山东某厂乙苯/苯乙烯流程模拟与能量优化
发布时间：2022-10-10 11:23
苯乙烯（Styrene,C8H8）是一种重要的有机化学原料。随着对于环境保护、能源利用的重视,苯乙烯生产过程中能量的合理利用成为学者们研究的一大课题。针对这一主题,基于山东某工厂实际生产情况,对乙苯/苯乙烯流程进行了模拟,并对能量利用进行优化。本文使用Aspen Plus软件对生产流程进行模拟。分析现有装置各单元公用工程消耗情况并指出苯乙烯生产单元存在高压蒸汽用量较高和发生蒸汽等级不合理的问题。应用夹点设计法对换热网络进行优化设计。对比Aspen Energy Analyzer软件提供的方案,从总体、单一物流两方面分析出方案2更合理。分析优化后的换热网络可得改动最小的方案:增加两台换热器,将脱氢气先与蒸汽过热炉F-301的进料蒸汽进行换热,随后与乙苯回收塔T-402的釜液分支进行换热。优化后的换热网络可以节省6.59×10~7 kJ/h的总公用工程用量,每年可以减少180万元的公用工程投资费用,效果显著。对于尾气处理部分的尾气压缩机进行节能优化:在后冷器E-306后加入一台新换热器E-X对混合物流进行换热,降低对气体的处理量、缩机负荷和生产中...
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 综述
1.1 苯乙稀概况
1.1.1 苯乙烯的基本信息
1.1.2 苯乙烯的用途
1.2 苯乙烯国际供求分析
1.2.1 苯乙烯国际产能分析
1.2.2 苯乙烯国际消费现状及发展前景
1.3 苯乙烯国内供求分析
1.3.1 苯乙烯国内产能分析
1.3.2 苯乙烯国内消费现状及发展前景
1.4 乙苯合成工艺
1.4.1 AlCl_3法
1.4.2 Alkar法
1.4.3 液相分子筛催化法
1.4.4 Mobile-Badger气相法
1.5 苯乙烯合成工艺
1.5.1 热解汽油抽提法
1.5.2 乙苯脱氢法
1.5.3 催化裂化干气法
1.5.4 CO_2氧化脱氢法
1.5.5 环氧丙烷-苯乙烯联产法
第二章 化工模拟技术
2.1 流程模拟技术的发展
2.1.1 流程模拟技术的基本概念
2.1.2 流程模拟技术的发展历程
2.2 AspenPlus的稳态模拟简介
2.2.1 物性数据库
2.2.2 单元模块介绍
2.3 过程系统工程
2.3.1 过程系统分析
2.3.2 过程系统综合
2.3.3 过程系统优化
2.4 换热网络的优化改进研究
2.4.1 换热网络的合成
2.4.2 换热网络的分析
2.4.3 换热网络的模拟
第三章 工艺设计及流程模拟
3.1 工艺流程设计概述
3.1.1 乙苯生产单元设计流程简述
3.1.2 苯乙烯生产单元
3.2 流程模拟
3.2.1 物性方法的选择
3.2.2 单元模块的选择
3.2.3 流股断裂和收敛方法的选择
3.2.4 流程模拟的建立
3.3 模拟数据与设计值对比
3.4 流程各单元能耗分析
3.4.1 乙苯生产单元能耗分析
3.4.2 苯乙烯生产单元能耗分析
3.5 能耗升高原因及改进目标
3.6 本章小结
第四章 苯乙烯部分换热网络用能优化
4.1 最优换热网络的合成
4.2 苯乙烯换热网络的优化
4.2.1 提取苯乙烯单元物流基础数据
4.2.2 最优换热网络优化
4.3 部分改动方案与优化结果分析
4.4 本章小结
第五章 苯乙烯凝液与尾气处理系统节能降耗改造
5.1 凝液处理部分流程描述
5.2 尾气处理部分流程描述
5.3 尾气处理优化系统
5.3.1 优化方案
5.3.2 换热器温度选择
5.3.3 优化结果
5.4 本章小结
第六章 结论
符号说明
参考文献
附录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]国内外苯乙烯的供需现状及发展前景[J]. 谭捷,钟向宏. 石油化工技术与经济. 2016(03)
[2]市场纵览[J]. 乙醛醋酸化工. 2016 (05)
[3]乙苯工艺技术开发及工业应用进展（英文）[J]. 杨为民,王振东,孙洪敏,张斌. 催化学报. 2016(01)
[4]馏分油项目产品—苯乙烯（SM）市场分析[J]. 李向龙. 化工管理. 2016(02)
[5]乙苯脱氢法苯乙烯生产技术进展[J]. 谭捷. 精细与专用化学品. 2015(12)
[6]环氧丙烷生产路线浅析[J]. 徐垚. 当代石油石化. 2015(12)
[7]我国苯乙烯的市场分析[J]. 谭捷. 精细与专用化学品. 2015(09)
[8]基于夹点方法和遗传算法的换热网络综合研究[J]. 韩保生,马爱武,王雷. 中国特种设备安全. 2015(08)
[9]绿色过程系统工程[J]. 张锁江,张香平,聂毅,鲍迪,董海峰,吕兴梅. 化工学报. 2016(01)
[10]Aspen Energy Analyzer在化工过程分析与合成课程教学中的应用[J]. 薄守石. 广州化工. 2015(14)
本文编号：3689531
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【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 综述
1.1 苯乙稀概况
1.1.1 苯乙烯的基本信息
1.1.2 苯乙烯的用途
1.2 苯乙烯国际供求分析
1.2.1 苯乙烯国际产能分析
1.2.2 苯乙烯国际消费现状及发展前景
1.3 苯乙烯国内供求分析
1.3.1 苯乙烯国内产能分析
1.3.2 苯乙烯国内消费现状及发展前景
1.4 乙苯合成工艺
1.4.1 AlCl_3法
1.4.2 Alkar法
1.4.3 液相分子筛催化法
1.4.4 Mobile-Badger气相法
1.5 苯乙烯合成工艺
1.5.1 热解汽油抽提法
1.5.2 乙苯脱氢法
1.5.3 催化裂化干气法
1.5.4 CO_2氧化脱氢法
1.5.5 环氧丙烷-苯乙烯联产法
第二章 化工模拟技术
2.1 流程模拟技术的发展
2.1.1 流程模拟技术的基本概念
2.1.2 流程模拟技术的发展历程
2.2 AspenPlus的稳态模拟简介
2.2.1 物性数据库
2.2.2 单元模块介绍
2.3 过程系统工程
2.3.1 过程系统分析
2.3.2 过程系统综合
2.3.3 过程系统优化
2.4 换热网络的优化改进研究
2.4.1 换热网络的合成
2.4.2 换热网络的分析
2.4.3 换热网络的模拟
第三章 工艺设计及流程模拟
3.1 工艺流程设计概述
3.1.1 乙苯生产单元设计流程简述
3.1.2 苯乙烯生产单元
3.2 流程模拟
3.2.1 物性方法的选择
3.2.2 单元模块的选择
3.2.3 流股断裂和收敛方法的选择
3.2.4 流程模拟的建立
3.3 模拟数据与设计值对比
3.4 流程各单元能耗分析
3.4.1 乙苯生产单元能耗分析
3.4.2 苯乙烯生产单元能耗分析
3.5 能耗升高原因及改进目标
3.6 本章小结
第四章 苯乙烯部分换热网络用能优化
4.1 最优换热网络的合成
4.2 苯乙烯换热网络的优化
4.2.1 提取苯乙烯单元物流基础数据
4.2.2 最优换热网络优化
4.3 部分改动方案与优化结果分析
4.4 本章小结
第五章 苯乙烯凝液与尾气处理系统节能降耗改造
5.1 凝液处理部分流程描述
5.2 尾气处理部分流程描述
5.3 尾气处理优化系统
5.3.1 优化方案
5.3.2 换热器温度选择
5.3.3 优化结果
5.4 本章小结
第六章 结论
符号说明
参考文献
附录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]国内外苯乙烯的供需现状及发展前景[J]. 谭捷,钟向宏. 石油化工技术与经济. 2016(03)
[2]市场纵览[J]. 乙醛醋酸化工. 2016 (05)
[3]乙苯工艺技术开发及工业应用进展（英文）[J]. 杨为民,王振东,孙洪敏,张斌. 催化学报. 2016(01)
[4]馏分油项目产品—苯乙烯（SM）市场分析[J]. 李向龙. 化工管理. 2016(02)
[5]乙苯脱氢法苯乙烯生产技术进展[J]. 谭捷. 精细与专用化学品. 2015(12)
[6]环氧丙烷生产路线浅析[J]. 徐垚. 当代石油石化. 2015(12)
[7]我国苯乙烯的市场分析[J]. 谭捷. 精细与专用化学品. 2015(09)
[8]基于夹点方法和遗传算法的换热网络综合研究[J]. 韩保生,马爱武,王雷. 中国特种设备安全. 2015(08)
[9]绿色过程系统工程[J]. 张锁江,张香平,聂毅,鲍迪,董海峰,吕兴梅. 化工学报. 2016(01)
[10]Aspen Energy Analyzer在化工过程分析与合成课程教学中的应用[J]. 薄守石. 广州化工. 2015(14)
本文编号：3689531
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