年產(chǎn)3萬噸高品質(zhì)庚烯的工藝流程設(shè)方案-

年產(chǎn)3萬噸高品質(zhì)庚

烯的工藝流程設(shè)計1設(shè)計者：劉劍周吉成指導(dǎo)老師：李秀喜副教授內(nèi)容綱要21、項目背景2、設(shè)計任務(wù)3、項目分析與設(shè)計4、過程模擬與優(yōu)化5、經(jīng)濟(jì)評價6、總結(jié)1.項目背景3·

庚烯的應(yīng)用1）各種聚合物的共聚單體用作高密度聚乙烯HDPE和線型低密度聚乙烯

LLDPE生產(chǎn)的共聚單體，占總消費量50%以上。

2）脂肪醇的中間體汽油添加劑制備高級脂肪酸烯烴可以氧化合成脂肪酸，特別是奇碳數(shù)脂肪酸，是生產(chǎn)潤滑劑的最好原料。1.項目背景4庚烯的市場需求

1.經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，石油產(chǎn)品的市場需求量迅速提高，相關(guān)石油化學(xué)品物價上漲。

2.庚烯作為國民經(jīng)濟(jì)必須的中間體原料，價格飛漲。

3.我國尚不能自行生產(chǎn)高品質(zhì)庚烯，需要從國外進(jìn)口,項目開發(fā)極其重要。2.設(shè)計任務(wù)5·

目標(biāo)：一、產(chǎn)量：年產(chǎn)3萬噸二、純度：99.9%三、優(yōu)化：對過程進(jìn)行模擬優(yōu)化與靈敏度分析，提高生產(chǎn)流程的經(jīng)濟(jì)性。3項目分析與設(shè)計6庚稀的制備工藝和工藝選擇原料的選擇和配比反應(yīng)器設(shè)計和反應(yīng)條件庚稀合成的BFD和CFD流程圖3.項目分析與設(shè)計·

庚烯的制備工藝：·萃取分離法·正構(gòu)烷烴熱裂解法·脂肪醇脫氫法分離條件苛刻轉(zhuǎn)化率低,能耗高原料難以獲得·低分子烯烴共聚法：Dimersol法和Lewis酸法

Dimersol法反應(yīng)條件溫和生產(chǎn)高效產(chǎn)品品質(zhì)高，符合高要求能耗少73.項目分析與設(shè)計8工藝選擇：·本設(shè)計選用Dimersol法制備庚烯。Dimersol法反應(yīng)機(jī)理：主反應(yīng)：C3H6+C4H8C7H14（1）副反應(yīng)：C3H6+C3H6C6H12（2）C4H8+C4H8C8H16（3）C3H6+2C4H8 C11H22

（4）本設(shè)計采用分子篩負(fù)載性催化劑，容易分離。3.項目分析與設(shè)計9選用原料：考慮原料的價格問題，本工藝采用的工業(yè)丙烯與工業(yè)丁烯為原料，其組成分別為（摩爾百分比）：原料丙稀成分：丙烯95.23％，丙烷4.77％

原料丁烯成分：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％

。3.項目分析與設(shè)計10·

原料配比表2丙烯與丁烯不同配比下的反應(yīng)選擇性·

當(dāng)進(jìn)料丙烯丁烯含量比(mol)為4:1時庚烯的選擇性最大。但是綜合考慮經(jīng)濟(jì)性與反應(yīng)率，我們選擇進(jìn)料中丙烯丁烯的含量比（mol）為2:3，轉(zhuǎn)化為工業(yè)丙烯與工業(yè)丁烯的摩爾比值約為2:5。丙烯：烯（mol）1:11:23:27:34:12:33:7反應(yīng)選擇性0.05190.07130.05550.06160.07300.07090.05893.項目分析與設(shè)計·

反應(yīng)器設(shè)計：11圖1丙烯與丁烯合成1－庚烯生產(chǎn)裝置3項目分析與設(shè)計·

反應(yīng)條件：連續(xù)式工藝反應(yīng)器條件進(jìn)料壓力8.5bar反應(yīng)溫度25℃123項目分析與設(shè)計圖2庚烯合成的BFD133項目分析與設(shè)計圖3庚烯合成的CFD流程圖144過程模擬和優(yōu)化15建立整體的合成模型反應(yīng)轉(zhuǎn)化率與選擇性分離塔T1的設(shè)計與優(yōu)化分離塔T2的設(shè)計與優(yōu)化分離塔T3的設(shè)計與優(yōu)化分離塔T4的設(shè)計與優(yōu)化4過程模擬和優(yōu)化圖4

Aspen模擬流程圖建立整體的合成模型164過程模擬和優(yōu)化·

反應(yīng)轉(zhuǎn)化率與選擇性：表3主要反應(yīng)選擇性表174過程模擬和優(yōu)化·

表4反應(yīng)系統(tǒng)主要物流的流量與組成表184過程模擬和優(yōu)化19·

分離塔T1的設(shè)計與優(yōu)化目的：將C4及更輕組分與重組分分離。關(guān)鍵組分：己烯與正丁烷（－0.5℃）優(yōu)化分離要求：塔頂己烯含量≤0.001塔頂正丁烷含量≥0.999靈敏度分析確定最佳進(jìn)料位置。4過程模擬和優(yōu)化·

表5：T1的進(jìn)料板位置及熱負(fù)荷204過程模擬和優(yōu)化·

表6：分離塔T1的主要操作參數(shù)214過程模擬和優(yōu)化22·

分離塔T2的設(shè)計與優(yōu)化目的：將己烯與其他重組分分離。關(guān)鍵組分：己烯與庚烯優(yōu)化分離要求：塔頂庚烯含量≤0.001塔頂己烯含量≥0.9994過程模擬和優(yōu)化·

表8

T2的進(jìn)料位置及熱負(fù)荷234過程模擬和優(yōu)化·

表9：分離塔T2的主要操作參數(shù)244過程模擬和優(yōu)化25·

分離塔T3的設(shè)計與優(yōu)化目的：將庚烯與催化劑及重組分分離。關(guān)鍵組分：庚烯與辛烯優(yōu)化分離要求：庚烯產(chǎn)品純度≥0.999塔頂辛烯含量≤0.0014過程模擬和優(yōu)化·

表11

T3的進(jìn)料位置和熱負(fù)荷264過程模擬和優(yōu)化·

表12分離塔T3的主要操作參數(shù)274過程模擬和優(yōu)化28·

分離塔T4的設(shè)計與優(yōu)化目的：將重組分中的辛烯與癸烯分離。關(guān)鍵組分：辛烯與癸烯優(yōu)化分離要求：辛烯產(chǎn)品純度≥0.999塔頂癸烯含量≤0.0014過程模擬和優(yōu)化·

表14T4的進(jìn)料位置和熱負(fù)荷294過程模擬和優(yōu)化·

表15分離塔T4的主要操作參數(shù)304過程模擬和優(yōu)化·

表17產(chǎn)品純度明細(xì)表315經(jīng)濟(jì)評價32項目建設(shè)投資估算損益和利潤分配5經(jīng)濟(jì)評價·

表19建設(shè)投資估算表（單位：萬元人民幣）335經(jīng)濟(jì)評價·

表19損益和利潤分配表（單位：萬元人民幣）34總結(jié)

設(shè)計出年產(chǎn)量30259噸，純度為99.9％高