乙二醇装置精馏系统流程模拟及极限负荷预测开题报告

 2022-09-25 09:50:18

1. 研究目的与意义

乙二醇,是一种重要的石油化工基础有机原料,它可以任意比例与水混合,沸点高、凝固点低,可用于生产聚酯纤维、防冻剂、不饱和聚酯树脂、润滑剂、塑料、薄膜、干燥剂等产品,随着聚酯工业等乙二醇下游产品工业的迅速发展,我国对于乙二醇的市场需求急速增加。目前工业合成乙二醇的传统方法多采用氧化乙烯生产环氧乙烷,最后由环氧乙烷水合反应得到乙二醇。本文主要研究乙二醇精馏系统中的环氧乙烷的精制工艺。

20世纪70年代起,我国先后引进11套环氧乙烷/乙二醇生产装置。我国乙二醇生产主要集中在大型石油化工企业,2001年产量在3万吨/年以上的企业有10家,超过10万吨/年的企业有4家。中石化扬子石化公司是我国乙二醇生产能力和产量最大的企业,该公司乙二醇生产装置1999年扩建后,生产能力达到30万吨/年,2000年产量首次突破20万吨达到23.39万吨,2001年产量也达到19.55万吨。其次是中石油吉林石化分公司,2001年产量11.74万吨,2002年采用SD公司技术,已将生产能力扩增至15.9万吨。中石化上海石化公司的乙二醇装置扩建后,也由15万吨/年提高到22.5万吨/年,2001年产量11.48万吨。我国乙二醇生产企业还有中石化茂名石化公司、中石化燕山石化公司、中石油辽阳石化公司和中石油独山子石化公司等。还有一些中小规模生产厂,目前我国乙二醇总生产能力约为111万吨。

本文研究的精馏塔为T-420采用北京泽华公司的ADV导向浮阀塔盘,精馏塔T-420设计生产能力为3.6万吨/年,400#环氧乙烷精制系统任务是将10%的环氧乙烷水溶液精制得到99.99%(wt)的商品级环氧乙烷,送到环氧乙烷贮运系统。

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2. 课题关键问题和重难点

本课题研究的关键是了解环氧乙烷的生产方法,了解环氧乙烷精馏系统的工艺流程。用Aspen Plus软件建立环氧乙烷精馏系统的基础模型,通过模拟优化环氧乙烷精馏工艺操作参数,提出建议并预测此工艺的极限负荷。

难点:流程模拟是将一个由许多个单元过程组成的化工流程用数字模型进行描述, 并且在计算机上通过改变各种有效条件得到所需要的结果, 如操作条件等。在Aspen Plus中有很多关于精馏的模块,本文中要根据环氧乙烷精馏的实际过程,根据已有的数据,选择合适的模型。虽然Aspen Plus模拟软件具有完善的模拟物性数据库,但是要根据实际数据选择合适的物性参数,是很困难的,需要多次尝试,多次优化。通过优化模拟得出的各项参数对精馏塔的负荷性能指数进行分析预测,也是很困难的。

3. 国内外研究现状(文献综述)

3.1 环氧乙烷的简介

环氧乙烷是一种有机化合物,化学式是C2H4O,是一种有毒的致癌物质,以前被用来制造杀菌剂。环氧乙烷易燃易爆,不易长途运输,因此有强烈的地域性。环氧乙烷是乙烯的衍生物, 是重要的基本有机化工原料, 主要用于生产聚酯产品及汽车用防冻剂的原料乙二醇。环氧乙烷还可衍生出一些重要的精细化工中间体, 应用范围遍及纺织、洗染、医药、电子、汽车等诸多领域,在化工相关产业可作为清洁剂的起始剂。目前,世界各国环氧乙烷的最大应用领域是生产乙二醇。

3.2 环氧乙烷的生产工艺

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4. 研究方案

1.第一步通过查阅各种资料了解环氧乙烷合成工艺与普通精馏系统。根据已掌握的知识绘制带控制点的工艺流程图。

2.再根据提供的资料列出装置主要控制参数、产品参数和生产数据,使用Aspen Plus创建精馏系统基础模型,通过提供的各项参数对工艺进行模拟和调试,确定基础模型。

3.最后通过利用Aspen Plus分析工具进行工艺分析,找出产品质量、产量、能耗的主要影响因素,对工艺进行优化,确定最终模型,再根据最终模型对环氧乙烷精馏系统的极限负荷进行预测。

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5. 工作计划

第一周:查找外文文献,完成任务书。

第二周:完成开题报告,翻译外文文献。

第三周:翻译外文文献,完成开题报告。

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