【正文】 ） （注：以上圖表源自文獻《 REDUCING METHANE FORMATION IN METHANOL TO OLEFINS REACTION ON METAL IMPREGNATED SAPO34 MOLECULAR SIEVE》） 反應壓力的選擇 據(jù)文獻報道，甲醇制烯烴的反應壓力在 ~ 之間甲醇轉化率及產(chǎn)物中低碳烯烴選擇性都比較高，因此，選用 的反應壓力。 年產(chǎn) 60 萬噸烯烴分廠設計 初步設計說明書 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。 因此，我們選擇流化床反應器作為 MTO 工藝的反應器。在 MTO 反應過程中適宜采用流化床反應器形式。在流化床反應器中工業(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。 圖 36 本工藝采用流程 MTO 工藝反應器及合成工藝條件的選擇 反應器的選擇 MTO 工業(yè)生產(chǎn)所用的反應器存在以下幾方面的弊端：①由于反應的強放熱，必須采用多段冷激固定床反應器；②由于催化劑的快失活，必須采用多個固定床反應器進行動態(tài)操作；③相對于可以進行催化劑循環(huán)的反應器來說，固定床內的催化劑再生操作較為復雜；④對于固定床反應器來說，存在著顯著的床層壓降。其中一部 年產(chǎn) 60 萬噸烯烴分廠設計 初步設計說明書 19 分的低壓蒸汽用于氣提塔中，將前面閃蒸罐液相出料中的烴類物質進行回收，防止大量烴類物質從閃蒸罐液相出料中流失。因為為維持脫甲烷塔壓力不至于太高，其溫度會較低，如果進入脫甲烷塔的物料量減少，將會大大降低冷量消耗，節(jié)約能量。 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。 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焦現(xiàn)象 。 前脫丙烷分離流程 所謂前脫丙烷分離技術是指在進行脫甲烷之前先將碳三及輕組分與碳四及重組分 進行分離 ,并將分離出的碳三及輕組分送人深冷系統(tǒng)。脫乙烷塔塔釜料進人脫丙烷塔 ,脫丙烷塔頂?shù)奶既M人丙烯塔。碳二及輕組分進入冷箱和脫甲烷系統(tǒng)。 前脫乙烷流程 前脫乙烷技術是指分離流程的第一切割塔 為乙烷塔。 在進行第一步脫甲烷精餾時，由于甲烷的沸點很低， 深冷塔（脫甲烷塔）消耗冷量 較多；其次，順序流程是將所有的合成氣送入精餾塔精餾，流率很大，壓縮機循環(huán)量和流量 也 比較大， 對設備的要求高；脫乙烷塔塔底的液體進入脫丙烷塔，在塔頂分出 C3 餾分，塔底的液體為 C4 以上餾分，液體里面 可能會 含有二烯烴，二烯烴容易聚合結焦，所以脫丙烷塔塔底 年產(chǎn) 60 萬噸烯烴分廠設計 初步設計說明書 17 溫度不宜超過 100℃，并且必須加入阻聚劑，同時 為了防止結焦堵塞，脫丙烷塔一般有兩個再沸器，以便輪換檢修使用。依分子中所含碳原子個數(shù)從少到多的次序進行分離的技術稱為順序分離技術。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。生產(chǎn)流程如圖所示。大連化物所、中國石化洛陽石化工程公司和陜西省投資公司合作，在陜西省建成了甲醇處理量為 1 萬噸 /年的 工業(yè)示范裝置。該裝置也采用流化床反 應 再生形式 ，采用自行研制的DO123 型催化劑。生產(chǎn)流程見圖。最新的研究結果表明，甲醇轉化成乙烯＋丙烯的碳基選擇性可以達到85％～ 90％。可以通過改變反應器的操作，較大范圍地調整乙烯丙烯比。 通過上述分析，國內對乙烯和丙烯的需求均有一定的缺口，所以我們要從市場發(fā)展的角度選擇我們的工藝，由于 MTP 工藝目前還不夠成熟，而且 MTO 工 年產(chǎn) 60 萬噸烯烴分廠設計 初步設計說明書 14 藝可以通過調節(jié)反應器的操作條件控制乙烯和丙烯的配比 ， 還可以通過歧化反應可用乙烯和丁烯歧化來生產(chǎn)丙烯，也可以使丙烯歧化為乙烯和丁烯，并且不會影響催化劑的壽命，從而使產(chǎn)品分布更靈活，可以根據(jù)市場需求靈活調節(jié)乙烯和丙烯的產(chǎn)能， 因此，我們選擇 MTO 工藝作為我們分廠的生產(chǎn)工藝。同樣 MTO 技術經(jīng)濟性也優(yōu)于 MTP 技術。 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形式，生產(chǎn)低碳烯 烴的化工技術。且出口比例占產(chǎn)量的 60％以上，根據(jù) METI 預測，中東乙烯可出口的供應當量為 1740 萬噸。預計 20xx 年中東乙烯產(chǎn)能將達 2458 萬噸每 年 ，由于乙烯運輸成本較高 ，中東乙烯主要將以下游產(chǎn)品的出口來影響亞洲及我國市場 。而中東可出口的供應當量僅 440 萬噸 ，中國丙烯開發(fā)利用前景廣闊。到 20xx 年 ，國內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。 20xx 年總生產(chǎn)能力突破千萬噸大關 達 1007 萬噸每 年， 總產(chǎn)量為 915 萬噸 ，年均增長率分別為 ％和 ％ 。尤其中東聚丙烯產(chǎn)能將快速提高 ， 20xx 年產(chǎn)能將是目前的 倍 ，達到 1000 萬噸每 年。其中大約有 37％的丙烯被用于生產(chǎn)聚丙烯。但預計 2020 年乙烯的當量需求量年均增長率為 6%。 20xx 年全國乙烯產(chǎn)能 1026 萬噸，共生產(chǎn)乙烯 萬噸 ，表觀消費量 1106 萬噸。乙烯來源：①石腦油裂解；②天然氣中乙烷脫氫；③中東 及少量的天然氣制乙炔再生產(chǎn)乙烯；④天然氣、煤制烯烴。 年產(chǎn) 60 萬噸烯烴分廠設計 初步設計說明書 9 網(wǎng)上營銷 現(xiàn)在的網(wǎng)絡是一個高速發(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)絡來進行產(chǎn)品的交易，從而可以是產(chǎn)品的銷路擴大。 售后服務 擁有良好的售后服務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。通過這些目標市場和客戶，去影響和滲透其它的外圍市場和客戶，逐步建立起完善的銷售網(wǎng)絡。也可與原料供應商確立產(chǎn)業(yè)鏈結構，進一步穩(wěn)定市場占有率。 年產(chǎn) 60 萬噸烯烴分廠設計 初步設計說明書 8 銷售網(wǎng)絡的建立 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。會員提供會員價，即每噸降低 50 元，設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。然而要獲得客戶的青睞首先應保證較低的烯烴的供應價格，那就要從原煤價格、烯烴的生產(chǎn)經(jīng)濟規(guī)模、生產(chǎn)技術水平等方面降低烯烴的生產(chǎn)成本。 不僅要嚴格執(zhí)行分析化驗程序保證出廠產(chǎn)品的質量，還要建立完善的客戶意見反饋系統(tǒng)。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。 鄰省采購 可從鄰近省份河南、山西等產(chǎn)煤大省購買原料。此運輸路程相對來講還是較近的，成本較低。運輸路程短，成本低廉。 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。 煤 由于煤的主要開采有地區(qū)性，國內的煤資源主要集中在新疆、內蒙古、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。 年產(chǎn) 60 萬噸烯烴分廠設計 初步設計說明書 5 第 2章 原料采購及 產(chǎn)品營銷 原料采購 由于本分廠的主要原料甲醇都是由總廠下面的甲醇分廠合成后直接輸送而來。 主要危險品防護 本廠主要危險品性質及防護見附錄 MSDS 章節(jié)。通信設施先進，電力供應充足，自然資源豐富，商貿市場發(fā)達，投資條件優(yōu)越，涉外服務配套。城市功能基本健全，基礎設施比較完善。 產(chǎn)品方案 本廠產(chǎn)品主要有乙烯、丙烯、丁烯，并副產(chǎn)一定的低壓蒸汽。再經(jīng)產(chǎn)品分離段中的一系列精餾塔將剩余的烴類比較完全地分離。 工藝特點 本分廠以甲醇為原料，在流化床反應器中轉化生成氫氣、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 以上組分的復雜的混合物。 20xx “三井化學杯 ”大學生化工設計大賽指導書。 設計依據(jù) 化工工程設計相關規(guī)定。 項目總投資 萬元，其中固定資產(chǎn)投資 萬元，從中國建設銀行銀行貸款 500000 萬元，其余由自有資金注入。 年產(chǎn) 60 萬噸烯烴分廠設計 初步設計說明書 年產(chǎn) 60 萬噸烯烴分廠初步設計說明 第 二 篇 初步設計說明書 目錄 第 1 章 總論 ............................................................................................... 1 項目概況 ................................................................................. 1 設計依據(jù) ................................................................................. 1 工藝特點 ................................................................................. 1 產(chǎn)品方案 ................................................................................. 1 主要物料規(guī)格 及消耗 ............................................................. 2 廠址概況 ................................................................................. 3 主要危險品防護 ..................................................................... 3 全廠綜合經(jīng)濟技術指標 ......................................................... 3 第 2 章 原料采購及產(chǎn)品營銷 ................................................................... 5 原料采購 .............