2013年全国化工设计大赛答辩PPT.pdf 66页

'56万吨/年混合碳四制烯烃项目报告纸上得绝项Background工厂经项来知ProcessEconomySummary终此目艺址Site济目觉事浅要背阐厂分总躬景述区析结行 混合碳四资源(Thesourcesofrawmaterials)项2015年，我国总混合碳四资源直目炼油能力将达接作为燃料或销背6.8~7.0亿吨/年；售均不利于提高景我国乙烯产能将其经济效益和社Background达到2700万吨/年会效益混合碳四产量骤增 丙烯乙烯下游产品(Propene&Ethene)项目背景Background丙烯、乙烯的供给是否充足将直接影响到下游产业发展 丙烯乙烯供需情况(Propene&Ethene)项目背景Background 工艺选择(Processes)项目背景Background 项目背景Background茂名石化工业园区56万吨/年混合碳四制烯烃项目 工艺工艺设计设备选型阐ProcessEquipment述ProcessdesigndesignPresentation换热网络及自动控制及热集成安全分析HeatControl&integrationSafety 总览(Overview)工艺设计Processdesign反应—再生系统回收分离系统(Reaction回收分离系统-Regeneration)(Separation)(Separation) 反应—再生系统(Reaction-Regeneration)工艺炼油厂FCC设混合碳四(FCCmixed计C4s)Processdesign乙烯厂抽余碳四(RaffinateC4sfromethyleneplant) 反应—再生系统(Reaction-Regeneration)工艺设计Processdesign油洗塔碱洗塔(Oilwashingtower)(Causticwashingtower) 回收分离系统(Rectification)工高压管网艺(Tonetwork)设计Processdesign脱乙烷塔(Deethanizer)脱戊烷塔(Depentanizer)干燥塔脱丙烷塔脱甲烷塔(Demethanizer)(Dryingtower)(Depropanizer) 回收分离系统(Rectification)工艺设计Processdesign脱乙烷塔乙烯精馏塔第一、第二丙烯精馏塔(Deethanizer)(Ethenerectifier)(1st/2ndpropenerectifier) 回收分离系统(Rectification)工回炼艺(Recycle)设计Processdesign丙烯总产率(Yield)：48.2%乙烯总产率(Yield)芳烃汽油储罐：22.5%(Aromaticgasolinetank)脱戊烷塔脱己烷塔(Depentanizer)(Dehexanizer) 物料衡算(Materialbalance)工项目物流名称用量(kg/h)用量(万吨/年)百分比/%艺抽余碳四6388251.1172.60设水蒸气21871.752.49进料计空气2192817.5424.91Processdesign合计8799770.40100丙烯3259126.0737.04乙烯1458411.6716.57丙烷55554.446.31乙烷30962.483.52芳烃汽油49103.935.58出料烟气2208717.6725.10污水29212.343.32甲烷和氢气15801.261.80损失6730.540.76合计8799770.40100 工艺特点(Processcharacteristics)工艺设采用两段提升管反应器计Processdesign原料来源灵活C4~C6馏分循环裂解 工艺工艺设计设备选型阐ProcessEquipment述ProcessPresentationdesigndesign换热网络及自动控制及热集成安全分析HeatControl&integrationSafety 分区设计(Splitplotdesign)换热网络及热集成Heatintegration低温段非低温段CryogenicNoncryogenic 复合曲线、总复合曲线(Compositecurves&Grandcompositecurve)换热网络及热夹点温差=10.0℃夹点温度=55.9℃集MinimumpermissibletemperaturedifferencePinchtemperature成Heatintegration 总费用对比(Totalcostcomparison)换热网络及热集成HeatintegrationTotalCostIndex(cost/s) 优化前后总费用对比(Totalcostcomparison)换热网络及热集成HeatintegrationBeforeoptimizationAfteroptimization 优化后的换热网络(Optimizedheatexchangenetwork)换热网络及热集成Heatintegration 新鲜原料预热(Freshfeedpreheating)换压缩机出口物流热Compressoreffluent网55.11℃络丙烯精馏塔塔顶物流压缩机出口物流反应器出口产品CompressoreffluentProductsfromreactor及Overheadfrompropylenetower40.8％热37.27℃56.39℃600℃集新鲜原料Freshfeed34.1℃47.65℃反应器出口产品37.7℃38.9℃200.0℃成ProductsfromreactorHeat30.0℃77.68℃55.53℃154.3℃integration37.22℃59.2％50.06℃ 循环原料预热(Recyclefeedpreheating)换热网丙烯精馏塔塔顶物流反应器出口产品OverheadfrompropylenetowerReactorexportproducts络及37.38℃600.0℃热集循环原料32.5℃200.0℃Recyclefeed成Heat6.0℃integration37.13℃263.2℃ 热集成前后对比(Beforeandafterheatintegrationcomparison)换热(MW)网络节能63.7％及Energysaving节能81.7％热Energysaving集成HeatBeforeheatintegrationAfterheatintegrationintegration 工艺工艺设计设备选型阐ProcessEquipment述ProcessPresentationdesigndesign换热网络及自动控制及热集成安全分析HeatControl&integrationSafety 总览(Overview)设塔设备备设计B(Towers)选型Equipmentdesign反-再系统设计(R-Rsystem)设备选型A(EquipmentCdesign)换热器设计(Heatexchangers)其余设备设计D(Others) 反-再系统设计(R-Rsystem)设外集气二室级高效旋风分离器ExternalcollectingTwo-stagecycloneseparatorschamber备沉降段DiluteSettlingsection选稀型phase相StrippingsectionEquipmentdesign区RiserDense提升二管密汽Externalcyclebed提床Cokeburningdrum段外循烧环焦斜罐pipe管 反-再系统设计(R-Rsystem)设去三旋烟气备反应油气FluegasReactioneffluent选RecyclefeedFreshfeed型新循Equipmentdesign鲜环原原料料Regeneratedcatalyst再S生trippingsteam燃料油剂Fueloil汽提蒸主风汽Mainair 反-再系统-主要操作条件(R-Rsystem-MainConditions)设备反应温度：600℃选型反应压力：0.1MPaEquipmentdesign烧焦温度：700℃质量空速：10h-1停留时间：1.2s 反-再系统-尺寸设计(R-Rsystem-Size)设L：20.60mL：23.84mD：1.3mD：1.0m备选型H：8.0mEquipmentdesignH：10.0mD：5.0mD：7.0mH：9.0mH：8.0mD：2.5mD：5.0mH：13.0mD：2.25m 反-再系统-其他设备(R-Rsystem-Others)设备二级旋风分离器选型选型三旋选型Equipmentdesign余热锅炉选型主风机和CO焚烧炉选型 塔设备(Towers)设备Aspen机械设计选初步模拟及强度校核型(Primary(MechanicalEquipmentdesignsimulation)design)CUP-TOWER详细设计与校核(Detaileddesign) 设计温度设计压力内径设备位号设备名称塔型塔板类型塔板数溢流类型℃MPamm热集成前后冷热公用工程对比T0202脱丙烷塔板式塔浮阀塔板1201.50342600双溢流设T0203脱甲烷塔板式塔浮阀塔板-1703.00261800单溢流备T0301脱乙烷塔板式塔浮阀塔板1002.50501800单溢流选T0401脱戊烷塔板式塔浮阀塔板1701.00441600单溢流T0402脱己烷塔板式塔浮阀塔板1300.50341400单溢流型T0302乙烯精馏塔板式塔浮阀塔板-502.00731600单溢流第一丙烯精T0303板式塔浮阀塔板601.801204400双溢流馏塔第二丙烯精T0304板式塔浮阀塔板702.001204400双溢流馏塔T0101油洗塔板式塔浮阀塔板1002.00302400单溢流T0102碱洗塔板式塔浮阀塔板801.38252600双溢流T0201干燥塔板式塔浮阀塔板801.20273800双溢流 换热器(Heatexchangers)设123备选型确定换热器Aspen模HTRI详细Equipmentdesign个数及换热拟得出流股设计及校核流股物性数据(Detailed(Statistics)(Simulation)design) 介质换热面积重量型号排列方式2mkg管程壳程E-110AES1000-0.25/0.6-593.6-4.5/19热集成前后冷热公用工程对比-2Ⅱ反应器出口产品新鲜原料正三角形539.624823.6反应器出口产品循环原料E-111AES1000-0.25-701.3-4.5/25-1Ⅱ正三角形701.332258.8反应器出口产品脱戊烷塔塔底物流E-112BKS600-0.25/0.60-197.9-3/19-1Ⅱ正三角形197.99101.8脱己烷塔塔顶物流丙烯精馏塔塔底物流E-113BKS500-0.25/1.60-35.3-3/19-1I正三角形35.31623.7压缩机出口物流丙烯精馏塔塔底物流设E-114BKS1200-1.60-836.8-4.5/19-2Ⅱ正三角形836.838491.1反应器出口产品丙烯精馏塔塔底物流E-115BKS1200-0.25/1.60-953.3-6/25-2Ⅱ正三角形953.343851.1脱己烷塔进料脱乙烷塔塔底物流备E-116BKS400-0.60/2.50-11.6-3/19-1I正三角形11.6533.6反应器出口产品脱乙烷塔塔底物流E-117BKS600-0.25/2.50-188.0-3/19-1Ⅱ正三角形188.08649.5选E-118AES800-1.6-205.9-4.5/19-1Ⅱ丙烯精馏塔塔顶物流丙烯冷剂正三角形205.99470.6冷却水脱戊烷塔塔顶物流型E-119AEM800-0.6-130.7-3/19-1I正三角形130.73921.8丙烯精馏塔塔底物流低压蒸汽E-120BKS400-1.6-11.6-3/19-1Ⅱ正三角形7.7354.2脱丙烷塔塔底物流低压蒸汽E-121BKS600-1.6-93.7-3/19-1Ⅱ正三角形93.44297.0压缩机出口物流新鲜原料E-122BEM500-1.60/0.60-32.4-3/19-1I正三角形32.4973.0丙烯精馏塔塔顶物流循环原料E-123BEM1000-1.60/0.25-331.6-4.5/19-1I正三角形331.69949.4冷却水丙烯精馏塔塔顶物流E-124AEM1200-1.6-550.1-6/25-2I正三角形550.116503.8压缩机出口物流丙烯精馏塔塔底物流E-125BKS500-1.6-17.2-3/19-1I正三角形17.2791.0反应器出口产品丙烯精馏塔塔底物流E-126BKS1600-0.25/1.60-1270.8-6/25-4Ⅱ正三角形1270.858456.5压缩机出口物流新鲜原料E-127BEM600-0.25/0.60-101.3-3/19-1I正三角形101.33038.2BEM1200-0.25/0.60-951.7-4.5/19-反应器出口产品新鲜原料E-1282Ⅱ正三角形951.728550.6 其余设备(Others)设压缩机备(Compressors)选鼓风机(Blowers)型Equipmentdesign泵(Pumps)罐(Tanks) 流量扬程转速效率轴功率编号名称型号m3/hmr/min%kWP0101A/B油洗塔油料循环泵IH100-65-315B889729007238.7P0102A/B碱洗塔塔底回流泵80FB1-38543829607015.7P0103A/B碱洗塔中间回流泵80FB1-38543829606217.7工P0104A/B碱洗塔塔顶回流泵80FB1-38543829606217.7艺P0202A/B脱戊烷塔进料泵IRG100-2001005029007522P0203A/B脱丙烷塔塔顶回流泵ISL150-4002005029505228阐P0204A/B脱乙烷塔进料泵IRG100-250(Ⅰ)A1407029007517P0205A/B脱甲烷塔塔顶回流泵IHGB250-2505502014508116述P0301A/B脱乙烷塔塔顶回流泵EHG250-200-4006485214507553.7P0302A/B丙烯精馏塔进料输送泵IMC100-65-2001008029006060P0303A/B乙烯精馏塔塔顶回流泵IHG300-3157203214509029P0304A/B乙烷输送泵50-32-20012.5502900481.55P0305A/B丙烷输送泵50-32-20012.5502900481.55P0306A/B第一丙烯精馏塔塔顶回流泵350S125A792100145085122.7P0307A/B第二丙烯精馏塔塔顶回流泵350S125A752100145085116.8P0401A/B脱戊烷塔塔顶回流泵65-40-20025502950711.66 容公称直径高度或总位号名称形式数量标准积m3mm长mmV0504A/B原料抽余碳四储罐球罐300018000220000——V0505A/B抽余碳四计量罐球罐65010700212750——工V0501A/B乙烯产品储罐球罐100012300214350——V0502A/B/C/D丙烯产品储罐球罐150014200416100——艺V0506A/B/C乙烷储罐球罐65010700312750——阐V0507丙烷储罐球罐65010700112750——述V0503A/B/C芳烃汽油储罐立式内浮顶2005500310847HG21502.1-92-103B0201脱丙烷塔回流罐卧式椭圆形封头储罐50200015508HG5-1580-85-252V0301脱乙烷塔回流罐卧式椭圆形封头储罐12180015216HG5-1580-85-518V0302乙烯精馏塔回流罐卧式椭圆形封头储罐16200015540HG5-1580-85-520V0303丙烯精馏塔回流罐卧式椭圆形封头储罐803000211844HG5-1580-85-333V0401脱戊烷塔回流罐卧式椭圆形封头储罐6140014200HG5-1580-85-176V0402脱己烷塔回流罐卧式椭圆形封头储罐5140013566HG5-1580-85-41V0202脱甲烷塔回流罐卧式椭圆形封头储罐4120013912HG5-1580-85-575 工艺工艺设计设备选型阐ProcessEquipment述ProcessPresentationdesigndesign换热网络及自动控制及热集成安全分析HeatControl&integrationSafety 总览(Overview)自控及•自动控制系统的选择(SelectionofSystem)安•主要设备的自动控制(MainControler)全Control&Safety•脱乙烷塔自动控制(ControlofDeethanizer)•脱乙烷塔HAZOP分析(HAZOPofDeethanizer) 自动控制系统的选择(SelectionofSystem)自控及安全Control&SafetyDCS集散控制系统(Distributedcontrolsystem) 主要设备的自动控制(Maincontroler)自控及安全Control&Safety41 脱乙烷塔的自动控制(Controlofdeethanizer)自控塔顶压力控制回流罐液位控制及(Pressurecontrol)(LLcontrol)安全Control&Safety 脱乙烷塔的自动控制(Controlofdeethanizer)自控及安全Control&Safety塔釜液位控制提馏段温度控制(LLcontrol)(Temperaturecontrol) 脱乙烷塔HAZOP分析(HAZOPofdeethanizer)自塔顶压力过高控(OverhighPressure)及安回流量过小全Control&Safety进料量过大91(SmallReflux)(ExceededFlowrate)塔底温度过高(HighTemperature) 总览(Overview)厂1厂址选择(Location)址厂区Site2全厂布置(Plantlayout)车间设备布置及3D效果3(Planelayout&3Deffects) 厂址选择(Location)Railways&Roads公路：交通运207国道厂输方便325国道(Transportation)址280省道烯烃厂茂名素有“南方中石化茂名分公广湛高速公路产业厂油城”之称。经司拥有100铁路（园区拥有专用万吨/年优越原料来(Industry)碳四项目过五十多年的发铁路）：区源方便茂名石化乙烯生产能力，三茂铁路Site(Abundant展Feeds)，茂名已成为炼油能力在2012河茂铁路工业园全国最大的石油年第一季度已洛湛铁路扩(Location化工生产基地之改至2000港口：万吨/年。Advantages)茂名港一。政策优惠完善(ReferentialPolicy)总厂优势(Generalplant) AdministrativeArea厂区布置(Plantlayout)装(LoadingArea)行卸政厂储罐区区生(StorageArea)和址活仓厂库区区Site(AuxiliaryProductionArea)(ReserveLand)预辅留助发生产装置区生展(ProductionArea)产用区地 车间设备布置(Planelayout)厂址厂区Site 3D效果(3Deffects)厂址厂区Site生产装置区(Productionarea) 3D效果(3Deffects)厂址厂区Site装卸区和仓库(Loadingarea) 3D效果(3Deffects)厂址厂区Site储罐区(Storagearea) 3D效果(3Deffects)厂址厂区Site辅助生产区(Auxiliaryproductionarea) 3D效果(3Deffects)厂址厂区Site全厂3D效果(3Deffects) 建设期总投资(TotalInvestment)经流动资金建设期贷款济(Floatingassets)利息分(Constructionperiod2.1亿元loaninterest)析1.4亿元Economy固定资产建设总投资(Fixedassets(Totalinvestment)investment)17.8亿元21.3亿元 融资方案(FinancingPackage)经济项目建设总投资(Totalinvestment)分21.3亿元析Economy银行贷款总厂提供集资(Loans)(Generalplant(Raisingsupply)funds)10亿元10亿元1.3亿元 财务评价(FinancialEvaluation)经济分投资利润率投资利税率析EconomyInvestmentprofitmarginInvestmentprofitandtaxesrate46.7%>26.0%59.7%>38.0%投资回收期Investmentrecoveryperiod6.68年 盈亏平衡分析(Breakeven)经济净现值13.7亿元NPV分析Economy盈亏平衡点12.7万吨QBEP盈亏平衡点率30.3%FBEP 敏感性分析(Sensitivity)经济分析Economy 小结(Summary)经低成本投入济分析Economy敏感性分析经济可行合理的融资方案详尽的盈亏平衡分析 创新性总结(Innovationsummary)项资源利用方案创新目总原料来自炼油厂和乙烯厂，结有效将炼油和Summary过化工结合在一程原料与产品多起。产节丙烯乙烯产品级换热、烟机能量比2.17，结发电，优化能降C4~C6组分回构量利用。耗炼。创反-再系统采用新创中国石油大学新两段提升管专利技术。反应技术创新 工艺总结(Processsummary)项目总结Summary•反应单元采用Superflex工艺与•结合工业实际装置和经验理论••深入分析扰动因素，设计出安两段提升管技术相结合详尽科学的换热网络设计，得公式，对重要设备进行深入细•全性高的自控系统。分离单元采用成熟的前脱丙烷出最优的换热方案致的设计计算工艺 工作总结(Worksummary)项目总工作内容：结Summary项目可行性论证；工艺流程设计；设备设计；车间设备及总厂布置设计；经济分析及评价；安全及环保分析。 工作总结(Worksummary)项目总结设备设计:Summary1套反-再系统；11个塔设备；33套换热器；19组泵；17个储罐；8个回流罐。 工作总结(Worksummary)项目总57张图纸绘制：结4张工艺流程图(PFD)；Summary4张制冷系统原则流程图；11张带控制点的原则流程图(PID)；16张车间设备布置图；5张罐物流图；1张全厂布置图；15根管的轴测图；1张设备图。 56万吨/年混合碳四制烯烃项目报告Projectof560kt/aOlefinProductionfromMixedC4s'