【摘要】：乙烯是世界上產(chǎn)量最多的化學(xué)產(chǎn)品之一,廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。在丁基橡膠裝置中,乙烯作為制冷劑,提供-76~-110℃的等溫冷量。為了達(dá)到丁基橡膠裝置所要求的制冷溫度,乙烯壓縮機(jī)循環(huán)制冷系統(tǒng)部門區(qū)域需要在負(fù)壓下運(yùn)行,由于系統(tǒng)不能絕對(duì)嚴(yán)密,故微量空氣會(huì)進(jìn)入乙烯制冷系統(tǒng)內(nèi)。為了保證生產(chǎn)安全運(yùn)行,必須對(duì)乙烯制冷系統(tǒng)中的不凝氣進(jìn)行定期排放。大量的乙烯會(huì)隨著不凝氣一起進(jìn)入火炬系統(tǒng)中,造成了巨大的資源浪費(fèi)。對(duì)排放的氣體中乙烯回收,是很有必要的。目前現(xiàn)場(chǎng)為深冷法回收,但回收效果不佳,乙烯回收率為56.7%,去火炬氣體中乙烯摩爾分率依然高達(dá)94.7%。針對(duì)以上問題,本文設(shè)計(jì)了膜分離法和精餾法回收流程并進(jìn)行優(yōu)化,又提出了精餾-膜分離耦合法回收乙烯,進(jìn)一步提高乙烯回收率,減少去火炬氣體中乙烯。在Aspen HYSYS模擬軟件中,建立了乙烯壓縮循環(huán)制冷和深冷分離法回收乙烯流程,模擬結(jié)果表明流程主要參數(shù)的模擬值與實(shí)際值誤差在2%以內(nèi),證明了所選擇的PR狀態(tài)方程和操作單元模型的準(zhǔn)確性。建立了膜分離法、精餾法和精餾-膜分離耦合法回收乙烯模擬流程,并進(jìn)行優(yōu)化。膜分離法回收乙烯優(yōu)化后的操作條件為,進(jìn)氣壓為1540 kPa,溫度為30℃,膜面積為4.6 m~2,乙烯回收率為93.5%,去火炬氣體中的乙烯摩爾分率為73.1%。精餾法回收乙烯優(yōu)化后的操作條件為:填料層高度為1.5 m,進(jìn)氣壓力為1740 kPa,塔頂溫度為-100℃,乙烯回收率為99.7%,去火炬氣體中的乙烯摩爾分率為9.8%。精餾-膜分離耦合法回收乙烯優(yōu)化后的操作條件為:填料層高度為1.5 m,進(jìn)氣壓力為1740 kPa,塔頂溫度為-100℃,乙烯回收率為99.9%,去火炬氣體中的乙烯摩爾分率為4.6%。精餾-膜分離耦合法與膜分離法相比,膜面積減小4.5 m~2。與精餾法相比,要達(dá)到相同回收乙烯效果,塔頂溫度可以提高了15℃。深冷分離法、膜分離法、精餾法和精餾-膜分離耦合法,四種回收乙烯方法相比,精餾-膜分離耦合法優(yōu)于其他回收方法。對(duì)精餾-膜分離耦合法回收乙烯進(jìn)行設(shè)計(jì),回收裝置經(jīng)濟(jì)效益為208.8萬元/年,投資回報(bào)期為1.3月。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TQ221.211;TQ333.6

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本文編號(hào)：2692510