30万吨年环氧丙烷深度利用丙烯设计基于煤综合开发及深度利用--申报书
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- 30万吨年环氧丙烷深度利用丙烯设计基于煤综合开发及深度利用--申报书 ：1．必须由申报者本人填写；
2．本部分中的科研管理部门签章视为对申报者所填内容的确认；
3．本表必须附有研究报告，并提供图表、曲线、试验数据、原理结构图、外观图（照片）,也可附鉴定证书和应用证书；
4．作品分类请按照作品发明点或创新点所在类别填报。
作品全称 30万吨/年环氧丙烷深度利用丙烯设计
——基于煤综合开发及深度利用
作品分类 （ E ）A．机械与控制（包括机械、仪器仪表、自动化控
制、工程、交通、建筑等）
B．信息技术（包括计算机、电信、通讯、电子等）
C．数理（包括数学、物理、地球与空间科学等）
D．生命科学（包括生物、农学、药学、医学、健
康、卫生、食品等）
E．能源化工（包括能源、材料、石油、化学、化
工、生态、环保等）
作品设计、发明的目的和基本思路，创新点，技术关键和主要技术指标 设计目的：
宜宾由于是煤炭大市，煤炭储量达到53.7亿吨，占比超过四川省的40%，但是宜宾煤炭的综合开发和深度利用情况却一直不容乐观。本项目依托宜宾筠连煤炭工业园区27万吨丙烯催化氧化装置设计一座30万吨环氧丙烷分厂，为西南服务。
设计思路：
本项目将利用先进的工艺技术和方法，选择低碳、环保、高效的技术利用丙烯生产环氧丙烷。
创新点：
1）工艺创新：用HPPO法生产PO，实现原料和助剂循环使用，且建设费用低、三废少、能耗低，符合国家环保、绿色生产的理念；
2）设备创新：采用散热均匀且PO选择性较高的螺旋式固定床反应器，并采用压降小，处理效率更高的填料精馏塔；
3）夹点理论辅以Aspen Energy Analyzer对全流程进行换热网络优化；
4）设备设计、热集成和自动控制等均有不同程度的创新；
5）特别关注CO2的排放，工艺产生的CO2与甲醇直接合成DMC，尽量减少CO2排放，并安排经费使用碳交易作为补充。
技术关键：
1）丙烯环氧化工段
图1 丙烯环氧化工段流程图
环氧化工段如图1所示，主要包括产物的生成和粗分离两部分。反应产物生成部分是甲醇与水的溶剂经泵P0101与压缩机P0102压缩的丙烯液体混合再经热交换器达到反应的操作条件后分别送入反应器R0101、R0102和R0103，与此同时双氧水经热交换器H0102后由泵送入反应器R0101和R0102，在HPOE催化剂的作用下发生反应生成产物，产物从塔底流出，经精馏塔T0101和T0102分离出的塔底产物送入反应器R0103与丙烯、甲醇与水的混合液体发生反应，反应后产物从塔底流出并经精馏塔T0103分离，分离后的塔顶产物为粗环氧丙烷，塔底物流为副产物与未反应完的反应物，然后分别送入环氧丙烷与副产物处理车间处理。
2）环氧丙烷分离精制工段
如图2所示，粗环氧丙烷经分离器M0201分别由泵H0201、H0202送入精馏塔T0202、T0203精制后得到纯度为99.90％环氧丙烷一级品与甲醇与水的混合溶液，经泵P0202送至环氧丙烷储罐，甲醇与水的混合溶液回收利用。
图2 环氧丙烷分离精制工段流程图
3）副产物提纯工段
如图3所示，通过泵P0301将副产物送入精馏塔T0301精馏，精馏后将水去除，再将塔底物流送入精馏塔T0302，在塔底得到工业级丙二醇合格品，再经泵P0302送入储罐，塔顶为粗甲醇用以回收利用。
图3 副产物提纯工段流程图
4）双氧水合成车间
本工段采用的工艺为氢氧合成法，如图4所示，空气经压缩机P0402压缩后与甲醇、水反应生成双氧水，经相分离器T0401和精馏塔后得到纯度为15%的双氧水。
图4 双氧水合成车间流程图
主要技术指标：
1)原料丙烯指标为：96%，高于化学级丙烯标准；
2)产品环氧丙烷指标为：99.90%,达到一级品标准；
3)过氧化氢标准为GB 1616-2014，分析化验遵循GB 1616-2014要求；
4)反应器压力为0.13MPa，温度为60℃，进料组成为过氧化氢、丙烯和水，转化率为96%，收率为91%，催化剂为中国石油化工科学研究院专门制备的丙烯过氧化氢环氧化专用催化剂HPO-1；
5)精馏塔压力为0.9MPa，温度为80℃，进料为泡点进料，产品组成为环氧丙烷、丙二醇、粗甲醇。
6)采用夹点设计法，加热介质选用饱和水蒸气，采用101.33kPa（表压）压力，冷却介质采用循环冷却水，冷却水温度为25℃。水热集成后，节约热能14.9%，节约冷能4.7%。
本项目实现了原料和助剂循环使用，且基础建设费用低、无副产品、三废排放少、能耗低，符合国家环保、绿色生产的理念进行设计。...
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