本文選題：煤基混合碳四　切入點(diǎn)：流程模擬　出處：《華東理工大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著近年來(lái)煤制烯烴技術(shù)的不斷發(fā)展以及相應(yīng)的工業(yè)裝置不斷投入運(yùn)行,其副產(chǎn)的混合碳四烴類的產(chǎn)能已相當(dāng)可觀。如何更好地利用好這部分碳四資源,根據(jù)其組成開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)出其分離和深加工的綜合利用方案,對(duì)于提升煤制烯烴項(xiàng)目的整體經(jīng)濟(jì)效益有著十分重要的作用。本文依托Aspen Plus軟件平臺(tái)并結(jié)合Matlab軟件在化工計(jì)算中的應(yīng)用,以獲得高純度的正丁烯為目標(biāo)對(duì)煤基混合碳四的分離工藝進(jìn)行了模擬與優(yōu)化。基于煤基混合碳四自身組成上的特點(diǎn),該分離工藝共分為3個(gè)操作單元,分別是丁二烯加氫單元、甲基叔丁基醚(MTBE)單元以及丁烯提濃單元。在模擬過(guò)程中,根據(jù)不同單元中的物系特點(diǎn),依次選用基于PR方程的狀態(tài)方程法以及基于NRTL-RK模型的活度系數(shù)法等熱力學(xué)方法進(jìn)行模擬計(jì)算。在各單元的模擬過(guò)程中,分別選定不同的目標(biāo)變量對(duì)各單元設(shè)備進(jìn)行工藝參數(shù)的分析和優(yōu)化,得到較優(yōu)的工藝參數(shù)。其中,在MTBE單元中,對(duì)預(yù)醚化反應(yīng)器建立了列管式固定床下的一維擬均相模型,該模型通過(guò)Matlab軟件采用Runge-Kutta法求解,并分析了醚化反應(yīng)精餾過(guò)程的相關(guān)特性；在丁烯提濃單元中,對(duì)于實(shí)驗(yàn)方案中得到的C4-NMP物系的NRTL方程中的模型參數(shù)進(jìn)行了模擬驗(yàn)證,并分析了NMP溶劑萃取精餾分離丁烷、丁烯混合物過(guò)程中對(duì)混合碳四中各組分的相對(duì)揮發(fā)度的影響。通過(guò)全流程的穩(wěn)態(tài)模擬模型的建立,以及循環(huán)收斂的計(jì)算,最終得到了質(zhì)量濃度為99.8%,收率為99.5%的正丁烯組分。采用目前廣泛應(yīng)用的Sulzer Mellapak 250Y型填料,對(duì)于丁烯提濃單元中的萃取精餾塔和溶劑回收塔進(jìn)行了填料設(shè)計(jì)和校核,通過(guò)模擬計(jì)算得到了兩塔的塔徑、最大負(fù)荷以及表觀流速等相關(guān)數(shù)據(jù),為后續(xù)的設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。另外,依托Aspen Energy Analyzer軟件,采用夾點(diǎn)技術(shù)完成了煤基混合碳四分離工藝的全流程的換熱網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化設(shè)計(jì),得到了總年度費(fèi)用指數(shù)較低的熱集成方案以及相應(yīng)的設(shè)備投資費(fèi)用指數(shù)、操作費(fèi)用指數(shù)、最大公用工程用量等相關(guān)換熱網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。
[Abstract]:With the continuous development of olefin production technology from coal in recent years and the continuous operation of corresponding industrial units, the production capacity of mixed carbon-4 hydrocarbons produced by its by-products has been considerable. How to make better use of this part of carbon four resources, According to its composition, the comprehensive utilization scheme of its separation and deep processing is designed and developed. This paper relies on the Aspen Plus software platform and the application of Matlab software in chemical engineering calculation. The separation process of coal based mixed carbon 4 was simulated and optimized with the aim of obtaining high purity n-butene. Based on the characteristics of coal base mixed carbon 4 composition, the separation process was divided into three operation units, one was butadiene hydrogenation unit, the other was butadiene hydrogenation unit. The methyl tert-#china_person0# ether (MTBEE) unit and the butene thickening unit. In the simulation process, according to the characteristics of the different units, In turn, the state equation method based on PR equation and the activity coefficient method based on NRTL-RK model are selected for the simulation. Different target variables were selected to analyze and optimize the process parameters of each unit, and the optimal process parameters were obtained. In the MTBE unit, the one-dimensional quasi-homogeneous phase model of the preetherifying reactor was established under the tubular fixed bed. The model is solved by Runge-Kutta method with Matlab software, and the related characteristics of etherification reaction distillation process are analyzed, and the model parameters in the NRTL equation of C4-NMP system obtained in the experimental scheme are simulated and verified in the butene enrichment unit. The influence of NMP solvent extractive distillation on the relative volatilization of each component in the mixture of butane and butene was analyzed. The steady state simulation model of the whole process and the calculation of the cycle convergence were carried out. Finally, the n-butene component with a mass concentration of 99.8 and a yield of 99.5% was obtained. Using the Sulzer Mellapak 250Y type filler, the packing design and verification of the extraction distillation column and solvent recovery column in the butene thickening unit were carried out. The related data of tower diameter, maximum load and apparent velocity of flow are obtained by simulation calculation, which provides the basis for the process design of the subsequent equipment. In addition, it relies on Aspen Energy Analyzer software. The optimum design of heat transfer network for the whole process of coal based mixed carbon 4 separation process is completed by means of pinch technology. The heat integration scheme with lower total annual cost index and the corresponding equipment investment cost index and operating cost index are obtained. Maximum utility consumption and other related heat transfer network parameters.
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ221;TQ028

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王永存;梁秋波;李邦東;;重組人粒細(xì)胞/巨噬細(xì)胞集落刺激因子初分離工藝的研究[J];黑龍江醫(yī)藥;2002年04期

2 丁欣,賈恩光;卡那霉素分離工藝的改進(jìn)[J];遼寧藥物與臨床;2003年02期

3 朱昌洛;硫酸銅錳溶液分離工藝的研究進(jìn)展[J];礦產(chǎn)綜合利用;2004年05期

4 ;“過(guò)濾分離工藝、設(shè)備技術(shù)咨詢與科學(xué)技術(shù)服務(wù)”正在進(jìn)行中[J];石油和化工設(shè)備;2009年03期

5 劉戎;;茶多酚提取、分離工藝的實(shí)驗(yàn)研究[J];白城師范學(xué)院學(xué)報(bào);2011年03期

6 邵會(huì);陳運(yùn)霞;崔平永;杜延濱;張燕飛;;棉籽加工過(guò)程中仁殼分離工藝的研究[J];中國(guó)油脂;2013年09期

7 姜俊明;大型色層分離工藝裝置[J];現(xiàn)代化工;1982年05期

8 王祝堂;;低成本氮—氧分離工藝與設(shè)備[J];有色設(shè)備;1991年02期

9 劉力;劉文芳;;人血白蛋白分離工藝的歷史沿革及發(fā)展[J];中國(guó)輸血雜志;2008年04期

10 王金梅;陳革新;趙培慶;姚彩蘭;胡傳清;趙志遠(yuǎn);王濤;陳誼;;丁烯氫甲�；莆烊┓蛛x工藝的模擬與優(yōu)化[J];現(xiàn)代化工;2010年S1期

相關(guān)會(huì)議論文 前3條

1 邢奕;王志強(qiáng);洪晨;;二氧化碳的分離工藝現(xiàn)狀及進(jìn)展[A];第七屆全國(guó)能源與熱工學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2013年

2 廖伍平;;稀土清潔分離工藝及高純化技術(shù)研究[A];第二屆中國(guó)海西稀土產(chǎn)業(yè)技術(shù)成果對(duì)接會(huì)專家論文集[C];2011年

3 支梅峰;舒祖駿;張永明;周志全;李大炳;趙鳳岐;;同步萃取法鈾鉬分離工藝研究[A];全國(guó)鈾礦大基地建設(shè)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集（下）[C];2012年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 記者 陳敬農(nóng)、通訊員 霍效忠;合肥工大首創(chuàng)萃取結(jié)晶組合分離工藝[N];科技日?qǐng)?bào);2001年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王楊楊;煤基混合碳四烴分離工藝的模擬與優(yōu)化[D];華東理工大學(xué);2015年

2 鞏蕾;總神經(jīng)節(jié)苷脂分離工藝的改進(jìn)與優(yōu)化[D];山東大學(xué);2012年

3 田志亮;甲苯二異氰酸酯分離工藝的模擬與優(yōu)化[D];河北工業(yè)大學(xué);2014年

4 李云云;羥基紅花黃色素A的分離工藝的研究[D];鄭州大學(xué);2011年

5 雙建永;TDI分離工藝的模擬及控制系統(tǒng)優(yōu)化研究[D];天津大學(xué);2009年

6 丁亞平;魔芋中活性成分的聯(lián)產(chǎn)分離工藝研究[D];武漢理工大學(xué);2013年

7 周青;基于電去離子技術(shù)的甘氨酸氯化銨分離工藝研究[D];浙江理工大學(xué);2013年

8 梁建國(guó);無(wú)水哌嗪分離工藝研究[D];西北大學(xué);2012年

9 尉耀元;紅毛七中紅毛新堿的分離工藝及其藥學(xué)研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2007年

10 陳秀奇;新型生物農(nóng)藥氨苷霉素的分離工藝及其結(jié)構(gòu)鑒定[D];浙江大學(xué);2003年

，

本文編號(hào)：1558607