鎮(zhèn)海煉化年產(chǎn)20萬(wàn)噸

環(huán)氧丙烷項(xiàng)目

化工設(shè)計(jì)成果展示

團(tuán)隊(duì)成員：陳炳旭、黃洋洲陸夢(mèng)科、施麗麗、聶琴指導(dǎo)教師：顧雄毅、沈榮春鎮(zhèn)海煉化年產(chǎn)20萬(wàn)噸

環(huán)氧丙烷項(xiàng)目

化工設(shè)計(jì)成果展示

團(tuán)隊(duì)成E-infinite成員介紹陳炳旭項(xiàng)目負(fù)責(zé)人流程模擬設(shè)備選型換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化總結(jié)優(yōu)化施麗麗流程專(zhuān)家流程模擬設(shè)備計(jì)算圖紙繪制文書(shū)撰寫(xiě)黃洋洲經(jīng)濟(jì)管家經(jīng)濟(jì)衡算市場(chǎng)評(píng)估圖紙繪制文書(shū)撰寫(xiě)聶琴流體研究者反應(yīng)器設(shè)計(jì)設(shè)備計(jì)算CFD模擬文書(shū)撰寫(xiě)陸夢(mèng)科3D圣手圖紙繪制流程模擬廠區(qū)布置設(shè)備布置E-infinite成員介紹陳炳旭施麗麗黃洋洲聶琴陸夢(mèng)科2345工藝流程簡(jiǎn)介設(shè)備選型項(xiàng)目總結(jié)1廠區(qū)布置及經(jīng)濟(jì)核算背景綜述內(nèi)容提要2345工藝流程簡(jiǎn)介設(shè)備選型項(xiàng)目總結(jié)1廠區(qū)布置及經(jīng)濟(jì)核算背景丙烯腈·····環(huán)氧丙烷丙烯酸丙烯是源自石油、煤、天然氣的重要基礎(chǔ)有機(jī)化工原料，全球丙烯的產(chǎn)能已超1億噸/年，其中約60%用于生產(chǎn)聚丙烯，其余用于生產(chǎn)上述產(chǎn)物。丙烯背景介紹丙烯腈·····環(huán)氧丙烷丙烯酸丙烯是源自石油、煤、天然氣的重背景介紹背景介紹2019-2019年國(guó)內(nèi)PO消費(fèi)年增長(zhǎng)率為18%2019-2019年年均增長(zhǎng)率在4.22%左右。市場(chǎng)前景2019-2019年2019-2019年市場(chǎng)前景氯醇法過(guò)氧化氫直接氧化法共氧化法其它工藝比較氯醇法過(guò)氧化氫直接氧化法共氧化法其它工藝比較影響因素市場(chǎng)需求Themarketdemand交通運(yùn)輸transportation政策支持policy能源供應(yīng)Watersupply原料供應(yīng)Rawmaterialsupply土地供應(yīng)Landsupply根據(jù)以上因素的綜合考慮，我們廠選在浙江杭州灣上虞工業(yè)園區(qū)。廠址選定Plantselection廠址選擇影響因素市場(chǎng)需求Themarketdemand交通運(yùn)輸t廠址選擇廠址選擇廠址選擇廠址選擇2345工藝流程簡(jiǎn)介設(shè)備選型項(xiàng)目總結(jié)1廠區(qū)布置及經(jīng)濟(jì)核算背景綜述內(nèi)容提要2345工藝流程簡(jiǎn)介設(shè)備選型項(xiàng)目總結(jié)1廠區(qū)布置及經(jīng)濟(jì)核算背景進(jìn)行反應(yīng)合成產(chǎn)物粗分預(yù)分離產(chǎn)物提純精制工藝流程進(jìn)行合成產(chǎn)物預(yù)分離產(chǎn)物精制工藝流程流程簡(jiǎn)介——預(yù)混合與反應(yīng)工段丙烯甲醇雙氧水流程簡(jiǎn)介——預(yù)混合與反應(yīng)工段丙烯甲醇雙氧水流程簡(jiǎn)介——分離工段粗制PO工段精制PO工段甲醇循環(huán)與PG提純工段流程簡(jiǎn)介——分離工段粗制PO工段精制PO工段甲醇循環(huán)與PG提流程簡(jiǎn)介——粗制PO工段T1101脫氣體塔T1102脫P(yáng)O塔燃料系統(tǒng)回收循環(huán)精制PO工段甲醇循環(huán)與PG提純工段流程簡(jiǎn)介——粗制PO工段T1101T1102燃料系統(tǒng)回收循環(huán)流程簡(jiǎn)介——精制PO工段T1301精制PO塔IT1302萃取精餾精制PO塔II燃料氣PO產(chǎn)品甲醇水溶液流程簡(jiǎn)介——精制PO工段T1301T1302燃料氣PO產(chǎn)品甲流程簡(jiǎn)介——甲醇循環(huán)與PG提純工段流程簡(jiǎn)介——甲醇循環(huán)與PG提純工段多效精餾多效精餾比單塔流程節(jié)約能量約10%左右！類(lèi)別雙塔單塔雙塔節(jié)能熱耗（kw）154517.15171972.2710.15%工藝類(lèi)型雙塔單塔高壓塔低壓塔操作壓力（MPa）0.130.020.1回流比（mol/mol）50.81.2塔頂溫度(℃)70.9728.3564.16塔釜溫度(℃)87.7458.3097.00塔板數(shù)(塊)201434進(jìn)料板(塊)9724塔頂流（kmol/hr）7356.587394.517356.58多效精餾多效精餾比單塔流程節(jié)約能量約10%左右！類(lèi)別雙塔單塔流程簡(jiǎn)介——甲醇循環(huán)與PG提純工段T1201脫甲醇塔IT1203脫甲醇塔IIT1203PG提純塔甲醇回收循環(huán)甲醇水溶液進(jìn)入廢水系統(tǒng)產(chǎn)品丙二醇流程簡(jiǎn)介——甲醇循環(huán)與PG提純工段T1201T1203T12內(nèi)容提要2345工藝流程簡(jiǎn)介設(shè)備選型項(xiàng)目總結(jié)1廠區(qū)布置及經(jīng)濟(jì)核算背景綜述內(nèi)容提要2345工藝流程簡(jiǎn)介設(shè)備選型項(xiàng)目總結(jié)1廠區(qū)布置及經(jīng)濟(jì)設(shè)備選型設(shè)備選型塔設(shè)備選型設(shè)備號(hào)名稱(chēng)類(lèi)型塔徑（m）塔高（m）設(shè)計(jì)溫度OC設(shè)計(jì)壓力Mpa材料內(nèi)防腐封頭型式T1101脫氣體塔浮閥塔1.424.36950.45Q235是標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭T1102脫P(yáng)O塔浮閥塔442.6700.08Q345是標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭T1201脫甲醇塔I浮閥塔9.815.9650.02低碳錳鋼是標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭T1202脫P(yáng)G塔浮閥塔3.616.51900.1中合金鋼是標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭T1203脫甲醇塔II浮閥塔2.218.81050.13低碳錳鋼是標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭T1301精制PO塔I篩板塔1.629.9950.5Q235是標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭T1302精制PO塔II篩板塔2.422.6850.1Q345是標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭塔設(shè)備選型設(shè)備號(hào)名稱(chēng)類(lèi)型塔徑（m）塔高（m）設(shè)計(jì)溫度OC設(shè)計(jì)確定換熱流股及換熱器個(gè)數(shù)AspenPlus模擬得出流股物性數(shù)據(jù)利用AspenExchangerDesignandRating進(jìn)行設(shè)計(jì)及選型換熱器選型確定換熱流股及換熱器個(gè)數(shù)AspenPlus模擬得出流股物性以E1104為例以E1104為例編號(hào)型號(hào)類(lèi)型內(nèi)徑/mm列管管數(shù)/根殼數(shù)換熱面積/㎡材料管長(zhǎng)/mm列管規(guī)格/mm排列方式管程殼程E1101BEM600-1.0-152.2-5.85/19-1Ⅰ管板式6005850Φ19X2正三角形4413152.2碳鋼碳鋼E1102BEM900-13.2-356-5.7/19-1Ⅰ管板式9005700Φ19X2正三角形10871356碳鋼碳鋼E1103BEM600-0.56-119.3-2.4/19-1Ⅰ釜式再沸器6002400Φ19X2正三角形4312119.3碳鋼碳鋼E1104BEM900-0.6-1041-6.0/19-1Ⅰ管板式9006000Φ19X2正三角形104141470碳鋼碳鋼E1105BEM1100-22-1707.4-5.85/19-1Ⅰ管板式11005850Φ19X2正三角形170431707碳鋼碳鋼E1106BEM300-1-17.2-2.55/19-1Ⅰ釜式再沸器3002550Φ19X2正三角形116117.2碳鋼碳鋼E1107BEM500-0.6-53.3-3.15/19-1Ⅰ管板式5003150Φ19X2正三角形290153.3碳鋼碳鋼E1201BEM900-1-2368.2-5.85/19-1Ⅰ管板式9005850Φ19X2正三角形114812368碳鋼碳鋼E1202BEM800-1-706.3-4.65/19-1Ⅰ管板式8004650Φ19X2正三角形8643706.3碳鋼碳鋼E1203AEL400-1-13.1-1.2/19-1Ⅰ釜式再沸器4001200Φ19X2正三角形195113.1碳鋼碳鋼E1204BEM800-1-2349.6-4.35/19-1Ⅰ釜式再沸器8004350Φ19X2正三角形924102350碳鋼碳鋼E1205BEM400-14.67-65.8-5.55/19-1Ⅰ釜式再沸器4005550Φ19X2正三角形202165.8碳鋼碳鋼E1206BEM300-3-30.1-4.2/19-1Ⅰ釜式再沸器3004200Φ19X2正三角形122130.1碳鋼碳鋼E1301CEP300-3-27.6-6.0/19-1Ⅰ管板式3006000Φ19X2正三角形78127.6碳鋼碳鋼E1302BEM200-0.67-2.3-1.2/19-1Ⅰ釜式再沸器2001200Φ19X2正三角形3412.3碳鋼碳鋼E1303BEM850-1.5-317.4-6.0/19-1Ⅰ管板式8506000Φ19X2正三角形8991317.4碳鋼碳鋼E1304BEM400-11-49.8-5.1/19-1Ⅰ管板式4005100Φ19X2正三角形167149.8碳鋼碳鋼E1305BEM1000-1-973.6-5.5/19-1Ⅰ釜式再沸器10005500Φ19X2正三角形14962973.6碳鋼碳鋼E1306BEM600-1.67-195.5-3.75/19-1Ⅰ釜式再沸器6003750Φ19X2正三角形4462195.5碳鋼碳鋼換熱器選型一覽表編號(hào)型號(hào)類(lèi)型內(nèi)徑/mm列管管數(shù)/根殼數(shù)換熱面積/㎡材料管長(zhǎng)/儲(chǔ)罐(Tanks)泵(Pumps)泵和儲(chǔ)罐選型儲(chǔ)罐(Tanks)泵和儲(chǔ)罐選型智能選泵P1101選型泵和儲(chǔ)罐選型智能選泵P1101選型泵和儲(chǔ)罐選型泵選型一覽表設(shè)備號(hào)名稱(chēng)型號(hào)類(lèi)型流量[L/S]揚(yáng)程[m]軸功率（KW）P1101進(jìn)料泵CK125/20L單級(jí)離吸泵57.7711.878.76P1102進(jìn)料泵250S14A單級(jí)離吸泵10812.1315.56P1103運(yùn)輸泵ISG80-100(I)A單級(jí)雙吸泵11.9210.22.87P1104運(yùn)輸泵XA50/13A單級(jí)雙吸泵14.8319.923.93P1201進(jìn)料泵QX100-7-3單級(jí)離心泵31.155.66.63P1202輸送泵XA65/20離心泵17.113.413.08P1203進(jìn)料泵XA50/13單極單吸泵8.115.860.64P1204輸送泵ISG80-125（I）A管道泵22.266.784.58P1205輸送泵QX65-10-3潛水泵17.87.865.66P1206輸送泵ISG40-125A管道泵1.6212.882.86P1207輸送泵IS50-32-125多級(jí)離心泵1.45.260.14P1301輸送泵IX180-65-125A單級(jí)單吸泵15.3615.662.12P1302進(jìn)料泵IS50-32-125單級(jí)單吸泵1.425.250.14P1303進(jìn)料泵QXG3000-9.5-110多級(jí)離心泵894.754.8824.83P1304運(yùn)輸泵XA50/165單級(jí)離心泵9.619.221.22P1305運(yùn)輸泵ISG40-100A多級(jí)離心泵1.778.220.58泵設(shè)備號(hào)名稱(chēng)型號(hào)類(lèi)型流量[L/S]揚(yáng)程[m]軸功率（KW）P三種原料雙氧水：丙烯：甲醇=1：1.3:13.4混合器壓力5.5bar甲醇雙氧水丙烯混合原料反應(yīng)器的設(shè)計(jì)——混合器三種原料甲醇雙氧水丙烯混合原料反應(yīng)器的設(shè)計(jì)——混合器出口處三種原料混合均勻反應(yīng)器的設(shè)計(jì)——混合器出口處三種原料混合均勻反應(yīng)器的設(shè)計(jì)——混合器列管式固定床反應(yīng)器1為串聯(lián)反應(yīng)，PO為中間產(chǎn)物，提高PO的選擇性，需要使反應(yīng)器趨近PFR，反應(yīng)過(guò)程中強(qiáng)放熱，選擇列管式反應(yīng)器。反應(yīng)器的設(shè)計(jì)列管式固定床反應(yīng)器1為串聯(lián)反應(yīng)，PO為中間產(chǎn)物，提高PO的選均布分布板的開(kāi)孔開(kāi)孔中間小，邊緣大的分布板反應(yīng)器的設(shè)計(jì)——分布板均布分布板的開(kāi)孔開(kāi)孔中間小，邊緣大的分布板反應(yīng)器的設(shè)計(jì)——分網(wǎng)格質(zhì)量大部分大于0.3反應(yīng)器的設(shè)計(jì)——分布板網(wǎng)格網(wǎng)格質(zhì)量大部分大于0.3反應(yīng)器的設(shè)計(jì)——分布板網(wǎng)格由速度分布圖可知，當(dāng)分布板開(kāi)孔相同時(shí)，流體主要從中間流入反應(yīng)管，邊緣液體分布較少反應(yīng)器的設(shè)計(jì)——結(jié)果云圖由速度分布圖可知，當(dāng)分布板開(kāi)孔相同時(shí)，流體主要從反應(yīng)器的設(shè)計(jì)分布板中間開(kāi)孔小，邊緣開(kāi)孔大，流體分布更為均勻反應(yīng)器的設(shè)計(jì)——結(jié)果云圖分布板中間開(kāi)孔小，邊緣開(kāi)孔大，流體分布更為均勻反應(yīng)器的設(shè)計(jì)—反應(yīng)器—反應(yīng)器結(jié)構(gòu)圖反應(yīng)器—反應(yīng)器結(jié)構(gòu)圖反應(yīng)器—設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表反應(yīng)器結(jié)構(gòu)高度（m）直徑（mm）管結(jié)構(gòu)封頭DN（mm）壁厚（mm）管長(zhǎng)（m）排布方式深度(mm)直邊(mm)10.046000*16503.86正三角形154040介質(zhì)物性（溫度45℃，壓力4.5bar）密度kg/m3體積流率m3/h質(zhì)量流量kg/h入口出口入口出口入口出口764.4546764.4546770.0151404.1426316227316227催化劑名稱(chēng)形狀粒徑mm堆積密度g/ml視密度g/ml孔隙率鈦硅分子篩催化劑球形20.590.750.213反應(yīng)器—設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表反應(yīng)器結(jié)構(gòu)高度直徑管結(jié)構(gòu)封頭DN（mmHAZOPHAZOP是以系統(tǒng)工程為基礎(chǔ)的一種可用于定性分析或定量評(píng)價(jià)的危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估丙烯氧化列管式固定床反應(yīng)器設(shè)備編號(hào)R101操作目的丙烯和雙氧水在催化劑的作用下生成環(huán)氧丙烷操作參數(shù)T=90oC;P=4.5bar;引導(dǎo)詞偏差可能原因可能的后果安全措施NO反應(yīng)器內(nèi)無(wú)物料進(jìn)料管堵塞輸送管線(xiàn)破裂進(jìn)料管路泵出現(xiàn)異常反應(yīng)器出現(xiàn)泄漏物料泄漏，易產(chǎn)生爆炸，傷害較大管路堵塞，損耗泵巡回檢查管線(xiàn)、閥門(mén)檢查壓力表，注意壓力變化范圍MORE溫度過(guò)高冷卻水流量過(guò)低反應(yīng)物料進(jìn)料量過(guò)大冷卻水溫度過(guò)高PO的產(chǎn)率降低催化劑活性降低反應(yīng)器內(nèi)壓力升高檢測(cè)反應(yīng)器熱點(diǎn)溫度，嚴(yán)格控制循環(huán)水流量。壓力過(guò)高進(jìn)料流量過(guò)大反應(yīng)物料溫度過(guò)高反應(yīng)器易發(fā)生泄漏，容易產(chǎn)生安全事故有效控制進(jìn)流量有效控制物料的溫度反應(yīng)器進(jìn)料量過(guò)大進(jìn)料比值控制閥出錯(cuò)反應(yīng)器內(nèi)壓力過(guò)大，丙烯泄漏易爆炸溫度控制失效不能保證停留時(shí)間，PO產(chǎn)率降低檢