【正文】 ................................................................................................... 54 廢氣 ........................................................................................................ 54 廢水 ........................................................................................................ 54 廢渣 ........................................................................................................ 55 噪聲 ........................................................................................................ 55 場內(nèi)綠化 .......................................................................................................... 55 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 設(shè)計(jì)依據(jù) 《化工工廠初步設(shè)計(jì)文件內(nèi)容深度規(guī)定》（ 20xx年 06月 01日國家石油和化工工業(yè)局發(fā)布）及有關(guān)專業(yè)的國家標(biāo)準(zhǔn)。 所選擇的產(chǎn)品方案和技術(shù)方案應(yīng)是優(yōu)化的方案，以最大程度減少投資，提高項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益和抗風(fēng)險(xiǎn)能力。 2) 能源 化工廠需要大量的動(dòng)力和蒸汽，應(yīng)靠近燃料的供應(yīng)點(diǎn)。 廠址選定 本項(xiàng)目廠址選在蘭州市西固區(qū)，以蘭州石油化工公司和蘭州煉油廠為依托。 20xx 年 ，實(shí)現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值 億元，增長 %； 7 完成固定資產(chǎn)投資 億元，增長 %；實(shí)現(xiàn)社會(huì)消費(fèi)品零售總額 億元，增長 %；單位生產(chǎn)總值能耗下降 %；完成一般性財(cái)政收入 億元，增長 %；城鎮(zhèn)居民人均可支配收入、農(nóng)民人均純收入分別達(dá)到 13748 元、 6741 元，增長 %、 %。距蘭州市政府駐地約 18 公里，總面積 383 平方公里，是市西郊中心區(qū)。 國家的西部大開發(fā)戰(zhàn)略，給蘭州石化公司帶來了極大的發(fā)展機(jī)遇。 同樣，國內(nèi)的丙烯產(chǎn)量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場需求。 自然概況 地形地貌 南北環(huán)山，中間為黃河谷地。年平均日照 2780 小時(shí)。盡量采取可行的措施減少系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的不利影響，并對(duì)排出的污染物提出合理的治理方案。于是，我們決定根據(jù)任麗萍、趙國良、滕加偉、王仰東、謝在庫教授于 20xx 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。 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， 14 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。 4回流比的影響 取 Nstage= 26塊（理論 塔板數(shù) ）， 進(jìn)料板為第 14塊板時(shí)， Reboiler duty= 6500 kw（塔底再沸器） ， P=7bar（操作壓力） ， 改變回流比 ， 經(jīng) aspen模擬后得到下表： 表 回流比的影響 回流比 塔頂丙 烯收率 塔底丙烯損失率 塔頂異丁烷含量 圖 Se n s it iv it y S 1 R e s u lt s Su m m a r yVA R Y 1 BW T C OL SP EC M AS S R R 2 . 2 5 2 . 3 2 . 3 5 2 . 4 2 . 4 5 2 . 5 2 . 5 5 2 . 60.10.20.30.40.50.60.70.80.91T C 3 H 6 / (B C 3 H 6 + T C 3 H 6 ) BC 3 H 6 / (B C 3 H 6 + T C 3 H 6 ) T YD W 28 由圖可知，塔底丙烯摩爾分率、塔頂異丁烷的摩爾分率隨回流比的變化不大，綜合考慮，我們選取脫甲烷塔的回流比為 。 4 回流比的影響 表 回流比的影響 回流比 塔頂乙烯純度 塔頂丙烯流量 kg/hr 塔底乙烯流量 kg/hr 5 6 從 Aspen 導(dǎo)出塔板數(shù)與乙烯純度 及各組分 關(guān)系圖 33 圖 S e n s i t i vi t y S 1 R e s u l t s S u m m a ryV A R Y 1 Y X T C O L S P E C M A S S R RKG/HR 5 5 . 0 5 5 . 1 5 . 1 5 5 . 2 5 . 2 5 5 . 3 5 . 3 5 5 . 4 5 . 4 5 5 . 5 5 . 5 5 5 . 6 5 . 6 5 5 . 7 5 . 7 5 5 . 8 5 . 8 5 5 . 9 5 . 9 5 62040600.9940.9960.9981T C 2 H 4 T C 3 H 6 B C 2 H 4 從上面的表中和圖中，回流比取 時(shí)，塔頂餾出乙烯純度開始達(dá)到聚合級(jí)，塔頂塔丙烯流量，塔底乙烯流量均下降，考慮優(yōu)為 . 表 乙烯塔操作參數(shù) 操作壓力（ bar） 回流比（ 質(zhì)量比 ） 塔板數(shù) (塊 ) 進(jìn)料板 (塊 ) 塔頂流率 （ kg/hr） 15 20 8 9250 丙烯精餾塔操作參數(shù)的優(yōu)化 丙烯精餾塔主要是分離 丙烯和丙烷，而丙烯、丙烷的沸點(diǎn)接近，分離難度大，如何在最經(jīng)濟(jì)的條件下達(dá)到最佳的分離效果成為我們所要考慮的問題。 同理，按照上述壓力的優(yōu)化方式，我們分別得到了丙烯雙塔的最優(yōu)回流比、塔板數(shù)、進(jìn)料板位置，下面將優(yōu)化后的操作參數(shù)整理如下： 表 優(yōu)化后的操作參數(shù) 塔號(hào) 操作壓力（ bar） 回流比（ 質(zhì)量比 ） 塔板數(shù) (塊 ) 進(jìn)料板(塊 ) 塔頂流率 （ kg/hr） 高壓塔 18 90 75 14000 低壓塔 11 110 69 11750 38 精餾工段各塔操作參數(shù)總結(jié) 經(jīng)過模擬比較，我們得到了較優(yōu)的 精餾工段各精餾塔的操作參數(shù)，現(xiàn)將其列表如下： 表 精餾工段各精餾塔操作參數(shù) 塔號(hào) 操作壓力 (MP) 塔頂溫度 (℃ ) 塔釜溫度(℃ ) 塔板數(shù) (塊 ) 回流比 (質(zhì)量比 ) 脫丙烷塔 25 乙烯塔 20 丙烯精餾高壓塔 90 丙烯精餾低壓塔 110 17..9 全流程模擬 根據(jù)上述分析及模擬優(yōu)化結(jié)果，我們得到了如下最終用于全流程模擬的工藝流程，并完成了相應(yīng)的物料與能量衡算，結(jié)果參見附 錄。 第五章 供電與通信 設(shè)計(jì)說明 設(shè)計(jì)范圍 電能作為整個(gè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力來源，在整個(gè)化工生產(chǎn)中起 42 著重要的作用?；て髽I(yè)因?yàn)檫B續(xù)生產(chǎn)需要，對(duì)電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量的可靠性以及運(yùn)行的連續(xù)性提出了更高要求，一旦供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障，會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)場電動(dòng)機(jī)全線停車，使生產(chǎn)系統(tǒng)出現(xiàn)紊亂，從而影響了生產(chǎn)的正常運(yùn)行。 在整個(gè)生產(chǎn)過程中主要的重要的工藝參數(shù)集中到總控制室由DCS 系統(tǒng)顯示和控制。 圖 丙烯精餾雙塔目的： 圖 如圖所示，差壓熱耦合低能耗精餾過程將普通精餾塔分割為高壓分餾和低壓分餾兩個(gè)塔，高壓塔塔釜的液相物料在壓差推動(dòng)下進(jìn)入 35 低壓塔頂部 進(jìn)一步分離提純，高壓塔頂部出來的聚合級(jí)的丙烯蒸汽在壓差推動(dòng)下進(jìn)入低壓塔塔釜的換熱器進(jìn)行換熱，形成低壓塔塔底所需的再沸蒸汽，接著以產(chǎn)品產(chǎn)出，低壓塔塔底出來的丙烷作為燃料氣賣出，塔頂餾出聚合級(jí)的丙烯產(chǎn)品。 表 312 脫丙烷塔操作參數(shù) 操作壓力（ bar） 回流比（ 質(zhì)量比 ） 塔板數(shù) (塊 ) 進(jìn)料板 (塊 ) 再沸器負(fù)荷 kw 7 26 14 6500 乙烯 塔操作參數(shù)的優(yōu)化 經(jīng)過對(duì)脫丙烷塔的各操作參數(shù)的優(yōu)化，我 們發(fā)現(xiàn)塔板數(shù)、回流比、壓力的變化對(duì)精餾塔餾出組分含量的影響不明顯，因此在對(duì)乙烯的討論中，我們?cè)敿?xì)對(duì)進(jìn)料板位置進(jìn)行優(yōu)化。 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： 表 31 Aspen Plus 流程模擬 合成工段物料衡算 Aspen plus 模擬合成工段示意圖如下 物料衡算列表如下 催化劑 溫度 壓力 水蒸氣用量 反應(yīng)器 空速 HZSM5 580℃ 2500KG/h 固定床列管式反應(yīng)器（外熱式） 15 表 32 Stream ID Feed C1out H1out Steam M1out H2out Reout 溫度 (℃ ) 25 300 295 580 550 壓力 (bar) 氣相分率 1 1 1 1 1 1 1 摩爾流率 (kmol/hr) 質(zhì)量流率 (kg/hr) 750000 75000 75000 75000 77500 77500 77500 MASS FLOW (kg/hr) C4H81 33450 33450 33450 33450 33450 C4H85 150 150 150 150 150 150 C4H82 C4H83 18480 18480 18480 18480 18480 C4H101 C4H102 4800 4800 4800 4800 4800 4800 C6H123 H2O 2500 2500 2500 2500 C3H62 C2H4 C3H8 MASS FRACTION C4H81 C4H85 C4H82 C4H83 C4H101 C4H102 C6H123 H2O 1 C3H62 C2H4 C3H8 16 預(yù)分離工段物料衡算 Aspen plus 模擬預(yù)分離工段流程圖如下： 物料衡算列表如下 表 33 Stream ID H3OUT H4OUT F1OUT1 F1OUT2 C2OUT H5OUT H6OUT 溫度 (℃ ) 300 40 40 40 25 5 壓力 (bar) 3 3 3 氣相分率 1 1 0 1 摩爾流率 (kmol/hr) 質(zhì)量流率 (kg/hr) 77500 77500 3 3 3 3 MASS FLOW (kg/hr) C4H81 C4H85 150 150 150 TRACE 150 150 150 C4H82 C4H83 C4H101 C4H102 4800 4800 4800 TRACE 4800 4800 4800 C6H123 TRACE H2O 2500 2500 17 C3H62 C2H4 C3H8