醋酸丙烯酯法生产环氧氯丙烷的节能研究

【摘要】：环氧氯丙烷（Epichlorohydrin，ECH）又名表氯醇，是重要的化工中间体，是环氧树脂的主要原材料，同时还可用于生产氯醇橡胶、电绝缘品、表面活性剂等产品。环氧氯丙烷的生产方法主要有高温氯化法、醋酸丙烯酯法和甘油法等。现有环氧氯丙烷生产工艺中，90%以上的生产厂家采用高温氯化法，但是醋酸丙烯酯法同样具有物料单耗低、能耗低多方面优势。 某化工有限公司环氧氯丙烷采用的是醋酸丙烯酯法生产工艺，年产量达到60000t（两期：一期24000t/a、二期36000t/a）。目前工厂能耗过高导致效益降低，为降低能耗，实现能量的综合利用，对现有工艺进行改进具有重大的意义。本文通过化工流程模拟软件对该化工厂的醋酸丙烯酯工艺进行了模拟分析，对装置提出了节能与改造方法。 本文首先介绍了现有的醋酸丙烯酯法环氧氯丙烷生产流程，根据工艺流程特点，在ASPEN PLUS中选择合适的模块和热力学模型，对流程进行了模拟及灵敏度分析，对单塔的工艺参数进行了优化。然后结合夹点技术原理和换热网络模拟软件ASPEN ENENRGY ANALYZER对换热网络进行了分析，找出了原流程中存在的瓶颈，并对换热网络进行了优化。结合新的换热网络提出了理论节能方案，然后根据工厂的实际布局和生产状况，综合考虑投入产出比，确定了最终的具体施工方案，该方案预计投资1000万元，节省蒸汽1.5吨/吨产品，年节省蒸汽9万吨，折现1620万元，静态投资回收期0.62年。利用理论知识设计了蒸汽喷射器，将低压蒸汽提质利用，以跨越热夹点。 【关键词】：环氧氯丙烷 醋酸丙烯酯 节能 ASPEN PLUS 夹点计算
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TQ223.26
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 文献综述8-21
• 1.1 环氧氯丙烷基本性质8-9
• 1.1.1 分子结构式8
• 1.1.2 物理性质8-9
• 1.1.3 环氧氯丙烷用途9
• 1.2 环氧氯丙烷生产工艺9-15
• 1.2.1 丙烯高温氯化法9-10
• 1.2.2 醋酸丙烯酯法10-12
• 1.2.3 甘油法12
• 1.2.4 其他生产环氧氯丙烷的工艺12-13
• 1.2.5 几种生产工艺的经济性比较13-15
• 1.3 国内环氧氯丙烷生产装置概况15-16
• 1.4 夹点技术介绍16-18
• 1.5 蒸汽喷射器介绍18-20
• 1.6 本课题研究的目的及意义20-21
• 第二章 醋酸丙烯酯法环氧氯丙烷理论节能方案21-46
• 2.1 醋酸丙烯酯法环氧氯丙烷装置简介21-22
• 2.2 换热网络分析22-26
• 2.2.1 最小传热温差23-24
• 2.2.2 原始换热网络24
• 2.2.3 换热网络不合理地方24-25
• 2.2.4 换热网络改造25-26
• 2.3 初步节能方案26
• 2.4 初步节能方案论证26-46
• 2.4.1 流股 21 预热方案论证26-34
• 2.4.2 流股 11 预热及 H-107 改进方案论证34-41
• 2.4.3 皂化塔(R501)降压操作方案论证41-43
• 2.4.4 共沸塔塔顶蒸汽利用方案论证43-45
• 2.4.5 理论节能方案小结45-46
• 第三章 节能改进方案46-58
• 3.1 共沸塔增加理论板方案论证46-54
• 3.1.1 模拟方法可靠性验证47
• 3.1.2 共沸塔理论板增加能耗情况47-49
• 3.1.3 理论板增加后塔内组成变化趋势和温度变化趋势49-51
• 3.1.4 塔内件改造和共沸塔水力学比较51-54
• 3.1.5 共沸塔增加理论板小结54
• 3.2 共沸塔不增加塔板，回流比减小方案论证54-55
• 3.2.1 共沸塔回流比减小前后能耗54-55
• 3.2.2 共沸塔自身回流比调节方案小结55
• 3.3 流股 5 换热器 H-107 节能改造论证55-56
• 3.3.1 项目目标55
• 3.3.2 工艺流程描述55
• 3.3.3 喷射泵基本信息55-56
• 3.3.4 H-107 节能方案小结56
• 3.4 最终节能方案56-58
• 第四章 蒸汽喷射泵设计58-73
• 4.1 喷射器的主要性能指标58-59
• 4.2 喷射系数的计算59-66
• 4.2.1 常用气体动力学函数59-60
• 4.2.2 喷射系数计算过程60-64
• 4.2.3 喷射系数设计实例64-66
• 4.3 喷射器结构尺寸设计66-69
• 4.3.1 喷射器结构理论计算方法66-68
• 4.3.2 喷射器结构设计实例68-69
• 4.4 实验验证结果69-72
• 4.4.1 实验仪器70
• 4.4.2 实验数据记录70-71
• 4.4.3 实验结论71-72
• 4.5 本章小结72-73
• 第五章 结论73-74
• 参考文献74-78
• 发表论文和参加科研情况说明78-79
• 致谢79

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