30萬噸年環(huán)氧丙烷深度利用丙烯設(shè)計基于煤綜合開發(fā)及深度利用一一申報書
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- 30萬噸年環(huán)氧丙烷深度利用丙烯設(shè)計基于煤綜合開發(fā)及深度利用--申報書 ：1．必須由申報者本人填寫；
2．本部分中的科研管理部門簽章視為對申報者所填內(nèi)容的確認(rèn)；
3．本表必須附有研究報告，并提供圖表、曲線、試驗數(shù)據(jù)、原理結(jié)構(gòu)圖、外觀圖（照片）,也可附鑒定證書和應(yīng)用證書；
4．作品分類請按照作品發(fā)明點或創(chuàng)新點所在類別填報。
作品全稱 30萬噸/年環(huán)氧丙烷深度利用丙烯設(shè)計
——基于煤綜合開發(fā)及深度利用
作品分類 （ E ）A．機(jī)械與控制（包括機(jī)械、儀器儀表、自動化控
制、工程、交通、建筑等）
B．信息技術(shù)（包括計算機(jī)、電信、通訊、電子等）
C．?dāng)?shù)理（包括數(shù)學(xué)、物理、地球與空間科學(xué)等）
D．生命科學(xué)（包括生物、農(nóng)學(xué)、藥學(xué)、醫(yī)學(xué)、健
康、衛(wèi)生、食品等）
E．能源化工（包括能源、材料、石油、化學(xué)、化
工、生態(tài)、環(huán)保等）
作品設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路，創(chuàng)新點，技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo) 設(shè)計目的：
宜賓由于是煤炭大市，煤炭儲量達(dá)到53.7億噸，占比超過四川省的40%，但是宜賓煤炭的綜合開發(fā)和深度利用情況卻一直不容樂觀。本項目依托宜賓筠連煤炭工業(yè)園區(qū)27萬噸丙烯催化氧化裝置設(shè)計一座30萬噸環(huán)氧丙烷分廠，為西南服務(wù)。
設(shè)計思路：
本項目將利用先進(jìn)的工藝技術(shù)和方法，選擇低碳、環(huán)保、高效的技術(shù)利用丙烯生產(chǎn)環(huán)氧丙烷。
創(chuàng)新點：
1）工藝創(chuàng)新：用HPPO法生產(chǎn)PO，實現(xiàn)原料和助劑循環(huán)使用，且建設(shè)費用低、三廢少、能耗低，符合國家環(huán)保、綠色生產(chǎn)的理念；
2）設(shè)備創(chuàng)新：采用散熱均勻且PO選擇性較高的螺旋式固定床反應(yīng)器，并采用壓降小，處理效率更高的填料精餾塔；
3）夾點理論輔以Aspen Energy Analyzer對全流程進(jìn)行換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化；
4）設(shè)備設(shè)計、熱集成和自動控制等均有不同程度的創(chuàng)新；
5）特別關(guān)注CO2的排放，工藝產(chǎn)生的CO2與甲醇直接合成DMC，盡量減少CO2排放，并安排經(jīng)費使用碳交易作為補充。
技術(shù)關(guān)鍵：
1）丙烯環(huán)氧化工段
圖1 丙烯環(huán)氧化工段流程圖
環(huán)氧化工段如圖1所示，主要包括產(chǎn)物的生成和粗分離兩部分。反應(yīng)產(chǎn)物生成部分是甲醇與水的溶劑經(jīng)泵P0101與壓縮機(jī)P0102壓縮的丙烯液體混合再經(jīng)熱交換器達(dá)到反應(yīng)的操作條件后分別送入反應(yīng)器R0101、R0102和R0103，與此同時雙氧水經(jīng)熱交換器H0102后由泵送入反應(yīng)器R0101和R0102，在HPOE催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)生成產(chǎn)物，產(chǎn)物從塔底流出，經(jīng)精餾塔T0101和T0102分離出的塔底產(chǎn)物送入反應(yīng)器R0103與丙烯、甲醇與水的混合液體發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)后產(chǎn)物從塔底流出并經(jīng)精餾塔T0103分離，分離后的塔頂產(chǎn)物為粗環(huán)氧丙烷，塔底物流為副產(chǎn)物與未反應(yīng)完的反應(yīng)物，然后分別送入環(huán)氧丙烷與副產(chǎn)物處理車間處理。
2）環(huán)氧丙烷分離精制工段
如圖2所示，粗環(huán)氧丙烷經(jīng)分離器M0201分別由泵H0201、H0202送入精餾塔T0202、T0203精制后得到純度為99.90％環(huán)氧丙烷一級品與甲醇與水的混合溶液，經(jīng)泵P0202送至環(huán)氧丙烷儲罐，甲醇與水的混合溶液回收利用。
圖2 環(huán)氧丙烷分離精制工段流程圖
3）副產(chǎn)物提純工段
如圖3所示，通過泵P0301將副產(chǎn)物送入精餾塔T0301精餾，精餾后將水去除，再將塔底物流送入精餾塔T0302，在塔底得到工業(yè)級丙二醇合格品，再經(jīng)泵P0302送入儲罐，塔頂為粗甲醇用以回收利用。
圖3 副產(chǎn)物提純工段流程圖
4）雙氧水合成車間
本工段采用的工藝為氫氧合成法，如圖4所示，空氣經(jīng)壓縮機(jī)P0402壓縮后與甲醇、水反應(yīng)生成雙氧水，經(jīng)相分離器T0401和精餾塔后得到純度為15%的雙氧水。
圖4 雙氧水合成車間流程圖
主要技術(shù)指標(biāo)：
1)原料丙烯指標(biāo)為：96%，高于化學(xué)級丙烯標(biāo)準(zhǔn)；
2)產(chǎn)品環(huán)氧丙烷指標(biāo)為：99.90%,達(dá)到一級品標(biāo)準(zhǔn)；
3)過氧化氫標(biāo)準(zhǔn)為GB 1616-2014，分析化驗遵循GB 1616-2014要求；
4)反應(yīng)器壓力為0.13MPa，溫度為60℃，進(jìn)料組成為過氧化氫、丙烯和水，轉(zhuǎn)化率為96%，收率為91%，催化劑為中國石油化工科學(xué)研究院專門制備的丙烯過氧化氫環(huán)氧化專用催化劑HPO-1；
5)精餾塔壓力為0.9MPa，溫度為80℃，進(jìn)料為泡點進(jìn)料，產(chǎn)品組成為環(huán)氧丙烷、丙二醇、粗甲醇。
6)采用夾點設(shè)計法，加熱介質(zhì)選用飽和水蒸氣，采用101.33kPa（表壓）壓力，冷卻介質(zhì)采用循環(huán)冷卻水，冷卻水溫度為25℃。水熱集成后，節(jié)約熱能14.9%，節(jié)約冷能4.7%。
本項目實現(xiàn)了原料和助劑循環(huán)使用，且基礎(chǔ)建設(shè)費用低、無副產(chǎn)品、三廢排放少、能耗低，符合國家環(huán)保、綠色生產(chǎn)的理念進(jìn)行設(shè)計。...
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