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1、项目摘要根据原料和市场,构调整的大方针，弥补我国异七侦 .1. 背景和意义随着我国今后几年中 丙烯产能的快速增长，加 快除聚丙烯以外的丙烯化 工的综合发展已成为我国 丙烯化工可持续发展的一 项重要课题。而我国的异 丙醚生产量少，基本依靠 进口，随着异丙醚的应用 领域的扩大，异丙醚的应 用市场将越来越广阔。本 项目的目标是为锦州石化 设置一个年产10万吨异丙 醚的分厂。积极响应国家“ 丙醚生产大缺口。1.2厂址选择能源，气候，运输条件，供水，环保，协作条件，以及灾害等因素,厂址选择在辽宁省锦州市古塔区，即足够的原料和广阔的产品市场，良好的气 候条件，运输及供水条件，成熟的技术条件等等。以下为选址
2、地点：图1-1辽宁省锦州市古塔区2. 工艺说明异丙醚的制备方法大体可分为两类，即分离法和合成法。本项目采用的是合 成法中的二步法制备异丙醚，即利用第一步制备的异丙醇为第二步的原料进行二 步制取异丙醚。这样既减少了异丙醇的购买，又提高了丙烯的利用率。（1）第一步工艺其特点如下：a）反应条件相对缓和；b）单程转化率高；c）能耗低；d）产物与催化剂容易分离；e）设备腐蚀相对小；f）无酸性废水产生。k图2-1第一步ASPEN模拟流程图(2)第二步工艺根据核算分析所得反应条件为:醇烯摩尔比为2. 0,设计压力为4. 4Mpa, 反应温度设计控制在10511 5C之间，异丙醇进料液态空速设计值为O. 55
3、 h-。图2-2第二步ASPEN模拟流程3. 物料与能量衡算3.1全局物料衡算下表为ASPEN plus 11.1模拟的物料衡算基本数据异丙醚生产流程模拟Stream IDB-OUTE-OUTE-OUTH-OUTM2-OUTH-OUTHOM-OUTM2-OUTMIXTURE.PRFromBOILINGEXTRACTEXTRACTHEAT ERMIXER2HEATERMIXERMIXER2EXTRACT0ToMIXER2RADFRACRADFRACREACTOREXTRACTREACTOREXTRACTHEATEREXTRACTPhaseLIQUIDLIQUIDLIQUIDMIXEDMIXEDM
4、IXEDLIQUIDMIXEDMIXEDLIQUIDLIQSubstream: MIXEDMole Flowlbmo l/hrPROPY-0171 2774 439 9329739 93297297 183 183 13864297 183 100297 183 183 1386443 205672DIISO-011.0278E-3534.1937034.1937000-4.7620E-250JX0.0-0.0-4.7620E-2537478583WAT ER0.08.51251 E-38.51251 E-30.01.4311E-150.04.4900000.01.4311E-154.4814
5、878 cISOPR-019.5241E-350.00.0141.095 99.5241E-35141.095 90.0141.095 99.5241E-355.79815 8PROPA-01QJX0JXQJXQJXQJX0.00.00.0-0.00.0Total Flow/lbmo l/hr71.2774439.9414839.94148438.279 083.13864438.279 04.490000438.279 083.1386447.687166Total Flowrdb/hr2999 4001680 5581680 558209 84 94349 8 527209 84 9480
6、 88861209 84 94349 8 52 71898 8574Total Flowcuf/hr68.3527 842.0517842.0517817156.812.60558E+617156.811.3041698303.5192.60558E+643.34877T emperatureF-208.229 2-101.3098-101.3098230.000 0-208.229 2230.000 077.00000127.507 9-208.229 2-167.91214Pressure-psi014503714 6959 514 6959 5159 541 5014503 7159 5
7、41 514 6959 5145.037 7014503715 6640 84000000-950451 21684 69 2950451200478133 1168469200apoBraLiquid Frac1.0000001 00000 01 0000000495488831530804954881 00000 0521866983153081.000000Solid Frac000000-0000000000-0000EnthalpyBtu /lbmol-4500 192-2460 85 1-2460 851-30189 3 6-2920 263-30189 3 6-1 24 27E+
8、5-37689 7 3-2920 26 3-1473037-fEnthalpyBtu /lb-106.9421-58.4865 3-58.48653-630.517 0-69.3968 2-630.517 0-6897.805-787.165 2-69.39682-369.932 6-EnthalpyBtu/hr-3.2076E+5-98290 0 4-98290 04-1.32 31E+7-2.42 79E+5-1.32 31E+7-5 57 95E+5-1.65 19E+7-2.42 79E+5-7.02 45E+5Btu /lbmo l-R67 1512060 3250760 32507
9、-48 7445160 8209 5-48 7445 1-40 8928 260 2776 560 8209561 96232niropyBtu /lb-R-1 59577 4-1 43373 3-1 43373 3-1 018049-1 445343-1 018049-2 26989 7-1 25892 3-1 445343-1 55609 7Densitylbmo l/cuft1 04278 89498169949816902554543 19080 F-502554543 442804052782 33 19080F-51 100081Densitylb/cuft43 8811739 9
10、640 339 964031 2231261 34271 E-31 22312662 0230 82 52723 51 34271 E-343 8041 84Average MW42 0806442 0755 142 0755147 8803 342 0806447 8803 318 0152 847 8803 342 0806439 819057Liq Vol 60 Fcuf/hr92.31843129.378 1129.378 1557.406 3107.681 0557.406 31.29820 8557.406 3107.681 065 .1952 83.2能量集成用Aspen ene
11、rgy amalyzer进行热交换网络设计，调整换热器进出口温度等 相关参数进行换热网络优化，通过优化得到换热单元数最少的最优换热网络。图3-1最有换热网络4. 厂区布置4.1总厂布置本厂总体布局为矩形，东西方向长约为250m，南北方向宽140m，总面积 约为35000 m2。工厂区主道路为东西大道，宽10m，工厂分设东、南、北三个 大门，将人流和物流分开。南门为厂区主大门，即正门。东门为物流流通通道， 主要负责原料及产品的运输。南门距厂区内工厂内消防站及维修站较近，方便受 损设备的运输。北门为安全通道，如发生意外可供工人可以撤离到厂外安全区。 除主干道，厂区内还有便利快捷的交通体系，可以充分
12、满足物流流动的要求和发 生事故撤离逃生的需要。ro o O区 00。膳 o o OTRtttfflrnFRrnffltttfflrny hFTrftlrFEIFr 6- hFTr- Fr H-柞闺FT履FFrr FFIm-干rT干nrH-m-千rT吴A-，向61iIij图4-1总厂布置图4-2厂区3D图4.2车间布置本工厂的车间主要由四个部分组成：丙烯水合车间、异丙醇精馏车间、烯 醇合成车间和异丙醚精馏车间。四个车间平面均为方形。由于各工段之间的联系 紧密，四个车间布置宜紧凑，在符合建筑设计防火安全及便于检修的情况下，把 这四个车间按流程在厂区全年最大风向的下风侧布置成长方形，且地基做加强处
13、理。车间与车间之间间距5m，车间与车间之间用L形管廊连通并通过管廊连接 各公用工程以及将原料输入车间，将产品输入储罐。换热器有五个，四个换热器一端对齐后以间距1.3米一次布置在反应器的一 侧。闪蒸塔进料为反应后的气液混合物，采用闪蒸塔与反应器并列排的方式，位于反应的前方，且布置于车间一楼平台左下角，与墙体的净距离是1500 mm。本 车间的精馏塔为半露天布置，用裙式支座直接安装于基础上。图4-2车间3d图TO 201图4-3异丙醚精制车间平面F0206 3000图4-4异丙醚精制车间B-B立面5. 典型设备5.1精馏塔的选型本项目T-0103共沸精馏塔为填料塔，选用350Y型规格金属孔板波纹填
14、料。异 丙醚精制塔T0205选用筛板塔。图5-1填料塔装配图图5-2筛板塔装配图5.2换热器的选型本项目E0204换热器为固定管板式换热器，换热管采用正三角形排列。图5-3列管式换热器.控制系统压靠机 切热炉 反应投高压身离器V-GtQ?,信洗涤塔丝虫分分鬻塔回演推共沸塔膛水塔r-difjf-，泗T-DWJT-DiOi回收塔回薄塔T-m顷倔水.泵塔底冷却器塔底冷却器压寤机F-D/Gf5时塔顶冷却器图6-1异丙醇生产控制D.力塔 右5冷邹卷 闪蒸行 共滂塔 赫冷航卷芯淀精 精窟苗 焙滴冷难 行底卢嘉瑶 多盛i*e-厦过r-ozoj卜。龄 -fiwiT-asm n邮&zo5 心蹭5图6-2异丙醚生
15、产控制6.1泵的控制泵的进出口设有切断阀，方便在泵损坏时及时切换备用泵。泵的进口设有 过滤器以保护叶轮，出口设有止回阀防止液体回流，进出口均设有排空管和排净 管。当为往复泵时，出口设安全阀，排出管接入过滤器下游。当压力过高时安全 阀自动打开进行泄压，以保证设备正常运转。6.2换热器的控制为了保证换热器冷物流出口温度的恒定，应采取串级控制系统，同时由于热 物流流量是不确定的，故在此需要采用旁路控制来调节用来加热的物料流量。因 此，出口的温度控制采用串级控制和旁路调节相结合的方法。对于加热工艺物流 的换热器，采用以蒸汽流量为操纵变量，以进料流量为副变量，经加热后的工艺 物流的温度为主变量的串级控制
16、。对于冷却工艺物流的换热器，采用以冷却水流 量为操纵变量，主变量、副变量同上的串级控制。6.3压缩机的控制压缩机的进口设有过滤器出口设有止回阀。防止被压缩物料损坏压缩机内部 的叶片。进出口均设有切断阀。当进口流量过低时，容易引起压缩机的喘振（当 流量测量值小于喘振极限时），因此在压缩机处设有流量计和旁路回流。当流量 小于给定值时控制旁路回流阀到一定位置，使阀门开度增大以提高进口流量，以 防止喘振现象出现。保证压缩机的正常工作。压缩机之后设有压力表和安全阀， 压力表用于显示出口压力。当压力过高时，安全阀自动开启以达到泄压的目的。6.4反应器的控制为了控制反应在既定温度下进行，反应器的出口设有温度
17、检测仪表，当温度 低于反应所需温度时，控制蒸汽流量的进口阀开度逐渐升高气体温度。当温度高 于反应所需温度时，控制蒸汽进口阀开度减小，使反应气体温度逐渐降低。这样 的控制方案使反应能够稳定进行。保证反应过程的安全。6.5精馏塔的控制精馏塔操作中的流量参数，也即塔的进料量、回流量等对塔的操作稳定直接 相关，其控制方法主要是通过调节阀门的开度，并设有现场压力指示PG、温度控 制TRC。调节阀装在出口管道上。7. 环境保护与安全装置三废有废气、废水、废渣，其中主要是废气。装置产生的废气主要包括丙烯原料罐、反应器、丙烯脱除塔及塔顶回流罐、 共沸精馏塔、异丙醚精制塔及塔顶回流罐、异丙醚产品罐上所排放的不凝
18、气，均 密闭排放到低压瓦斯系统，不造成对大气的污染。装置产生的废渣主要来源于反 应器中催化剂的废料，每年约为3. 5吨，其处理措旌是返回催化剂供应单位进行 回收，不造成对环境的污染。本装置无废水产生，选用的传动设备马达都比较小， 产生的噪声不大，低于环保要求的85分贝，不造成对环境的污染。8. 经济分析与社会效益建设项目总投资一览表项目费用（万元）项目总投资8550固定资产7729无形资产2300递延资产145预备费320流动资金1000（1）经济分析Q静态指标：年平均利润总额投资利润率=年平均*利润总额X100% =穷投资总额投资利税率二年平均利税总额X100%错误！未找到引用源。56.3
19、投资总额静态投资回收期二（累计净现金流量开始出现正值的年份数）-1+ （上年累计净现金流量绝对 值/当年净现金流量）=5.12年。动态指标净现值计算：错误！未找到引用源。=17850。不确定性分析：盈亏平衡点BEP =错误！未找到引用源。=12.3错误！未找到引用源。该值不大，说明项目适应市场需求变化能力大，抗风险能力强。（2）社会效益异丙醚在医疗汽车领域应用广泛，而我国以进口为主，其价格居高不下，造成产 品成本过高。运用来源广泛价格低廉的丙烯为原料生产出的应丙醚，成本低纯度 高，在我国前景甚好。同时，大规模的生产可以促进就业，解决人才流失问题。 二步法制异丙醇在国内研究已成熟，将计划投入生产
20、迫在眉睫。9.总结本次设计主要完成了项目可行性论证，厂址选择，工艺流程设计，Aspen Plus 流程设计与模拟，典型设备设计，厂区及车间布置，自动控制，安全消防以及各 项公用工程的设计等等；图表包括：厂区漫游、厂区3d图、总厂布置图（CAD 1 张）、车间3d图、车间平面图、车间立面图、轴测图、设备装配图（CAD4张）等 等。其中的细节请参阅文件我们手册的细节。该项目可加快除聚丙烯以外的丙烯 化工的综合发展，在国内进行大规模生产是切实可行的，对于工业化的大规模生 产，完全可以在质量保持不变的同时，增加单位提供量，而该厂的建立同时可以 吸引下游产业，为当地的循环经济做出贡献，促进技术的应用并实现经济和社会效 益的可持续发展。
