30万吨年丙烷脱氢制丙烯生产项目课件

30万吨/年丙烷脱氢制丙烯生产项目30万吨/年团队介绍Introduction

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Members工艺绘图厂区布置换热网络经济分析工艺设计设备校核三维配管设备设计安全环境文档整理000102030405团队介绍Introduction

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Memb安全环保Safety&Environment答辩提纲ReplyOutline1项目背景ProjectBackground2工艺设计ProcessDesign3设备设计EquipmentDesign4工厂布置PlantLayout6经济分析EconomicAnalysis7项目总结5ProjectSummary安全环保Safety&Environment答辩提纲RePART1项目背景原料方案厂址选择产品方案工艺选择ProjectBackgroundPART1项目背景原料方案厂址选择产品方案工艺选择Proj1.1原料方案Raw

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我国本身的石油资源非常丰富，炼化企业在原油加工过程中会生产大量的C3馏分，液化石油气中约占60%，它们一般是作为燃料使用或者放空烧掉，资源浪费较为严重。项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结1.1原料方案我国本身的石油资源非常丰富，炼港口、航空、铁路、公路40万吨聚丙烯项目1200+1000万吨/年炼油项目完善的公用工程一体化服务完善烯烃产业链惠州大亚湾石化园区地理位置交通运输下游去向原料供应公用设施政策优势中海油惠州炼化项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结1.2厂址选择SiteSelection港口、航空、铁路、公路40万吨聚丙烯项目1200+1000万项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结中海油惠州炼化LPG原料组成项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结1.2厂址选择SiteSelection中海油惠州炼化LPG原料组成项目背景工艺设计设备设计工厂布置项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结近年来我国丙烯供需状况1.3产品方案Product项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结近年项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结1.4工艺选择ProcessSelection项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结1.PART2工艺设计ProcessDesign工艺模拟产品结构工艺流程节能降耗模拟优化工艺特点PART2工艺设计ProcessDesign工艺模拟产工艺流程Process项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结脱硫单元变压吸附低温分离多级压缩急冷锅炉丙烯精制塔脱乙烷塔脱丙烷塔丙烷脱氢选择加氢C2,C3,H2循环C2,C3丙烷C3C2,C3无硫LPG含硫LPGC4液化气去储罐C2气体去燃料气系统富氢气C1气体去燃料气系统碱渣、含硫空气去三废处理聚合级丙烯去储罐C2,C3H2H2新鲜碱液循环碱液空气预碱洗罐：H2S+2NaOH=Na2S+2H2O纤维膜接触反应器：RSH+NaOH=RSNa+H2O超重力反应器：4RSNa+O2+2H2O=2RSSR+4NaOH冷却水低压蒸汽H2去总厂主反应：C3H4+H2=C3H6副反应：C3H6+H2=C3H8丙烷脱氢主反应：C3H8=C3H6+H2丙烷脱氢副反应：C3H8=C2H4+CH4C2H4+H2=C2H6C3H6=C3H4+H22.1工艺流程Process项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环原料资源化利用与总厂有效融合项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结2.2产品结构Product总厂分厂聚合级丙烯0199.99%氢气02C4液化气03催化裂化01加氢裂化02延迟焦化03混合LPG58万吨/年返回总厂原料资源化利用与总厂有效融合项目背景工艺设计设备设计工厂布置原料利用合理产品结构合理原料单一，原子经济性高。综合利用总厂出售的液化石油气作为原料，实现丙烷资源化利用。总厂提供原料，来源稳定，规避市场风险，经济效益较高。主产聚合级丙烯，副产C4液化气和H2。项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结2.3工艺特点ProcessCharacteristics原料利用合理产品结构合理原料单一，原子经济性高。综合利用总厂原料预处理工段氢气分离及选择加氢工段丙烷脱氢反应工段项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结纤维膜接触反应器超重力反应器丙烯精制热泵双塔丙烷脱氢反应器变压吸附等温多级压缩循环C2C3丙烯-乙烯复叠式制冷脱乙烷塔脱丙烷塔急冷锅炉含硫LPGC4液化气有机朗肯循环换热器C1燃料气氢气选择加氢反应器循环氢气C2气体聚合级丙烯2.4工艺模拟ProcessSimulation原料预处理工段氢气分离及丙烷脱氢反应工段项目背景工艺设计设备项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结2.4工艺模拟ProcessSimulation原料预处理工段循环碱液含硫LPG含硫碱液无硫LPG气体入口液体进口气体出口液体出口大量金属纤维丝束，碱液形成液膜，增大接触面积，提供较大的浓度差推动力。相较于传统氧化塔+沉降罐组合，降低了设备投资费用，增大了接触面积，并实现了反应与分离的耦合。实现物流间换热，降低总公用工程消耗量项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结2.项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结采用径向移动床反应器有利于催化剂循环再生降低设备投资并副产低压蒸汽2.4工艺模拟ProcessSimulation丙烷脱氢反应工段项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结采用项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结13℃-25℃-38℃-65℃-100℃丙烯、乙烯提供不同温度的冷量，通过逐级制冷降低压缩机的功耗。采用丙烯对乙烯进行冷凝的复叠式制冷，减少公用工程消耗量。相较于丙烯-富氢气制冷，减少了压缩机和膨胀机的投资。2.4工艺模拟ProcessSimulation氢气分离及选择加氢工段项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结13项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结高效提纯氢气并副产C1燃料气2.4工艺模拟ProcessSimulation氢气分离及选择加氢工段项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结高效项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结进料板数的优化馏出率的优化回流比的优化塔板数的优化脱丙烷塔脱乙烷塔丙烯精制塔2.5模拟优化ProcessOptimization项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结进料项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结2.5模拟优化ProcessOptimization项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结2.夹点温差为14℃换热网络优化项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结2.6节能降耗EnergySaving夹点温差为14℃换热网络优化项目背景工艺设计设备设计工厂布置BeforeAfter换热网络优化项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结2.6节能降耗EnergySavingBeforeAfter换热网络优化项目背景工艺设计设备设计工换热网络优化热泵精馏项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结2.6节能降耗EnergySaving换热网络优化热泵精馏项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保急冷塔流程图急冷锅炉流程图投资费用少年产低压蒸汽10万吨换热网络优化热泵精馏急冷锅炉项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结2.6节能降耗EnergySaving急冷塔流程图急冷锅炉流程图投资费用少年产低压蒸汽10万吨换热换热网络优化热泵精馏急冷锅炉有机朗肯循环项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结丙烯汽化器低温氢气汽轮机回热器丙烯冷凝器增压泵低位热能有机工质：丙烯2.6节能降耗EnergySaving换热网络优化热泵精馏急冷锅炉有机朗肯循环项目背景工艺设计设备PART3设备设计EquipmentDesign反应器塔器换热器加热炉其他设备PART3设备设计EquipmentDesign反3.1反应器Reactor本项目要求丙烷的单个反应器单级转化率为10%左右反应器设计reactordesignOleflex工艺Oleflextechnology径向移动床movingbedreactorComsol反应工程实验室Comsolreactionengineeringlaboratory反应机理mechanism文献资料documentkineticcurvefitting动力学曲线拟合V=18.5m3项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结3.1反应器本项目要求丙烷的单个反应器单级转化率为10%左右直径2米，高7米转化率=10.06%收率=9.11%项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结直径2.1米，高6.3米转化率=10.06%收率=9.41%直径2.2米，高5.6米转化率=10.06%收率=9.30%3.1反应器Reactor直径2米，高7米转化率=10.06%项目背景工艺设计设备设计直径2.1m床层高度6.3m压降0.016MPa催化剂体积18.5m3项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结3.1反应器Reactor直径2.1m床层高度6.3m压降0.016MPa催化剂体积1AspenPlus水力学参数KG-Tower+Matlab尺寸校核SW6-2011机械校核AutoCAD绘制装配图项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结3.2塔器TowerAspenPlus水力学参数KG-Tower+Matl3.2塔器Tower项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结Matlab塔结构辅助设计代码一览T0102脱丙烷塔结构示意图四溢流塔盘结构示意图clc;clear;Ls=0.1358;%液体流量体积m3/sVs=1.0698;%输入气体体积流量m3/spl=418.1125;%输入液体密度kg/m3pv=47.535;%输入气体密度kg/m3c=0.00383;%输入混合液表面张力N/mHT=0.6;%输入板间距mhL=0.08;%输入板上液层高度ma=Ls*sqrt(pl./pv)./Vs;%史密斯关联图横坐标

b=HT-hL;C20=exp(-4.531+1.6562*b+5.5496*b.^2-6.4695*b.^3+(-0.474675+0.079*b-1.39*b.^2+1.3212*b.^3)*log(a)+(-0.07291+0.088307*b-0.49123*b.^2+0.43196*b.^3)*log(a)*log(a));C10=C20*((c./0.02)^0.2);%气体负荷因子

umax=C10*(sqrt((pl-pv)./pv));%泛点气速

u=0.8*umax;%适宜气速

D1=sqrt(4*Vs./(pi*u))*10/2;%初算塔径

D=ceil(D1)*2/10;%圆整后的塔径

At=pi*D*D./4;%塔截面积

FI=0.25;%降液管总面积与塔截面积之比

Ad=At*FI;%降液管总面积

forx=0.0001:0.0001:pi./2As=((D./2)^2)*(x-sin(x)*cos(x));%边降液管面积

l1=D*sin(x);%边降液管弦长

W1=(D./2)*(1-cos(x));%边降液管宽度

Ac=Ad-2*As;%中心降液管面积

W2=Ac./D;%中心降液管宽度

l2=2*sqrt(((D./2)^2)-(W2./2)^2);%中心降液管弦长

Ao=Ad./2;%偏心降液管面积

W=(D./2-W1)./2;%偏心降液管中心弦离圆心的距离

l=2*sqrt((D./2)^2-W^2);%偏心降液管中心弦长

W3=Ao./l;%偏心降液管宽度

C=(D./2-W1-W3-0.5*W2)./2;%通道3、4的通道长度

l3=2*sqrt(((D./2)^2)-(C+W3+0.5*W2)*(C+W3+0.5*W2));%偏心降液管外堰弦长

l4=2*sqrt(((D./2)^2)-(C+0.5*W2)^2);%偏心降液管内堰弦长

A3=(l+l1)*C./2;%通道3的面积

A4=(D+l)*C./2;%通道4的面积

y=abs(A3./A4-2*As./Ac);

ify<0.001

break

endendx=x./(2*pi)*360;Q1=Ls*A3./(2*(A3+A4));%通道3中液体流量

Q2=Ls*A4./(2*(A3+A4));%通道4中液体流量

t1=As*HT./Q1;%边降液管内停留时间

t2=Ac*HT./(2*Q2);%中心降液管内停留时间

t3=Ao*HT./(2*Q2);%偏心降液管内停留时间

LW1=l2*(A3./A4);LW3=l4*A3./A4;LW2=LW1*A4./A3;how=0.00284*(3600*Q1./l1)^(2./3);hw=hL-how;偏心降液管中心弦偏心降液管3.2塔器项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项将AspenPlus模拟的全厂换热网络数据导入AspenEDR按照GB/T151-2014《热交换器》标准进行选型、校核项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结3.3换热器Exchanger将AspenPlus模拟的全厂换热网络数据导项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结工艺物流全部由辐射室加热对流室产生3.8MPa中压蒸汽作为动力3.4加热炉Furnace项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结工艺项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结泵选型部分一览表压缩机选型部分一览表管道选型部分一览表3.5其他设备OtherEquipments项目背景工艺设计设备设计工厂布置安全环保经济评价项目总结泵选PART4工厂布置PlantLayout厂区布置车间布置PART4工厂布置PlantLayout厂区布置车间布N4.1厂区布置PlantLayout项目背景设备设计工艺设计工厂布置安全环保经济评价项目总结厂前区装卸区总面积96200m2绿化率16.2%370m260m罐区生产区辅助生产区消防区预留地22.5°PN（建北）N4.1厂区布置项目背景设备设计工艺设计工厂布置安全环保经济N4.1厂区布置PlantLayout项目背景设备设计工艺设计工厂布置安全环保经济评价项目总结人流线Flowline物流线Supplyline消防站消防通道Fireexit逃生通道Escapeexit北大门南大门西大门东大门22.5°PN（建北）N4.1厂区布置项目背景设备设计工艺设计工厂布置安全环保经济项目背景设备设计工艺设计工厂布置安全环保经济评价项目总结项目背景设备设计工艺设计工厂布置安全环保经济评价项目总结设备顺从工艺设备布置紧凑检修空间安全通道EL0.000平面布置项目背景设备设计工艺设计工厂布置安全环保经济评价项目总结4.1车间布置WorkshopLayout设备顺从工艺设备布置紧凑检修空间安全通道EL0.000平面布项目背景设备设计工艺设计工厂布置安全环保经济评价项目总结项目背景设备设计工艺设计工厂布置安全环保经济评价项目总结PART5安全环保Safety＆EnvironmentSIS设计自动控制环境评价三废处理PART5安全环保Safety＆Environmen项目背景设备设计工厂布置工艺设计安全环保经济评价项目总结T0102脱丙烷塔控制方案5.1自动控制AutomaticControl温度压力流量液位项目背景设备设计工厂布置工艺设计安全环保经济评价项目总结T0项目背景设备设计工厂布置工艺设计安全环保经济评价项目总结E0108换热器控制方案5.1自动控制AutomaticControl项目背景设备设计工厂布置工艺设计安全环保经济评价项目总结E0

项目背景设备设计工厂布置工艺设计安全环保经济评价项目总结比值控制方案5.1自动控制AutomaticControl丙烷循环H2NNFNNF丙烷循环H2项目背景设备设计工厂布置工艺设计安全环保经项目背景设备设计工厂布置工艺设计安全环保经济评价项目总结HAZOP分析LOPA分析SIL验证辨识加热炉主要危险事件将安全仪表功能分配到保护层验证SIL等级5.2SIS设计SISDesign项目背景设备设计工厂布置工艺设计安全环保经济评价项目总结HARisksystem、Aloha软件模拟防护、应急措施项目背景设备设计工厂布置工艺设计安全环保经济评价项目总结5.3环境评价EnvironmentEvaluationRisksystem、Aloha软件模拟防护、应急措施项目背5.3环境评价EnvironmentEvaluation液化气储罐项目背景设备设计工厂布置工艺设计安全环保经济评价项目总结丙烯储罐噪声评价5.3环境评价液化气储罐项目背景设备设计工厂布置工艺设计安全达标排放项目背景设备设计工厂布置工艺设计安全环保经济评价项目总结二硫化物氯化物烟尘厂家回收碱洗后高空排放废气氯盐废水少量硫化物蒸发脱盐A/O污水处理废液失活催化剂惰性瓷球碱渣WAO+SBR厂家回收再利用废渣5.3三废处理WasteTreatment达标排放项目背景设备设计工厂布置工艺设计安全环保经济评价项目PART6经济分析EconomicEvaluation动态评价静态评价投资分析不确定性分析PART6经济分析E