1、LOGO年產(chǎn)年產(chǎn)2.72.7萬噸高純庚烯合成設(shè)計(jì)萬噸高純庚烯合成設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)者: 李鋆李鋆 袁芳袁芳 指點(diǎn)教師指點(diǎn)教師: 李秀喜李秀喜 副研討員副研討員Contents工程背景工程背景1工藝流程引見工藝流程引見2過程模擬與優(yōu)化過程模擬與優(yōu)化3經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)4工程背景工程背景v隨著人們生活情況的日益改善，各國對(duì)化工隨著人們生活情況的日益改善，各國對(duì)化工產(chǎn)品的數(shù)量與質(zhì)量都提出了更高的要求，為產(chǎn)品的數(shù)量與質(zhì)量都提出了更高的要求，為了滿足市場(chǎng)的需求，企業(yè)努力開發(fā)各種具有了滿足市場(chǎng)的需求，企業(yè)努力開發(fā)各種具有優(yōu)良性能的化工原料，庚烯作為一種重要的優(yōu)良性能的化工原料，庚烯作為一種重要的中間原料，它的

2、消費(fèi)工藝與過程的優(yōu)化成為中間原料，它的消費(fèi)工藝與過程的優(yōu)化成為研討的熱點(diǎn)。我國尚不能消費(fèi)高質(zhì)量庚烯，研討的熱點(diǎn)。我國尚不能消費(fèi)高質(zhì)量庚烯，需求從國外進(jìn)口需求從國外進(jìn)口, ,工程開發(fā)極其重要。工程開發(fā)極其重要。工程背景工程背景庚烯用途庚烯用途原油價(jià)錢原油價(jià)錢工程簡(jiǎn)介工程簡(jiǎn)介目前進(jìn)展目前進(jìn)展 合成方法合成方法化工產(chǎn)品化工產(chǎn)品庚烯庚烯 原油原油 從從2019年的年的50美圓一桶到如今美圓一桶到如今接近接近100美圓一美圓一桶，化工產(chǎn)品的桶，化工產(chǎn)品的本錢越來越高！本錢越來越高！能源緊張能源緊張對(duì)各種化學(xué)品純對(duì)各種化學(xué)品純度的要求在提高，度的要求在提高，對(duì)消費(fèi)工藝的要對(duì)消費(fèi)工藝的要求再提高！求再提高！

3、庚烯用途庚烯用途庚烯各種聚合物的共聚單體脂肪醇的中間體消費(fèi)聚乙烯添加劑汽油添加劑制備高級(jí)脂肪酸其他主要用途合成方法合成方法 庚烯合庚烯合成方法成方法Dimersol法Lewis酸法正構(gòu)烷烴熱裂解法低分子烯烴共聚法 脂肪醇脫氫法 萃取分別法目前我們采用此法目前進(jìn)展目前進(jìn)展v經(jīng)過幾屆同窗的完善：經(jīng)過幾屆同窗的完善：v庚烯的純度可以到達(dá)庚烯的純度可以到達(dá)99.699.6v己烯的純度可以到達(dá)己烯的純度可以到達(dá)97.697.6v液化石油氣可以得到回收液化石油氣可以得到回收v熱能的利用較充分熱能的利用較充分v缺乏之處：缺乏之處：v副產(chǎn)品純度不夠高副產(chǎn)品純度不夠高vC8C8和和C11C11沒有得到很好的利用

4、沒有得到很好的利用工程引見工程引見丙烯：9000元/噸丁烯：6000元/噸己烯：99.5庚烯：99.8辛烯：99.2% 癸烯：99.8% 原料丙烯： 丙烯95.23 丙烷 4.77原料丁烯： 已丁烷18.38 正丁烷21.83 異丁烯5.67 正丁烯55.73 正己烯0.09年產(chǎn)庚烯約2.7萬噸反響方程式反響方程式主反響保證較貴的原料丙烯反響率最大，那么進(jìn)料比為C3H6:C4H8=2:3工藝流程引見工藝流程引見反響器設(shè)計(jì)如右圖反響器設(shè)計(jì)如右圖 由于此反響是由于此反響是放熱反響，綜合思放熱反響，綜合思索，取反響器中的索，取反響器中的最正確反響溫度為最正確反響溫度為T=45 ，進(jìn)料溫，進(jìn)料溫度度T

5、=25。反響器。反響器的壓力為的壓力為8.5bar 。 本反響體系中本反響體系中選擇分子篩催化劑選擇分子篩催化劑進(jìn)展反響。進(jìn)展反響。 反響器采用分段進(jìn)料平推流反響器，同時(shí)把反響器與換熱器合二為一。工藝流程引見工藝流程引見C3&C4C6C7C8C11分別原那么：較輕組分C3、C4先與重組分分別；再將己烯與其他重組分分別；然后將庚烯與重組分分別；最后把C8 、C11分別。工藝流程引見工藝流程引見系統(tǒng)設(shè)備的任務(wù)系 數(shù)是0.9，思索到 物流是有機(jī)物，泵 采用一開一備 過程模擬與優(yōu)化過程模擬與優(yōu)化反響器的優(yōu)化 采用Conversion Reactor模型，固定反響轉(zhuǎn)化率，工業(yè)丙烯84.01kmol /

6、hr工業(yè)丁烯215.33 kmol / hr用體系中的公用工程的水蒸氣來加熱原料，保證出口溫度80 最終丙烯的轉(zhuǎn)化率為97.50，正丁烯的轉(zhuǎn)化率為55.63 反響器的優(yōu)化結(jié)果反響物反響物生成物生成物分別要求分別要求簡(jiǎn)化法求初值簡(jiǎn)化法求初值嚴(yán)厲法進(jìn)展初運(yùn)轉(zhuǎn)嚴(yán)厲法進(jìn)展初運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)料板進(jìn)料板/回流比回流比/熱負(fù)荷的優(yōu)化熱負(fù)荷的優(yōu)化數(shù)據(jù)整理數(shù)據(jù)整理過程模擬與優(yōu)化過程模擬與優(yōu)化分別系統(tǒng)優(yōu)分別系統(tǒng)優(yōu)化的步驟化的步驟分別系統(tǒng)各塔的要求分別系統(tǒng)各塔的要求v分別塔分別塔T1-T1-塔頂正丁烷的回收率大于塔頂正丁烷的回收率大于99.899.8，塔，塔底己烯的回收率大于底己烯的回收率大于99.9%99.9%v分別塔分別

7、塔T2-T2-己烯純度為己烯純度為99.599.5，塔釜已烯的百分，塔釜已烯的百分含量小于含量小于0.050.05v分別塔分別塔T3-T3-庚烯產(chǎn)品純度到達(dá)庚烯產(chǎn)品純度到達(dá)99.6%99.6%，塔底辛烯的，塔底辛烯的回收率大于回收率大于99.099.0v分別塔分別塔T4-T4-辛烯產(chǎn)品純度到達(dá)辛烯產(chǎn)品純度到達(dá)99.0%99.0%，塔底辛烯的，塔底辛烯的純度到達(dá)純度到達(dá)99.099.0簡(jiǎn)化法求初值簡(jiǎn)化法求初值分別塔分別塔T1T1分別塔分別塔T2T2分別塔分別塔T3T3分別塔分別塔T4T4嚴(yán)厲法進(jìn)展初運(yùn)轉(zhuǎn)嚴(yán)厲法進(jìn)展初運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)過Pro8.0 對(duì)流程的模擬發(fā)現(xiàn)，簡(jiǎn)化法求得的進(jìn)料板數(shù)并不能滿足工藝要求，要

8、進(jìn)展一定修正。進(jìn)料板、回流比、熱負(fù)荷的優(yōu)化進(jìn)料板、回流比、熱負(fù)荷的優(yōu)化分別塔分別塔T1T1進(jìn)料板、回流比、熱負(fù)荷的優(yōu)化進(jìn)料板、回流比、熱負(fù)荷的優(yōu)化分別塔分別塔T2T2進(jìn)料板、回流比、熱負(fù)荷的優(yōu)化進(jìn)料板、回流比、熱負(fù)荷的優(yōu)化分別塔分別塔T3T3進(jìn)料板、回流比、熱負(fù)荷的優(yōu)化進(jìn)料板、回流比、熱負(fù)荷的優(yōu)化分別塔分別塔T4T4過程模擬與優(yōu)化過程模擬與優(yōu)化分別塔分別塔T1T1C3和和C4在在塔釜的比例塔釜的比例是是0.13過程模擬與優(yōu)化過程模擬與優(yōu)化分別塔分別塔T2T2C6在塔釜的在塔釜的摩爾含量是摩爾含量是0.03C6在塔頂在塔頂?shù)募兌仁堑募兌仁?9.52C7在塔頂在塔頂?shù)募兌仁堑募兌仁?9.801分別

9、塔分別塔T3T3過程模擬與優(yōu)化過程模擬與優(yōu)化過程模擬與優(yōu)化過程模擬與優(yōu)化分別塔分別塔T4T4C8在塔頂在塔頂?shù)募兌仁堑募兌仁?9.18C11在塔底的純?cè)谒椎募兌仁嵌仁?9.83過程模擬與優(yōu)化過程模擬與優(yōu)化v原資料的耗費(fèi)：原資料的耗費(fèi)：v工業(yè)丙烯工業(yè)丙烯 27881.3噸噸/年年v工業(yè)丁烯工業(yè)丁烯 96668.7噸噸/年年v產(chǎn)品的產(chǎn)量：產(chǎn)品的產(chǎn)量：v液化石油氣液化石油氣 68969.2 噸噸/年年v己烯己烯 12377.9 噸噸/年年v庚烯庚烯 27255.0 噸噸/年年v辛烯辛烯 8656.6 噸噸/年年v癸烯癸烯 7292.7 噸噸/年年經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) 將建立投資不含建立期利息的估算分為

10、工程費(fèi)用、工程建立其他費(fèi)用和預(yù)備費(fèi)三個(gè)部分，分別估算。工程費(fèi)用又分為建筑工程費(fèi)、設(shè)備及工器具購置費(fèi)和安裝工程費(fèi)三部分。 建立投資估算表單位：萬元人民幣建立投資估算表單位：萬元人民幣主要設(shè)備估算表單位：萬元人民幣主要設(shè)備估算表單位：萬元人民幣經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)注：固定資產(chǎn)按每年注：固定資產(chǎn)按每年10折舊折舊經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)原料與燃料動(dòng)力費(fèi)用估算表單位：萬元人民幣原料與燃料動(dòng)力費(fèi)用估算表單位：萬元人民幣經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)銷售收入估算表單位：萬元人民幣銷售收入估算表單位：萬元人民幣思索到投料試運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間，思索到投料試運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間，我們對(duì)第一年的產(chǎn)量取一我們對(duì)第一年的產(chǎn)量取一個(gè)消費(fèi)系數(shù)個(gè)消費(fèi)系數(shù)80經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

11、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)損益和利潤分配表單位：萬元人民幣損益和利潤分配表單位：萬元人民幣“2941.6+3522.65626.8 投資投資回收期為回收期為2年，年，低于行業(yè)的基準(zhǔn)低于行業(yè)的基準(zhǔn)投資回收期要求投資回收期要求 總總 結(jié)結(jié)v 基于對(duì)產(chǎn)品庚烯的市場(chǎng)需求量的調(diào)查與分析，設(shè)計(jì)出了年產(chǎn)量約27000噸/年，高質(zhì)量庚烯消費(fèi)安裝，本設(shè)計(jì)采用了三個(gè)高效精餾塔對(duì)生成物流進(jìn)展分別，得到產(chǎn)物的純度為99.8；同時(shí)為了提高重組分的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，我們添加了一個(gè)塔對(duì)辛烯與癸烯進(jìn)展分別，以期提高原料的利用率及經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 v 經(jīng)過Pro對(duì)整個(gè)體系進(jìn)展流程模擬，同時(shí)對(duì)于反響器、脫C3和C4塔、脫C6塔、提純庚烯塔和分別C8與C11塔的操