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年产40万吨对二甲苯项目

初步设计说明书

2018年10月10日

年产40万吨对二甲苯——项目初步设计说明书

目 录

第一章 项目总论 .................................................................................................................. 8

1.1 项目概览............................................................................................................................ 8 1.2 设计依据和原则 ................................................................................................................ 8

1.2.1 设计依据 ................................................................................................................. 8 1.2.2设计原则 .................................................................................................................. 8 1.3原料及产品方案 .............................................................................................................. 10

1.3.1原料来源及规格 .................................................................................................... 10 1.3.2燃料及公用工程消耗 ............................................................................................ 11 1.4 产品方案.......................................................................................................................... 11 第二章 总图运输 ................................................................................................................ 14

2.1 设计原则.......................................................................................................................... 14 2.2 厂址概况.......................................................................................................................... 15 2.3 总平面布置 ...................................................................................................................... 15

2.3.1 设计原则及标准 ................................................................................................... 15 2.3.2厂区总平面图 ........................................................................................................ 16 2.3.3厂区结构 ................................................................................................................ 16 2.3.4 生产管理及生活服务设施 ................................................................................... 19 2.3.5 本厂运输设计 ....................................................................................................... 19

第三章 工艺方案的选择 ..................................................................................................... 20

3.1 工艺流程概述 .................................................................................................................. 20 3.2工艺选择........................................................................................................................... 21

3.2.1主体工艺方案比较 ................................................................................................ 21 3.2.2芳烃联合生产部分工艺对比 ................................................................................ 24 3.3工艺流程简述 ................................................................................................................... 31

3.3.1重整预分馏工段 .................................................................................................... 31 3.3.2芳烃抽提工段简介 ................................................................................................ 31 3.3.3甲苯歧化烷基转移工段简介 ................................................................................ 33 3.3.4二甲苯异构化工段简介 ........................................................................................ 34 3.3.5深冷结晶工段简介 ................................................................................................ 35 3.4工艺流程中的反应与反应机理 ....................................................................................... 36

3.4.1甲苯歧化与烷基转移反应 .................................................................................... 36 3.4.2甲苯歧化反应机理 ................................................................................................ 38 3.4.3二甲苯异构化反应 ................................................................................................ 39 3.5催化剂的选择 ................................................................................................................... 41

3.5.1甲苯歧化与烷基转移催化剂 ................................................................................ 41 3.5.2二甲苯异构化催化剂 ............................................................................................ 43

第四章 Aspen 模拟流程 ..................................................................................................... 44

4.1重整油分馏工段 ............................................................................................................... 44 4.2芳烃抽提工段 ................................................................................................................... 47 4.3歧化与烷基转移工段 ....................................................................................................... 51 4.4异构化工段 ....................................................................................................................... 58

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年产40万吨对二甲苯——项目可行性报告书

4.5深冷结晶工段 ................................................................................................................... 62 4.6模拟优化........................................................................................................................... 64

4.6.1脱戊烷塔优化 ........................................................................................................ 64 4.6.2 脱C9塔优化 ........................................................................................................ 66 4.6.3抽提塔优化 ............................................................................................................ 66 4.6.4水洗溶剂塔的优化 ................................................................................................ 68 4.6.5 提馏塔的优化 ....................................................................................................... 70 4.6.6 溶剂回收塔优化 ................................................................................................... 71

第五章 设备选型 ................................................................................................................ 73

5.1反应器的设计 ................................................................................................................... 73

5.1.1催化剂条件 ............................................................................................................ 73 5.1.2反应器类型确定 .................................................................................................... 73 5.1.3设计数据和工作参数 ............................................................................................ 75 5.1.4 物料衡算和热量衡算及结果 ............................................................................... 75 5.1.5反应器结构的计算 ................................................................................................ 76 5.1.6 反应器工艺及强度计算结果 ............................................................................... 80 5.2 气液分离罐的设计 .......................................................................................................... 81

5.2.1 概述....................................................................................................................... 81 5.2.2 分离器尺寸的设计 ............................................................................................. 82 5.3 泵的设计.......................................................................................................................... 84

5.3.1 泵的选型要求 ....................................................................................................... 84 5.3.2 泵的选型计算 ....................................................................................................... 86 5.3.3 工段中泵的选型 ................................................................................................... 88 5.4塔设备设计 ....................................................................................................................... 90

5.4.1概述........................................................................................................................ 90 5.4.2 轻质气体分离塔的设计 ....................................................................................... 91 5.5换热器的设计方案 ......................................................................................................... 106

5.5.1 设计任务和初始条件 ......................................................................................... 106 5.5.2 确定物性数据 ..................................................................................................... 106 5.5.3 计算总传热系数 ................................................................................................. 107 5.5.4 工艺结构尺寸的计算 ......................................................................................... 107 5.5.5 换热器核算 ......................................................................................................... 108 5.5.6 换热器选型结果 ................................................................................................. 110

第六章 控制系统设计 ...................................................................................................... 111

6.1设计依据......................................................................................................................... 111 6.2 概述 ............................................................................................................................... 111 6.3控制系统......................................................................................................................... 112

6.3.1简单控制系统 ...................................................................................................... 112 6.3.2 复杂控制系统 ..................................................................................................... 112 6.3.3 神经元控制系统 ................................................................................................. 112 6.3.4程序控制系统 ...................................................................................................... 113 6.3.5 集散控制系统（DCS） ...................................................................................... 113 6.4 自动控制系统选择 ........................................................................................................ 113 6.5自动化仪表 ..................................................................................................................... 114

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