年产20万吨丙烯烃项目初步说明书

1、集团年产20万吨丙烯烃项目初步设计说明书目 录第一章总论01.1项目概况01.2设计依据01.3设计思想及原则01.4工艺特点11.5产品方案11.6辅助设计软件的应用 2第二章厂址选择32.1选择原则32.2厂址选定42.3地理位置52.4原料和市场52.5自然概况7第三章工艺设计方案 93.1设计目标93.1.1 概述9生产规模93.2工艺方案选择9流程模拟说明9生产任务10合成工段的模拟103.3 Aspen Plus 11.1 流程模拟 12合成工段物料衡算 12预分离工段物料衡算 14分离工段物料衡算 16脱丙烷塔操作参数的优化 19乙烯塔操作参数的优化 27丙烯精馏塔操作参数的优化

2、 31精馏工段各塔操作参数总结 363.4全流程模拟 36第四章自动控制及仪表 383.1设计依据383.2自动控制要求 383.3设备的自动控制39第五章供电与通信395.1设计说明39设计范围39设计标准、规范 405.2供电电源415.3变电所和配电间 41高压供电系统设计 425.3.2 总降压变电所设计5.4 照明系统 5.5 接地防雷系统 5.5.1 接地系统 5.5.2 防雷保护系统 5.6 电信工程 第六章 供热424343434446 476.1 概述 476.2 标准与规范 486.3 供热方案 486.4 锅炉给水系统 496.4.1 水质要求 496.4.3 本分厂的锅

3、炉给水系统 506.4.2 蒸汽冷凝水的处理方法 496.5 供热系统配套设施 506.5.1 蒸汽管道 506.5.2 阻汽排水阀 516.5.3 汽 -水分离器 51第七章 环境保护 517.1 设计依据 517.2 环保治理措施 527.2.1 废气 527.2.2 废水 527.2.3 废渣 537.2.4 噪声 537.3 场内绿化 53第一章 总论1.1 项目概况在我国目前的多煤贫油自然资源条件下， 减少烃原料化工对石油 资源的过度依赖， 是我国经济和社会可持续发展所面临的一项重要任 务。因此发展以煤、 气资源为源头的烃原料生产技术成为我国科技界 的一个热点研究领域。本项目的目标是

4、为一石油化工综合企业设计一座 C4 烃综合利用 的分厂，要求采用来自醚化分厂的混合 C4 烃裂解生成以乙烯、丙烯 为主的产物， 并且考虑其余组分的利用的一个项目。 同时需要考虑尽 可能减少对自然环境的污染以及对污染的治理措施。1.2 设计依据1、化工工厂初步设计文件内容深度规定（ 2001年06月01日国家 石油和化工工业局发布）及有关专业的国家标准。2、国家经济、建筑等相关政策。3、2011年“三井化学杯”大学生化工设计竞赛指导书。1.3 设计思想及原则1、所选择的工艺技术应先进、适用、可靠，保证项目投产后，能安 全、稳定、长周期、连续运行。2、所选择的设备和材料必须可靠，且尽可能国产化。3

5、、充分依托现有社会公共设施，以降低投资，加快项目建设进度,采取切实可行的措施节约用水。4、贯彻主体工程与环境保护、劳动安全和工业卫生、消防同时设计、同时建设、同时投产。5、消防、卫生及安全设施的设置必须贯彻国家关于环境保护、劳动 安全的法规和要求，负荷石油化工行业的相关标准。6、所选择的产品方案和技术方案应是优化的方案，以最大程度减少 投资，提高项目经济效益和抗风险能力。科学论证项目的技术可靠性、 项目的经济性，实事求是的作出研究结论.1.4工艺特点本项目所采用的生产工艺特点是：具有较高的丙烯收率，本工艺采用 专有的沸石催化剂和低磨损的固定床反应器作为主要生产装置，利用低结焦催化剂可以降低再生

6、循环次数，在反应温度下可以不连续再 生，更有利于节省成本。1.5产品方案本项目产品主要为聚合级乙烯单体和聚合级丙烯单体，在工艺装置中 的副产品主要有丙烷等。项目产品产品纯度产量（吨/年）主产品乙烯99.9%（w%）7.4万丙烯99.6%（ w%）20.6 万副产品丙烷97.5（w%）1.8万1.6辅助设计软件的应用在本设计中，应用了以下辅助设计工具软件：用Aspen Plus 11.1进行流程模拟和工艺优化；用 Aspen Energy Analizer V7.3-aspenONE进行热能集成优化;用Auto-CAD 2007进行制图；用Autodesk 3dsMax Design2010制作

7、三维厂区效果图第二章 厂址选择厂址选择是化工装置建设的一个重要环节， 也是一项政策性、技 术性很强的工作。 厂址选择对工厂的建设进度、 投资数量、经济效益、 环境保护及社会效益等方面都有重大影响。 由于只有厂址选择确定之 后，才能估算其建设投资额和投产后的生产成本， 才能对经济效益、 环境影响、社会效益进行分析评估， 判断项目的可行性， 因此厂址选 择工作是可行性研究的一部分。需要考虑原料、能源、水源、运输和 环境等方面的条件。2.1 选择原则1) 原料和市场 厂址应靠近各种原料产地和销售市场。2) 能源 化工厂需要大量的动力和蒸汽，应靠近燃料的供应点。3) 气候 化工厂的建厂地点应该温度适宜

8、，湿度适中。4) 运输条件 尽量考虑铁路枢纽以及利用河流、 运河、湖泊或海洋进行运输的 可能性，公路运输可用作铁路和水路的补充。5) 供水 化工厂使用大量的水，用于产生蒸汽、冷却、洗涤，有时还用做原料。因此，厂址必须靠近水量充足和水质良好的水源。6) 对环境的影响应得到当地环保部门的认可，以便于妥善处理废物。7) 协作条件选择在贮运、机修、公用工程(电力、蒸汽)和生活设施等方 面具有良好协作条件的地区。8) 灾害及其他避免低于洪水水位或在采取措施后仍不能确保不受水淹的地段， 以及地震、泥石流、滑坡、有开采价值的矿藏、文物保护等地区。2.2 厂址选定本项目厂址选在兰州市西固区， 以兰州石油化工公

9、司和兰州炼油 厂为依托。 从而开发西北潜在价值资源。 满足西北地区乙丙烯炼油以 及其他化工产品的合成作为原料。 西固区是兰州市下辖的一个区， 总 面积 385平方公里，总人口 33.6万，距兰州市中心区约 20 公里，位 于黄河南岸，兰州市的西面，是兰州市的主要工业区，也是兰州大气 污染的主要污染源。 西固区的兰州石化公司是使兰州成为中国重要化 工基地的原因。 西固，位于兰州市西大门，是甘肃省和兰州市的核 心工业区、中国西部最大的石油化工基地，素以“西部石化明珠” 、 “石化工业摇篮”闻名遐迩。全区总面积 385平方公里，辖 2镇 4乡 41 个行政村、 9 个街道 78 个社区；总人口 33

10、 万，其中城镇人口 27 万。以西固西路、西固中路、西固东路一线为界，以北为工业区，以 南为生活区。 2009 年，实现地区生产总值 186.9亿元，增长 12.32%； 完成固定资产投资84.04亿元，增长27.18%;实现社会消费品零售总 额56.91亿元，增长23.24%;单位生产总值能耗下降 5.7%;完成一 般性财政收入3.24亿元，增长30.66%;城镇居民人均可支配收入、 农民人均纯收入分别达到13748元、6741元，增长13.65%、12.01%。2.3地理位置位于东经103° 19至104° 41，北纬35° 38至36° 13之间。

11、东与七里河区接壤，西与红古区交界，南与永靖县为邻，西北部与永登县毗邻。东北部以黄河为界与安宁区隔河相望。 距兰州市政府 驻地约18公里，总面积383平方公里，是市西郊中心区2.4原料和市场(1) 原料来源 本项目所采用的原料为C4原料。经HZSM-5分子筛催化裂化生产丙烯，以兰州石油化工公司和兰州炼油厂为依托。兰州石化公司是集炼油、 化工和化肥生产为一体， 是中国西部地 区最大的石化企业。公司拥有原油一次加工能力 1050万吨/年。并具 备相配套的二次加工能力，能生产汽油、柴油、煤油、润滑油、催化 剂、合成橡胶等 400 余种石化产品， 是我国生产石化产品品种比较齐 全的企业之一。其石油产品、

12、合成树脂、合成橡胶、催化剂等在国内 外市场上享有良好的声誉。 目前，兰州石化公司是国内三大催化裂化 催化剂生产基地之一。国家的西部大开发战略， 给兰州石化公司带来了极大的发展 机遇。中国石油股份公司适时提出了在兰州建设大型炼油化工基地的 战略构想，并把兰州石化公司作为西部投资和发展的重点， 在“十五” 计划以及 2015 年远景目标中，作为四大炼油和化工生产基地之一进 行规划建设。（2）产品市场据中国石油和化学工业协会统计， 2008 年，我国乙烯产量为 1025 万t，乙烯当量进口量近1000万t,对外依存度接近50%。虽然中石 油独山子、中石化镇海、中石化天津等大型乙烯装置将在 2009年

13、-2010 年陆续投产, 但随着石化行业的新一轮扩能, 乙烯产量仍然无法满足 下游市场的需求。据有关部门预测, 2010 年,我国乙烯当量需求量 约2484万I，产量约1784万t,供需缺口 700万t。乙烯主要用于生 产聚乙烯。2006年，我国聚乙烯树脂产能为 722. 5万t,产量599 万t，表观消费量约1083. 4万t，进口量达495万t,进口量占表观 消费量的比例为45. 7%。预计2010年，我国聚乙烯的产量约 950 万t，需求量约1588万t，供需缺口 638万to同样，国内的丙烯产量也远远不能满足市场需求。近年来，由 于丙烯下游产品的快速发展，丙烯需求量增长迅速，从当量需求

14、来看， 丙烯供需矛盾十分突出。预计到 2010年，我国对丙烯的当量需求量 约1905万t,产量约1315万t，供需缺口约590万to丙烯主要用于 生产聚丙烯。2006年，我国聚丙烯产能约 694万t,产量约584. 2 万t，分别比2005年增长了 12. 6%和11. 6%,进口 294. 5万t, 出口 2. 6万t,表观消费量876万t,进口量占表观消费量的比例为 33. 3%。预计到2010年，我国聚丙烯产量约725万t，表观消费量 约1212万t,供需缺口约487万to我国乙烯和丙烯的市场缺口较大，特别是近年来丙烯的需求 增长已超过乙烯。由于需求强劲，一般的石脑油蒸汽裂解和催化裂解

15、方法所得丙烯产品已远远满足不了市场的需求，因此人们纷纷研究开发增产丙烯的新技术，甲醇制丙烯技术就是其中之一。由此可见，乙 烯和丙烯的市场前景广阔，特别是国内的丙烯生产原料不足，市场需 求增长较快，更为市场所看好。2.5自然概况地形地貌南北环山，中间为黄河谷地。南北由高渐低向中部黄河盆地倾斜，形成山、台、川三个阶段，黄河由西向东横贯全境。山区 可分为南北两部分，平均海拔1800米。川区主要分布于黄河两岸， 平均海拔1540米，地势平坦。气候属温带半干旱气候，山区垂直性气温变化较显著。年平均气温85C，最高36TC，最低23.4 C。年均降雨量 330毫米。无 霜期169天。年平均日照 2780小

16、时。资源区内土地资源丰富，有耕地6.4万亩，其中山塬地4.14万亩，河谷川地1.26万亩。有果园1.17万亩。林地10.36万亩，草地27.32 万亩，水域2万亩。未开发利用土地1.71万亩，水能资源富集，黄河纵贯全境，年径流量 3459亿立方米。湟水在境内流经3公里汇入黄河，年径流量 7亿立方米。黄河干流第三章 工艺设计方案3.1 设计目标3.1.1 概述本项目的目标是为化工综合企业一座混合 C4 综合加工子系统分 厂。要求利用 C4 分厂的催化裂化生产制备以乙烯、 丙烯为主的烯烃， 并考虑C4+组份的综合利用。尽量米取可行的措施减少系统对环境的 不利影响，并对排出的污染物提出合理的治理方案

17、。3.1.2 生产规模本设计拟建产量为 20万吨/年的丙烯厂，同时年产 7.5 万吨的高聚合度乙烯 产品，以满足各个行业对其日益增长的需求。3.2 工艺方案选择3.2.1 流程模拟说明在对整个工艺流程提出方案以后， 我们要做的就是通过计算得出 每一个设备、每一股物流的工艺参数。然而如果通过手算，这个工作 量是相当大的，而且似乎并不可靠，于是，我们决定让计算机来做这 一部分工作。我们选择了当前主流的化工模拟计算软件 aspen plus 来模拟计算整个工艺过程。我们要模拟的是由富含烯烃的混合 C4烃催化裂解生产丙烯的整个工艺过程，实际生产中， 这是一个相当复杂的过程，但是由于条件限制，而且软件有

18、其局限性， 这就要求我们不得不做出一些合理的假 设因为我们必须使工作进行下去， 这些假设将在后面的陈述中一一说 明。3.2.2 生产任务我们的目标是年产 20 万吨丙烯，并联产乙烯和丙烷，在保证产 量和质量的前提下，我们必须使产品的回收率达到97%以上。3.2.3 合成工段的模拟1、模拟说明及相关假设混合C4烯烃催化裂解反应非常复杂，而且其反应机理尚无定论， 我们无法得知其确切的反应以及动力学数据。 于是，我们决定根据任 丽萍、赵国良、滕加伟、王仰东、谢在库教授于 2007年发表的 La 修饰 ZSM - 5 分子筛催化剂用于烯烃催化裂解制丙烯一文中给出 的相关数据，通过收率反应器模拟计算，

19、我们又根据相关文献及报道， 做出如下假设：O 1C5+烃以己烯为模型；异丁烯不参与裂解；O 2烷 烃的存在不影响裂解；O 3不生成丁烷；O 4正丁烯、顺2 丁烯和反 2 丁烯裂解程度相同。2、合成工段工艺参数催化剂目前，在已经工业化，或者即将工业化的技术中，其催化剂有以 下几种，即：O ISuperflex工艺特制的流化床专用催化剂；O 2OCP 工艺固定床专用催化剂；O 3Propylur工艺固定床ZSM-5分子筛催化 剂；O 4Omega工艺固定床绝热反应器专用分子筛催化剂。Superflex工艺、OCP工艺、Propylur工艺、Omega工艺的关键 技术我们是无法得知的，综合考虑，只有

20、选择 ZSM-5 分子筛催化剂 才能使我们的工作进行下去。温度根据朱向学等于 2005 年发表的丁烯催化裂解制丙烯 / 乙烯反 应的热力学研究一文，我们得知反应温度在 550620C时烯烃具有 较高的转化率，并且丙烯具有较高选择性。操作压力根据朱向学等于 2005 年发表的丁烯催化裂解制丙烯 / 乙烯反 应的热力学研究 一文， 当压力在 0.02-0.2 MPa 时,随着压力的升高， 丙烯的平衡浓度有所增长。水蒸气用量 水蒸气的作用主要是稀释剂和清焦，可提高烯烃的转化率，并 且延长设备寿命。但是过多使用水蒸气又会造成生产成本急剧增加， 并且给后续工段的分离带来困难，同样根据丁烯催化裂解制丙烯

21、/ 乙烯反应的热力学研究一文，当烃分压在 0.1MPA 左右时即可使其 转化率达到 40%以上。综合考虑， 我们决定每小时通入 2500KG 水蒸 气，其主要作用是清焦，兼顾稀释剂的作用。反应器我们已经决定使用 ZSM-5 分子筛催化剂，参考 Propylur 工艺， 我们决定使用列管式固定床反应器，管程填充催化剂，壳程通入加 热介质，维持反应温度。空速丁烯催化裂解制丙烯/乙烯反应的热力学研究一文中指出， 适当提咼进料空速（1.88.8） h-1可提咼丙烯的选择性。合成工段工艺参数初步确定之后我们又参考诸多文献及工艺， 最终做出如下决定：表3-1催化剂温度压力水蒸气用量反应器空速HZSM-55

22、80 C0.13MPA2500KG/h固定床列管式反应器（外热式）3.3h-13.3 Aspen Plus 11.1流程模拟331合成工段物料衡算1、Aspen plus模拟合成工段示意图如下2、物料衡算列表如下表3-2Stream IDFeedC1-outH1-outSteamM1-outH2-outRe-out温度C)2534.9300101.9295580550压力(bar)1.0131.31.31.0131.0131.0131.3气相分率1111111摩尔流率(kmol/hr)1327.321327.321327.32138.7711466.0931466.0931753.797质量流

23、率(kg/hr)750000750007500075000775007750077500MASS FLOW (kg/hr)C4H8-133450334503345033450334508690.641C4H8-5150150150150150150C4H8-27717.57715.57715.57717.57717.52004.156C4H8-318480184801848018480184804801.624C4H10-110402.510402.510402.510402.510402.510402.5C4H10-2480048004800480048004800C6H12-36913.1

24、45H2O2500250025002500C3H6-225725.96C2H49257.290C3H82254.675MASS FRACTIONC4H8-10.4460.4460.4460.4320.4320.112C4H8-50.0020.0020.020.0020.0020.002C4H8-20.1030.1030.1030.1000.1000.026C4H8-30.2460.2460.2460.2380.2380.062C4H10-10.1390.1390.1390.1340.1340.134C4H10-20.0640.0640.0640.0620.0620.062C6H12-30.08

25、9H2O10.0320.0320.032C3H6-20.332C2H40.119C3H80.029332预分离工段物料衡算1、Aspen plus模拟预分离工段流程图如下:F1-OJT1MEAT3TEAT*H4-OJTK5ATSH5OUT 一> F2OUT1 -SEPSEFOUItHEATB M&-DUT ?_ F2-OUT2L<p-LQJSEP-OU T2甘 Fl-OJ I2 丄一 T5OUT2、物料衡算列表如下表3-3Stream IDH3-OUTH4-OUTF1-OUT1F1-OUT2C2-OUTH5-OUTH6-OUT温度(C)30040404081.6255压力(

26、bar)1.31.31.31.3333气相分率10.9681010.9600.953摩尔流率(kmol/hr)1753.7971753.7971698.14655.5611698.1461698.1461698.146质量流率(kg/hr)775007750076497.4331002.56776497.43376497.43376497.433MASS FLOW (kg/hr)C4H8-18690.6418690.6418690.641<0.0018690.6418690.6418690.641C4H8-5150150150TRACE150150150C4H8-22004.156200

27、4.1562004.156<0.0012004.1562004.1562004.156C4H8-34801.6244801.6244801.624<0.0014801.6244801.6244801.624C4H10-110402.510402.510402.5<0.00110402.510402.510402.5C4H10-2480048004800TRACE480048004800C6H12-36913.1456913.1456913.145TRACE6913.1456913.1456913.145H2O250025001497.4351002.561497.435149

28、7.4351497.435C3H6-225725.96725725.96725725.960.00125725.9625725.9625725.96C2H49257.7929257.2929257.2910.0019257.2919257.2919257.291C3H82254.6752254.6752254.675<0.0012254.6752254.6752254.675MASS FRACTIONC4H8-10.1120.1120.11433PPB0.1140.1140.114C4H8-50.0020.0020.002TRACE0.0020.0020.002C4H8-20.0260.

29、0260.02622PPB0.0260.0260.026C4H8-30.0620.0620.06332PPB0.0630.0630.063C4H10-10.1340.1340.13612PPB0.1360.1360.136C4H10-20.0620.0620.0632PPB0.0630.0630.063C6H12-30.0890.0890.090TRACE0.0900.0900.090H2O0.0320.0320.02010.0200.0200.020C3H6-20.3320.3320.336873PPB0.3360.3360.336C2H40.1190.1190.121907PPB0.121

30、0.1210.121C3H80.0290.0290.02921PPB0.0290.0290.029表3-4Stream IDF2-OUT1F2-OUT2SEP-OUT1SEP-OUT2Temperature(C)5555Pressure(bar)3333Vapor fraction1010Mole flow (kmol/hr)1618.87979.2671532.88489.995Mass flow (kg/hr)75069.4181428.01568086.8526982.566C4H8-18690.641<0.0018690.641C4H8-5150TRACE150C4H8-2200

31、4.156TRACE2004.156C4H8-34801.624<0.0014801.624C4H10-110402.5TRACE10402.5C4H10-24800TRACE4800C6H12-36913.145TRACE6913.145H2O69.4211428.01469.421C3H6-225725.9650.00125725.965C2H49257.2900.0019257.290C3H82254.675TRACE2254.675C4H8-10.1168PPB0.128C4H8-50.002TRACE0.002C4H8-20.0277PPB0.029C4H8-30.0649PP

32、B0.071C4H10-10.1392PPB0.153C4H10-20.064TRACE0.070C6H12-30.092TRACE0.990H2O925PPM10.010C3H6-20.343404PPB0.378C2H40.123646PPB0.136C3H80.0307PPB0.033333分离工段物料衡算1、 asnpen plus模拟计算示意图如下:2、物料衡算列表如下：表3-5Stream IDF2-OUT1SEP-OUT1SEP-OUT2C3-OUTC2C3C4C4-OUTTemperatureC)5.05.05.047.9-5.759.945.6Pressure(bar)3.0

33、003.0003.0007.0007.0007.02416.000Vapor fraction1.0001.0001.0001.0001.0001.0001.000Mole flow(kmol/hr)1618.8971532.88485.9951532.884992.378540.507992.378Mass flow(kg/hr)75069.41868086.8526982.56668086.85237234.53630852.31637234.536MASS FLOW (kg/hr)C4H8-18690.6418690.648690.6410.4218690.220.421C4H8-515

34、0.000150.000150.0000.009149.9910.009C4H8-22004.1562004.152004.1560.0012004.150.001C4H8-34801.6244801.624801.6240.0104801.610.010C4H10-110402.50010402.510402.500.04110402.40.041C4H10-24800.0004800.004800.0000.5974799.400.597C6H12-36913.1456913.145C3H6-225725.96525725.925725.925722.83.08925722.87C2H49

35、257.2909257.299257.2909257.299257.29C3H82254.6752254.672254.6752253.291.3852253.290MASS FRACTIONC4H8-10.1160.1280.12811PPM0.28211PPMC4H8-50.0020.0020.002245PPM0.005245PPBC4H8-20.0270.0290.02940PPB0.06540PPBC4H8-30.0640.0710.071257PPB0.156256.PPBC4H10-10.1390.1530.1531PPM0.3371PPMC4H10-20.0640.0700.0

36、7016PPM0.15616PPMC6H12-3H20925PPM0.0101C3H6-20.3430.3780.3780.691100PPM0.691C2H40.1230.1360.1360.2490.249C3H80.0300.0330.0330.06145PPM0.061表3-6Stream IDC2H4BX+BWPU-OUTBXBW+BXBX2BWTemperature(C )-38.836.537.043.845.023.130.7Pressure(bar)15.00015.13318.00018.00018.08911.00011.099Vapor fraction1.0001.0

37、001.0001.0000.0001.0000.000Mole flow (kmol/hr)329.620662.757662.757332.841329.916279.17550.741Mass flow (kg/hr)9250.00027984.5327984.5314000.0013984.5311750.002234.533MASS FLOW (kg/hr)C4H8-10.4210.4210.4210.421C4H8-50.0090.0090.0090.009C4H8-20.0010.0010.0010.001C4H8-30.0100.0100.0100.010C4H10-10.041

38、0.0410.0410.041C4H10-20.5970.5970.5970.597C6H12-3H2OC3H6-28.49425714.325714.3813944.0011770.3811703.466.995C2H49241.28216.00816.00816.008C3H80.2242253.062253.0639.9942213.07346.5732166.499MASS FRACTIONC4H8-115PPM15PPM30PPM189PPMC4H8-5327PPB327PPB654PPB4PPMC4H8-253PPB53PPB106PPB663PPBC4H8-3342PPB342P

39、PB684PPB4PPMC4H10-11PPM1PPM3PPM18PPMC4H10-221PPM21PPM43PPM267PPMC6H12-3H2O334脱丙烷塔操作参数的优化对脱丙烷塔而言，其轻关键组分为丙烷，重关键组分为异丁烷。 下面逐个考察单个条件的影响：1塔板数的影响取 Reboiler duty二 6500 kw （塔底再沸器），Reflux ratio二 2.47 （质 量比）（回流比），P=7bar（操作压力），Feed stage=14（进料板位置）， 改变塔板数，经Aspen模拟后得到下表：（其中下面曲线中 TC3H6/（BC3H6+TC3H6）表示塔顶丙烯回收率，TYDW表

40、示塔顶异丁 烷的质量百分含量。表3.7.塔板数的影响塔板塔顶冷耗塔釜热耗塔顶丙烯收塔底丙烯损塔顶异丁烷20-8.614025.5890740.9979820.0020180.000465-8.612175.5890740.9988690.0011310.000157-8.611285.5890740.9992760.0007242.14E-05-8.611085.5890740.9993580.0006423.37E-06-8.610995.5890740.9993910.0006091.25E-06-8.61095.5890740.9994160.0005846.71E-07-8.61082

41、5.5890740.9994380.0005624.55E-07-8.610825.5890740.9994380.0005624.55E-07-8.610825.5890740.9994380.0005624.55E-07-8.610825.5890740.9994380.0005624.55E-07-8.610825.5890740.9994380.0005624.55E-0721222324252627282930从Aspen导出塔板数与各因素的关系图:20 20.5 2121.5 22 22.523 23.52424.5 2525.5 2626.5 2727.5 2828.5 2929

42、.5 30VARY 1 BW T PARAM NSTAGE5_yyQO5n09MO009y o图3.1塔顶丙烯的回收率与塔板数的关系Sensitivity S-1 Results SummaryVARY 1 BWT PARAM NSTAGE5100 O1OO O1500 OL、N17、7720 20.5 21 21.5 22 22.5 23 23.5 24 24.5图3.2塔底丙烯损失率，塔顶异丁烷百分含量与塔板数的关系经过初步分析我们把脱丙烷塔板数设定在 20-30块之间，由上图 分析可知，精馏塔的操作能耗受塔板数的影响不大， 因此我们做出组 分质量分率和收率随塔板数的变化曲线：由图可知，塔

43、顶丙烯的回收率与塔板数增加而上升，当塔板数超 过26块后，曲线基本持平，变化很小；塔底丙烯损失率，塔顶异丁烷 含量随塔板数增加而降低，当塔板数超过 26块后，两条曲线趋于平， 不再减小，所以我们选取脱丙烷塔的理论塔板数为 26块。2进料板位置的影响取Nstage二 26 块（理论塔板数），Reboiler duty二 6500 kw （塔底再沸器）,Reflux ratio= 2.47 （质量比）（回流比），P=7bar（操作压力）,改变进料位置，经aspen模拟后得到下表：表3.8进料板位置的影响进料板数塔顶丙烯收率塔底丙烯损失率塔顶异丁烷100.9994950.0005051.60E-05

44、110.99950.00056.06E-06120.9994860.0005142.38E-06130.9994640.0005369.87E-07140.9994380.0005624.53E-07150.9994110.0005892.43E-07160.999380.000621.63E-07170.9993440.0006561.57E-07180.9992970.0007034.86E-07190.998930.001071.46E-04200.9980330.0019675.50E-04从Aspen导出压力与各因素关系图：图3.3塔顶丙烯的回收率与进料板数的关系15000 IHC9

45、OO 52yM_u 999nW SZAOyQ.O 589M.O 528SMO10 10.5 11 11.5 12 12.5 13 13.5 14 14.5 15 15.5 16 16.5 17 17.5 1818.5 1Q 1Q.5 20VARY 1 BW T C3-0UT FEED S STAGE, 1 *1图3.4塔底丙烯损失率，塔顶异丁烷百分含量与进料板数的关系CCDOO UTTDOO m-QOO InNrooo AHVnu 15X300 5n0nnu 52HKO由图可知，塔釜丙烯、塔顶异丁烷的质量分率开始随进料板位 置的变化不大，但当进料板为14块时，曲线开始逐渐上升，进料板达 到16

46、块时，曲线明显上升；塔顶丙烯的回收率开始随进料板位置的变 化不大，也是在进料板为14块时，曲线开始逐渐下降。因此，我们选 择进料板为第14块塔板。3再沸器负荷的影响取Nstage二26块（理论塔板数），进料板为第14块板时，Reflux ratio二2.47（ w/w）（回流比），P=7bar（操作压力），经aspen模拟后得到下表：表3.9塔底再沸器的影响再沸器负荷watt塔顶丙烯收率塔底丙烯损失率塔顶异丁烷含量0.949768735.02E-022.66E-070.954539594.55E-022.67E-070.959246064.08E-022.68E-070.963871533.6

47、1E-022.69E-070.96840693.16E-022.70E-070.97284222.72E-022.71E-070.977166552.28E-022.72E-070.981368231.86E-022.74E-070.985444781.46E-022.75E-070.989364441.06E-022.78E-070.993126516.87E-032.82E-070.996726883.27E-032.95E-070.999947335.27E-050.000110820.999953774.62E-050.001855880.999956834.32E-050.00371

48、0670.999959594.04E-050.005637720.999962163.78E-050.007612540.999964563.54E-059.63E-030.999966813.32E-051.17E-020.999968913.11E-051.37E-020.999970882.91E-051.58E-02图3.55.8e65.9e66e66.1e66.2e66.3e66.4e66.5e66.6e66.7e66.8e66.9e67e6VARY 1 BWT COL-SPEC QN WAT T50 0 540 _u 4U _u UTOOO 30.0 52U .o 2U .o 51

49、0 _u 1o _u 5_uo o由以上图中可知，当再沸器热负何增加时，塔底丙烯损失率下降，同 时塔顶异丁烷的百分含量开始时很小；但是到6500kw时，当再沸器热负荷再增加时，塔底丙烯损失率不再下降，同时塔顶异丁烷的百分含 量增大，因此塔底再沸器热负荷选择为 6500kw。4回流比的影响取Nstage=26块（理论塔板数），进料板为第14块板时，Reboiler duty二6500 kw （塔底再沸器），P=7baK操作压力），改变回流比，经aspe模拟后得到下表：表3.10回流比的影响回流比塔顶丙烯收率塔底丙烯损失率塔顶异丁烷含量0.999956544.35E-059.07E-030.999955614.44E-05