【正文】 產(chǎn)火災(zāi)危險性分類 ............................................ 122 安全技術(shù)規(guī)則 ................................................................... 122 第 20 章 節(jié)能專篇 ................................................................................. 124 冷卻水冷凍鹽水回水的充分利用 ................................... 124 自產(chǎn)低壓蒸汽 ................................................................... 125 蒸汽冷凝水的充分利用 ................................................... 125 廢水和廢氣的熱量回收 ................................................... 126 精餾塔的節(jié)能技術(shù) ........................................................... 126 優(yōu)化操作條件 ........................................................ 127 中間換熱裝置 ........................................................ 127 熱泵技術(shù) ................................................................ 128 年產(chǎn) 60 萬噸烯烴分廠設(shè)計 初步設(shè)計說明書 塔系的熱集成技術(shù) ................................................ 128 年產(chǎn) 60 萬噸烯烴分廠設(shè)計 初步設(shè)計說明書 1 第 1章 總論 項目概況 本項目為 兗礦集團 新建 60 萬噸甲醇制烯烴分廠，與總廠的煤制烯烴項目聯(lián)產(chǎn)。 工藝特點 本分廠以甲醇為原料，在流化床反應(yīng)器中轉(zhuǎn)化生成氫氣、水、一氧化碳、二氧化碳、甲烷乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、丁烯、丁烷、戊烯及 C5 以上組分的復(fù)雜的混合物。通信設(shè)施先進，電力供應(yīng)充足，自然資源豐富，商貿(mào)市場發(fā)達，投資條件優(yōu)越，涉外服務(wù)配套。 本地采購 總廠采購的主要煤原料主要來源于本廠所在市的臨礦 集團。若在鄰省采購原料可以采用適合大量的，遠距離的鐵路運輸方式。 年產(chǎn) 60 萬噸烯烴分廠設(shè)計 初步設(shè)計說明書 8 銷售網(wǎng)絡(luò)的建立 對于本廠產(chǎn)品的消費市場，山東本省就是一個消費集中地，因此我們的第一步可以選擇打開本省之門，之后對于乙烯和丙 烯的高消費地帶江浙和廣州，由于交通運輸?shù)囊蛩匚覀冞x擇打開江浙一帶的市場之門。 年產(chǎn) 60 萬噸烯烴分廠設(shè)計 初步設(shè)計說明書 9 網(wǎng)上營銷 現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)是一個高速發(fā)達的平臺，本廠可以通過建立自己的網(wǎng)站來宣傳自己的產(chǎn)品，同時也可以通過網(wǎng)絡(luò)來進行產(chǎn)品的交易，從而可以是產(chǎn)品的銷路擴大。其中大約有 37％的丙烯被用于生產(chǎn)聚丙烯。而中東可出口的供應(yīng)當量僅 440 萬噸 ，中國丙烯開發(fā)利用前景廣闊。同樣 MTO 技術(shù)經(jīng)濟性也優(yōu)于 MTP 技術(shù)。生產(chǎn)流程見圖。據(jù)文獻報道， FCC 裂解氣分離流程主要分為三種：順序分離流程、前脫乙烷分離流程和前脫丙烷分離流程。碳二及輕組分進入冷箱和脫甲烷系統(tǒng)。 我們在傳統(tǒng)前脫丙烷流程上進行了以下改進： 脫丙烷塔塔頂氣體不直接進入脫甲烷塔，而是先進入脫乙烷塔，將 H CH C2H C2H6 與 C3H C3H8 分離，脫乙烷塔塔頂氣體再進入脫甲烷塔進行 HCH4 與 C2H C2H6 的分離。在流化床反應(yīng)器中工業(yè)催化劑除具有良好的活性、產(chǎn)品選擇 性和穩(wěn)定性外，還必須滿足一定的粒度分布要求并具有良好的流化性能和耐磨性。 年產(chǎn) 60 萬噸烯烴分廠設(shè)計 初步設(shè)計說明書 21 下圖是甲醇在 400℃下在 SAPO34 分子篩催化劑下不同停留時間的產(chǎn)物分布： Timeonstream product distributions from methanol conversion on SAPO34 at 400176。從圖中可以看出，在反應(yīng)溫度低于 400℃時，產(chǎn)物中還有相對較多的甲醇和二甲醚存在，低碳烯烴的選擇性比較低；甲醇在 400℃時，甲醇的轉(zhuǎn)化率接近100%，產(chǎn)物中幾乎不含二甲醚，產(chǎn)物中 C2C4 烯烴的選擇性是最高的，達到了92%，在此溫度下，乙烯和丙烯的分布相對來講更為均勻，其配比更能適應(yīng)市場的需求；當溫度高于 400℃時，低碳烯烴的選擇性開始下降， C3 的選擇性開始下降。 圖 36 本工藝采用流程 MTO 工藝反應(yīng)器及合成工藝條件的選擇 反應(yīng)器的選擇 MTO 工業(yè)生產(chǎn)所用的反應(yīng)器存在以下幾方面的弊端：①由于反應(yīng)的強放熱，必須采用多段冷激固定床反應(yīng)器；②由于催化劑的快失活，必須采用多個固定床反應(yīng)器進行動態(tài)操作；③相對于可以進行催化劑循環(huán)的反應(yīng)器來說，固定床內(nèi)的催化劑再生操作較為復(fù)雜；④對于固定床反應(yīng)器來說，存在著顯著的床層壓降。 而且 C4 以上餾分不進行壓縮，減少了聚合現(xiàn)象的發(fā)生，節(jié)省了壓縮功，減少了精餾塔和再沸器的結(jié)焦現(xiàn)象 。 前脫乙烷流程 前脫乙烷技術(shù)是指分離流程的第一切割塔 為乙烷塔。生產(chǎn)流程如圖所示。最新的研究結(jié)果表明，甲醇轉(zhuǎn)化成乙烯＋丙烯的碳基選擇性可以達到85％～ 90％。 MTO 和 MTP 的選擇 甲醇制烯烴（ Methanol to Olefins， MTO）和甲醇制丙烯（ Methanol to Propylene）是兩個重要的 C1 化工新工藝， 是指以煤或天然氣合成的甲醇為原料，借助類似催化裂化裝置的流化床反應(yīng)形式，生產(chǎn)低碳烯 烴的化工技術(shù)。到 20xx 年 ，國內(nèi)丙烯當量需求將達到 1905 萬噸 ，年均增長率將達到 ％ ，當量需求供需缺口將達到 825 萬噸 ，屆時 ，聚丙烯仍是丙烯最大的消費衍生物 ，約占丙烯消費量的 76％左右。但預(yù)計 2020 年乙烯的當量需求量年均增長率為 6%。 售后服務(wù) 擁有良好的售后服務(wù)會為公司不管是在客戶的口碑中會很好，還是在整個行業(yè)中的名聲也會很好，同時也會對產(chǎn)品起到很好的宣傳效果。會員提供會員價，即每噸降低 50 元，設(shè)定一定的條件來限定用戶，符合條件的用戶即可成為會員，雙方共同制定一個大家共同遵守的會員章程，如年采購量，或者一次性采購超過一定的額度即可成為會員，可享受其他非會員享受不到的會員優(yōu)惠價。 鄰省采購 可從鄰近省份河南、山西等產(chǎn)煤大省購買原料。 煤 由于煤的主要開采有地區(qū)性，國內(nèi)的煤資源主要集中在新疆、內(nèi)蒙古、山西、陜西、河南、寧夏、甘肅、貴州以及山東等省份，其中山東煤資源的開采又主要由兗礦集團、淄礦集團、棗礦集團、新礦集團、肥礦集團、龍礦集團、臨礦集團在開采，由于原料的需求量較大，運輸量龐大。城市功能基本健全，基礎(chǔ)設(shè)施比較完善。 20xx “三井化學(xué)杯 ”大學(xué)生化工設(shè)計大賽指導(dǎo)書。建址于山東臨沂工業(yè)園區(qū)。通過初步處理段的甲醇回收精餾塔回收未反應(yīng)的甲醇，在堿洗塔中除去二氧化碳，干燥塔除去水。臨沂市的最顯著優(yōu)勢，不僅在于她本身蘊藏著十分巨大的開發(fā)潛能和富含可持續(xù)發(fā)展的無限商機，更在于這里政策寬松?？倧S和臨礦集團簽訂相關(guān)合同，提供煤原料給總廠。 年產(chǎn) 60 萬噸烯烴分廠設(shè)計 初步設(shè)計說明書 6 主要產(chǎn)品標準 乙烯的標準 表 21 乙烯的標準 指標名稱 指標 優(yōu)級 一級 合格品 乙烯含量， %（體積） 甲烷和乙烷， %（體積） 余量 碳三和碳三以上， ppm(體積 ) 50 50 —— 一氧化碳， ppm（體積） 5 5 10 二氧化碳， ppm（體積） 10 20 50 氧， ppm（體積） 2 5 10 乙炔， ppm（體積） 5 10 20 硫， ppm（重量） 1 2 5 水， ppm（體積） 10 20 —— 氫， ppm（體積） 10 —— —— 丙烯的標準 表 22 丙烯的標準 指標名稱 指標 優(yōu)等品 一級品 丙烯的體積分數(shù)， % 烷烴的體積分數(shù)， % 余量 余量 乙烯的含量 /(ml/m^3) 50 100 年產(chǎn) 60 萬噸烯烴分廠設(shè)計 初步設(shè)計說明書 7 乙炔的含量 /(ml/m^3) 2 5 甲基乙炔和丙二烯的含量 /(ml/m^3) 5 20 氧的含量 /(ml/m^3) 5 10 一氧化碳的含量 /(ml/m^3) 2 5 二氧化碳的含量 /(ml/m^3) 5 10 丁烯和丁二烯的含量 /(ml/m^3) 5 20 硫的含量（ mg/kg） 1 5 水的含量（ mg/kg） 10 10 甲醇的含量（ mg/kg） 10 營銷策略 產(chǎn)品營銷 產(chǎn)品質(zhì)量 化工產(chǎn)品的產(chǎn)品質(zhì)量主要有以下三個尺度：符合國家標準的要求；產(chǎn)品質(zhì)量的持久穩(wěn)定性；產(chǎn)品銷售的服務(wù)性。逐漸確立自己的主要銷售目標市場和客戶群。 年產(chǎn) 60 萬噸烯烴分廠設(shè)計 初步設(shè)計說明書 10 第 3章 化工工藝及系統(tǒng) MTO 與 MTP 工藝的比較 國內(nèi)外乙烯市場情況 乙烯是重要的石油化工基本原料， 主要用于制備合成樹脂、合成橡膠、合成纖維，還用于生產(chǎn)乙二醇 、環(huán)氧乙烷 、 乙醛、醋酸 、苯乙烯等有機合成產(chǎn)品。 據(jù)統(tǒng)計 預(yù)測 20xx 年世界丙烯產(chǎn)能將達 8890 萬噸 ，年均增長率為 ％ ，需求將達到 7770 萬噸 每 年 ，年均增長率為 ％。 中東廉價烯烴對我國烯烴產(chǎn)業(yè)鏈 供需關(guān)系的影響 20xx— 20xx 年乙烯新增產(chǎn)能主要集中在亞洲和中東，其中，中東因原油豐富 產(chǎn)品成本低廉 、競爭力強，乙烯產(chǎn)能較大（約 1450 萬噸），占世界新增產(chǎn)能的 46％。 MTO 的主產(chǎn)品是乙烯和丙烯，而 MTP 主要是生產(chǎn)丙烯，從前述國內(nèi)外的乙烯和丙烯的產(chǎn)能以及國內(nèi)進口乙烯和丙烯及 其下游產(chǎn)品的情況來看，我國的乙烯和丙烯仍有一部分需要從國外進口，并且國外所能提供的量尚不能滿足國內(nèi)的需求缺口，中東低價乙烯下游產(chǎn)品也在影響我過乙烯產(chǎn)業(yè)鏈。 圖 31 UOP/Hydro 的 MTO 生產(chǎn)流程 年產(chǎn) 60 萬噸烯烴分廠設(shè)計 初步設(shè)計說明書 15 大連化物所 DMTO 技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 大連化物所在 20 世紀 80 年代初進行研究工作 ,1993 年開發(fā)了由二甲醚制取烯烴的工藝 ,并于 1995 年在上海青浦化工廠建設(shè)了原料二甲醚處理量為60~100kg/d 的中試裝置。 三種分離流程的比較 順序分離流程 從反應(yīng)器出來的合成氣中含有各種分子量的烴類。脫甲烷塔液只含碳二 ,直接進人乙烯塔。這樣可以保證進入脫甲烷塔的物料量最少。在甲醇轉(zhuǎn)化制烴類反應(yīng)中流化床與固定床相比，由于甲醇制烯烴反應(yīng)屬于強放熱反應(yīng)，流化床反應(yīng)器的傳質(zhì)、傳熱效果好，升溫、降溫時溫度分布穩(wěn)定， 年產(chǎn) 60 萬噸烯烴分廠設(shè)計 初步設(shè)計說明書 20 催化劑可以連續(xù)再生，反應(yīng)器單位產(chǎn)能大，單位投資低。C 圖 34 不同停留時間對產(chǎn)物分布的影響 （ 在用 Aspen Plus 進行整個流程的模擬時用的就是上圖的數(shù)據(jù)，其他產(chǎn)物的數(shù)據(jù)參照神華 DMTO 合成氣數(shù)據(jù)。 合成工藝條件的選擇 反應(yīng)溫度的選擇 Pr