万吨异丙苯装置生产流程设计ppt课件

1、1010万吨万吨/ /年异丙苯年异丙苯安装消费流程设计安装消费流程设计 作作 者者: 宋峰宋峰 郭建光郭建光 指点教师指点教师: 钱钱 宇宇 教授教授 陆恩锡陆恩锡 教授教授主要内容1. 概述 2. 技术分析 3. 流程表达4. 流程模拟与优化5. 过程控制6. 总结(主要改良之处7. 建议概述一异丙苯的用途 1.用作航空汽油添加剂 2.异丙苯已成为制造苯酚和丙酮的原料 二异丙苯的产量和市场需求 1.估计全球19952021年年均需求增长率以3.8%的速率递增,估计2021年全球异丙苯需求量为1100万吨 2.目前国外苯酚裝置規模根本在10万吨/年以上，新建裝置 多在20万吨/年以上。而中国裝

2、置規模最大的是上海高桥石 化公司8万吨/年的苯酚裝置 三异丙苯的合成方法 1均相三氯化铝法；2固体磷酸法 3沸石分子筛催化法方法的选择一方法的选择 采用沸石分子筛液相法 缘由：1烷基化反响温度较低 2副产物较少 3消费才干大为提高 方法的选择二原料及产品规格 1 .原料 工业级苯，丙稀，丙烷， 苯 含量99.5wt 水含量0.5 wt 丙稀含量99.5wt 水含量0.5 wt 丙烷含量99.5wt 水含量0.5 wt 2. 产品 异丙苯含量99.95wt 苯含量400ppmwt 其它含量0.001ppm 方法的选择 三设计规模和设计要求 1. 设计规模 100，000吨异丙苯/年 2. 设计要

3、求 产品异丙苯：回收率为99.8 纯度为99.95 wt 三、技术分析一反响原理一反响原理 C3H6 + C6H6 C9H12二二 反响条件反响条件 烷基化反响塔：烷基化反响塔：T:130-150，P:2100-2300KPa 烷基转移塔：烷基转移塔： T:220-230，P:3500-3800 Kpa 三反响选择性和转化率三反响选择性和转化率 1. 选择性选择性 2. 转化率转化率 技术分析w四系统循环构造w五分别工艺原料预热反应系统分离系统原料苯原料丙稀苯循环二异丙苯循环四、流程表达 10万吨/年异丙苯安装消费流程图(PFD)23Pr opanePr opyl ene41002010020

4、10020P-202A/ B2100201Benzene10020P-201A/ BE-202E-201E-203E-205Lps17P-204A/ BP-203A/ BV-201CwE-20618193006. 3T-201137E-207Lps22P-206A/ BP-205A/ BV-202CwE-2082324300120T-20211320E-211Lps32P-210A/ BP-209A/ BV-204CwE-2123130262T-20411320E-209Lps26P-208A/ BP-207A/ BV-203CwE-2102728300200T-20311320E-20456

5、789111210131415162021293325M -201M -202M -203M -204R-201R-2022100202100202100202100122210023621001562100140210013035002203031323003030012300123303202303264303307Pr essur e KpaTem per at ur eTBW S Desi gns Cym ene Pr ocess Dr own byChecked byAppr oved byDr awi ng No.Dat aDat aDat aRevi si on五、流程模拟与优化

6、 Aspen plus 模拟流程图 流程模拟与优化 脱丙烷塔T-201操作条件确定 1.塔压力的选择(1) 丙烷在常压下的沸点很低，所以假设选择系统压力在常压下，那么塔顶冷凝器很难对该产品进展冷却。所以塔压力采用加压。 (2)另一方面随着操作压力添加,精馏操作所用的蒸汽、冷却水、动力耗费也添加。操作压力适宜范围为0.2-1MPa这里采用塔顶冷凝器压力为0.3MPa，塔顶压力为0.3 MPa，塔底压力为0.33MPa对该系统进展模拟计算 流程模拟与优化 脱丙烷塔T-201操作条件确定2实际板数、进料板位置和回流比的关系 -1012345678902468NT=7NT=8NT=9NT=10NT=1

7、1流程模拟与优化 脱丙烷塔T-201操作条件确定3实际板数对分别效果的影响 塔板数对分离效果的影响0.99940.99950.99960.99970.999889101112塔板数分离效果流程模拟与优化 脱丙烷塔T-201操作条件确定4脱丙烷塔T-201优化结果 理论塔板数9回流比0.4最佳进料位置3丙烷纯度（wt）99.85塔顶温度（）-12.76丙烷的收率()99.99塔底温度（）132.27冷凝器热负荷（kw/hr）-31.58塔顶压力（kpa）300再沸器热负荷（kw/hr）2181.63028塔底压力（kpa）303塔顶采出量 (kmol/hr)12.51流程模拟与优化 脱丙烷塔T-

8、201操作条件确定脱丙烷分别塔脱丙烷分别塔T-201各物流模拟优化各物流模拟优化流程模拟与优化 脱苯塔T-202操作条件确定1塔压力的选择 苯在常压下的沸点是64.53，可以选择系统压力在常压下，但由于必需把轻组分从液相中分别出，否那么将全部进入产品中，但又要保证产品的收率， 从资料上得到在高压下分别可以提高分别效果，所以选择300kpa作为任务压力。流程模拟与优化 脱苯塔T-202操作条件确定2实际板数、进料板位置和回流比的关系 00.20.40.60.811.21.41.61.82891011121314151617NT=13NT=14NT=15NT=16NT=17NT=18NT=19流程

9、模拟与优化 脱苯塔T-202操作条件确定3实际板数对分别效果的影响 90.001190.001290.001390.001490.001590.001690.001790.001890.001990.00215171921232527流程模拟与优化 脱苯塔T-202操作条件确定4脱苯塔T-202优化结果理论塔板数20回流比0.55最佳进料位置13苯纯度（wt）99.99塔顶温度（）120.52苯的回收率 99.98塔底温度（）131.18冷凝器热负荷（MMkcal/hr）3.1557882塔顶压力（bar）3.0再沸器热负荷（MMkcal/hr）3.63528824塔底压力（bar）3.03流

10、程模拟与优化 脱苯塔T-202操作条件确定脱苯塔脱苯塔T-202各物流模拟优化结果各物流模拟优化结果 流程模拟与优化 精馏塔T-203操作条件确定 1实际板数、进料板位置和回流比的关系 0.80.911.11.21.31.41.51012141618NT=20NT=19NT=21流程模拟与优化 精馏塔T-203操作条件确定2实际板数对分别效果的影响 0.990.9910.9920.9930.9940.9950.9960.9970.9980.9991517192123流程模拟与优化 精馏塔T-203操作条件确定3精馏塔T-203优化结果 理论塔板数20回流比0.92最佳进料位置13异丙苯纯度（w

11、t）99.99塔顶温度（）200异丙苯的回收率 99.8塔底温度（）264.21冷凝器热负荷（MMkcal/hr）-1.5291678塔顶压力（bar）3.0再沸器热负荷（MMkcal/hr）1.54330971塔底压力（bar）3.03流程模拟与优化 精馏塔T-203操作条件确定精馏塔精馏塔T-203各物流模拟优化结果各物流模拟优化结果 流程模拟与优化 脱二异丙苯塔T-204操作条件确定 脱二异丙苯塔T-204优化结果 理论塔板数20回流比0.50最佳进料位置14苯的回收率 99.98塔顶温度（） 260.33冷凝器热负荷（MMkcal/hr）0.0613482塔底温度（） 306.70再沸

12、器热负荷（MMkcal/hr）0.06218766塔顶压力（bar） 3.0塔底压力（bar）3.03流程模拟与优化 脱二异丙苯塔T-204操作条件确定脱二异丙苯塔脱二异丙苯塔T-204各物流模拟优化结果各物流模拟优化结果 流程模拟与优化 10万吨/年异丙苯安装消费流程物料衡算 流程模拟与优化 10万吨/年异丙苯安装消费流程物料衡算 五、过程控制 1. 反响进料控制 2. T-201塔底液位控制 3. T-202塔底液位控制 4. T-203塔底液位控制 5. T-204塔底液位控制 6. V-201的液位控制 7. V-202的液位控制 8. V-203的液位控制 9. V-204的液位控制 10. T-201塔的回流量控制11. T-202塔的回流量控制 12. T-203塔的回流量控制13. T-204塔的回流量控制六、总结(改良之处)1.由于产品的市场需求增大，产量扩展，由原来的10,000吨/年，扩为100,000吨/年2.运用了新型填料催化剂使反响的选择率和产率增大，从而提高了效益 3.经过对脱丙烷塔，脱苯塔，精馏塔和脱二异丙苯塔