万吨异丙苯装置生产流程设计

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1、10万吨/年异丙苯装置生产流程设计作者:宋峰郭建光指导教师:钱宇教授陆恩锡教授主要内容1.概述2.技术分析3.流程叙述4.流程模拟与优化5.过程控制6.总结(主要改进之处）7.建议概述（一）异丙苯的用途1.用作航空汽油添加剂2.异丙苯已成为制造苯酚和丙酮的原料（二）异丙苯的产量和市场需求1.预计全球1995~2010年年均需求增长率以3.8%的速率递增,预计2010年全球异丙苯需求量为1100万吨2.目前国外苯酚裝置規模基本在10万吨/年以上，新建裝置多在20万吨/年以上。而中国裝置規模最大的是

2、上海高桥石化公司8万吨/年的苯酚裝置（三）异丙苯的合成方法（1）均相三氯化铝法；（2）固体磷酸法（3）沸石分子筛催化法方法的选择（一）方法的选择采用沸石分子筛液相法原因：（1）烷基化反应温度较低（2）副产物较少（3）生产能力大为提高方法的选择（二）原料及产品规格1.原料工业级苯，丙稀，丙烷，苯含量≥99.5wt％水含量≤0.5wt％丙稀含量≥99.5wt％水含量≤0.5wt％丙烷含量≥99.5wt％水含量≤0.5wt％2.产品异丙苯含量≥99.95wt％苯含量≤400ppmwt其它含量≤0.001

3、ppm方法的选择（三）设计规模和设计要求1.设计规模100，000吨异丙苯/年2.设计要求产品异丙苯：回收率为99.8％纯度为99.95wt％三、技术分析（一）反应原理C3H6+C6H6——>C9H12（二）反应条件烷基化反应塔：T:130-150℃，P:2100-2300KPa烷基转移塔：T:220-230℃，P:3500-3800Kpa（三）反应选择性和转化率1.选择性2.转化率技术分析（四）系统循环结构（五）分离工艺四、流程叙述10万吨/年异丙苯装置生产流程图(PFD)五、流程模拟与优化As

4、penplus模拟流程图流程模拟与优化脱丙烷塔T-201操作条件确定1.塔压力的选择(1)丙烷在常压下的沸点很低，所以如果选择系统压力在常压下，则塔顶冷凝器很难对该产品进行冷却。所以塔压力采用加压。(2)另一方面随着操作压力增加,精馏操作所用的蒸汽、冷却水、动力消耗也增加。操作压力适宜范围为0.2-1MPa这里采用塔顶冷凝器压力为0.3MPa，塔顶压力为0.3MPa，塔底压力为0.33MPa对该系统进行模拟计算流程模拟与优化脱丙烷塔T-201操作条件确定（2）理论板数、进料板位置和回流比的关系流程

5、模拟与优化脱丙烷塔T-201操作条件确定（3）理论板数对分离效果的影响流程模拟与优化脱丙烷塔T-201操作条件确定（4）脱丙烷塔T-201优化结果理论塔板数9回流比0.4最佳进料位置3丙烷纯度（wt％）99.85塔顶温度（℃）-12.76丙烷的收率(％)99.99塔底温度（℃）132.27冷凝器热负荷（kw/hr）-31.58塔顶压力（kpa）300再沸器热负荷（kw/hr）2181.63028塔底压力（kpa）303塔顶采出量(kmol/hr)12.51流程模拟与优化脱丙烷塔T-201操作条件确

6、定脱丙烷分离塔T-201各物流模拟优化流程模拟与优化脱苯塔T-202操作条件确定（1）塔压力的选择苯在常压下的沸点是64.53℃，可以选择系统压力在常压下，但由于必须把轻组分从液相中分离出，否则将全部进入产品中，但又要保证产品的收率，从资料上得到在高压下分离可以提高分离效果，所以选择300kpa作为工作压力。流程模拟与优化脱苯塔T-202操作条件确定（2）理论板数、进料板位置和回流比的关系流程模拟与优化脱苯塔T-202操作条件确定（3）理论板数对分离效果的影响流程模拟与优化脱苯塔T-202操作条件

7、确定（4）脱苯塔T-202优化结果理论塔板数20回流比0.55最佳进料位置13苯纯度（wt％）99.99塔顶温度（℃）120.52苯的回收率％99.98塔底温度（℃）131.18冷凝器热负荷（MMkcal/hr）3.1557882塔顶压力（bar）3.0再沸器热负荷（MMkcal/hr）3.63528824塔底压力（bar）3.03流程模拟与优化脱苯塔T-202操作条件确定脱苯塔T-202各物流模拟优化结果流程模拟与优化精馏塔T-203操作条件确定（1）理论板数、进料板位置和回流比的关系流程模拟与

8、优化精馏塔T-203操作条件确定（2）理论板数对分离效果的影响流程模拟与优化精馏塔T-203操作条件确定（3）精馏塔T-203优化结果理论塔板数20回流比0.92最佳进料位置13异丙苯纯度（wt％）99.99塔顶温度（℃）200异丙苯的回收率％99.8塔底温度（℃）264.21冷凝器热负荷（MMkcal/hr）-1.5291678塔顶压力（bar）3.0再沸器热负荷（MMkcal/hr）1.54330971塔底压力（bar）3.03流程模拟与优化精馏塔T-203操作条件确定精馏塔T