全部士继团队

年产370kt烷基化油项目重庆理工大学士继团队2012“中石化—三井杯”第六届大学生化工设计竞赛

指导老师：许俊强李军赵清华2012.08士继团队汪璋妍黄明会邱模松王典彪吴汕经济评价文档整理换热网络设备设计流程模拟工艺设计3D漫游车间布置CAD制图控制方案目录Content工艺概述TechnologyPresentation自动控制AutomaticControl安全&环保SafetyandEnvironment

厂区&车间布置PlantandWorkshopLayout

经济评价EconomicEvaluation项目总结ProjectSummary

可行性分析ProjectFeasibility§1

项目可行性projectfeasibility1.1项目背景ProjectBackground厂址选择

Site

Selection1.21.1项目背景ProjectBackground

目前副产C4总量超过16Mt/aC4资源烷基化油目前

国内外汽油调和油组成1.1项目背景ProjectBackground

烷基化油项目在我国发展前景良好，所以我们的选定项目是：年产37万吨烷基化油含催化裂化汽油高含烷基化油汽油低汽油组成不合理气候温和石化基地四季比较温和，有利化工生产交通便捷区域内已形成以高速公路为主干，一、二级公路为支撑的交通网络体系，路网发达，交通便利原料充足该项目C4馏分需求量为40万吨/年，而中石油在四川的1000万吨/年的炼油项目产生大约100万吨的C4馏分

1.2

厂址选择SiteSelection

原料Rawmaterials交通traffic气候climate政策policy厂址选择政策优惠土地政策

扶持政策配套政策

§2

工艺阐述

TechnologyPresentation工艺系统Technologysystem工艺选择ProcessSelection节能降耗

EnergySaving工艺介绍ProcessIntroduction设备设计

EquipmentDesign2.1

工艺选择ProcessSelection

硫酸烷基化工艺氢氟酸烷基化工艺液体酸烷基化技术烷基化油合成工艺我们选择UOP的Alkylene工艺腐蚀，安全性差固体酸烷基化技术UOPAlkylene工艺ABB等Alkyclean工艺催化剂

选用固体酸催化剂，绿色环保，没有液体酸带来的污染等问题。代表烷基化的发展方向。2.1

工艺选择

ProcessSelection技术水平Alkylene工艺已达到工业应用水平，并在2008年实现工业装置投产。操作条件反应的操作条件缓和，对设备无特殊要求。且反应的产生的缩合物要低于液体酸工艺。反应器采用流化床提升管反应器，催化剂的循环再生操作，提高了生产的连续性。工艺优点结合液体酸工艺进行改进采用前脱正丁烷，中间再沸2.2

工艺介绍

ProcessIntroduction工艺流程框图产品精制C4原料气丁二烯抽提脱正丁烷干燥脱硫丁二烯加氢烷基化反应原料处理工段反应工段产品精制工段2.2

工艺介绍ProcessIntroductionC4原料气萃取剂为DMF，溶剂比为7，操作压力为4barDMF循环丁二烯回收段DMF抽提塔至预分离塔回收塔DMF相分离器丁二烯抽提段2.2

工艺介绍ProcessIntroduction预分离塔温度为-10.1℃，1barMDEA循环，45℃温度67℃，压力4bar6ppm进入混合器脱硫塔脱正丁烷塔温度为4.1℃。1.023barω=91.6%正丁烷进入混合器再生塔温度100℃，压力0.994bar硫回收段三废处理30％MDEA分离丁二烯后原料相分离器前脱正丁烷段脱硫---再生段热泵2.2

工艺介绍ProcessIntroduction脱硫后原料气2-丁烯3A分子筛干燥剂，温度为40

℃，操作压力为13bar<10ppm干燥塔压力17bar,温度45

℃加氢反应器油气分离器至反应段<100ppm氢气聚结脱水器DD-1催化剂，强度高、活性高、稳定性好脱水段丁二烯选择性加氢段

2.2

工艺介绍ProcessIntroduction反应温度30℃，压力为5bar，烷烯比为7:1流化床反应器异丁烷循环温度67℃，操作压力5bar度丙烷ω=95.6%产品精制塔脱丙烷塔烷基化产品缓冲罐净化C4原料异丁烷型号为HAL-100TM,颗粒分布和孔径分布有利于传质反应工段产品精制工段中间再沸

2.3

节能降耗EnergySaving

热泵精馏中间再沸热量集成2.3.1

热泵精馏预分离塔热泵精馏系统再沸器热负荷23.40MW压缩机功率2.87MW辅助冷却器功率-2.81MW热泵性能系数COP=16.30-9.4℃，1.01bar2.5℃,1.23bar23.3℃，2.40bar2.7℃

1.23bar9.8℃，2.40barP=2.4bar-10.1℃，1.01bar压缩机出口压力灵敏性分析预分离塔常规精馏与热泵精馏年操作费用对比如下表：项目常规精馏热泵精馏冷凝器热负荷/KW-23350-2813冷却剂用量/（吨/年）6720506冷却剂费用/（万元/年）1008.0275.99再沸器热负荷KW23405.904—低压蒸汽用量/8505.52—低压蒸汽费用/（万元/年）1224.79—压缩机功率/KW—2868.7765电费用/（万元/年）—1606.51年操作费用/（万元/年）2232.811682.50节省550.31万元2.3.2

中间再沸IntermediateReboiler37.7°C157.7°C59.7°C80°C循环DMF产品精制塔（T-106）中间再沸8.6MW设置中沸器：常规精馏：节约41.59%中压蒸汽的用量组合曲线图总组合曲线图换热网络图2.3.3

热量集成HeatIntegration总费用与最小传热温差的关系曲线换热网络可行原始换热网络和集成网络对比图换热面积公用工程总费用原始网络集成网络

125.28%66.12%51.11%100%100%100%集成网络可节约公用工程总量48.89%，节约总费用33.88%，节能效果和经济效益俱佳。2.4设备设计及选型

EquipmentDesignandSelection塔器压缩机储罐反应器泵换热器SW6-19982.4.1

烷基化反应器提升管反应器结构简图17.6m1.1m3.0m2.5m8.0m提升管反应器装配图10.6m3.0m2.4.2

塔设备设计

SW6-1998机械校核Cup-Tower水力学校核Aspen模拟计算

最优设计方案塔设备设计思路产品精馏塔塔高

44.3m塔径

4.4m塔板数

45塔型浮阀塔开孔率

14%开孔区面积10.93m2降液管面积2.73m2堰高60mm换热网络设计——AspenEnergyAnalyzer模拟——AspenPlus换热器匹配情况及其热负荷结构设计——AspenExchanger选型——《化工设备设计

手册》换热器公称直径、换热面积等参数并选型机械校核——SW6-1998机械强度校核2.4.3

换热器设计换热器烷基化反应进料冷却器（E201）装配图BEM800-0.6-208.5-6/25-2I§3

自动控制AutomaticControl

自动控制方案DCS控制系统温度压力流量液位SIS控制系统紧急事故切断

自保连锁控制自保连锁

控制温度偏高冷凝器负荷增加分离效果下降进料温度偏高回流比变小调节进料热状况调节回流比§4

安全&环保SafetyandEnvironment

安全环保措施先进工艺系统控制定期检修防爆防毒三废处理系统三废处理.废气废液废渣吸收、焚烧处理回收余热污水处理站回收贵金属废渣场处理少量烃类烟气、CO2生活废水工业废水废催化剂§5

厂区&车间布置PlantandWorkshopLayout

厂区布置车间布置满足生产和运输的要求满足安全、节能的要求考虑厂区发展的可能性贯彻节约用地的原则考虑自然条件和周围环境的影响厂区布置原则辅助生

产区生活区生产区储罐区储罐区辅助生产

区5.1厂区布置PlantLayout

总厂布置物流通道消防通道人流通道防火堤防火堤通道设置辅助生产区

车间设备布置车间厂房整体设计与布置

车间布置设计图5.2车间布置WorkshopLayout

5.2车间布置WorkshopLayout

§6

经济评价EconomicEvaluation4.1总投资估算InvestmentEstimate4.3敏感性分析SensitivityAnalyse评价指标EvaluationIndex4.2项目总投资106198.59万元固定资产投资82338.87万元流动资金20584.72万元建设期利息3275万元

固定资产投资:主要包括设备、工器具购置费、工程建设其他费用和总预备费

流动资金：按固定投资的25%计算建设期利息：按建设期一年计算，贷款为5亿，贷款利率为6.55%6.1总投资估算InvestmentEstimate净现值64896万元

盈亏平衡产量5.49万吨投资收益率35.06%投资利税率68.13%投资利润率43.91%内部收益率24.85%投资回收期5年6.2经济指标EvaluationIndex

大