过氧化氢生产工艺的安全评估与动态控制

发布时间：2021-01-13 04:01

　　过氧化氢生产装置属于危险品生产装置,因此对过氧化氢的工艺路线进行本质安全化评估和动态控制的研究具有重要的现实意义。为了使评估结果更具有科学性,弥补定性安全评估方法上的缺陷,本论文使用定量安全评估与过程模拟结合的方法,对过氧化氢生产装置的安全性和危险源进行了研究,并通过动态模拟和控制,探讨了扰动对整个系统的动态影响。本文使用图形化描述本质安全的方法（GRAND）对三种不同过氧化氢的生产工艺进行了本质安全化评估,识别和量化了不同工艺的危险水平。另外,针对工艺危险水平相似的蒽醌法和氢氧直接合成法两种生产过氧化氢的工艺,采用2维图形评级技术（2DGR）确定出蒽醌法生产过氧化氢是三条路线中最危险的工艺路线。采用GRAND图形识别出蒽醌法生产过氧化氢工艺过程中的危险源,对过氧化氢的安全生产和预警具有重要的理论价值。为了更好地了解装置中危险源,解决安全生产中的瓶颈问题,提供便捷的技术支持,本文运用Aspen Plus流程模拟软件对10万t/a 35%过氧化氢装置进行了流程模拟,并通过物性估算系统（PCES）解决了原料中物性参数缺失的问题。分析讨论了温度、压力等不同因素对氢化工序、氧化工序的影响、以及... 

【文章来源】：青岛科技大学山东省

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 文献综述
    1.1 课题的研究背景
    1.2 安全评价方法的概述
        1.2.1 危险与可操作性分析方法的概述
        1.2.2 道化学火灾爆炸指数法的概述
        1.2.3 预先危险分析法的概述
    1.3 过氧化氢的工业概况
        1.3.1 过氧化氢的特性
        1.3.2 过氧化氢的用途
        1.3.3 过氧化氢的生产工艺进展
        1.3.4 过氧化氢的全国产能分布
    1.4 化工流程模拟
        1.4.1 过氧化氢生产工艺模拟的研究进展
        1.4.2 热力学模型研究
    1.5 课题的研究内容和意义
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 研究意义
2 图形化法对过氧化氢生产工艺的风险评价
    2.1 引言
    2.2 GRAND模型的介绍
    2.3 不同生产过氧化氢工艺的危险评价
    2.4 蒽醌法生产过氧化氢工艺的危险源分析
    2.5 本章小结
3 蒽醌法生产过氧化氢工艺的稳态模拟与安全分析
    3.1 物性数据估算
    3.2 热力学模型选择
    3.3 稳态流程模拟
    3.4 氢化工序催化剂床层压力温度分布
    3.5 影响氢化、氧化、萃取工序的主要因素
        3.5.1 工作液温度、氢气流量对氢化效率的影响
        3.5.2 压力、氢气流量对氢化效率的影响
        3.5.3 催化剂床层高度对反应工序的影响
        3.5.4 氧化反应温度和压力对氧化收率的影响
        3.5.5 萃取剂流量对萃取相和萃余相中过氧化氢的影响
        3.5.6 塔板数对萃取相和萃余相中过氧化氢的影响
        3.5.7 金属离子对过氧化氢热稳定性的影响
    3.6 蒽醌法生产过氧化氢工艺的安全分析
        3.6.1 系统氧对氢化工序的影响
        3.6.2 循环氢化液对氢化工序的影响
        3.6.3 无氢化液循环对氢化工序的影响
    3.7 本章小结
4 蒽醌法生产过氧化氢工艺的动态模拟与控制
    4.1 控制方案的制定
    4.2 动态特性分析
        4.2.1 氢气流量扰动对系统产生的影响
        4.2.2 氧气流量扰动对系统产生的影响
        4.2.3 纯水流量扰动对系统产生的影响
    4.3 组成控制对系统控制效果的影响
        4.3.1 操纵纯水流量控制萃余液中过氧化氢浓度
        4.3.2 操纵氧气流量控制萃余液中过氧化氢浓度
    4.4 本章小结
5 结论
参考文献
附录
致谢
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本文编号：2974175