年产20万吨丙烯烃项目初步说明书

1、.PAGE ：.； 集团年产20万吨丙烯烃工程初步设计阐明书目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc330715105 第一章 总论 PAGEREF _Toc330715105 h 1 HYPERLINK l _Toc330715106 1.1 工程概略 PAGEREF _Toc330715106 h 1 HYPERLINK l _Toc330715107 1.2 设计根据 PAGEREF _Toc330715107 h 1 HYPERLINK l _Toc330715108 1.3 设计思想及原那么 PAGEREF _Toc330715108 h 1 HYPE

2、RLINK l _Toc330715109 1.4 工艺特点 PAGEREF _Toc330715109 h 2 HYPERLINK l _Toc330715110 1.5 产品方案 PAGEREF _Toc330715110 h 2 HYPERLINK l _Toc330715111 1.6 辅助设计软件的运用 PAGEREF _Toc330715111 h 3 HYPERLINK l _Toc330715112 第二章 厂址选择 PAGEREF _Toc330715112 h 4 HYPERLINK l _Toc330715113 2.1 选择原那么 PAGEREF _Toc3307151

3、13 h 4 HYPERLINK l _Toc330715114 2.2厂址选定 PAGEREF _Toc330715114 h 5 HYPERLINK l _Toc330715115 2.3地理位置 PAGEREF _Toc330715115 h 6 HYPERLINK l _Toc330715116 2.4 原料和市场 PAGEREF _Toc330715116 h 6 HYPERLINK l _Toc330715117 2.5自然概略 PAGEREF _Toc330715117 h 8 HYPERLINK l _Toc330715118 第三章 工艺设计方案 PAGEREF _Toc33

4、0715118 h 10 HYPERLINK l _Toc330715119 3.1设计目的 PAGEREF _Toc330715119 h 10 HYPERLINK l _Toc330715120 3.1.1概述 PAGEREF _Toc330715120 h 10 HYPERLINK l _Toc330715121 3.1.2消费规模 PAGEREF _Toc330715121 h 10 HYPERLINK l _Toc330715122 3.2 工艺方案选择 PAGEREF _Toc330715122 h 10 HYPERLINK l _Toc330715123 3.2.1流程模拟阐明

5、PAGEREF _Toc330715123 h 10 HYPERLINK l _Toc330715124 3.2.2 消费义务 PAGEREF _Toc330715124 h 11 HYPERLINK l _Toc330715125 3.2.3合成工段的模拟 PAGEREF _Toc330715125 h 11 HYPERLINK l _Toc330715126 3.3 Aspen Plus 11.1流程模拟 PAGEREF _Toc330715126 h 13 HYPERLINK l _Toc330715127 3.3.1合成工段物料衡算 PAGEREF _Toc330715127 h 13

6、 HYPERLINK l _Toc330715128 3.3.2预分别工段物料衡算 PAGEREF _Toc330715128 h 15 HYPERLINK l _Toc330715129 3.3.3分别工段物料衡算 PAGEREF _Toc330715129 h 17 HYPERLINK l _Toc330715130 3.3.4脱丙烷塔操作参数的优化 PAGEREF _Toc330715130 h 20 HYPERLINK l _Toc330715131 3.3.5乙烯塔操作参数的优化 PAGEREF _Toc330715131 h 28 HYPERLINK l _Toc330715132

7、 3.3.6丙烯精馏塔操作参数的优化 PAGEREF _Toc330715132 h 32 HYPERLINK l _Toc330715133 3.3.7精馏工段各塔操作参数总结 PAGEREF _Toc330715133 h 37 HYPERLINK l _Toc330715134 3.4 全流程模拟 PAGEREF _Toc330715134 h 37 HYPERLINK l _Toc330715 第四章 自动控制及仪表 PAGEREF _Toc330715 h 39 HYPERLINK l _Toc330715 3.1 设计根据 PAGEREF _Toc330715 h 39 HYPER

8、LINK l _Toc330715 3.2 自动控制要求 PAGEREF _Toc330715 h 39 HYPERLINK l _Toc330715 3.3 设备的自动控制 PAGEREF _Toc330715 h 40 HYPERLINK l _Toc330715 第五章 供电与通讯 PAGEREF _Toc330715 h 40 HYPERLINK l _Toc330715140 5.1 设计阐明 PAGEREF _Toc330715140 h 40 HYPERLINK l _Toc330715141 5.1.1 设计范围 PAGEREF _Toc330715141 h 40 HYPER

9、LINK l _Toc330715142 5.1.2 设计规范、规范 PAGEREF _Toc330715142 h 41 HYPERLINK l _Toc330715143 5.2 供电电源 PAGEREF _Toc330715143 h 42 HYPERLINK l _Toc330715144 5.3 变电所和配电间 PAGEREF _Toc330715144 h 42 HYPERLINK l _Toc330715145 5.3.1 高压供电系统设计 PAGEREF _Toc330715145 h 43 HYPERLINK l _Toc330715146 5.3.2 总降压变电所设计 PA

10、GEREF _Toc330715146 h 43 HYPERLINK l _Toc330715147 5.4 照明系统 PAGEREF _Toc330715147 h 44 HYPERLINK l _Toc330715148 5.5 接地防雷系统 PAGEREF _Toc330715148 h 44 HYPERLINK l _Toc330715149 5.5.1 接地系统 PAGEREF _Toc330715149 h 44 HYPERLINK l _Toc330715150 5.5.2 防雷维护系统 PAGEREF _Toc330715150 h 45 HYPERLINK l _Toc330

11、715151 5.6 电信工程 PAGEREF _Toc330715151 h 47 HYPERLINK l _Toc330715152 第六章 供热 PAGEREF _Toc330715152 h 48 HYPERLINK l _Toc330715153 6.1 概述 PAGEREF _Toc330715153 h 48 HYPERLINK l _Toc330715154 6.2 规范与规范 PAGEREF _Toc330715154 h 49 HYPERLINK l _Toc330715155 6.3 供热方案 PAGEREF _Toc330715155 h 49 HYPERLINK l

12、_Toc330715156 6.4 锅炉给水系统 PAGEREF _Toc330715156 h 50 HYPERLINK l _Toc330715157 6.4.1 水质要求 PAGEREF _Toc330715157 h 50 HYPERLINK l _Toc330715158 6.4.2 蒸汽冷凝水的处置方法 PAGEREF _Toc330715158 h 50 HYPERLINK l _Toc330715159 6.4.3 本分厂的锅炉给水系统 PAGEREF _Toc330715159 h 51 HYPERLINK l _Toc330715160 6.5 供热系统配套设备 PAGER

13、EF _Toc330715160 h 51 HYPERLINK l _Toc330715161 6.5.1 蒸汽管道 PAGEREF _Toc330715161 h 51 HYPERLINK l _Toc330715162 6.5.2 阻汽排水阀 PAGEREF _Toc330715162 h 52 HYPERLINK l _Toc330715163 6.5.3 汽-水分别器 PAGEREF _Toc330715163 h 52 HYPERLINK l _Toc330715164 第七章 环境维护 PAGEREF _Toc330715164 h 52 HYPERLINK l _Toc33071

14、5165 7.1 设计根据 PAGEREF _Toc330715165 h 52 HYPERLINK l _Toc330715166 7.2 环保治理措施 PAGEREF _Toc330715166 h 53 HYPERLINK l _Toc330715167 7.2.1 废气 PAGEREF _Toc330715167 h 53 HYPERLINK l _Toc330715168 7.2.2 废水 PAGEREF _Toc330715168 h 53 HYPERLINK l _Toc330715169 7.2.3 废渣 PAGEREF _Toc330715169 h 54 HYPERLINK

15、 l _Toc330715170 7.2.4 噪声 PAGEREF _Toc330715170 h 54 HYPERLINK l _Toc330715171 7.3 场内绿化 PAGEREF _Toc330715171 h 54 PAGE 55第一章 总论1.1 工程概略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继续开展所面临的一项重要义务。因此开展以煤、气资源为源头的烃原料消费技术成为我国科技界的一个热点研讨领域。 本工程的目的是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，并且思

16、索其他组分的利用的一个工程。同时需求思索尽能够减少对自然环境的污染以及对污染的治理措施。1.2 设计根据 1、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规范。 2、国家经济、建筑等相关政策。 3、2021年“三井化学杯大学生化工设计竞赛指点书。1.3 设计思想及原那么1、所选择的工艺技术应先进、适用、可靠，保证工程投产后，能平安、稳定、长周期、延续运转。2、所选择的设备和资料必需可靠，且尽能够国产化。3、充分依托现有社会公共设备，以降低投资，加快工程建立进度，采取真实可行的措施节约用水。4、贯彻主体工程与环境维护、劳动平安和工业卫生、消防同时设计、同时建立、同时投产。5、消

17、防、卫生及平安设备的设置必需贯彻国家关于环境维护、劳动平安的法规和要求，负荷石油化工行业的相关规范。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，提高工程经济效益和抗风险才干。科学论证工程的技术可靠性、工程的经济性，实事求是的作出研讨结论.1.4 工艺特点本工程所采用的消费工艺特点是：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响器作为主要消费安装，利用低结焦催化剂可以降低再生循环次数，在反响温度下可以不延续再生，更有利于节省本钱。1.5 产品方案 本工程产品主要为聚合级乙烯单体和聚合级丙烯单体，在工艺安装中的副产品主要有丙烷等。 工程产品产品纯度产量(

18、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97.5w%1.8万1.6 辅助设计软件的运用在本设计中，运用了以下辅助设计工具软件：用Aspen Plus 11.1进展流程模拟和工艺优化；用Aspen Energy Analizer V7.3-aspenONE进展热能集成优化；用Auto-CAD 2007进展制图；用Autodesk 3dsMax Design2021制造三维厂区效果图第二章 厂址选择厂址选择是化工安装建立的一个重要环节，也是一项政策性技术性很强的任务。厂址选择对工厂的建立进度、投资数量、经济效益、环境维护及社会效益等方面都有艰苦影响。由于只需厂

19、址选择确定之后，才干估算其建立投资额和投产后的消费本钱，才干对经济效益环境影响社会效益进展分析评价，判别工程的可行性，因此厂址选择任务是可行性研讨的一部分。需求思索原料、能源、水源、运输和环境等方面的条件。2.1 选择原那么1) 原料和市场厂址应接近各种原料产地和销售市场。2) 能源化工厂需求大量的动力和蒸汽，应接近燃料的供应点。3) 气候化工厂的建厂地点应该温度适宜，湿度适中。4) 运输条件尽量思索铁路枢纽以及利用河流、运河、湖泊或海洋进展运输的能够性，公路运输可用作铁路和水路的补充。5) 供水化工厂运用大量的水，用于产生蒸汽、冷却、洗涤，有时还用做原料。因此，厂址必需接近水量充足和水质良好

20、的水源。6) 对环境的影响应得到当地环保部门的认可，以便于妥善处置废物。7) 协作条件选择在贮运、机修、公用工程电力、蒸汽和生活设备等方面具有良好协作条件的地域。8) 灾祸及其他防止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、文物维护等地域。2.2厂址选定本工程厂址选在兰州市西固区，以兰州石油化工公司和兰州炼油厂为依托。从而开发西北潜在价值资源。满足西北地域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

21、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缘由。西固，位于兰州市西大门，是甘肃省和兰州市的中心工业区、中国西部最大的石油化工基地，素以“西部石化明珠、“石化工业摇篮出名遐迩。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。2021年，实现地域消费总值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%；单位消费总值能耗下降5.7%；完成普通性财政收入3.

22、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到达48元、6741元，增长13.65%、12.01%。2.3地理位置位于东经10319至10441，北纬3538至3613之间。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原料来源本工程所采用的原料为C4原料。经HZSM-5分子筛催化裂化消费丙烯，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、化工和化肥消费为一体，是中国西部地域最大的石化企业。公司拥有原油一次加工才

23、干1050万吨/年。并具备相配套的二次加工才干，能消费汽油、柴油、煤油、光滑油、催化剂、合成橡胶等400余种石化产品，是我国消费石化产品种类比较齐全的企业之一。其石油产品、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消费基地之一。 国家的西部大开发战略，给兰州石化公司带来了极大的开展机遇。中国石油股份公司适时提出了在兰州建立大型炼油化工基地的战略想象，并把兰州石化公司作为西部投资和开展的重点，在“十五方案以及2021年远景目的中，作为四大炼油和化工消费基地之一进展规划建立。2产品市场据中国石油和化学工业协会统计，2021年，我国乙烯产量为

24、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安装将在2021年-2021年陆续投产，但随着石化行业的新一轮扩能，乙烯产量依然无法满足下游市场的需求。据有关部门预测，2021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。乙烯主要用于消费聚乙烯。2006年，我国聚乙烯树脂产能为7225万t，产量599万t，表观消费量约10834万t，进口量达495万t，进口量占表观消费量的比例为457。估计2021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t。 同样，国内的丙烯产量也

25、远远不能满足市场需求。近年来，由于丙烯下游产品的快速开展，丙烯需求量增长迅速，从当量需求来看，丙烯供需矛盾非常突出。估计到2021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丙烯主要用于消费聚丙烯。2006年，我国聚丙烯产能约694万t，产量约5842万t，分别比2005年增长了126和116，进口2945万t，出口26万t，表观消费量876万t，进口量占表观消费量的比例为333。估计到2021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t。 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越乙烯。由于需求强劲

26、，普通的石脑油蒸汽裂解和催化裂解方法所得丙烯产品已远远满足不了市场的需求，因此人们纷纷研讨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宽广，特别是国内的丙烯消费原料缺乏，市场需求增长较快，更为市场所看好。2.5自然概略地形地貌南北环山，中间为黄河谷地。南北由高渐低向中部黄河盆地倾斜，构成山、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8.5，最高36.1，最低23.4。年均降雨量330毫米。无霜期169天。年平

27、均日照2780小时。 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设计目的3.1.1概述本工程的目的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分厂的催化裂化消费制备以乙烯、丙烯为主的烯烃，并思索C4+组份的综合利用。尽量采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。3.

28、1.2消费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流程模拟阐明在对整个工艺流程提出方案以后，我们要做的就是经过计算得出每一个设备、每一股物流的工艺参数。然而假设经过手算，这个任务量是相当大的，而且似乎并不可靠，于是，我们决议让计算机来做这一部分任务。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烃催化裂解消费丙烯的整个工艺过程，实践消费中，这是一个相当复杂的过程，但是由于条件限制，而且软件有其局限性，这就要求我们不得不做出一

29、些合理的假设由于我们必需使任务进展下去，这些假设将在后面的陈说中一一阐明。3.2.2 消费义务我们的目的是年产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，我们必需使产品的回收率到达97%以上。3.2.3合成工段的模拟1、模拟阐明及相关假设混合C4烯烃催化裂解反响非常复杂，而且其反响机理尚无定论，我们无法得知其确切的反响以及动力学数据。于是，我们决议根据任丽萍、赵国良、滕加伟、王仰东、谢在库教授于2007年发表的一文中给出的相关数据，经过收率反响器模拟计算，我们又根据相关文献及报道，做出如下假设：1C5+烃以己烯为模型；异丁烯不参与裂解；2烷烃的存在不影响裂解；3不生成丁烷；4正丁

30、烯、顺2丁烯和反2丁烯裂解程度一样。2、合成工段工艺参数催化剂目前，在曾经工业化，或者即将工业化的技术中，其催化剂有以下几种，即：1Superflex工艺特制的流化床公用催化剂；2OCP工艺固定床公用催化剂；3Propylur工艺固定床ZSM-5分子筛催化剂；4Omega工艺固定床绝热反响器公用分子筛催化剂。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，综合思索，只需选择ZSM-5分子筛催化剂才干使我们的任务进展下去。温度根据朱向学等于2005年发表的一文，我们得知反响温度在550620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

31、力根据朱向学等于2005年发表的一文，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，并且延伸设备寿命。但是过多运用水蒸气又会呵斥消费本钱急剧添加，并且给后续工段的分别带来困难，同样根据一文，当烃分压在0.1MPA左右时即可使其转化率到达40%以上。综合思索，我们决议每小时通入2500KG水蒸气，其主要作用是清焦，兼顾稀释剂的作用。反响器我们曾经决议运用ZSM-5分子筛催化剂，参考Propylur工艺，我们决议运用列管式固定床反响器，管程填充催化剂，壳程通入加热介质，维持反响温度。空速 一文中指出，适

32、当提高进料空速1.88.8h-1可提高丙烯的选择性。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，最终做出如下决议：催化剂温度压力水蒸气用量反响器空速HZSM-55800.13MPA2500KG/h固定床列管式反响器外热式3.3h-1表3-13.3 Aspen Plus 11.1流程模拟3.3.1合成工段物料衡算 1、Aspen plus模拟合成工段表示图如下 2、物料衡算列表如下表3-2Stream ID FeedC1-outH1-outSteamM1-outH2-outRe-out温度()2534.9300101.9295580550压力(bar)1.0131.31.31.0131

33、.0131.0131.3气相分率1111111摩尔流率(kmol/hr)1327.321327.321327.32.7711466.0931466.0931753.797质量流率(kg/hr)750000750007500075000775007750077500 MASS FLOW (kg/hr)C4H8-133450334503345033450334508690.641C4H8-5150150150150150150C4H8-27717.57715.57715.57717.57717.52004.156C4H8-318480184801848018480184804801.624C4H1

34、0-110402.510402.510402.510402.510402.510402.5C4H10-2480048004800480048004800C6H12-36913.145H2O2500250025002500C3H6-225725.96C2H49257.290C3H82254.675 MASS FRACTIONC4H8-10.4460.4460.4460.4320.4320.112C4H8-50.0020.0020.020.0020.0020.002C4H8-20.1030.1030.1030.1000.1000.026C4H8-30.2460.2460.2460.2380.238

35、0.062C4H10-10.0.0.0.1340.1340.134C4H10-20.0640.0640.0640.0620.0620.062C6H12-30.089H2O10.0320.0320.032C3H6-20.332C2H40.119C3H80.0293.3.2预分别工段物料衡算Aspen plus模拟预分别工段流程图如下：2、物料衡算列表如下表3-3Stream ID H3-OUTH4-OUTF1-OUT1F1-OUT2C2-OUTH5-OUTH6-OUT温度()30040404081.6255压力(bar)1.31.31.31.3333气相分率10.9681010.9600.953

36、摩尔流率(kmol/hr)1753.7971753.7971698.14655.5611698.1461698.1461698.146质量流率(kg/hr)775007750076497.4331002.56776497.43376497.43376497.433 MASS FLOW (kg/hr)C4H8-18690.6418690.6418690.6410.0018690.6418690.6418690.641C4H8-5150150150TRACE150150150C4H8-22004.1562004.1562004.1560.0012004.1562004.1562004.156C4H

37、8-34801.6244801.6244801.6240.0014801.6244801.6244801.624C4H10-110402.510402.510402.50.00110402.510402.510402.5C4H10-2480048004800TRACE480048004800C6H12-36913.1456913.1456913.145TRACE6913.1456913.1456913.145H2O250025001497.4351002.561497.4351497.4351497.435C3H6-225725.96725725.96725725.960.00125725.9

38、625725.9625725.96C2H49257.7929257.2929257.2910.0019257.2919257.2919257.291C3H82254.6752254.6752254.6750.0012254.6752254.6752254.675 MASS FRACTIONC4H8-10.1120.1120.11433PPB0.1140.1140.114C4H8-50.0020.0020.002TRACE0.0020.0020.002C4H8-20.0260.0260.02622PPB0.0260.0260.026C4H8-30.0620.0620.06332PPB0.0630

39、.0630.063C4H10-10.1340.1340.12PPB0.0.0.C4H10-20.0620.0620.0632PPB0.0630.0630.063C6H12-30.0890.0890.090TRACE0.0900.0900.090H2O0.0320.0320.02010.0200.0200.020C3H6-20.3320.3320.336873PPB0.3360.3360.336C2H40.1190.1190.121907PPB0.1210.1210.121C3H80.0290.0290.02921PPB0.0290.0290.029表3-4Stream IDF2-OUT1F2-

40、OUT2SEP-OUT1SEP-OUT2Temperature()5555Pressure(bar)3333Vapor fraction1010Mole flow(kmol/hr)1618.87979.2671532.88489.995Mass flow(kg/hr)75069.4181428.01568086.8526982.566C4H8-18690.6410.0018690.641C4H8-5150TRACE150C4H8-22004.156TRACE2004.156C4H8-34801.6240.0014801.624C4H10-110402.5TRACE10402.5C4H10-24

41、800TRACE4800C6H12-36913.145TRACE6913.145H2O69.4211428.01469.421C3H6-225725.9650.00125725.965C2H49257.2900.0019257.290C3H82254.675TRACE2254.675C4H8-10.1168PPB0.128C4H8-50.002TRACE0.002C4H8-20.0277PPB0.029C4H8-30.0649PPB0.071C4H10-10.2PPB0.153C4H10-20.064TRACE0.070C6H12-30.092TRACE0.990H2O925PPM10.010

42、C3H6-20.343404PPB0.378C2H40.123646PPB0.C3H80.0307PPB0.0333.3.3分别工段物料衡算asnpen plus模拟计算表示图如下：2、物料衡算列表如下：表3-5Stream ID F2-OUT1SEP-OUT1SEP-OUT2C3-OUTC2C3C4C4-OUTTemperature()5.05.05.047.9-5.759.945.6Pressure(bar)3.0003.0003.0007.0007.0007.02416.000Vapor fraction1.0001.0001.0001.0001.0001.0001.000Mole fl

43、ow(kmol/hr)1618.8971532.88485.9951532.884992.378540.507992.378Mass flow(kg/hr)75069.41868086.8526982.56668086.85237234.53630852.31637234.536 MASS FLOW (kg/hr)C4H8-18690.6418690.648690.6410.4218690.220.421C4H8-5150.000150.000150.0000.009149.9910.009C4H8-22004.1562004.152004.1560.0012004.150.001C4H8-3

44、4801.6244801.624801.6240.0104801.610.010C4H10-110402.50010402.510402.500.04110402.40.041C4H10-24800.0004800.004800.0000.5974799.400.597C6H12-36913.1456913.145C3H6-225725.96525725.925725.925722.83.08925722.87C2H49257.2909257.299257.2909257.299257.29C3H82254.6752254.672254.6752253.291.3852253.290MASS

45、FRACTIONC4H8-10.1160.1280.12811PPM0.28211PPMC4H8-50.0020.0020.002245PPM0.005245PPBC4H8-20.0270.0290.02940PPB0.06540PPBC4H8-30.0640.0710.071257PPB0.156256.PPBC4H10-10.0.1530.1531PPM0.3371PPMC4H10-20.0640.0700.07016PPM0.15616PPMC6H12-3H2O925PPM0.0101C3H6-20.3430.3780.3780.691100PPM0.691C2H40.1230.0.0.

46、2490.249C3H80.0300.0330.0330.06145PPM0.061表3-6Stream ID C2H4BX+BWPU-OUTBXBW+BXBX2BWTemperature()-38.836.537.043.845.023.130.7Pressure(bar)15.00015.13318.00018.00018.08911.00011.099Vapor fraction1.0001.0001.0001.0000.0001.0000.000Mole flow(kmol/hr)329.620662.757662.757332.841329.916279.17550.741Mass

47、flow(kg/hr)9250.00027984.5327984.5314000.0084.5311750.002234.533 MASS FLOW (kg/hr)C4H8-10.4210.4210.4210.421C4H8-50.0090.0090.0090.009C4H8-20.0010.0010.0010.001C4H8-30.0100.0100.0100.010C4H10-10.0410.0410.0410.041C4H10-20.5970.5970.5970.597C6H12-3H2OC3H6-28.49425714.325714.3844.0011770.3811703.466.9

48、95C2H49241.28216.00816.00816.008C3H80.2242253.062253.0639.9942213.07346.5732166.499MASS FRACTIONC4H8-115PPM15PPM30PPM189PPMC4H8-5327PPB327PPB654PPB4PPMC4H8-253PPB53PPB106PPB663PPBC4H8-3342PPB342PPB684PPB4PPMC4H10-11PPM1PPM3PPM18PPMC4H10-221PPM21PPM43PPM267PPMC6H12-3H2O3.3.4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

49、丙烷，重关键组分为异丁烷。下面逐个调查单个条件的影响：1塔板数的影响取Reboiler duty= 6500 kw塔底再沸器,Reflux ratio= 2.47质量比)回流比，P=7bar操作压力，Feed stage=14进料板位置，改动塔板数，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表示塔顶异丁烷的质量百分含量。表3.7. 塔板数的影响塔板数塔顶冷耗塔釜热耗塔顶丙烯收率塔底丙烯损失率塔顶异丁烷20-8.614025.5890740.9979820.0020210.00046521-8.612175.5890740.998

50、8690.0011310.00015722-8.611285.5890740.9992760.0007242.14E-0523-8.611085.5890740.9993580.0006423.37E-0624-8.610995.5890740.9993910.0006091.25E-0625-8.61095.5890740.9994160.0005846.71E-0726-8.610825.5890740.9994380.0005624.55E-0727-8.610825.5890740.9994380.0005624.55E-0728-8.610825.5890740.9994380.00

51、05624.55E-0729-8.610825.5890740.9994380.0005624.55E-0730-8.610825.5890740.9994380.0005624.55E-07从Aspen导出塔板数与各要素的关系图：图3.1 塔顶丙烯的回收率与塔板数的关系图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，塔顶丙烯的回收率与塔板数添加而上升，当塔板数超越26块后，曲线根本持平，变化很小；塔底丙烯损失率，塔顶异丁

52、烷含量随塔板数添加而降低，当塔板数超越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实际塔板数为26块。2进料板位置的影响取Nstage= 26块实际塔板数，Reboiler duty= 6500 kw塔底再沸器, Reflux ratio= 2.47质量比)回流比，P=7bar操作压力，改动进料位置，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-05110.99950.00056.06E-06120.9994860.0005142.38E-06130.9994640.000536

53、9.87E-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导出压力与各要素关系图：图3.3塔顶丙烯的回收率与进料板数的关系图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 由图可知，塔釜丙烯、塔顶异丁烷的质量分率开场随进料板位置的变化不大，但当进料板为14块时，曲

54、线开场逐渐上升，进料板到达16块时，曲线明显上升；塔顶丙烯的回收率开场随进料板位置的变化不大，也是在进料板为14块时，曲线开场逐渐下降。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= 26块实际塔板数，进料板为第14块板时，Reflux ratio= 2.47w/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 58149170.949768735.02E-022.66E-0758730660.954539594.55E-022.67E-0759312150.959246

55、064.08E-022.68E-0759893640.963871533.61E-022.69E-0760475130.96840693.16E-022.70E-0761056620.97284222.72E-022.71E-0761638110.977166552.28E-022.72E-0762219610.988231.86E-022.74E-0762801100.985444781.46E-022.75E-0763382590.989364441.06E-022.78E-0763964080.993126516.87E-032.82E-0764545570.996726883.27E-

56、032.95E-0765127060.999947335.27E-050.0001108265708560.999953774.62E-050.0018558866290050.999956834.32E-050.0037106766871540.999959594.04E-050.0056377267453030.999962163.78E-050.0076125468034520.999964563.54E-059.63E-0368616010.999966813.32E-051.17E-0269197510.999968913.11E-051.37E-0269779000.9999708

57、82.91E-051.58E-02图3.5由以上图中可知，当再沸器热负荷添加时，塔底丙烯损失率下降，同时塔顶异丁烷的百分含量开场时很小；但是到6500kw时，当再沸器热负荷再添加时，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块实际塔板数，进料板为第14块板时，Reboiler duty= 6500 kw塔底再沸器，P=7bar操作压力，改动回流比，经aspen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 2.40.999956544.35E-059.07E-032

58、.410.999955614.44E-057.64E-032.420.999954684.53E-050.006225322.430.999953744.63E-050.004844682.440.999952794.72E-050.003495132.450.999951814.82E-050.002184532.460.999950514.95E-050.000927622.470.99943845.62E-044.54E-072.480.997034352.97E-032.91E-072.490.99458345.42E-032.72E-072.50.992075367.92E-032.

59、61E-07图3.6由图可知，塔底丙烯摩尔分率、塔顶异丁烷的摩尔分率随回流比的变化不大，综合思索，我们选取脱甲烷塔的回流比为2.47。5压力的影响表3.11压力塔顶丙烯收率 塔底丙烯损失率塔顶异丁烷含量 50.9999980.000002110.0005336560.9997530.000246920.0000002770.9994380.000561950.0000004580.9996880.000311820.00000199490.9998620.000520.00025969100.9998010.000199240.0008194图3.7图3.8从图中看出丙烯的收率与塔底丙烯损失均

60、随压力变化不大，但是异丁烷在6-8bar时在塔顶含量最小，因此压力选择为7bar。表3-12脱丙烷塔操作参数操作压力bar回流比质量比塔板数(块)进料板(块)再沸器负荷kw72.47261465003.3.5乙烯塔操作参数的优化经过对脱丙烷塔的各操作参数的优化，我们发现塔板数、回流比、压力的变化对精馏塔馏出组分含量的影响不明显，因此在对乙烯的讨论中，我们详细对进料板位置进展优化。对脱乙烷塔而言，其轻关键组分为乙烯由于没有乙烷，重关键组分为丙烯。该塔条件优化的目的为使塔釜乙烯含量尽能够低并且塔顶乙烯纯度到达聚合级99.9%，塔顶丙烯含量尽能够少。1.塔顶流率的影响根据脱甲烷塔塔顶馏出乙烯含量为9