年产量20万吨乙烯项目设计

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1、卓越工程师教育培养计划课程初级工程设计（二）结题报告设计题目： 年产量20万吨乙烯项目设计班级组号： 化122班 第二组小组成员： 组长： 侯东阳组员：刘源 潘雨辰 李瑞东 李晏 指导教师： 徐新北京石油化工学院目录1. 选题背景31.1产品介绍31.2销售前景31.3国外市场41.4成本分析41.5可行性总结52. 反应条件5 2.1反应条件-催化剂 5 2.2反应条件-温度6 2.3反应条件-进料量83.厂址选择104.工艺流程115.主要原料126.主要设备127.物料衡算138.经济结算149.参考文献15年产量20万吨乙烯项目设计1.选题背景 乙烯的生产以乙烷为原料成本最低 。目前,

2、由乙烷制乙烯的传统方法仍然是热裂解法, 还须在负压( 加大量过热水蒸汽稀释)条件下进行。从热力学考虑, 乙烷热裂解脱氢是一个强吸热反应过程能耗较高。此外, 由于乙烷单程转化率低需循环使用, 操作复杂。若采用催化裂解, 虽然反应温度有所降低, 但仍受热力学平衡限制, 并且结焦严重 。乙烷氧化裂解 变吸热反应为放热反应, 并可通过调节通氧量来控制反应过程中的结焦现象.2.前景分析1.1产品介绍 乙烯是世界上产量最大的化学产品之一，乙烯工业是石油化工产业的核心，乙烯产品占石化产品的70%以上，在国民经济中占有重要的地位。世界上已将乙烯产量作为衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志之一.1.2销售前景

3、 1.3国外市场1.4成本分析1.5可行性总结1）.世界对于乙烯的需求量正在逐渐的增加，销售前景比较乐观 2）.乙烯是许多化工产品的基础原料，下游产品较多 3）.乙烷为原料的乙烯收率一般为77%，丙烷和丁烷的乙烯收率在42%左右，而石脑油的收率只有约32%，因此乙烷作为原料制乙烯的前景比较乐观 2.反应条件乙烷的氧化裂解与热裂解在相同条件下乙烯的收率，明显氧化裂解占优2.1反应条件-催化剂含M O 、V 等过渡金属及其它金属的混合氛化物催化剂 CaTi03系列催化剂上乙烷氧化脱氢制乙烯反应性能不同反应物下依稀收率的不同2.2反应条件-温度在原料气摩尔组成为20% C2H6 + 10% O2 +

4、70%He、原料气停留时间为1.2 s 的条件下考察了反应温度对乙烷氧化裂解制乙烯反应性能的影响，结果显示, 在650-900 范围内, 反应温度增加, 乙烷转化率增加, 而乙烯选择性下降; 低于700 , 乙烷转化率增加幅度较大, 而在700以上, 乙烯选择性下降速率变缓。综合考虑转化率和选择性, 乙烯收率随温度增加而增加, 850 以后,基本保持在59% 左右。反应温度增加使气相反应物分子运动加剧, 相互碰撞反应的几率增加, 同时发生深度氧化的几率也增加, 导致转化率增加而选择性下降。在原料气摩尔组成为20% C2H6 + 10% O2 +70%He 的条件下, 考察了800 、850 时

5、原料气在反应管中的停留时间对反应性能的影响, 结果示于图。由图可看出, 在1 3 s 内, 随停留时间增加, 乙烷转化率逐渐增加, 在1.5 s 以后, 基本保持不变; 乙烯选择性逐渐降低; 乙烯收率在1.0- 1.5 s内随停留时间变化不明显, 在1.5 s 后, 随停留时间增加而逐渐下降。1.5 s 时, 800 , 乙烷转化率为86.8% , 乙烯选择性为63.6% , 乙烯收率为55.2%;850 , 乙烷转化率为93.6%, 乙烯选择性62.6%,乙烯收率58.6% 。2.3反应条件-进料量烃类氧化反应中n ( C2H6 ) / n ( O2 ) 是一个重要的参数, n( C2H6)

6、 / n( O2) 高, 反应转化率低, 且反应器管道易因积炭而阻塞; n ( C2H6) / n ( O2) 低, 则烷烃易发生深度氧化而使产品乙烯选择性降低。因此,n( C2H6) / n( O2) 过高或过低均会导致产品收率降低。在800 、1.5 s、n( C2H6) + n( O2) / n(He) = 3/ 7 的条件下考察了n ( C2H6) / n ( O2) 对乙烷氧化裂解制.乙烯反应性能的影响. 如图显示, 随n ( C2H6 ) / n ( O2 ) 增加, 乙烷转化率降低, 而乙烯选择性增加, 乙烯收率增加, 在n( C2H6) / n ( O2) 2 后, 乙烯收率基