C4组分的综合利用化工设计竞赛

工艺 设计
厂区 布置
经济 分析
创新 介绍
本工艺以炼厂气为原料，经过第一个反应 器选择性加氢脱除其中的丁二烯，然后进入第 二个反应器，采用活性更高的催化剂将其中的 烯烃加氢，并通过控制氢气流量来达到所需的 反应限度，满足后续工艺需求。随后在精馏塔 内进行反应精馏，将2-丁烯异构化为1-丁烯， 使得正丁烷能够和烷基化汽油的原料分离并产 出。最后进入固体酸催化反应器并最终产出烷 基化汽油，实现了对碳四各馏分完善地利用。 整个工艺分为预加氢阶段、反应精馏阶段和烷 基化油合成阶段三个部分
预加氢阶段工艺流程图
背景 绪论
工艺 设计
厂区 布置
经济 分析
创新 介绍
丁二烯选择加氢工艺
背景 绪论
工艺 设计
碳四馏分中含有少量丁二烯杂质，它的分子式中两个双 键的化学活性要比单烯烃活性高，更容易参与化学反应， 从而对下游产品质量产生负面影响，需要脱除。 工业上主要采用萃取精馏或选择性加氢的方法脱除丁二 烯。
反应 工艺
厂区选 址及布
置
此外，炼厂产生的碳四异丁烷还有一个重要的 作用，即与单烯烃反应生成烷基化汽油
1-丁烯
异丁烷
2-丁烯
烷基化 汽油
异丁烯
经济性
项目介绍及其意义
背景 绪论
分离 工艺
反应 工艺
厂区选 址及布
置
经济性
本项目的目标是为某一以煤/天然气/石油为原料的 烃化工综合企业设计一座C4综合加工子系统。在此课题 下，研究建设一以炼厂气为原料年产8万吨烷基化汽油并 副产5万吨正丁烷项目。
设计目标
背景 绪论
工艺 设计
厂区 布置
经济 分析
在设计碳四综合利用子系统之前，我们首 选需要明确设计的一些基本目标
操作过程 项目追求目标 绿色化工 项目基石
简约性
simplicity
经济性
economy
环保性
environment
可行性
feasibility
创新 介绍
工艺概述
背景 绪论
预加氢阶段 反应精馏阶段 烷基化阶段
辛烷 值高
不含烯 烃芳烃
烷基化 油特性
抗爆 性好
硫含 量低
蒸汽 压低
项目介绍及其意义
背景 绪论
分离 工艺
反应 工艺
厂区选 址及布
置
经济性
加氢化
异构化
烷基化
加氢反应器
精馏塔
固体酸反应器
石油资源需求不断增大而总量有限，因此在 石油的开发利用过程中需要尽可能精细地对资源 加以利用，改变以往粗糙的处理方式。本项目正 式基于此目的，综合处理利用碳四资源，更大程 度地开发利用石油资源，同时为应对当今能源危 机提供一条出路。
背景 绪论
工艺 设计
厂区 布置
经济 分析
创新 介绍
反应精馏效果
背景 绪论
塔内进行的反应主要有：
工艺 设计
厂区 布置
经济 分析
通过反应精馏，能使物质达到所期望的分离 塔顶 异丁烷、异丁烯、1-丁烯、少量2-丁烯
和杂质正丁烷
塔底 正丁烷产品，杂质主要为1-丁烯
创新
返
介绍
回
烷基化合成阶段工艺流程图
背景 绪论
厂区 布置
经济 分析
创新 介绍
总平面布置
背景 绪论
工艺 设计
厂区 布置
厂区整体布置为矩形，东西方向长为450m，南北方向 宽为125m，总面积为 56250m2 。厂区按照功能分区集中布 置，总厂主要规划为厂前区、生产区、储运区和辅助区四大 块。厂前区位于厂内西部，生产区位于厂内中部，储运区位 于厂内东部。储运区、生产区与厂前区、辅助区以绿化带进 行隔开，以保证生产的安全进行，为职工的提供良好、适宜 的生产生活条件。
蒸催汽化裂裂解解产产物物
厂区 布置
经济 分析
创新 介绍
C4各组分的主要用途
背景 绪论
工艺 设计
厂区 布置
经济 分析
正丁烷可生产丁烯和丁二烯、异丁烷、顺酐、
丁二烯 醋酸、乙醛、甲乙酮、卤化丁烷、硝基丁烷、 二硫化碳以及用作制氢原料等，还可用作气溶 剂和发泡剂。
创新 介绍
项目介绍及其意义
背景 绪论
分离 工艺
Alkylene工艺较液体酸工艺有明显的几大优势: a.无腐蚀性; b.维修简单 ,操作安全; c.操作费用低廉; d.装置维护费用低廉。
创新 介绍
烷基化合成阶段工艺流程图
背景 绪论
工艺 设计
厂区 布置
经济 分析
创新 介绍
进料温度 20℃
烷基化反应器参数
进料状态
进料流量
操作压强
液相
59750kg/hr
工艺 设计
本项目厂区位于浙江省宁波市石化经济技术开发区，
该开发区地处杭州湾南岸，是宁波市唯一的专业石油化学 工业园区，总体规划面积为56.22平方公里。园区内有全国 最大的镇海液体化工码头，年吞吐能力超500万吨；有全国 最大的炼化企业――镇海炼化, 具有年炼油2500万吨和乙烯 100万生产能力。
24.1 bar
出料温度 61.1℃
进料温度
产物分离塔操作参数
精馏塔基本情况
中间再沸器情况
源自文库
进料板 总塔板 回流比
釜底出液量
引出板 引出温度 回流板
回流温度
61℃
7
20
0.27
9750kg/hr
15
81℃
17
143.7℃
产物分离塔操作结果
物质 物流 进料 塔釜 塔顶 出塔总计
n-C4H10 kg/hr 529.620 11.285 518.124 529.409
i-C4H10 kg/hr 49544.449 73.954 49481.710 49555.664
tra-C4H8 kg/hr
5375.023 5372.298
0.008 5372.306
cis-C4H8 kg/hr
4290.904 4292.257
0.154 4292.411
厂址概况
背景 绪论
工艺 设计
厂区 布置
经济 分析
创新 介绍
烷基化合成阶段工艺流程图
背景 绪论
工艺 设计
厂区 布置
经济 分析
本次设计所用的烷基化反应采用了美国UOP公司开发 的Alkylene工艺，该工艺所用的是一种喷动床反应装 置，其核心部分由一个喷动床反应器和移动再生器组 成,采用的是一种称为HAL2100 TM的固体均相催化剂。
厂区 布置
经济 分析
创新 介绍
单烯烃加氢
背景 绪论
工艺 设计
厂区 布置
异丁烷 30% 单烯烃 60% 正丁烷 10%
+H2
异丁烷 32.5% 单烯烃 32.5% 正丁烷 35%
经济 分析
通过控制氢气的量来控制加氢反应的程度，最 终使得异丁烷和烯烃的物质的量比值约为1:1
创新
返
介绍
回
反应精馏阶段工艺流程图
2012“中国石化-三井化学”化工设计竞赛——
本科生毕业设计课题——
离子液体催化合成甲基柏木酮C4组的分研的究综合利用
• 报告人：浙江大学HEAT团队 沈继富 谢丹辉 黄晨晨 柳 韩民 朱伟杰
C4组分的综合利用
背景 绪论
工艺 设计
碳四烃是重要的石油化工原料碳四烃主要来源于催化 裂化(催化碳四烃)和蒸汽裂解(乙烯裂解副产碳四烃)，此外 还有油田气回收、乙烯齐聚、异丁烷和丙烯共氧化制环氧 丙烷等的副产物