丙烷脫氫工藝是丙烯的重要新增來源,其反應(yīng)產(chǎn)物含有大量不凝組分（主要是氫氣）,導(dǎo)致傳統(tǒng)的深冷液化流程能耗巨大。具體地,高壓丙烷脫氫工藝深冷液化流程中,大量氫氣隨反應(yīng)產(chǎn)物壓縮,壓縮能耗大;氫氣積累導(dǎo)致低壓丙烷脫氫工藝深冷液化流程在-90°C以下進(jìn)行,深冷負(fù)荷大。對此,本文提出了采用氫氣膜分離對丙烷脫氫深冷液化流程進(jìn)行改造,膜分離脫除反應(yīng)產(chǎn)物中的大部分氫氣,減少后續(xù)液化的處理量并提高碳三分壓,改善深冷液化過程,提高液化流程的經(jīng)濟(jì)效益。以年產(chǎn)35萬噸丙烯的丙烷脫氫裝置為例,采用HYSYS軟件對高、低壓丙烷脫氫深冷液化流程的膜分離改造工藝進(jìn)行模擬優(yōu)化,確定經(jīng)濟(jì)效益最大的操作參數(shù)。針對高壓STAR工藝的深冷液化流程,本文提出在降溫過程中嵌入膜分離單元實(shí)現(xiàn)梯級壓縮。在淺冷單元之后嵌入膜分離單元,脫除大量氫氣的同時實(shí)現(xiàn)梯級壓縮。最優(yōu)的淺冷壓力為2.40 MPa、淺冷溫度為-24°C,膜面積為2680 m~2,總壓縮能耗由7040 kW降低至5890 kW,節(jié)約公用工程約600萬元/年;氫氣濃度由82.8 mol%提高到99.0 mol%,回收率超過85%,綜合考慮節(jié)能和氫氣產(chǎn)出,年經(jīng)濟(jì)效益增加8700... 

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 文獻(xiàn)綜述
    1.1 丙烯的主要生產(chǎn)工藝
    1.2 丙烷脫氫工藝
        1.2.1 Oleflex工藝
        1.2.2 Catofin工藝
        1.2.3 STAR工藝
    1.3 丙烷脫氫工藝的深冷液化流程
        1.3.1 高壓丙烷脫氫工藝的深冷液化流程
        1.3.2 低壓丙烷脫氫工藝的深冷液化流程
    1.4 氫氣膜分離
        1.4.1 氫氣膜分離概述
        1.4.2 氫氣膜分離機(jī)理
        1.4.3 氫氣膜分離工藝
    1.5 選題依據(jù)與研究內(nèi)容
2 工藝設(shè)計與優(yōu)化基礎(chǔ)
    2.1 化工流程模擬軟件和物性方法的選擇
        2.1.1 流程模擬軟件的選擇
        2.1.2 物性方法的選擇
    2.2 傳統(tǒng)高壓丙烷脫氫深冷液化流程的模擬
    2.3 傳統(tǒng)低壓丙烷脫氫深冷液化流程的模擬
    2.4 氫氣分離膜的選擇與計算
    2.5 經(jīng)濟(jì)分析基礎(chǔ)
    2.6 本章小結(jié)
3 高壓丙烷脫氫液化流程的膜分離/梯級壓縮改造
    3.1 膜分離脫氫/梯級壓縮改造工藝
        3.1.1 膜分離脫氫/梯級壓縮改造對氫氣分離效果的影響
        3.1.2 膜分離脫氫/梯級壓縮改造對壓縮能耗的影響
        3.1.3 膜分離脫氫/梯級壓縮改造對碳三損失的影響
        3.1.4 膜分離脫氫/梯級壓縮改造工藝的經(jīng)濟(jì)分析
    3.2 膜分離脫氫脫水/梯級壓縮改造工藝
        3.2.1 預(yù)脫水、粗氫氣提濃效果的分析
        3.2.2 膜分離脫氫脫水/梯級壓縮改造對水含量的影響
        3.2.3 膜分離脫氫脫水/梯級壓縮改造對氫氣分離效果的影響
        3.2.4 膜分離脫氫脫水/梯級壓縮改造對壓縮能耗的影響
        3.2.5 膜分離脫氫脫水/梯級壓縮改造對碳三損失的影響
        3.2.6 膜分離脫氫脫水/梯級壓縮改造工藝的經(jīng)濟(jì)分析
    3.3 本章小結(jié)
4 低壓丙烷脫氫液化流程的多級膜分離/淺冷改造
    4.1 單級膜分離/淺冷改造工藝
        4.1.1 預(yù)冷溫度的選取
        4.1.2 單膜/淺冷改造對氫氣分離效果的影響
        4.1.3 單膜/淺冷改造對深冷負(fù)荷的影響
        4.1.4 單膜/淺冷改造對碳三損失的影響
        4.1.5 單級膜分離/淺冷改造工藝的經(jīng)濟(jì)分析
    4.2 兩級膜分離/淺冷改造工藝
        4.2.1 兩級膜/淺冷改造對氫氣分離效果的影響
        4.2.2 兩級膜/淺冷改造對深冷負(fù)荷的影響
        4.2.3 兩級膜/淺冷改造對碳三損失的影響
        4.2.4 兩級膜分離/淺冷改造工藝的經(jīng)濟(jì)分析
    4.3 本章小結(jié)
結(jié)論
創(chuàng)新點(diǎn)與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號：3671384