年產(chǎn)1.9萬噸叔丁醇項目工藝設計

1、年產(chǎn)年產(chǎn)1.9萬噸叔丁醇項目工藝設計萬噸叔丁醇項目工藝設計 主要內(nèi)容主要內(nèi)容三、設備設計及選型三、設備設計及選型 Equipment Design and Selection 二、工藝闡述二、工藝闡述 Process Present一一項目背景項目背景 Project Background四、廠區(qū)布置四、廠區(qū)布置 Plant Layout五、經(jīng)濟評價五、經(jīng)濟評價 Economic Evalution 一、一、項目背景項目背景 l 近年來，由于國內(nèi)對乙烯、丙烯以及其他一近年來，由于國內(nèi)對乙烯、丙烯以及其他一些高分子材料需求的增長，我國將新建多套百萬些高分子材料需求的增長，我國將新建多套百萬噸級的

2、蒸汽熱裂解制乙烯裝置，副產(chǎn)噸級的蒸汽熱裂解制乙烯裝置，副產(chǎn)C4烴將會烴將會有較大的增量。有較大的增量。l 目前目前,我國對我國對C4餾分的利用率遠比國外低。餾分的利用率遠比國外低。l 叔丁醇使用相當廣泛叔丁醇使用相當廣泛,且國內(nèi)生產(chǎn)該產(chǎn)品的裝且國內(nèi)生產(chǎn)該產(chǎn)品的裝置并不多，將置并不多，將C4加工成該產(chǎn)品，具有非常重要加工成該產(chǎn)品，具有非常重要的意義。的意義。產(chǎn)品用途產(chǎn)品用途二、工藝闡述二、工藝闡述 工藝選擇工藝選擇 1流程設計流程設計2Aspen流程模擬流程模擬34節(jié)能降耗節(jié)能降耗一、一、 工藝選擇工藝選擇流程簡單催化劑選擇性高，再生容易污染小異丁烯水合制叔丁醇的方法優(yōu)點缺點單程轉化率并流法一是

3、C4烴水合作為非均相反應，反應效果較差。二是C4餾分、水和離子交換樹脂之間不能達到微觀混合。三是C4烴中異丁烯水合反應為可逆反應，異丁烯轉化率很大程度上受到化學反應平衡的限制。50%左右溶劑法在水合反應體系中加入極性溶劑乙二醇單乙醚，改善了油水兩相的混合和互混狀況，提高了異丁烯水合生成叔丁醇的反應速率，增加了異丁烯的水合反應收率。一是所用的乙二醇單乙醚雖能回收循環(huán)利用，但溶劑的成本高和損耗量大。二是乙二醇單乙醚對設備腐蝕。三是乙二醇單乙醚會與異丁烯反應生成 2-羥基乙基特丁基醚副產(chǎn)物94%逆流法一是不用溶劑和乳化劑，反應物是C4餾分和水。二是異丁烯轉化率顯著提高。三是后處理過程大大簡化，待處理

4、物料組分簡單85%左右各種工藝比較各種工藝比較 反反應應器器C4C4餾分餾分 分分離離器器混合混合物物 精精餾餾塔塔粗叔粗叔丁醇丁醇 叔丁醇叔丁醇1.1 叔丁醇工藝叔丁醇工藝 PID工藝流程圖工藝流程圖1.2 反應催化劑反應催化劑555mm5mm大顆粒催化劑的物性大顆粒催化劑的物性序號分析測定名稱物性指標1外觀圓柱狀2粒度55mm3空隙率3538%4交換當量/mmolH。g-1（干催化劑）4.05含水量/%50606堆積密度/kgm-36007007比表面積/m2g-111.015.08孔容ml/g0.30.49平均孔徑/A600800A10色澤濕劑:灰色,干劑:灰白色11強度37MPa12最

5、高操作溫度/1202 流程設計流程設計 3 Aspen流程模擬流程模擬HEATER1COOLERREACTORSEPARATOCOLUMNH2O-1H2O-2C4-1C4-2MIXTUREHEATER2C4H10O-1FEEDC4H10OH2OAspen物料和能量平衡輸出結果物料和能量平衡輸出結果FEEDC4H10OH2OTemperature C83.5077.75100.42Pressure bar1.011.011.03Vapor Frac0.000.000.00Mole Flow kmol/hr1204.9950.501154.49Mass Flow kg/hr23482.732677

6、.2120805.52Volume Flow cum/hr25.803.5722.67Enthalpy Gcal/hr-81.49-3.84-77.23Mass Flow kg/hrC4H82.352.350.00C4H812.352.350.00C4H10135.2235.220.00C4H1022.352.350.00H2O21134.46338.1520796.31C4H10O2303.662294.449.21Mass FracC4H80.000.000.00C4H810.000.000.00C4H820.000.000.00C4H1010.000.010.00C4H1020.000.

7、000.00H2O0.900.131.00C4H10O0.100.860.00 塔塔DSTWU模塊模擬模塊模擬Minimum reflux ratio:3.36Actual reflux ratio:5.37Minimum number of stages:12.34Number of actual stages:19.07Feed stage:17.59Number of actual stages above feed:16.59Reboiler heating required（W):4074582.79Condenser cooling required(W):3588863.71Di

8、stillate temperature(C):77.75Bottom temperature(C):100.42Distillate to feed fraction:0.04最優(yōu)塔板數(shù)的優(yōu)化最優(yōu)塔板數(shù)的優(yōu)化Block COLUMN: Liquid Composition ProfilesStageX (mole frac)1.06.011.016.021.00.250.50.751.0H2OC4H10O4 節(jié)能降耗節(jié)能降耗 換熱網(wǎng)絡設計換熱網(wǎng)絡設計三三 、設備設計及選型、設備設計及選型 蒸醇塔設備設計蒸醇塔設備設計換熱器設備設計換熱器設備設計泵設備選型泵設備選型 蒸醇塔裝配圖蒸醇塔裝配圖水

9、預熱器設備設計水預熱器設備設計換熱器選型換熱器選型編號圖中編號換熱器用途型號換熱管數(shù)目管程數(shù)材質數(shù)量1HEATER1加熱水AES325-1.6-20.0-3/19-1I761碳鋼12HEATER2加熱C4AES450-1.0-82.74-6/19-1I2371碳鋼13HEATER3加熱醇水AES325-1.6-7.91-1.5/19-1I991碳鋼14REBOILER再沸器AES1000-0.6-436.6-6/19-1I12671碳鋼25CONDENSER冷凝器AES1100-1.6-546.5-9/25-4I8484碳鋼26REACTOR反應器AES325-1.6-7.91-1.5/19-

10、1I991碳鋼1泵的選型泵的選型編號流股名流量/(cum/h)泵進口壓力/bar泵出口壓力/bar溫度/所需揚程/m泵型號1水45.060.8850.8852033CDLF42-20CDLF2C4153.492020857.77TP32-100/43醇水25.8520208528.41IHG50-100(I)A/2IHG泵入口泵出口溫度 C2020壓強 bar0.8850.885蒸汽分率00摩爾流量 kmol/hr2497.882497.88質量流量 kg/hr45000.0045000.00體積流量 cum/hr45.0645.06出口與進口高度差z（m）20出口與進口壓差（bar）0出口與進口速度差（m/s)0管路壓頭損失當量（m）10所需揚程（m)33四、四、 廠區(qū)布置廠區(qū)布置廠廠址址選選擇擇總廠總廠布置布置車間車間布置布置管道管道布置布置廠址選擇廠址選擇寧東能源化工基地寧東能源化工基地資源優(yōu)勢資源優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢市場優(yōu)勢市場優(yōu)勢政策優(yōu)勢政策優(yōu)勢總廠平面布置總廠平面布置行政及行政及生活區(qū)生活區(qū)原料罐區(qū)原料罐區(qū)生產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)區(qū)維修及污維修及污水處理區(qū)水處理區(qū)3D-Max廠區(qū)三維實體建模廠區(qū)三維實體建模五、經(jīng)濟評價五、經(jīng)濟評價Title in here項目項目總投資總投資T