年產(chǎn)20萬(wàn)噸丙烯烴項(xiàng)目初步說(shuō)明書(shū)-文庫(kù)吧
2025-07-17 20:58 本頁(yè)面
【正文】 并聯(lián)產(chǎn)乙烯和丙烷，在保證產(chǎn)量和質(zhì)量的前提下，我們必須使產(chǎn)品的回收率達(dá)到97%以上。模擬說(shuō)明及相關(guān)假設(shè)混合C4烯烴催化裂解反應(yīng)非常復(fù)雜，而且其反應(yīng)機(jī)理尚無(wú)定論，我們無(wú)法得知其確切的反應(yīng)以及動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)。于是，我們決定根據(jù)任麗萍、趙國(guó)良、滕加偉、王仰東、謝在庫(kù)教授于2007年發(fā)表的《La修飾 ZSM 5 分子篩催化劑用于烯烴催化裂解制丙烯》一文中給出的相關(guān)數(shù)據(jù)，通過(guò)收率反應(yīng)器模擬計(jì)算，我們又根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)及報(bào)道，做出如下假設(shè)：○1C5+烴以己烯為模型；異丁烯不參與裂解；○2烷烴的存在不影響裂解；○3不生成丁烷；○4正丁烯、順2丁烯和反2丁烯裂解程度相同。合成工段工藝參數(shù)催化劑目前，在已經(jīng)工業(yè)化，或者即將工業(yè)化的技術(shù)中，其催化劑有以下幾種，即：○1Superflex工藝特制的流化床專用催化劑；○2OCP工藝固定床專用催化劑；○3Propylur工藝固定床ZSM5分子篩催化劑；○4Omega工藝固定床絕熱反應(yīng)器專用分子篩催化劑。Superflex工藝、OCP工藝、Propylur工藝、Omega工藝的關(guān)鍵技術(shù)我們是無(wú)法得知的，綜合考慮，只有選擇ZSM5分子篩催化劑才能使我們的工作進(jìn)行下去。溫度根據(jù)朱向?qū)W等于2005年發(fā)表的《丁烯催化裂解制丙烯/ 乙烯反應(yīng)的熱力學(xué)研究》一文，我們得知反應(yīng)溫度在550~620℃時(shí)烯烴具有較高的轉(zhuǎn)化率，并且丙烯具有較高選擇性。操作壓力根據(jù)朱向?qū)W等于2005年發(fā)表的《丁烯催化裂解制丙烯/ 乙烯反應(yīng)的熱力學(xué)研究》一文， MPa 時(shí),隨著壓力的升高，丙烯的平衡濃度有所增長(zhǎng)。水蒸氣用量 水蒸氣的作用主要是稀釋劑和清焦，可提高烯烴的轉(zhuǎn)化率，并且延長(zhǎng)設(shè)備壽命。但是過(guò)多使用水蒸氣又會(huì)造成生產(chǎn)成本急劇增加，并且給后續(xù)工段的分離帶來(lái)困難，同樣根據(jù)《丁烯催化裂解制丙烯/ 乙烯反應(yīng)的熱力學(xué)研究》一文，%以上。綜合考慮，我們決定每小時(shí)通入2500KG水蒸氣，其主要作用是清焦，兼顧稀釋劑的作用。反應(yīng)器我們已經(jīng)決定使用ZSM5分子篩催化劑，參考Propylur工藝，我們決定使用列管式固定床反應(yīng)器，管程填充催化劑，殼程通入加熱介質(zhì)，維持反應(yīng)溫度?？账? 《丁烯催化裂解制丙烯/ 乙烯反應(yīng)的熱力學(xué)研究》一文中指出，適當(dāng)提高進(jìn)料空速（~）h1可提高丙烯的選擇性。合成工段工藝參數(shù)初步確定之后我們又參考諸多文獻(xiàn)及工藝，最終做出如下決定：催化劑溫度壓力水蒸氣用量反應(yīng)器空速HZSM5580℃2500KG/h固定床列管式反應(yīng)器（外熱式）表31 Aspen Plus Aspen plus模擬合成工段示意圖如下 物料衡算列表如下表32Stream ID FeedC1outH1outSteamM1outH2outReout溫度(℃)25300295580550壓力(bar)氣相分率1111111摩爾流率(kmol/hr)質(zhì)量流率(kg/hr)750000750007500075000775007750077500 MASS FLOW (kg/hr)C4H813345033450334503345033450C4H85150150150150150150C4H82C4H831848018480184801848018480C4H101C4H102480048004800480048004800C6H123H2O2500250025002500C3H62C2H4C3H8 MASS FRACTIONC4H81C4H85C4H82C4H83C4H101C4H102C6H123H2O1C3H62C2H4C3H8 Aspen plus模擬預(yù)分離工段流程圖如下：物料衡算列表如下表33Stream ID H3OUTH4OUTF1OUT1F1OUT2C2OUTH5OUTH6OUT溫度(℃)300404040255壓力(bar)333氣相分率1101摩爾流率(kmol/hr)質(zhì)量流率(kg/hr)7750077500 MASS FLOW (kg/hr)C4H81C4H85150150150TRACE150150150C4H82C4H83C4H101C4H102480048004800TRACE480048004800C6H123TRACEH2O25002500C3H62C2H4C3H8 MASS FRACTIONC4H8133PPBC4H85TRACEC4H8222PPBC4H8332PPBC4H10112PPBC4H1022PPBC6H123TRACEH2O1C3H62873PPBC2H4907PPBC3H821PPB表34Stream IDF2OUT1F2OUT2SEPOUT1SEPOUT2Temperature(℃)5555Pressure(bar)3333Vapor fraction1010Mole flow(kmol/hr)Mass flow(kg/hr)C4H81C4H85150TRACE150C4H82TRACEC4H83C4H101TRACEC4H1024800TRACE4800C6H123TRACEH2OC3H62C2H4C3H8TRACEC4H818PPBC4H85TRACEC4H827PPBC4H839PPBC4H1012PPBC4H102TRACEC6H123TRACEH2O925PPM1C3H62404PPBC2H4646PPBC3H87PPB asnpen plus模擬計(jì)算示意圖如下：物料衡算列表如下：表35Stream ID F2OUT1SEPOUT1SEPOUT2C3OUTC2C3C4C4OUTTemperature(℃)Pressure(bar)Vapor fractionMole flow(kmol/hr)Mass flow(kg/hr) MASS FLOW (kg/hr)C4H81C4H85C4H82C4H83C4H101C4H102C6H123C3H62C2H4C3H8MASS FRACTIONC4H8111PPM11PPMC4H85245PPM245PPBC4H8240PPB40PPBC4H83257PPBC4H1011PPM1PPMC4H10216PPM16PPMC6H123H2O925PPM1C3H62100PPMC2H4C3H845PPM表36Stream ID C2H4BX+BWPUOUTBXBW+BXBX2BWTemperature(℃)Pressure(bar)Vapor fractionMole flow(kmol/hr)Mass flow(kg/hr)
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