全国大学生化工设计大赛答辩ppt
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萃取精馏塔 纯异丁烯
MAL合成工段
急冷塔
MMA合成工段
循环甲醇、MAL、MMA
反应精馏塔
溶剂回收塔
列管式固定 床反应器
脱水塔 吸收塔
固定床反应器
MMA 提纯工
段
回流液贮器
循环甲醇、MAL、MMA、 水
共沸精馏塔
相分离塔 高纯MMA
萃取精馏塔
气液分离器
11 工艺方案
异丁烯提纯工段
氢气
流程叙述
来自上石化抽余C4含 异丁烯（46.37%）
➢ 内胎 ➢ 水胎 ➢ 硫化胶囊等
丁基橡胶
➢ 市场需求逐年扩大 ➢ 发展前景较为乐观 ➢ 产能释放缓慢
聚异丁烯
➢ 润滑油添加剂 ➢ 高分子材料后加工 ➢ 医药和食品添加背景
工艺名称
项目概况
市场分析
MMA生产工艺技术方案比较
工艺比较
技术方案
24 工艺方案 过程节能技术
流程叙述
优化模拟
冷公用工程 热公用工程 电
（KW）
(KW) （KW）
普通精馏
13202
13892
0.00
热泵精馏
2946
749
1240.2
节能
77.7%
94.6%
热集成
塔顶：55.56℃ 塔底：63.15℃
节能74.1%
25 工艺方案
流程叙述
含热集成的全流程模拟
优化模拟
2018年”华东科技-陕鼓杯“ 第十二届全国大学生化工设计竞赛全国总决赛
某某项目
队名
指导老师：某某 团队成员：某某
1
团队介绍
Introduction of Group Members
某某
某某
某某
某某
关某某
流程模拟 换热网络 CAD制图 经济评价 安全环保 设备设计 优化模拟 厂址选择 文档整理 自动控制
T0401 T0401
优化模拟
自 循 环 甲 醇
热集成
至 火 炬 系 统
至MMA反应器 （MAL、甲醇）
吸收塔 T0203
14 工艺方案
MMA合成工段
来自吸收塔的混合 MAL、甲醇
来自T0401的循环 甲醇
补充甲醇
空气（来自空 分系统）
流程叙述
优化模拟
热集成
低压蒸汽
70℃ 0.3MPa
至火炬系统
气液分离器 V0401
甲基丙烯腈法
技术投资和动力消耗较高
一步氧化法
催化剂反应装置多，前期投资费用较高，尚未实现工业化
两步氧化法
添加 标题
直接甲基化法
产品总收率较低，投资适中 成本低，转化率高，投资较小，可实现工业化
7 项目背景
直接甲基化法反应过程
项目概况
第一步
异丁烯
第二步
甲基丙烯醛 （MAL)
市场分析
技术方案
甲基丙烯醛 （MAL)
T0402
至废水处理
16 工艺方案
流程叙述
共沸精馏塔（T0402）优化
正己烷（共沸剂）
共 沸
精
馏
粗MMA
塔 （
T0402
） MMA产品
优化模拟
热集成
对精馏效果的影响因素
回流比 理论板数 进料位置 共沸剂用量
17 工艺方案
回流比
流程叙述
优化模拟
热集成
最佳摩尔回流比为20
18 工艺方案
塔板数
流程叙述
甲基丙烯酸 甲酯（MMA)
8 项目背景
项目概况
市场分析
2-异丁烯、 正丁烷
碳四抽余 异丁烯 纯异丁烯 MAL
提纯系统
合成系统
技术方案
高纯度 MMA(99.9%)
MMA 提纯系统
MMA 合成系统
2 Part
工艺方案
流程叙述 模拟优化 热集成
10 工艺方案
流程叙述
优化模拟
热集成
粗异丁烯
异丁烯提纯工段
1 Part
项目背景
项目概况 市场分析 技术方案
4 项目概况
项目概况
市场分析
技术方案
政策要求 发展要求 环境要求
5 项目背景 下游产品
项目概况
市场分析
技术方案
甲基丙烯酸酯（MMA）
➢ 生产有机玻璃
字➢ 市场需求逐年扩大、
➢ 其他树脂、塑料
➢ 经济效益好、技术成熟
➢ 涂料及粘合剂等
➢ 发展前景广阔
目录
Contents
1 项目背景 Project Background 2 工艺方案 Process Design
3 设备设计 Equipments Design
4 厂区布置 Plant Layout
5 安全环保 Safety & Environment
6 经济分析 Economic Analysis 7 项目总结 Project Summary
热集成
异丁烯提纯
来至上石 化碳四抽余馏分
反应精馏
至火 炬系统
至火 炬系统
Temperat ure (C) Presure (bar) Vapor Fraction Q Dut y(Gcal/hr) W Power(kW)
至火 炬系统
萃取剂回 收
MAL合成
脱水 急冷
至废 水处理
至火 炬系统
吸收
20 工艺方案 最小传热温差图
流程叙述
优化模拟
热集成
ΔTmin：7℃
21 工艺方案 组合曲线（T-H）
流程叙述
优化模拟
热集成
热物流60℃ 冷物流53℃
22 工艺方案 系初统始换换热热方网案络
流程叙述
优化模拟
热集成
23 工艺方案 最终优化换热网络
流程叙述
优化模拟
热集成
节能35.77MW
含四个流股间换热
优化模拟
热集成
最优塔板数为12
19 工艺方案
流程叙述
优化模拟
热集成
正己烷最佳进料位置为第7块板 粗MMA最佳进料位置为第2块板 最佳正己烷用量为20t/hr
共沸精馏塔T0402操作参数
压力（bar）
理论塔板数
摩尔回流比
共沸剂（正己烷）用量（Kg/hr）
进料 位置
粗MMA 正己烷
0.7 12 20 20000 第2块 第7块
低压蒸汽
MMA反应器 T0301
粗MMA去 MMA提纯工段
15 工艺方案
MMA提纯工段
作为循环甲醇去MMA合成工段
流程叙述
水作为萃取剂循环
优化模拟
热集成
正己烷作为共沸剂循环
冷
回流贮液器
却
V0407
水
来自MMA反应 器（MMA、甲 醇、水）
冷 却 水
萃取精馏塔 T0401
相分离器 V0404
高纯MMA产品 共沸精馏塔
解吸塔 T0103
热集成
350℃ 0.1MPa
至MMA 合成工段
MAL反应器 R0201
至火炬系统
萃取剂回收塔 T0104
13 工艺方案
MMA合成工段
急 冷 水 喷 淋
流程叙述
自 循 环 甲 醇
来自MAL反应器 （MAL、甲醇、水）
770℃
急冷塔 T0201
180℃
冷却水 夹套
至污水处理厂
脱水塔 T0102
低压蒸汽
优化模拟
热集成
异丁烯（92.4%）至萃取精 馏塔二次提纯
反应精馏塔 T0101
2-丁烯、正丁烷
12 工艺方案
MAL合成工段
至火炬系统
流程叙述
优化模拟
混合器
N2
M0201
O2
H2O
E0201
高纯异丁烯（99.5%）
来自反应精馏塔的异 丁烯（92.4%）
NMP （N-甲基吡咯烷酮）溶液
萃取精馏塔 T0102
MAL合成工段
急冷塔
MMA合成工段
循环甲醇、MAL、MMA
反应精馏塔
溶剂回收塔
列管式固定 床反应器
脱水塔 吸收塔
固定床反应器
MMA 提纯工
段
回流液贮器
循环甲醇、MAL、MMA、 水
共沸精馏塔
相分离塔 高纯MMA
萃取精馏塔
气液分离器
11 工艺方案
异丁烯提纯工段
氢气
流程叙述
来自上石化抽余C4含 异丁烯（46.37%）
➢ 内胎 ➢ 水胎 ➢ 硫化胶囊等
丁基橡胶
➢ 市场需求逐年扩大 ➢ 发展前景较为乐观 ➢ 产能释放缓慢
聚异丁烯
➢ 润滑油添加剂 ➢ 高分子材料后加工 ➢ 医药和食品添加背景
工艺名称
项目概况
市场分析
MMA生产工艺技术方案比较
工艺比较
技术方案
24 工艺方案 过程节能技术
流程叙述
优化模拟
冷公用工程 热公用工程 电
（KW）
(KW) （KW）
普通精馏
13202
13892
0.00
热泵精馏
2946
749
1240.2
节能
77.7%
94.6%
热集成
塔顶：55.56℃ 塔底：63.15℃
节能74.1%
25 工艺方案
流程叙述
含热集成的全流程模拟
优化模拟
2018年”华东科技-陕鼓杯“ 第十二届全国大学生化工设计竞赛全国总决赛
某某项目
队名
指导老师：某某 团队成员：某某
1
团队介绍
Introduction of Group Members
某某
某某
某某
某某
关某某
流程模拟 换热网络 CAD制图 经济评价 安全环保 设备设计 优化模拟 厂址选择 文档整理 自动控制
T0401 T0401
优化模拟
自 循 环 甲 醇
热集成
至 火 炬 系 统
至MMA反应器 （MAL、甲醇）
吸收塔 T0203
14 工艺方案
MMA合成工段
来自吸收塔的混合 MAL、甲醇
来自T0401的循环 甲醇
补充甲醇
空气（来自空 分系统）
流程叙述
优化模拟
热集成
低压蒸汽
70℃ 0.3MPa
至火炬系统
气液分离器 V0401
甲基丙烯腈法
技术投资和动力消耗较高
一步氧化法
催化剂反应装置多，前期投资费用较高，尚未实现工业化
两步氧化法
添加 标题
直接甲基化法
产品总收率较低，投资适中 成本低，转化率高，投资较小，可实现工业化
7 项目背景
直接甲基化法反应过程
项目概况
第一步
异丁烯
第二步
甲基丙烯醛 （MAL)
市场分析
技术方案
甲基丙烯醛 （MAL)
T0402
至废水处理
16 工艺方案
流程叙述
共沸精馏塔（T0402）优化
正己烷（共沸剂）
共 沸
精
馏
粗MMA
塔 （
T0402
） MMA产品
优化模拟
热集成
对精馏效果的影响因素
回流比 理论板数 进料位置 共沸剂用量
17 工艺方案
回流比
流程叙述
优化模拟
热集成
最佳摩尔回流比为20
18 工艺方案
塔板数
流程叙述
甲基丙烯酸 甲酯（MMA)
8 项目背景
项目概况
市场分析
2-异丁烯、 正丁烷
碳四抽余 异丁烯 纯异丁烯 MAL
提纯系统
合成系统
技术方案
高纯度 MMA(99.9%)
MMA 提纯系统
MMA 合成系统
2 Part
工艺方案
流程叙述 模拟优化 热集成
10 工艺方案
流程叙述
优化模拟
热集成
粗异丁烯
异丁烯提纯工段
1 Part
项目背景
项目概况 市场分析 技术方案
4 项目概况
项目概况
市场分析
技术方案
政策要求 发展要求 环境要求
5 项目背景 下游产品
项目概况
市场分析
技术方案
甲基丙烯酸酯（MMA）
➢ 生产有机玻璃
字➢ 市场需求逐年扩大、
➢ 其他树脂、塑料
➢ 经济效益好、技术成熟
➢ 涂料及粘合剂等
➢ 发展前景广阔
目录
Contents
1 项目背景 Project Background 2 工艺方案 Process Design
3 设备设计 Equipments Design
4 厂区布置 Plant Layout
5 安全环保 Safety & Environment
6 经济分析 Economic Analysis 7 项目总结 Project Summary
热集成
异丁烯提纯
来至上石 化碳四抽余馏分
反应精馏
至火 炬系统
至火 炬系统
Temperat ure (C) Presure (bar) Vapor Fraction Q Dut y(Gcal/hr) W Power(kW)
至火 炬系统
萃取剂回 收
MAL合成
脱水 急冷
至废 水处理
至火 炬系统
吸收
20 工艺方案 最小传热温差图
流程叙述
优化模拟
热集成
ΔTmin：7℃
21 工艺方案 组合曲线（T-H）
流程叙述
优化模拟
热集成
热物流60℃ 冷物流53℃
22 工艺方案 系初统始换换热热方网案络
流程叙述
优化模拟
热集成
23 工艺方案 最终优化换热网络
流程叙述
优化模拟
热集成
节能35.77MW
含四个流股间换热
优化模拟
热集成
最优塔板数为12
19 工艺方案
流程叙述
优化模拟
热集成
正己烷最佳进料位置为第7块板 粗MMA最佳进料位置为第2块板 最佳正己烷用量为20t/hr
共沸精馏塔T0402操作参数
压力（bar）
理论塔板数
摩尔回流比
共沸剂（正己烷）用量（Kg/hr）
进料 位置
粗MMA 正己烷
0.7 12 20 20000 第2块 第7块
低压蒸汽
MMA反应器 T0301
粗MMA去 MMA提纯工段
15 工艺方案
MMA提纯工段
作为循环甲醇去MMA合成工段
流程叙述
水作为萃取剂循环
优化模拟
热集成
正己烷作为共沸剂循环
冷
回流贮液器
却
V0407
水
来自MMA反应 器（MMA、甲 醇、水）
冷 却 水
萃取精馏塔 T0401
相分离器 V0404
高纯MMA产品 共沸精馏塔
解吸塔 T0103
热集成
350℃ 0.1MPa
至MMA 合成工段
MAL反应器 R0201
至火炬系统
萃取剂回收塔 T0104
13 工艺方案
MMA合成工段
急 冷 水 喷 淋
流程叙述
自 循 环 甲 醇
来自MAL反应器 （MAL、甲醇、水）
770℃
急冷塔 T0201
180℃
冷却水 夹套
至污水处理厂
脱水塔 T0102
低压蒸汽
优化模拟
热集成
异丁烯（92.4%）至萃取精 馏塔二次提纯
反应精馏塔 T0101
2-丁烯、正丁烷
12 工艺方案
MAL合成工段
至火炬系统
流程叙述
优化模拟
混合器
N2
M0201
O2
H2O
E0201
高纯异丁烯（99.5%）
来自反应精馏塔的异 丁烯（92.4%）
NMP （N-甲基吡咯烷酮）溶液
萃取精馏塔 T0102