全部星星点灯

HI-HOOPOWERPOINT模板SUCCESS年处理21.6万吨混合C4组分Theprocessingprojectof21.6wt/amixedC42012“中国石化-三井化学杯”第六届全国大学生化工设计竞赛2012”SINOPEC-MITSUIChemistryCup”the6th

NationalCollegeStudents'ChemicalEngineeringDesignCompetition组名：星星点灯Team:TwinklingStars指导老师：郎万中Advisor:LangWanzhong学校：上海师范大学College:ShanghaiNormalUniversity点击此处添加标题LIFETIMEhi-hoo瀚合网络科技有限公司，专注为客户提供高质量的服务，坚持创新，不断提升发展，形成了以PPT专业制作为中心的综合性服务的供应商，以国际化的设计观和实务运作享誉业界。

李阳陈雯占丰张淑丹周园园AUTOCAD制图、文档编制AUTOCAD

drawing,documentationAspen模拟与优化Aspen

simulationandoptimization厂区布置、3D动画制作Thefactorylayout,3Danimationcreation设备选型

Typeselectionofequipment控制系统设计Controlsystemdesign组员介绍Aboutourteam目录Visualrecord项目背景Projectbackground工艺选择与论证Processselectionandproof工艺优化与热集成Processoptimizationandheatintegration设备设计与选型Designandselectionofequipment自动控制方案Automaticcontrol项目总结Projectsummary经济评估Economicevaluation三废处理Wastetreatments厂区布置Factorylayout3D视频展示3DVisualpresent

Project

background项目背景Projectbackground上游企业：镇海炼化；原料：上游企业生产乙烯的副产物C4组分；上游生产能力：炼油2500万吨/年、生产乙烯100万吨/年。中国石化镇海炼油化工股份有限公司C4来源

C4source厂址选择Adressselection项目背景Projectbackground原料运输方便；园区优势：自然条件、社会条件、政府政策及厂区内基本生产条件供应；园区规划：本项目设计建设于园区乙烯及下游产业区块中。The

product

market主要产品产量及市场

Mainproductsproductionandmarket国内年需求量在22万吨左右，预测每年增加10%。仲丁醇Secondarybutanol

9.51wt/a1随着我国合成橡胶等工业的迅速发展，表观消费不断增加。丁二烯butadiene

6.75wt/a2市场需求高达200多万吨，纵观未来的产量和消费量都将会有所提高。甲基叔丁基醚

MTBE

5.26wt/a3产品市场项目背景Project

background

Processselectionandproof工艺选择与论证Processselectionandargumentation工艺技术

ProcessEngineering可分离出C4中的丁二烯，并将馏后C4用于下一工段。抽提丁二烯工艺Extractionofbutadiene1可分离出馏后C4中的异丁烯，提纯了C4，并得到产物MTBE。MTBE合成工艺ProcessofMTBE2使第二工段馏出的C4中正丁烯水合成仲丁醇，得到最终产物。3正丁烯水合制仲丁醇Synthesis

ofsecondarybutanolbyhydratizationofn-butene

工艺技术92024年1月8日星星点灯

总工艺流程方框图Overallprocessblockdiagram工艺选择与论证

Processselectionandproof工艺技术除盐水Desalted

waterC4原料

C4

feed除盐水Desalted

water抽提丁二烯工段Extraction

of

butadiene

processMTBE工段MTBE

process水合仲丁醇工段Hydrated

SBA

process再生尾气Regeneration

gas火炉燃烧Furnacecombustion事故放空Accident

emptying工艺水处理Process

water

treatment炔烃AlkynesC4剩余馏分C4Residual

fraction副产物By-products（recycling）仲丁醇SBA甲醇Carbinol废渣Waste

residue

废水Waste

water丁二烯ButadieneMTBEC4原料

C4

feed一萃系统1st

extractionsysteen二萃系统2ed

extractionsysteen脱轻系统成品丁二烯重组分残留物粗丁二烯粗丁二烯粗丁二烯轻组分残留物水ACN水洗系统C4（提供于醚化工段）ACN回收系统水（循环利用）ACN（回收利用）炔烃馏分ACN,水ACN，丁烷，萃余C4WaterImpurebutadieneImpurebutadieneCrudebutadieneLightfractionresidueProductsofbutadienebinationofresiduesWater(recycled)ACN(recycled)C4(inetherchemicalsection)ACNwashingsystemACN,butane,theextractofC4ACN,waterAlkynesfractionACNrecoverysystem脱重系统De-light

systemDe-heavysystem102024年1月8日星星点灯由萃取蒸馏、脱气和蒸馏以及溶剂再生工艺组成。3德国BASF公司的NMP工艺1美国SHELL的ACN工艺由萃取、闪蒸、压缩、高压解吸、低压解吸和溶剂回收等工艺单元组成。2日本瑞翁公司的DMF工艺由第一萃取蒸馏工序、第二萃取蒸馏工序、精馏工序和溶剂回收工序组成。√抽提丁二烯工艺Extractionofbutadiene工艺选择与论证Processselectionandproof丁二烯抽提工艺方框图Blockdiagramoftheextractionofbutadiene气相进料MTBE合成工艺列管固定床反应技术固定床外循环反应技术膨胀床反应技术混相床反应技术催化蒸馏技术混相反应蒸馏技术(MRD)√工艺成熟；制造费用高，催化剂寿命短。适用于异丁烯浓度变化较大的原料；床层热点难以消除。结构简单，但操作弹性小。能耗低；但转化率不高。投资更省；转化率不高。能耗低，转化率高。工艺选择与论证Processslectionandproof甲醇Methanol碳四C4反应精馏塔Reactor

水洗塔Water

extraction

tower

甲醇回收塔Alcohol

recovery

tower

甲醇循环Methanolcycle反应后C4AfterreactionC4水WaterMTBE合成工艺流程图etherification

of

isobutylene工艺选择与论证ProcessselectionandproofNotreactioncomponentsCatalyst

loadingentranceLiquidchannelGaschannelProductsCatalyst

dischargeexportFeed星星点灯正丁烯水合制仲丁醇工艺SecondaryButanolProcess工艺选择与论证Processselectionandproof阳离子交换树脂水合法杂多酸水合法硫酸水合法硫酸水合法杂多酸水合法阳离子交换树脂水合法√对正丁烯纯度要求不高；耗酸，污染严重。虽多段进水比较复杂，但是效率高，设备防腐蚀，能耗低。工艺较简单；腐蚀反应器。Anion

exchange

columnHydrationreactorWater

C4feedLiquidseparationtank

MEKCooling

water

MEKUnreactedC4Butene

reflux

tank

ImpureSBARemove

extraction

agent

towerDebutanize水合制仲丁醇工艺流程图Secondarybutanolprocessflowchart工艺选择与论证Processselectionandproof该工艺在1984年西德一套6万t/a仲丁醇的装置已开车成功1.杨智生.仲丁醇的制备[J].辽宁化工，1990,20（3）:28-292.李彬.丁烯水合反应装置床层压降升高的原因分析[J].甘肃科技，2008,24（22）:48-50

Processoptimizationandheatintegration

ASPENPlus仿真模拟总工艺流程图TheoverallASPENPlus

Simulationprocess丁二烯一萃塔The1stextractiontowerMTBE水洗塔MTBEwashingtowerMTBE反应精馏塔MTBEreactionrectificationtower流程优化Processoptimization丁二烯一萃塔The1stextractiontower塔板数优化Platenumberoptimization理论塔板数60块Theoreticalplatenumber:60ACN进料板优化ACNfeedplateoptimization丁二烯一萃塔The1stextractiontower进料板第10块Feedplate:the10thplateC4进料板优化

C4feedplateoptimization进料板第46块Feedplate:the46thplate丁二烯一萃塔The1stextractiontower丁二烯一萃塔The1stextractiontowerMTBE水洗塔MTBEwashingtowerMTBE反应精馏塔MTBEreaction-rectificationtower流程优化Process

optimizationMTBE水洗塔MTBEwashingtower水洗水用量优化Theoptimizationofwaterconsumption水洗水用量:50kmol/hWaterconsumption:50kmol/h丁二烯一萃塔The1stextractiontowerMTBE水洗塔MTBEwashingtowerMTBE反应精馏塔MTBEreaction-rectificationtower流程优化ProcessoptimizationMTBE反应精馏塔MTBEreaction-rectificationtower回流比对分离效果影响

Effectofrefluxratioontheseparationperformances回流比为0.8Refluxratio:0.8甲醇进料板位置对分离效果影响Effectionofmethanolfeedplatepositionontheseparationperformances进料板第5块板Feedplate:the5thplateMTBE反应精馏塔MTBEreaction-rectificationtower剩余C4进料板位置对分离效果影响EffectofremainingC4feedplatepositionontheseparationperformances进料板第15块板Feedplate:the15thplateMTBE反应精馏塔MTBEreaction-rectificationtower

能量集成及其优化Energyintegratedandoptimization冷热物流组合曲线Combinationcurvesofcoldandhotflows138℃总组合曲线Overallcombinationcurves

能量集成及其优化EnergyintegrationandoptimizationT=15℃能量集成及其优化Energy

integration

and

optimization初始换热网络图Initialheatexchangenetworkdiagram优化后换热网络图Theoptimizedheatexchangenetworkdiagram能量集成及其优化Energyintegrationandoptimization釜液需冷却Kettleliquidcoolingrequired原料水急需加热Raw

water

is

badly

in

need

of

heating

能量集成及其优化Energyintegrationandoptimization总换热能量消耗是原换热网络的63.27%，减少了36.73%花费

Designandselectionofequipment可行性Feasibility经济性Economy安全性Safety先进性Advancement

设备选型原则EquipmentdesignprincipleSw6v6强度校核Sw6v6

IntensityExamination3非标准设备设计选型Non-standardequipmentdesignandselection塔设备选型设计Towerequipmentselectionanddesign利用该软件可以计算得到塔设备的理论塔板数，各物质的进出口流量，最适宜的回流比，操作的工艺条件等情况Aspen仿真模拟Aspenanaloguesimulation1该软件可以设计校核塔设备的塔板的各项性质，比如液泛率，板间距，降液管高度等对塔设备的各强度性质进行设计计算，可以对相应的封头和开孔补强，塔设备的群座等等进行设计计算

KGTOWER核算KGTOWER

Accounting

2塔设备选型一览表

Towerequipmentlist非标准设备设计选型Designandselectionofnon-standardequipments编号NO.名称Names温度

CTemperature压力MpaPressure直径mmDiameter塔高mmHeight规格Specifications材料Material质量kgQualityT101A混合碳四馏分第一萃取塔1stExtractionTowerofmixedC4精馏段Rectifyingsection83.70.5精馏段Rectifyingsection1600110000精馏段Rectifyingsection10820*25*1600Q235-C1.21*106提馏段Strippingsection52.5提馏段Strippingsection3200提馏段Strippingsection84135*25*3200T101B混合碳四馏分第二萃取塔2stExtractionTowerofmixedC4精馏段Rectifyingsection1170.39精馏段Rectifyingsection240079000精馏段Rectifyingsection38000*25*2400Q235-C1.01*106提馏段Strippingsection

135提馏段Strippingsection4000提馏段Strippingsection29130*25*4000T201MTBE反应精馏塔MTBEReactionRectificationTower精馏段Rectifyingsection74

0.514003200032000*25*1400Q235-C5.04*104提馏段Strippingsection89T202MTBE反应水洗塔MTBEWashingTower250.110001700017000*25*1000Q235-C1.63*104T301粗仲丁醇脱碳四塔SBAremovalC4

精馏段Rectifyingsection37

0.316003300033000*25*1600Q235-C4.66*104提馏段Strippingsection

109T302粗仲丁醇脱萃取剂塔SBAremovalExtractionagent

精馏段Rectifyingsection1100.35200171000171000*25*5200Q235-C1.03*106提馏段Strippingsection

133数学建模Mathematicalmodeling123MicrosoftvisualFoxpro6.0编程模拟aspen7.2对于反应器床层进行模拟星星点灯重要设备设计选型Importantequipmentdesign固定床反应器设计Designoffixedbedreactor标准设备设计选型Standardequipmentdesign换热器类型选择HeatExchangerTypeChoice管壳式换热器的应用范围很广，适应性很强它还具有容量大、结构简单、造价低廉、清洗方便等优点管壳式Tubular1结构比较简单，主要用于高温高压场合，或固定床反应器中，但检修和清洗不方便套管式Bushing2填料处易产生泄漏，一般适用于4MPa以下的工作条件，且不适用于易挥发、易燃、易爆、有毒及贵重介质

填料式PackingType3

√标准设备设计选型Standard

equipment

design

换热器选型步骤Stepsofheatexchangerdesign标准设备设计选型Standard

equipment

design由AspenPlus模拟得到初步的冷热流股的进出口温度换热器类型列管规格，排列方式，对流方式的选择.单击此处添加标题

由AspenexchangerDesingRating模拟设计管长，壳体，折流板等根据工艺条件，粗设传热温差及相关参数标准设备设计选型Standardequipmentdesign单击此处添加标题

以

E202设备选型图为例

ExampleOfE202heatexchange换热器E202总体结构图OverallstructureofheatexchangerE202换热器E202设计数据表DetailcontionsofheatexchangerE202换热器E202内部结构图InnerstructureofheatexchangerE202AspenPlus仿真模拟AspenPlusanaloguesimulation工作操作条件确定AspenPlusanaloguesimulation选泵软件Softwareofpumpdesignandselection

泵选型设计PumpDesign重要设备设计选型Importantequipmentdesign

泵Pump型号Model轴功率（kw）ShaftPower流量L/SFlow转速rpmRevolvingSpeed扬程(m)HeadofDeliveryP101GDF100-197.522.22290020P102GDF150-201537.3148021.68P201IH80-65-1250.454.5414505.27P202CK40/13l0.55314506.22P203ISL-40-32-100.362290010.24P301ISG32-1000.551.529006.32P302GDF25-150.521.7145010.72P303IH50-32-1250.262.3314505.38泵选型结果一览表

Listofpumps重要设备设计选型Importantequipmentdesign

参照标准：国家相关规定《石油化工企业设计防火规范

》12存储物质的性质和反应的操作条件本项目物质的存储周期决定储罐的容量3根据生产的温度压力和腐蚀情况等特点选择合适的材料4重要设备设计选型Important

equipment

design储罐选型设计Tankdesign

储罐名称TankNameC4原料储罐C4FeedTank

乙腈原料储罐ACNFeedTank甲醇原料储罐MethanolFeedTankMTBE产品储罐MTBEProductTank粗仲中丁醇产品储罐SBAProductTank丁二烯产品储罐ButadieneProductTank直径mmDiameter200001810016000181001624022270壁高mm

WallHeight160801907015850166301432014320公称容积M3NominalCapacity500050003000400030005000罐间距mmTankDistance140001400012000110001100012000个数Numbers222211材料Material16MnRQ235-CQ235-CQ235-CQ235-CQ235-C质量kgQuality10202591870671508671082430137910储罐设计选型一览表

Listof

Tank

Design重要设备设计选型Important

equipmentdesign

Automaticcontrol432024年1月8日星星点灯过程控制要求选择原则Theprincipleofautomaticcontrol自动控制方案AutomaticcontrolprojectDCS仪表控制PLC仪表控制稳定性Stability安全性Safety经济性Economy采用了旁路控制对温度、压力都进行了控制，回流量采用定值控制采用蒸汽压力或冷却水为操纵变量，出口温度为主变量的串级控制精馏塔的控制

换热器的控制

泵的控制

采用了床层压差控制反应器的控制

控制方案Automaticcontrolproject

Factory

layout总厂区布置Factorylayout厂区平面布置图Factorylayoutdiagram

辅助生产区Districtofauxiliaryproduction预留地Districtof

reserve生产区Districtofproduction综合行政生活区Districtof

administrationandliving2号门2ndgate3号门3rdgate4号门4thgate1号门1stgate存储区Districtof

storage安全设计Safety

design罐区布置图

Tanklayout球罐区Districtofsphericaltank立式储罐区二2nddistrictof

verticalstoragetank立式储罐区一1stdistrictofverticalstoragetankdistrict装卸区Districtofloading储罐名称NameoftankC4原料储罐TankofC4丁二烯产品储罐Tankofbutadiene乙腈原料储罐TankofACN甲醇原料储罐TankofmethanolMTBE产品储罐TankofMTBE粗仲丁醇产品储罐TankofimpureSBA直径mmDiametermm200002227018100160001810016240罐间距mmSpacebetweentanksmm140001400012000120001100011000个数Amount212221

Waste

treatments三废处理Wastetreatments总工艺流程三废排放图Theemissionsoftheoverallprocessdiagram除盐水Desalted

water火炬燃烧Furnacecombustion再生尾气Regeneration

gas事故放空Accident

emptying仲丁醇SBA废渣Waste

residue

废水Waste

water抽提丁二烯工段ExtractionofbutadieneprocessMTBE工段MTBE

process水合仲丁醇工段Hydrated

SBA

process工艺水处理Process

water

treatment除盐水DesaltedwaterC4原料

C4feed瓦斯气Mashgasgas热媒工段Sectionofheatmedium蒸汽冷凝液Steamcondensate

Economicevaluation总投资13.3亿Totalinvestment1.33billion0.86亿元建设期利息Interestinconstructionperiod17.6亿元固定资产投资Investmentinfixedassets24.9亿元流动资金投资Floatingcapitalinvestment3

经济评估Economic

evaluation总消耗Totalspending22亿元/年原料Rawmaterials16.6亿元/年员工工资Staffsalaries0.03亿元/年电费Chargeforelectricity0.21亿元/年银行利息Bankinterest0.74亿元/年税收Taxrevenue4.6亿元/年三废处理Wastetreatment0.1亿元/年经济评估Economicevaluation年收入26.15亿元/年17.1亿元/年丁二烯1.8万元/