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空分工艺过程优化研究

发布时间:2018-03-19 20:05

  本文选题:空分 切入点:液氧 出处:《青岛科技大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:我国作为能源化工产业大国,各行各业对空分产品种类和产量的需求日益增多,对空分设备的需求也呈现多样化。液氧作为空分工艺的重要产品,探讨不同工艺对其产量的影响具有重要意义。本文采用内压缩膨胀空气进上塔的空分工艺流程,通过对该工艺的研究分析得出影响液氧产量的因素,并分别对空分工艺有氩精馏与无氩精馏进行对比,以确定氩塔对空分工艺液氧产量的影响,从而得出不同工艺下液氧产量的差异。利用Aspen Plus V8.4对空分工艺进行数学建模,根据空分工艺流程的生产数据,采用修正的RKS-BM物性方法,对精馏过程进行有效的求解运算。通过对空分工艺的模拟计算,确定了影响空分工艺产品产量的一些关键因素,如下塔回流比、塔顶液氮采出量、塔底液空含氧量、上塔污氮气采出量、氩馏分采出量以及采出位置等,并对这些因素进行调试与分析,得出工艺的最佳值。空气进料的体积流量为77600Nm3/h,在有氩生产工艺中,氧产量为15500Nm3/h,氧气产量为15140Nm3/h,液氧产量为360Nm3/h,纯度为99.6%,提取率约为95%;液氩产量为460Nm3/h,纯度大于99.99%;氮气产量为30700 Nm3/h,纯度大于99.99%。在无氩生产工艺中,氧产量为15400Nm3/h,氧气产量为14570Nm3/h,液氧产量为830Nm3/h,纯度为99.6%,提取率约为94%;氮气产量为30700Nm3/h,纯度大于99.99%。对两种工艺模拟得知,当膨胀空气量占加工空气量的14%时,带增效塔的空分工艺液氧的产量明显高于带氩塔的空分工艺,液氧产量提高约130%,液氧产量的经济效益显著增加。但是,带增效塔空分工艺氧提取率却低于带氩系统,说明生产过程中氧有一定程度的消耗。通过对VB与Aspen Plus自动化接口的探索,实现VB对Aspen Plus内部数据的读写,这样便可在一个VB呈现的界面上对变量进行调节,达到对整个空分工艺氧产量的优化操作,从而减少用户的操作量。
[Abstract]:As a large country of energy and chemical industry, the demand for air separation products and production in various industries is increasing day by day, and the demand for air separation equipment is also diversified. Liquid oxygen is an important product of air separation process. It is of great significance to discuss the influence of different processes on the output. In this paper, the factors affecting the output of liquid oxygen are obtained through the study and analysis of the air separation process in which the inner compressed expanded air enters the upper tower. In order to determine the effect of argon column on liquid oxygen production of air separation process, the difference of liquid oxygen production under different processes was obtained. The mathematical model of air separation process was established by using Aspen Plus V8.4. According to the production data of air separation process, the modified RKS-BM physical property method is used to solve the distillation process effectively. Through the simulation calculation of the air separation process, some key factors affecting the production of air separation process are determined. The following factors are as follows: tower reflux ratio, top liquid nitrogen extraction rate, oxygen content in liquid space at the bottom of the tower, nitrogen recovery rate from the upper tower sewage, argon distillate yield and extraction location, etc. These factors are adjusted and analyzed. The optimum value of the process is obtained. The volume flow rate of air feed is 77600Nm ~ 3 / h, and in the process of argon production, The oxygen output is 15500 nm / h, the oxygen output is 15140 nm 3 / h, the liquid oxygen production is 360 nm 3 / h, the purity is 99.6%, the extraction rate is about 95%; the liquid argon production is 460 nm 3 / h, the purity is greater than 99.99%; the nitrogen production is 30700 nm 3 / h, the purity is greater than 99.99%. The oxygen output is 15400Nm / h, the oxygen output is 14570Nm / h, the liquid oxygen output is 830Nm ~ 3 / h, the purity is 99.6, the extraction rate is about 94%, the nitrogen output is 30700 nm ~ 3 / h, the purity is greater than 99.99%. The liquid oxygen production of the air separation process with a synergistic tower is obviously higher than that of the air separation process with argon column, and the liquid oxygen output increases by about 130, and the economic benefit of the liquid oxygen output increases significantly. However, the oxygen extraction rate of the air separation process with the enhanced column is lower than that of the air separation process with the argon column. By exploring the automatic interface between VB and Aspen Plus, VB can read and write the internal data of Aspen Plus, so that the variables can be adjusted on a VB interface. The optimal operation of oxygen output of the whole air separation process is achieved, thus reducing the operation capacity of the user.
【学位授予单位】:青岛科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TQ116.11

【参考文献】

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本文编号:1635788

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