CHP法生产CA和PO分离工艺的节能策略

【摘要】： 二甲基苄醇(CA)和环氧丙烷(PO)的传统生产方法污染严重、成本较高。CHP法生产CA和PO的生产新工艺,在国外已有工业化。某资料在参考国外CHP法生产PO分离部分相关数据的基础上,对国内某研究院用CHP环氧化丙烯得到的CA和PO等相关物质制定了分离方案。本文参考了该资料的相关数据,利用流程模拟软件对CHP法生产CA与PO的分离部分进行了模拟计算。通过对每个精馏塔的操作条件及热负荷的分析,制定了相关的节能方案。 由于丙烷塔C-304具有能耗高、占整个流程能耗比率大的特点,本文重点对丙烷塔C-304进行节能工艺改进。利用热泵和差压两种方式分别对C-304进行节能改进,热泵方式中,以压缩机和减压阀出口压力为主要调节变量,找到了最佳的操作条件,并比较两种热泵操作方式的优缺点。差压方式中,将C-304分为常规分馏和降压分馏两个塔,以降压分馏塔压力和塔板为调节变量,找到了最佳的操作条件。通过工艺改进,C-304能耗大幅降低。在不考虑设备固定投资的情况下,整个流程的理论热公用工程消耗降为原流程的50%左右。 对丙烷塔C-304和异丙苯塔C-306,采用热集成节能方法,实行差压技术达到合理的温差要求。以异丙苯塔C-306压力为主要调节变量,找到了符合换热温差合理的压力条件。对CA塔C-307和PO塔C-401,由于符合温差要求,可直接实行热集成。不考虑设备投资的情况下,整个流程理论热公用工程消耗降为原来的75%以下。 利用夹点分析的方法对整个流程进行用能分析,采用问题表格法,找到系统的夹点。夹点上方是需要引入的最小冷却工程量,下方是需要引入的最小加热工程量。通过分析,发现该系统用能基本合理,只有小部分的热量可以集成使用,若增大整个流程的热集成热量,必须靠改变精馏塔压力实现。 【关键词】：CHP法 热泵 差压 热集成 夹点 流程模拟
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TQ243.4;TQ23
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 文献综述8-25
• 1.1 PO 性质、用途、工艺发展概况8-9
• 1.1.1 PO 的性质8
• 1.1.2 PO 的用途8
• 1.1.3 PO 的传统生产方法8-9
• 1.2 CA 性质、用途、工艺发展概况9-10
• 1.2.1 CA 的性质9
• 1.2.2 CA 的用途及生产能力9-10
• 1.2.3 CA 的生产能力10
• 1.2.4 CA 传统生产方法10
• 1.3 文献用CHP 生产PO 工艺介绍10-12
• 1.3.1 异丙苯氧化10-11
• 1.3.2 丙烯与过氧化氢异丙苯环氧化11
• 1.3.3 二甲基苄醇转化为异丙苯11-12
• 1.4 改进CHP 法生产CA 和PO 工艺介绍12-13
• 1.5 化工流程模拟的发展13-17
• 1.5.1 化工流程模拟简介13-15
• 1.5.2 流程模拟的作用15-16
• 1.5.3 常用的化工流程模拟软件16-17
• 1.6 精馏过程的节能技术17-23
• 1.6.1 不改变流程的节能技术17-19
• 1.6.2 改变流程的节能技术19-23
• 1.7 过程系统工程简介23-24
• 1.7.1 过程系统工程的定义23
• 1.7.2 过程系统工程研究的问题23
• 1.7.3 过程系统综合23-24
• 1.7.4 换热网络的优化24
• 1.8 本课题研究内容及意义24-25
• 第二章 CHP 法生产CA 和PO 分离流程工艺模拟及分析25-31
• 2.1 工艺流程的模拟25-28
• 2.2 工艺流程的分析28-30
• 2.3 本章小结30-31
• 第三章 C304 塔节能工艺模拟31-46
• 3.1 热泵工艺32-37
• 3.1.1 塔顶气体直接压缩式32-34
• 3.1.2 塔釜液体闪蒸再沸式34-37
• 3.1.3 两种热泵工艺比较37
• 3.2 差压工艺37-44
• 3.2.1 降压分馏塔压力对能耗的影响38-40
• 3.2.2 降压分馏塔塔板数对能耗的影响40-42
• 3.2.3 进料位置对能耗的影响42-44
• 3.2.4 差压工艺模拟数据44
• 3.3 原工艺和节能工艺数据比较44-45
• 3.4 本章小结45-46
• 第四章 热集成工艺模拟46-52
• 4.1 C-306 和C-304 的热集成46-49
• 4.1.1 C-306 塔压的确定47-48
• 4.1.2 热集成数据48-49
• 4.1.3 原工艺与热集成工艺数据比较49
• 4.2 C-307 和C-401 的热集成49-50
• 4.3 热集成后节能效果的分析50-51
• 4.4 本章小结51-52
• 第五章 流程的换热网络分析52-58
• 5.1 夹点分析的基本理论52-55
• 5.1.1 T-H 图52-53
• 5.1.2 夹点及最小公用工程用量53-54
• 5.1.3 问题表格法54-55
• 5.2 流程夹点计算分析55-57
• 5.2.1 流股的提取55-56
• 5.2.2 问题表格的建立56-57
• 5.3 本章小结57-58
• 第六章 结论58-59
• 参考文献59-62
• 致谢62

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