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1、年产2.7万吨高纯庚烯合成设计,设计者: 李鋆 袁芳 指导老师: 李秀喜 副研究员,Company Logo,Contents,Company Logo,项目背景,随着人们生活状况的日益改善，各国对化工产品的数量与质量都提出了更高的要求，为了满足市场的需求，企业努力开发各种具有优异性能的化工原料，庚烯作为一种重要的中间原料，它的生产工艺与过程的优化成为研究的热点。我国尚不能生产高品质庚烯，需要从国外进口,项目开发极其重要。,Company Logo,项目背景,Company Logo,原油,从2005年的50美元一桶到现在接近100美元一桶，化工产品的成本越来越高！,能源紧张,对各种化学品纯度
2、的要求在提高，对生产工艺的要求再提高！,Company Logo,庚烯用途,庚烯,各种聚合物的共聚单体 脂肪醇的中间体 生产聚乙烯添加剂 汽油添加剂 制备高级脂肪酸 其他,主要用途,Company Logo,合成方法,庚烯合成方法,Dimersol法,Lewis酸法,正构烷烃热裂解法,低分子烯烃共聚法,脂肪醇脱氢法,萃取分离法,目前我们采用此法,Company Logo,目前进展,通过几届同学的完善： 庚烯的纯度可以达到99.6 己烯的纯度可以达到97.6 液化石油气可以得到回收 热能的利用较充分 不足之处： 副产品纯度不够高 C8和C11没有得到很好的利用,Company Logo,项目介绍
3、,丙烯：9000元/吨 丁烯：6000元/吨,己烯：99.5庚烯：99.8辛烯：99.2% 癸烯：99.8%,原料丙烯： 丙烯95.23 丙烷 4.77 原料丁烯： 已丁烷18.38 正丁烷21.83 异丁烯5.67 正丁烯55.73 正己烯0.09,年产庚烯约2.7万吨,Company Logo,反应方程式,主反应,保证较贵的原料丙烯反应率最大，则进料比为C3H6:C4H8=2:3,Company Logo,工艺流程介绍,反应器设计如右图 由于此反应是放热反应，综合考虑，取反应器中的最佳反应温度为T=45 ，进料温度T=25。反应器的压力为8.5bar 。 本反应体系中选择分子筛催化剂进行反
4、应。,反应器采用分段进料平推流反应器，同时把反应器与换热器合二为一。,Company Logo,工艺流程介绍,C3&C4,C6,C7,C8,C11,分离原则： 较轻组分C3、C4先与重组分分离；再将己烯与其他重组分分离；然后将庚烯与重组分分离；最后把C8 、C11分离。,Company Logo,工艺流程介绍,系统设备的工作系 数是0.9，考虑到 物流是有机物，泵 采用一开一备,Company Logo,过程模拟与优化,反应器的优化 采用Conversion Reactor模型，固定反应转化率，工业丙烯84.01kmol / hr工业丁烯215.33 kmol / hr,用体系中的公用工程的水
5、蒸气来加热原料，保证出口温度80,最终丙烯的转化率为97.50，正丁烯的转化率为55.63,Company Logo,反应器的优化结果,反应物,生成物,Company Logo,过程模拟与优化,分离系统优化的步骤,Company Logo,分离系统各塔的要求,分离塔T1-塔顶正丁烷的回收率大于99.8，塔底己烯的回收率大于99.9% 分离塔T2-己烯纯度为99.5，塔釜已烯的百分含量小于0.05 分离塔T3-庚烯产品纯度达到99.6%，塔底辛烯的回收率大于99.0 分离塔T4-辛烯产品纯度达到99.0%，塔底辛烯的纯度达到99.0,Company Logo,简化法求初值,分离塔T1,分离塔T2
6、,分离塔T3,分离塔T4,Company Logo,严格法进行初运行,通过Pro8.0 对流程的模拟发现，简化法求得的进料板数并不能满足工艺要求，要进行一定修正。,Company Logo,进料板、回流比、热负荷的优化,分离塔T1,Company Logo,进料板、回流比、热负荷的优化,分离塔T2,Company Logo,进料板、回流比、热负荷的优化,分离塔T3,Company Logo,进料板、回流比、热负荷的优化,分离塔T4,Company Logo,过程模拟与优化,分离塔T1,C3和C4在塔釜的比例是0.13,Company Logo,过程模拟与优化,分离塔T2,C6在塔釜的摩尔含量是
7、0.03,C6在塔顶的纯度是99.52,Company Logo,C7在塔顶的纯度是99.801,分离塔T3,过程模拟与优化,Company Logo,过程模拟与优化,分离塔T4,C8在塔顶的纯度是99.18,C11在塔底的纯度是99.83,Company Logo,过程模拟与优化,原材料的消耗： 工业丙烯 27881.3吨/年 工业丁烯 96668.7吨/年 产品的产量： 液化石油气 68969.2 吨/年 己烯 12377.9 吨/年 庚烯 27255.0 吨/年 辛烯 8656.6 吨/年 癸烯 7292.7 吨/年,Company Logo,经济评估,将建设投资（不含建设期利息）的估算
8、分为工程费用、工程建设其他费用和预备费三个部分，分别估算。工程费用又分为建筑工程费、设备及工器具购置费和安装工程费三部分。,建设投资估算表（单位：万元人民币）,Company Logo,主要设备估算表（单位：万元人民币）,经济评估,注：固定资产按每年10折旧,Company Logo,经济评估,原料与燃料动力费用估算表（单位：万元人民币）,Company Logo,经济评估,销售收入估算表（单位：万元人民币）,考虑到投料试运行的时间，我们对第一年的产量取一个生产系数80,Company Logo,经济评估,损益和利润分配表（单位：万元人民币）,“2941.6+3522.65626.8” 投资回
9、收期为2年，低于行业的基准投资回收期要求,Company Logo,总 结,基于对产品庚烯的市场需求量的调查与分析，设计出了年产量约27000吨/年，高品质庚烯生产装置，本设计采用了三个高效精馏塔对生成物流进行分离，得到产物的纯度为99.8；同时为了提高重组分的经济价值，我们增加了一个塔对辛烯与癸烯进行分离，以期提高原料的利用率及经济价值。 通过Pro对整个体系进行流程模拟，同时对于反应器、脱C3和C4塔、脱C6塔、提纯庚烯塔和分离C8与C11塔的操作条件进行优化，得到各塔最佳理论板数等相关参数。通过灵敏度分析对分离效果、回流比和热负荷进行调整，推算出各塔的最佳进料板位置和回流比。 在前人设计的基础上降低了塔的回流比和操作温度，从而降低公用工程消耗，进而降低操作费用；虽然增加了一个分离C8与C11的塔，增加了固定资产的投资，但同时大大的提高了项目的收益。,Thank You !,希望大家多提宝贵意见！,Company Logo,