创新性说明讲义.docx

目录 1. 生产工艺方法和产品利用方案 2 1.1 生产工艺方法： 2 1.2 产品方案 2 2 工艺流程设计方案 3 2.1原料处理工段解决方案 3 2.2 脱氢反应方案 4 3. 分离技术方案 4 3.1 氢气分离方案 4 4典型自动控制方案的选用 5 5.新型过程设备技术 5 6. 环境保护技术创新 7 1. 生产工艺方法和产品利用方案 1.1 生产工艺方法： 目前丙烯的生产工艺研究主要集中在个方面: 一是生产汽油伴随生产丙烯的催化裂化( FCC) 技术， 二是裂解装置增产丙烯技术，三是丙烷脱氢技术等。 1） FCC 技术 FCC 技术的主要目标是生产汽油和煤油，副产丙烯，全球FCC 装置生产丙烯的能力约为750 Mt /a［1］。传统FCC 装置的丙烯收率仅为原料质量的4%-7%，通过开发更高收率的分子筛催化剂和改进操作条件，高深度FCC 技术可使丙烯收率达到12%-22%。但高深度FCC 工艺丙烯收率低于其他以丙烯为目的产物的工艺，经济性取决于原料和产物的价格，若减压柴油原料的价格提高5%，该工艺即失去竞争力。 2）裂解装置增产丙烯技术 为提高蒸汽裂解装置丙烯的收率，开发了将烯烃歧化和烯烃裂解技术与裂解装置结合的增产丙烯的技术。烯烃歧化是以过渡金属为催化剂，将乙烯和丁烯经歧化反应转化为丙烯的技术。其缺点是受乙烯、丁烯和丙烯的价格影响较大，只有在丙烯价格高于乙烯价格、乙烯产量过剩时才是经济可行的，难以作为持续供应丙烯的来源。 3）丙烷脱氢工艺 丙烷脱氢技术是采用丙烷在500 ～ 600 ℃下催化脱氢得到丙烯的。该技术的特点是只用一种原料生产一种产品，流程简单。且具有消耗少,能耗小,水耗小,排放少的优势。 1.2 产品方案 在本工艺中，出了产品丙烯还有副产品氢气，其纯度达到了一等品规格，市场售价9000元/吨。其年销售额度可达1.4亿元左右。为公司带来可观的经济效益。  2 工艺流程设计方案 在用Aspen各个流程做详细计算的过程中，结合参考文献在不失各个流程模拟准确性的基础上，我们对部分工段模拟进行创新性设计。在本工艺流程设计中，共有五个工段，原料处理工段、脱氢反应工段、 催化剂再生工段、选择性加氢反应工段、产品精制分离工段。工艺模拟流程图见图2-1. 图2-1 工艺模拟流程图 2.1原料处理工段解决方案 原料预处理部分包括原料保护床、原料干燥器和脱丙烷塔等设施。从罐区来的丙烷原料通过原料保护床吸附脱出氮化物、金属化合物等杂质，再经过原料干燥器去除原料中含有的水份，以保护脱氢催化剂和设备。其中原料干燥剂可以通过再生装置进行再生，重复利用，原料保护剂和干燥剂3年更换一次。经干燥后的丙烷原料与丙烷丙烯分离塔回流的丙烷一并进入脱丙烷塔，脱丙烷塔操作压力为2.6Mpa(g)。在脱丙烷塔顶部得到丙烷进入反应系统，底部物料进入脱丙烷汽提塔进一步回收丙烷，丙烷汽提塔下部塔盘抽出C4组分，底部得到碳四以上重组分。汽提塔丙烷与来自反应产物干燥器的反应产物换热，然后与来自反应器的反应产物换热，再进入到Oleflex反应系统。为了防止加热炉和反应器高温腐蚀，第一台加热炉前注入二甲基二硫化醚（DMDS）, 注入量以反应产物中H2S的含量为60PPm为准。DMDS用槽车自厂外购进，在密闭状态下用氮气压到注硫罐内，并采用隔膜泵打入反应器入口管线，整个工艺操作是在密闭状态下进行的。DMDS进入反应器后进行高温分解，生成H2S，H2S与反应器内件（不锈钢）中的铬反应形成硫化铬，硫化铬起保护膜的作用，防止高温腐蚀，其反应式如下：CH3-S-S-CH3→H2S+CnHm→CrS+CnHm。 2.2 脱氢反应方案 国际上，丙烷脱氢制丙烯工业化应用的催化剂主要为PtSn/Al2O3。但该催化剂存在失活较快（寿命7～10天）、稳定性差、需频繁连续再生等缺点。因此，研制高稳定性、高活性和高选择性的丙烷脱氢催化剂是实现丙烷脱氢制丙烯国产化的关键。国内从1998年开始研制丙烷脱氢催化剂，从最早的PtSn/Al2O3催化剂研究开始，其性能达到（某些性能超过）了UOP公司使用的催化剂的水平。由于分子筛具有独特的孔道结构和合适的酸性质，具有优异的“择形”催化效应，能够明显提高催化反应的稳定性，已广泛应用于芳构化、歧化、烷基化等反应中。考虑到国内的丙烷资源情况及其专利等知识产权情况，本项目利用中石化自主研发的已经成功用于工业化生产的新型分子筛为主的载体。 本项目最大的特色和创新之处：采用中石化自行研制开发的新型