30万吨甲醇合成烯烃项目设计

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1、本科生毕业设计（论文）设计摘要我国能源结构特点是“富煤、缺油、少气”，原料结构多元化已经成为我国石化行业发展的必然选择。国内低碳烯烃需求量大，但长期以来自给率只有50%左右，需要大量进口石油生产低碳烯烃。在世界石油资源日趋紧张、油价上涨的现状下，甲醇成为最具有潜质的石油替代品。以甲醇制取低碳烯烃的MTO技术，可缓解石脑油资源的不足，将成为我国低碳烯烃生产的一条新路线。我们小组设计了30万吨甲醇合成烯烃项目，所采用的是MTO技术。目前，已经完成可行性报告、初步设计说明、物料流程图、工艺流程图及3D图。一、工艺技术方案（1）原料路线2CH3OH→CH3OCH3→低碳烯烃

2、（主反应）CH3OCH3→高碳烯烃+烷烃+芳烃（副反应）两子甲醇首先脱水生成一分子二甲醚，并转化为低碳烯烃（C2-C4），进一步的反应将导致高碳烯烃、烷烃以及芳烃的生成。该反应需要在SAPO-34分子筛催化剂的作用下完成。SAPO-34在甲醇转化剂制烯烃的反应表现出突出的优越性，甲醇转化率接近100%，低碳烯烃选择性高达90%。MTO反应对甲醇要求不高，可采用未经精制的含水粗甲醇。（2）工艺流程a．反应-再生系统MTO反应器采用流化床反应器设计。来自甲醇汽化工段的过热甲醇蒸汽在流化床密相区与SAPO-34催化剂接触，完成转化，产品气与部分催化剂颗粒进入流化床稀相区，

3、经两级旋风分离器，大部分的催化剂回到反应器密相区。产品气与少量夹带的催化剂进入外部三级旋风分离器进一步分离后进入产品预分离工段。反应器、再生器采用同高并列式排布。催化剂通过U型管在两器之间循环，实现反应-再生。U型管中通入蒸汽进行松动、汽提，提供压差以调节催化剂循环量。在再生器中，失活的催化剂与主风机输送的空气接触，完成烧焦再生。b．产品气急冷及预分离IX本科生毕业设计（论文）来自MTO反应器的产品气经过原料换热降至30℃，进入急冷塔的底部。产品气中大部分的水冷凝下来进入急冷塔底部。急冷塔塔底的急冷水及反应气冷凝水中溶解了甲醇、二甲醚等含氧化合物，经过沉降罐沉降去除

4、反应气中携带的催化剂等固体杂质后，进行气提处理。气提塔塔底得到仅含有少量甲醇的净化水。净化水可以作为原料预热及烯烃分离单元部分塔底再沸器的热源，并通过循环水冷却器进一步冷却，作为水洗塔的一股进料，实现了水循环利用。在汽提塔中轻烃类产品得到回收，轻烃类产品从汽提气分离罐顶部与急冷塔顶产品一起进入一、二段压缩机。a．氧化物等杂质脱除经急冷后的产品气经一、二段压缩，气相烃进入碱洗塔、干燥塔脱除二氧化碳和水后，进入烯烃分离单元。b．烯烃分离单元反应原料气经压缩、碱洗和干燥后经加压冷凝，然后通入脱乙烷塔、脱甲烷塔、乙烯精馏塔、丙烯精馏塔，分离出乙烯和丙烯。一、节能技术整个MT

5、O工艺流程，产热量大于需热量，这为减少热公用工程提供了可能。事实上，通过对物流的深入分析，对多股冷、热流股进行了匹配，实现了能量集成。图1温-焓图IX本科生毕业设计（论文）一、总厂及车间布置（1）厂址选择我们的厂址选择在锦州工业园区，它是京津唐经济区与东北经济区、环渤海经济区的结点，是辽宁省“五点一线”重点发展区域之一。锦州工业园区煤炭资源丰富，拥有得天独厚的区位优势，交通网络四通八达，地理位置优越，拥有大量未开发的土地资源，有利于发展煤化工产业。工业区内已有多家煤化工综合企业，基础设施健全。（2）厂址布置全厂总平面布置分为生产区、储运区、辅助生产区及办公生活区，总

6、占地面积161.06平方公里。图2全厂俯视图IX本科生毕业设计（论文）图3反应段3DIX本科生毕业设计（论文）一、经济评价根据国家相关政策及全厂设计结果，我们进行了全厂技术经济评价，结果如下：表1主要经济指标序号指标名称单位数值1设计规模万吨/年10.72年操作时间小时/年72003原料及辅助材料消耗万元/年51639.2454工厂用地面积平方米158305建筑面积平方米40506总定员人3757总投资万元32064.3898产品年总收益万元/年95803.749投资回收期年2.4610全投资净现值万元9347911投资利润率%54.6912投资利税率%38.371

7、3税后利润万元/年1976014贷款偿还期年515盈亏平衡点%17.96二、总结在项目设计中，我们完成项目可行性研究报告、初步设计说明书。使用了Aspenplus完成了全流程的模拟以及热交换网络的设计。物料流程图（PFD和带控制点的工艺流程图（PID）由Autocad2010完成。我们还使用了Plant3D进行全厂3D绘图。IX本科生毕业设计（论文）目录第一章总论11.1项目介绍11.2设计依据11.3设计原则11.3.1严格贯彻执行国家的环境保护条例11.3.2内部与外部约束条件21.4厂址概况21.5产品方案31.6主要物料规格及消耗31.7主要经济指标4第