精益化工——”年产20万吨环氧丙烷HPPO项目“ 「年产20万吨环氧丙烷HPPO项目」 [第七届“中国石化-三井化学杯”大学生化工设计大赛”] XX大学 X TEAM 团队成员：XXX 指导老师：XXX
X Team
项目设计团队
ASPEN PLUS 设计者
CAD 设计者 3D MAX 设计者 文档编辑整理
XXX XXX XXX XXX
精益化工——”年产20万吨环氧丙烷HPPO项目“ 设 计 概 述 本项目在Degussa-Uhde 公司HPPO 环氧化工艺的基础上，进行了一定的改进与创新，以丙烯为原料生产环氧丙烷，同时副产一定量的丙烷。根据产品市场需求和产品性质及企业自身实际情况考虑，我们采取年生产时间 7200小时（300天）的生产周期，年转化丙烯30余万吨，生产优级环氧丙烷456.239kg/h。当市场需求发生变化时，可在一定范围内通过改变工艺参数来调整各种纯度等级产品的产量。本项目生产过程中只生成环氧丙烷和水，基本无污染，属于环境友好型的清洁生产系统。这一项目的开发有利于推动行业技术进步，有助于国民经济的发展。 1. 工艺介绍 1.1 设计工艺简述 本项目以丙烯为原料，利用过氧化氢环氧化丙烯，采用换热-夹套列管式反应器制备环氧丙烷。主产品环氧丙烷年产量约为30万吨，副产品丙烷为28.2万吨/年，丙二醇单甲醚年产量为0.12万吨/年、丙二醇738吨/年。 1.2 工艺创新 （1）对资源利用方案创新 本项目使用丙烯环氧化的生产工艺，由于丙烯中含少量丙烷，生产过程中不涉及丙烷的反应，分离丙烷与未反应的丙烯，将丙烷直接外卖。丙烯可以循环到原料新鲜丙烯中继续使用。这种方案不仅节约资源也最大限度的创造了经济效益。 （2）产品方案创新 在Aspen Plus工艺模拟时，由于对反应物配比的选取以及对反应条件的适时调控，使得本项目主要副产物丙二醇单甲醚产出纯度高达99.9%，为本项目副产品带来较大经济附加值。 （3）节能技术创新 本项目原料过氧化氢含有大量水，这些水会伴随工艺流程进入下一个阶段，我们设计了脱水塔来去水，经过处理的水温度达到90多度，形成水蒸汽，可以利用到其他工段升温、传送给过氧化氢制备项目公司使用或员工宿舍取暖，最大限度的节约了能源。对于需要降温的流股，考虑其所需温度较易实现，因此选择盐水（凝固点-21℃）作为冷却剂，既经济也较易获取。 （4）环境保护技术创新 - 1 - 精益化工——”年产20万吨环氧丙烷HPPO项目“ 本项目采用过氧化氢作为原材料，无毒无害，丙烯环氧化过程只生成环氧丙烷与水，无其他毒害物质产生。同时，也加大了对于废液的处理。废液中含有过氧化氢和副产物，当废液积累到一定量时，对其进行分离处理，分离出的副产物丙二醇单甲醚可以直接外卖，过氧化氢电解处理。 （5）反应技术创新 本项目采用较成熟的工艺技术，综合考虑采用TS-1催化剂，采用带冷却水夹套列管反应器，原料混合后以液相从反应器上口进入，在温度50oC压力2.5MPa条件下反应，并通过循环增大转换率。生产采用平行排列的热交换板的管式反应器，催化剂固定床设置在热交换板之间，然后使多相混合物以向下流动模式连续流过催化剂层，同时通过冷却水除去反应热。 本项目在Degussa-Uhde 公司HPPO技术的基础上，针对本项目实际特点、需求，创造性地设计了冷却水夹套列管式反应器，且对反应过程设计做出了不少的创新，从而提高了产物转化率及纯度，一定程度上提高了环氧丙烷的产量，不仅节约了资源，也最大限度的创造了经济效益。 1.3 工艺流程说明 工艺流程分为六个工段：环氧化工段、预分离工段、精馏PO工段、脱甲醇工段、脱水工段以及后处理工段。下面我们分别对其作简要介绍。 (1) 环氧化工段 - 2 - 精益化工——”年产20万吨环氧丙烷HPPO项目“ 图 1 环氧化工段 (2) 分离工段
- 3 -