年产量20万吨乙烯项目设计

1、 乙烯的生产以乙烷为原料成本最低 。目前,由乙烷制乙烯的传统方法仍然是热裂解法, 还须在负压( 加大量过热水蒸汽稀释)条件下进行。从热力学考虑, 乙烷热裂解脱氢是一个强吸热反应过程能耗较高。此外, 由于乙烷单程转化率低需循环使用, 操作复杂。若采用催化裂解, 虽然反应温度有所降低, 但仍受热力学平衡限制, 并且结焦严重 。乙烷氧化裂解 变吸热反应为放热反应, 并可通过调节通氧量来控制反应过程中的结焦现象。1.11.1产品介绍产品介绍乙烯是世界上产量最大的化学产品之一，乙烯工业是乙烯是世界上产量最大的化学产品之一，乙烯工业是石油化工产业的核心，乙烯产品占石化产品的石油化工产业的核心，乙烯产品占石

2、化产品的70%70%以上，以上，在国民经济中占有重要的地位。世界上已将乙烯产量在国民经济中占有重要的地位。世界上已将乙烯产量作为衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志之一作为衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志之一。1.2销售前景1.3国外市场价格分析1.41.4可行性总结可行性总结1.1.世界对于乙烯的需求量正在逐渐的增加，世界对于乙烯的需求量正在逐渐的增加，销售前景比较乐观销售前景比较乐观2.2.乙烯是许多化工产品的基础原料，下游产乙烯是许多化工产品的基础原料，下游产品较多品较多3.3.乙烷为原料的乙烯收率一般为乙烷为原料的乙烯收率一般为77%77%，丙烷和，丙烷和丁烷的乙烯收率在丁烷的

3、乙烯收率在42%42%左右，而石脑油的收率左右，而石脑油的收率只有约只有约32%32%，因此乙烷作为原料制乙烯的前景，因此乙烷作为原料制乙烯的前景比较乐观比较乐观 乙烷的氧化裂解与热裂解在相同条件下乙烯的收率 含M O 、V 等过渡金属及其它金属的混合氛化物催化剂 CaTi03系列催化剂上乙烷氧化脱氢制乙烯反应性能在原料气C2H6 + O2 +He、原料气停留时间为1.2 s 的条件下, 650 900 范围内, 反应温度增加, 乙烷转化率增加, 而乙烯选择性下降; 低于700 , 乙烷转化率增加幅度较大, 而在700 以上, 乙烯选择性下降速率变缓。 综合考虑转化率和选择性, 乙烯收率随温度

4、增加而增加, 850以后,基本保持在59% 左右。反应温度增加使气相反应物分子运动加剧, 相互碰撞反应的几率增加, 同时发生深度氧化的几率也增加, 导致转化率增加而选择性下降。随n ( C2H6 ) / n ( O2 ) 增加, 乙烷转化率降低, 而乙烯选择性增加, 乙烯收率增加, 在n( C2H6) / n ( O2) 2 后, 乙烯收率基本保持不变。为防止反应管中积炭, n( C2H6) / n ( O2) 的最佳值应为2。 原料气中惰性气体He 体积分数低于50% 时, He 对反应性能影响不明显; 在He体积分数高于50% 时, He 含量越高, 乙烯选择性和乙烯收率越高, 而乙烷转化

5、率保持稳定。考虑到惰性气体含量过多, 会影响单位时间的乙烷产率, 故He 含量不易过高。在所选的工艺条件下, He 体积分数在50%。 根据分析，乙烷氧化脱氢制乙烯的反应条件为850，以CaTi0.9Li0.1O3.5Cl7作为催化剂，以55%的He，n（C2H6）/n（O2）=2的比例进料。此时C2H6转化率为93.1%，C2H4的选择率为63.1%，C2H4的收率为58.7%。燃料供应便利的地区交通运输便利的地区乙烷，纯度99.9%氧气，纯度93%氦气， 工业氦，纯度99%CaTi0.9Li0.1O3.5Cl7催化剂序号序号 名称名称数量数量材料材料1O2成品罐1碳钢2CH4成品罐1碳钢3

6、乙烷成品罐1碳钢4乙烯成品罐1碳钢5反应釜1不锈钢6脱甲烷塔1不锈钢7脱乙烷塔1不锈钢8吸附装置2不锈钢9乙烯精馏塔1不锈钢乙烷转化率为93.1%，一氧化碳，甲烷，二氧化碳，乙烯的选择率分别为23.5%，10.8%，0.9%，63.1%。收率为：乙烯：58.7%，一氧化碳：21.9%，二氧化碳0.8%，甲烷10.1%年产量20万吨乙烯：n（C2H4）=2x1011/28=7142.86x106moL1.初始的物料n(C2H6)=7142.86x106/58.7%=1.22x1010moLm（C2H6）=1.22x1010 x30=3.66x1011g=36.6万吨n(O2)=0.61x1010

7、moLm(O2)=0.61x1010 x32=1.952x1011g=19.52万吨n(He)=1.83x1010moLm(He)=1.83x1010 x4=7.32x1010g=7.32万吨2.反应结束后的物料：n（C2H6）=n初始（C2H6）x（1-）=1.22x1010 x（1-93.1%）=8.42x108moLm(C2H6)=8.42x108x30=2.526x1010g=2.526万吨n（CO）=1.22x1010 x21.9%=2.67x109moLm(CO)=2.67x109x28=7.476x1010g=7.476万吨n(CO2)=1.22x1010 x0.8%=9.76x

8、107moLm(CO2)=9.76x107x44=4.29x109g=0.429万吨n（CH4）=1.22x1010 x10.1%=1.23x109moLm(CH4)=1.23x109x16=1.97x1010g=1.97万吨物料物料价格价格数量数量资金资金O2275.8元/t19.52万吨-5383.616万He40.7元/m31吨-30.22万乙烷1388.89元/t36.6万吨-50833.4万乙烯9618.75元/t20万吨+192375万元水2.9元/吨3200吨-0.9280万元电0.7（元/kWh）8x106kWh-560万工资：平均工资3000元/人，工人500，工资为3000 x500=150万元设备资金：引进设备1500万元。买地，建厂：20000万元综上所述，所得利润=192375-5383.616-30.22-50833.4-0.928-560-20000=115566.8万元缴纳所得税：115566.8x33%=3