,对T-503进料位置的优化：,当进料位置为15时回流比最小为2.9079，经计算此时冷凝器的热负荷也最小,24,对T-503优化结果：,Tray sizing,25,总设计结果,26,经济可行性分析,27,28,29,30,31,总 结,1）基于对产品庚烯的市场需求量的调查与分析，设计出了年产量为2,000吨/年，收率为大于35的流程。为了得到高纯度的庚烯产物，本设计采用了三个高效精馏塔对生成物流进行分离，最终得到产物的纯度为98.8。 2）反应器后追加设计了催化剂回收装置对催化剂回收，并降低了精馏塔的分离负担。,32,总结,3）采用尽可能小的塔板数、回流比和最佳的进料位置达到设备费用和热负荷最小化。 4）采用筛板塔对塔板进行了设计和核算。 5）对本项目进行了初步的经济评价。,33,下一步工作计划和建议,由于我们的水平和时间有限，对本流程的很多工作都未及完善，可从以下方面改进： 1）由于反应的动力学数据未知，建议通过实验等手段确定，就可以用RPlug模型模拟。 2）用Superpro进行更深入的经济分析和评价。,34,谢 谢 观 赏！,希望大家多提宝贵意见！,