2018年“东华科技-陕鼓杯” 第十二届全国大学生化工设计竞赛
中石化镇海炼化分公司
年产1.2万吨叔丁胺和1.8万吨聚异丁烯项目
能量集成及换热网络设计
ZJU C.E.O团队
叶骐瑜 陈宁洁 方譽錡 俞彬彬 李锦秀
指导老师：胡晓萍
目录
1概述 ................................................................................................................ 3 2原始工艺流股提取 ............................................................................................ 4 3原始工艺流股的能耗分析 ................................................................................. 5 4工艺流程的改进 ............................................................................................... 6 5改进工艺流股的提取及分析 .............................................................................. 7 6换热网络设计 ................................................................................................. 10 7热泵技术分析 ................................................................................................. 13 8相变潜热利用分析 ........................................................................................... 14 9节能技术利用总结 ........................................................................................... 15 10总结 ............................................................................................................. 16
1概述
本项目是中石化镇海炼化分公司MTBE来源粗异丁烯利用子项目。该项目采用传统的MTBE精制路线，直接以镇海炼化MTBE生产装置裂解提纯得到高纯异丁烯，利用部分高纯异丁烯来生产1.8万吨／年的纯度为99.7%的中分子量聚异丁烯，另一部分高纯异丁烯进一步催化胺化生产1.2万吨／年附加值更高的叔丁胺。运行操作成本是一个重要评价参数。原料的预热、精馏等都是非常耗能的过程，会消耗大量的公用工程。
本项目工艺由异丁烯提纯、叔丁胺合成、叔丁胺提纯、异丁烯聚合和聚异丁烯后处理五个工段组成。流程中冷热物流均比较多，潜在的热量可供回收，通过对换热网络的设计和优化，可以尽可能地实现流程内部热量的集成和最大化利用，以减少公用工程的消耗，降低能耗。为此，我们运用Aspen Energy Analyzer V10软件来进行换热网络的设计，并且寻找可能节能的措施，以最大限度的降低成本。
通过对本项目工艺流股温位和换热要求的分析，为了尽可能降低系统能耗费用以及母厂可供公用工程的来源，本换热网络需要的冷公用工程包括循环冷却水、空气和冷冻剂，热公用工程包括为125℃的低压蒸汽、175℃的中压蒸汽、250℃的高压蒸汽和400℃的热油，均可由厂区公用工程站和冷冻站提供，形成与母厂的公用工程集成。
通过对系统工艺流股的能耗分析，为了尽可能地利用组合曲线平台区潜热，在工艺流程中采用了双效精馏技术和热泵技术，并进一步进行了换热网络的集成和优化，可以回收热量10782.97kW，占比27.21%,效精馏技术和热泵的采用消耗了约31kW，总计节约能量约10751.97Kw。
能量集成及换热网络设计
