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IESCMitsuiChemicals“Chemistry,Innovation,Dreams”三井化学

中国化工学会年产7万吨BDO项目报告齐齐哈尔大学时嘉俐徐成林王宏宇林光一工艺流程设计、模拟、3dsmaxProcessdesign、Simulation&3dsmax热集成、经济核算、自动控制Heatintegration、Economicevaluation

&Automaticcontrol队长：厂区及车间布置Plantandworkshoplayout孙永娟设备选型、PDMAXEquipmentdesign&PDMAX可行性论证及市场分析Feasibilitydemonstration&Marketanalysis团队介绍目录Content1.设计背景Designbackground2.工艺设计TechnologyDesign

3.厂区设计PlantDesign4.经济评价EconomicEvaluation5.项目总结ProjectSummary1.设计背景产品应用发展前景生产现状C4是一种重要的石油化工资源，它是碳四烷烃、烯烃和二烯烃的总称，主要是由丁烷、丁烯以及丁二烯构成。“2012C4/C5/C9/C10分离技术及资源综合利用论坛”，其间讨论了资源紧缺的情况下C4/C5/C9/C10产业发展战略及资源综合利用。。据统计，国外C4化工利用率已达60%以上，而我国的C4化工利用率仅约30%。我国混合C4烃资源化工利用率低，大部分作为工业和民用燃料烧掉，这部分C4馏分严重贬值。对C4下游产品的市场进行分析，正丁烷氧化制顺酐，顺酐酯化加氢生产1,4-丁二醇、四氢呋喃被认为是最经济有前途的生产工艺路线。1.2发展前景1.1产品应用1.3生产现状四氢呋喃γ-丁内酯1，4-丁二醇PBT树脂年份产量净进口量表观消费量产品自给率（%）20069.86.816.659.0200712.810.623.454.7200815.410.826.258.8200922.58.931.471.6201026.08.534.575.4201129.07.736.779.0近几年我国1,4-丁二醇的供需情况（单位：万吨/年）全球BDO产量分布

西欧：415000t/a日本：135000t/a中国：504000t/a美国：363000t/a1.设计背景2.工艺设计工艺流程选择1工艺流程简介2工艺过程模拟3工艺特色4自动控制5设备设计及选型62.工艺设计工艺流程选择1产生顺酸腐蚀设备材料需进口B.P/Lurgi1国内尚未投产国内技术不成熟所需设备工艺需从国外引进Husman/Davy2生产工艺成熟经济投资少操作维修费用低兰州/Davy31，4-丁二醇主要生产工艺2.工艺设计工艺流程选择1工艺流程简介2工艺过程模拟3工艺特色4自动控制5设备设计及选型62.工艺设计工艺流程简介2C4精制工段正丁烷氧化正丁烷氧化工段顺酐吸收工段顺酐溶剂回收顺酐酯化工段马来酸二甲酯加氢工段四氢呋喃吸收精制工段四氢呋喃溶剂回收工段1，4-丁二醇精制工段2.工艺设计工艺流程简介2C4预处理工段2.工艺设计工艺流程选择1工艺流程简介2工艺过程模拟3工艺特色4自动控制5设备设计及选型62.工艺设计工艺过程模拟3物料衡算及能量恒算表2.工艺设计工艺流程选择1工艺流程简介2工艺过程模拟3工艺特色4自动控制5设备设计及选型62.工艺设计工艺特色4来源充足廉价易得

反应精馏一体化节约成本，提高产品收率节能降耗绿色环保原料膜分离辅料回收

反应精馏工艺特色理论原子经济性可达100%2.工艺设计工艺流程选择1工艺流程简介2工艺过程模拟3工艺特色4自动控制5设备设计及选型6C4精制工段2.工艺设计自动控制5C4脱重塔流量控制器压力控制器回流罐液位控制器塔釜液位控制器温度/组分串级控制2.工艺设计自动控制5中继-反馈测试结果其他控制器模拟结果2.工艺设计工艺流程选择1工艺流程简介2工艺过程模拟3工艺特色4自动控制5设备设计及选型62.工艺设计设备设计及选型6可行性安全性经济性

先进性换热器设计

泵的选型

反应器设计

精馏塔设计

2.工艺设计设备设计及选型6序号比较项目反应器类型固定床流化床1转化效率高低2催化剂不易磨损磨损消耗大3流动状况接近平推流基本是全混式4控制难易易难5选择性高低序号结构尺寸1固定床催化剂体积Vb/m35.32床层截面积S/m21.273直径D1/m1.274床层高度H1/m4.25反应器体积V/m323换热器设计

泵的选型

反应器设计

精馏塔设计

2.工艺设计设备设计及选型62.工艺设计设备设计及选型6序号结构尺寸1实际板数Np/块1652塔径D/m2.23塔高H/m92.414形式双溢流5回流比R7.56板间距HT/m0.5AspenPlus水力学参数KG-Tower换热器设计

泵的选型

反应器设计

精馏塔设计

2.工艺设计设备设计及选型62.工艺设计设备设计及选型6用ExchangerDesignandRating模拟换热器详细设计结果如下图换热器设计

泵的选型

反应器设计

精馏塔设计

2.工艺设计设备设计及选型62.工艺设计设备设计及选型6扬程汽蚀余量流量泵的选型

3.厂区设计车间布置厂区布置厂址选择3.13.23.33.1厂址选择甲醇厂精细化工厂炼化公司厂区原料供应：原料来源方便由当地直接供应交通运输：运输网络发达形成完善的链状供需关系政府支持：政策鼓励财政扶持3.厂区设计车间布置厂区布置厂址选择3.13.23.33.2厂区布置并行布置安全布置一字型布置3.厂区设计车间布置厂区布置厂址选择3.13.23.3C4精制车间顺酐酯化加氢车间顺酐制取与精制车间产品精制车间C4精制车间管道图顺酐制取与精制车间管道图顺酐酯化加氢车间管道图产品精制车间管道图管道轴测图管道轴测图节能降耗

换热网络集成以夹点技术为基础AspenEnergyAnalyzer应用软件技术理论基础考虑工艺需要和实际条件，对全流程的换热网络、公用工程进行整合与调优，达到能量的综合匹配与有效利用。目的流程温焓图换热网络夹点共有三个：808.8-818.8℃、73.4-83.4℃、20.0-30.0℃流程换热网络节能效果项目热公用工程kJ/h

冷公用工程kJ/h匹配前2.094×108kJ/h4.385×108kJ/h物流匹配热量2.094×108kJ/h物流匹配节能百分率100%47.75%能耗降低>30%总组合曲线匹配前换热图最小传热温差：10℃4.经济评价流动资金18084.3万元项目总投资173583.4万元固定资产90421.5万元建设期贷款利息28800万元贷款总额90000万元运用AspenProcessEconomicAnalyzer软件进行估算4.1静态分析静态分析43.25%＞38%投资回收期投资利税率投资利润率6.3年35.68%＞26%4.经济评价净现值NPV4.2不确定分析46294万元