30万吨年丙烷脱氢制丙烯生产项目0-项目摘要.docx

30万吨年丙烷脱氢制丙烯生产工程工程摘要厂址选在广东省惠州市惠阳区环大亚湾经济园石化园区内，园区作为广东省 石油化工重点开展的化学工业基地之一，公共设施完善，企业集群使内部产业链 优势明显原料液化石油气直接来自园区内中海石油炼化有限责任公司惠州炼油 分公司，方便快捷三废处理、公用工程均有配套产、也供应园区还得到了政府 的政策扶助优惠和资金技术支持，注重产业的健康可持续开展＞总厂布置总图布置贯彻“十分珍惜和合理利用每寸土地，切实保护耕地”的基本国策， 因地制宜，节约用地，提高土地利用率坚持做到：符合国情，布置合理，生产 平安，技术先进，保护环境，节省投资，运营费低根据人车别离理念，分设车 流通道和人员通道，减少交通阻力采用了平行布置，将生产区与生活区布置在 厂区径向干道两侧，使二者互不影响并且根据紧凑集中理念，合理布置厂区内 建筑及车间位置，到达高效稳定平安的生产布置厂区长360m,宽260m,总占 地面积96200m—主要包括厂前区、生产辅助区、生产区和储运区等区域我们 使用AutoCAD进行厂区的平面设计（厂区平面布置图如图6-1所示），并用PDMS、 Sketch Up. Lumion等软件绘制了厂区的立体效果图，有助于直观地了解厂区的图6-1厂区总平面布置图＞车间及管道布置本工程使用PDMS对三个工段进行了设备布置和详细的管道布置，确定了 管道的走向，并得到了每根管道的轴测图。

另外，还利用AutoCAD对进行了设 备布置图的绘制车间三维布置图如图6-2所示图6-2车间三维布置图七、经济效益分析过对该工程进行投资估算和财务评价，全厂的综合经济技术指标如表7“所 示表综合经济技术指标序号指标名称单位数值1设计规模万吨/年302占地面积平方米962003建筑面积平方米279254年操作时间小时/年80005工程工程总投资万元59290.996固定资产投资万元38577.937直接材料费万元/年214405.248总定员人1309年本钱费用万元/年241508.9410全厂总产值万元/年287574.0011年净利润总额万元/年29369.7812投资利润率%49.5313投资利税率%77.6914内部收益率%32.0015投资回收期年5.1716投资净现值(税后)万元/年58127.53八、总结本工程依据化工设计相关规范，完成了 Oleflex法丙烷脱氢3()万吨/年丙烯 生产工程的初步设计工程采用Aspen Plus完成了全流程的模拟计算，根据模拟 结果采用夹点技术结合Aspen Energy Analyzer进行热集成分析，大幅降低能耗; 利用KG-Tower和SW6等软件进行了设备设计与校核;采用Comsol Multiphysics 进行了反响器设计和优化；平安方面引入HAZOP分析方法、RiskSyslem软件等 进行平安预评估，并提出应对措施；环境方面引入EIAN、ALOHA等进行环境 预评估；控制方面除常规控制系统外，还运用Aspen Dynamics对塔设备进行动 态模拟：利用PDMS软件进行工厂三维布置和配管设计：采用AutoCAD绘制了 工艺流程PID、PFD图、设备工艺条件图、平立面布置图等。

文档方面，完成了 包括《初步设计说明书》、《可行性研究报告》等一系列设计文档目录一、工程简介3二、工艺介绍3原料及产品方案3工艺流程4三、设备与控制5设备选型与设计5控制方案5四、节能降耗5夹点技术5热泵精饰6有机朗肯循环7其他7五、平安与环境7平安风险分析8HAZOP 分析8三废处理8ALOHA 分析8六、厂址选择与厂区布置8车间及管道布置10七、经济效益分析10八、总结11一、工程简介丙烯是重要的有机化工原料，除了用于制造聚丙烯（约占60%）外，还作为 生产丙烯月青、丁醇、辛醇、环氧丙烷、异丙苯及壬基酚等下游产品的主要原料 当前.，世界丙烯需求增长率己经高于乙烯，丙烯/乙烯需求比例呈持续增高的趋 势国内丙烯处于供不应求的局面，市场缺口虽有所减小，但依然存在未来几 年，虽然国内规划有多套丙烷脱氢装置建设，但根据目前各家企业的生产状况来 看，各套装置均有完善的下游配套设施，而煤制烯烽工程也基本完全配套，因此 进入市场的丙烯商品量仍然不多未来丙烯供应短缺还将加剧丙烷脱氢制丙烯 工程如果能够在国内建设，将缓解我国丙烯供不应求的现状目前我国丙烯供不应求的局面为广东惠州大亚湾石化园区开展丙烯工程提 供了大好机遇。

本着资源化化利用能源的思想和“低碳、平安、环保”的理念, 在大量文献调研的基础上，创新性利用中海油惠州炼化总厂的液化石油气资源， 设计一座年产30万吨丙烯的分厂工程采用Oleflex工艺丙烷脱氢生产丙烯，具 有平安可行、生产效率高、能源利用合理等特点二、工艺介绍＞原料及产品方案本产品主要原料是液化石油气，量为58.61万吨/年，具体组成如下：表2-1液化石油气组成表本工程的产品，包括聚合级丙烯、C4液化气、氢气等，其规格如表2-2所成分乙烷乙烯丙烷丙烯异丁烷含量（W%）1.710.0134.4225.8222.58成分正丁烷丁烯丁二烯硫化氢甲硫醇含量（W%）5.525.464.450.010.02示:表2・2本工程产品规格名称年产量单位备注主产品丙烯32.26万吨聚合级副产品氢气1.51万吨>99.99wt%C4液化气22.39万吨>99.6wt%,自用其中3.5万吨低压蒸汽10.02万吨急冷锅炉副产、自用其中7.2万吨C2燃料气2.05万吨>93wt%> 自用PSA副产燃料气1.13万吨/年自用>工艺流程本工程采用液化石油气制取丙烯路线，历经原料预处理（第一工段），丙烷 脱氢反响工段（第二工段），氢气别离及选择性加氢工段（第三工段），得到聚合 级丙烯，副产C4液化气，C2燃料气，高纯度氢气等产品。

C4去储罐C2去燃料气系统丙端去储耀tH2空气含硫LPG新鲜碱液脱硫单元脱丙烷塔脱乙烷塔急冷锅炉循环C2,C3循环碱液碱渣、含硫空气去三废处理贵气去总厂C2,C3C1去燃料气系统变压吸附低温别离<1富氢气多级压缩图2・1产品总工艺路线图液化石油气（LPG）脱硫后进入脱丙烷塔、脱乙烷塔、丙烯精制塔（原料预 处理工段）进行原料预处理，得到99.6wt%聚合级丙烯产品和高纯度丙烷高纯 度丙烷与新鲜氢气、经变压吸附的99.99wt%的循环氢气混合进入“丙烷脱氢反 应工段”进行丙烷脱氢反响，反响产物进入“氢气别离及选择加氢工段”经过急 冷、多级压缩、丙烯-乙烯复叠式制冷别离出富氢气和丙烯、丙烷混合物，富氢 气经变压吸附得到99.99wt%氢气，丙烯、丙烷混合物与变压吸附产品氢气混合 进入选择加氢反响器，反响产物循环回脱乙烷塔，脱去轻组分三、设备与控制＞设备选型与设计本工程根据Aspen Plus的模拟结果，我们对工艺流程中的丙烷脱氢反响器 R0201.脱丙烷塔T0102、换热器E0302进行了详细设计，包括基本的设备设计 参数和特殊内构件的设计利用COMSOLMultiphysics对丙烷脱氢反响进行反响 体积的模拟以及反响器的长径比的优化和确定。

利用SW6-2011及KG-Tower软 件对流程中的全部塔设备进行了工艺设计、基本参数设计和机械强度校核利用 EDR和SW6-2011对换热器进行了工艺设计、选型、基本参数设计和机械强度校 核此外还对泵、压缩机、储罐、气液别离器、回流罐等设备进行了合理选型＞控制方案在本工程设计中，我们首先考虑了正常生产时的稳态控制策略我们设计的 控制系统主要由DCS集散型控制系统组成，主要用信息反响来控制泄压阀的开 启、阀门流量以及显示各压力容器和管路的压力、温度、液位等用到的复杂控 制系统有进料量的比值控制、塔顶温度-回流量串级控制、塔釜液位-出料量均匀 控制等反响器控制中，我们设置独立于DCS控制系统，平安级别高于DCS控 制系统的ESD紧急停车系统进行反响器内温度的联锁保护，当生产装置出现紧 急情况时，不需要经过DCS系统，而直接由ESD发出保护联锁信号，对现场设 备进行平安保护，防止危险扩散造成巨大损失对一些关键设备,特别是塔设备，我们考虑了非正常情况下（进料流量发生） 控制，利用Aspen Dynamics软件对其进行了动态模拟四、节能降耗＞夹点技术通过使用Aspen Energy Analyzer软件，根据夹点设计法，结合本厂设备布置的实际情况，将全厂分为三个车间，在满足设计目标公用工程费用最小和设备费全厂节能效果如下表所示:表4・1全厂冷热公用工程比照工程热公用工程/kW冷公用工程/kW匹配前4.437x1048.869x104匹配后2.943x1047.376x104物流匹配节能百分率33.67%16.83%＞热泵精储在原料预处理工段中丙烷和丙烯别离塔采用了热泵精储技术，流程图如下:＜聚合级丙烯00丙烷丙烯混合物T0103丙烯精制热泵双塔TO 104图4-3丙烯精制热泵双塔模拟流程图使用热泵精储技术后的节能效果如下表所示:表4・2普通精储与热泵精储能耗比照工程冷凝器负荷(kW)再沸器负荷(kW)普通精储57551.857271.8热泵精储16766.40电热能转化：50959.139总节能效果41.02%＞有机朗肯循环由变压吸附吸附的循环氢气压力为11 bar,需要降压至2.5bar才能与丙烷混 合进入丙烷脱氢装置。

因此采用膨胀机降压至2.5bar,膨胀机出口温度为-76.9°C 降压后的氢气属于低温热源可以通过有机朗肯循环回收其冷量，带动汽轮机发电利用有机朗肯循环可以将-76.9℃的氢气温度升至3℃,回收了其冷能，并产 生298.845kW的电能带动发电机转动＞其他本工程中，加热炉产生的高温烟道气用来产中压蒸汽借以驱动汽轮机，急冷 锅炉将副产低压蒸汽五、平安与环境>平安风险分析本工程采用RiskSystem软件对工厂的罐区及生产区进行了重大危险源辨识, 并根据物质的物性进行了罐区物质的源相分析，继而根据源相分析的结果进行了 池火事故模型预测、沸腾液体扩展蒸汽爆炸预测、蒸汽云爆炸模型预测分析了事 故的伤害范围采用道化学火灾、爆炸危险指数评价对重大危险源进行风险预评 估> HAZOP分析本工程采用HAZOP分析方法，分别以脱丙烷塔(T0102)> C4液化气储罐、 脱丙烷塔塔顶冷凝器为节点进行分析根据该设备可能产生的偏差如：进料流量 增大、回流比增大等进行系统分析，根据分析结果对可能产生的危险源和隐患进 行有效的预测，研究出偏离后果如：传热效果下降，别离效果降低等，采取一系 列平安措施如：液位指示、进料流量控制等，以此实现对该设备和系统的稳定控 制。

> 三废处理废水处理采用采用三级处理工艺，由预处理、生化处理、深度处理组成预 处理后用A/0生化处理工艺到达一级排放标准，然后用多介质过滤器和活性炭 过滤器进一步去除悬浮物质和有机物。