【摘要】：乙烯是世界上产量最多的化学产品之一,广泛应用于各个领域。在丁基橡胶装置中,乙烯作为制冷剂,提供-76~-110℃的等温冷量。为了达到丁基橡胶装置所要求的制冷温度,乙烯压缩机循环制冷系统部门区域需要在负压下运行,由于系统不能绝对严密,故微量空气会进入乙烯制冷系统内。为了保证生产安全运行,必须对乙烯制冷系统中的不凝气进行定期排放。大量的乙烯会随着不凝气一起进入火炬系统中,造成了巨大的资源浪费。对排放的气体中乙烯回收,是很有必要的。目前现场为深冷法回收,但回收效果不佳,乙烯回收率为56.7%,去火炬气体中乙烯摩尔分率依然高达94.7%。针对以上问题,本文设计了膜分离法和精馏法回收流程并进行优化,又提出了精馏-膜分离耦合法回收乙烯,进一步提高乙烯回收率,减少去火炬气体中乙烯。在Aspen HYSYS模拟软件中,建立了乙烯压缩循环制冷和深冷分离法回收乙烯流程,模拟结果表明流程主要参数的模拟值与实际值误差在2%以内,证明了所选择的PR状态方程和操作单元模型的准确性。建立了膜分离法、精馏法和精馏-膜分离耦合法回收乙烯模拟流程,并进行优化。膜分离法回收乙烯优化后的操作条件为,进气压为1540 kPa,温度为30℃,膜面积为4.6 m~2,乙烯回收率为93.5%,去火炬气体中的乙烯摩尔分率为73.1%。精馏法回收乙烯优化后的操作条件为:填料层高度为1.5 m,进气压力为1740 kPa,塔顶温度为-100℃,乙烯回收率为99.7%,去火炬气体中的乙烯摩尔分率为9.8%。精馏-膜分离耦合法回收乙烯优化后的操作条件为:填料层高度为1.5 m,进气压力为1740 kPa,塔顶温度为-100℃,乙烯回收率为99.9%,去火炬气体中的乙烯摩尔分率为4.6%。精馏-膜分离耦合法与膜分离法相比,膜面积减小4.5 m~2。与精馏法相比,要达到相同回收乙烯效果,塔顶温度可以提高了15℃。深冷分离法、膜分离法、精馏法和精馏-膜分离耦合法,四种回收乙烯方法相比,精馏-膜分离耦合法优于其他回收方法。对精馏-膜分离耦合法回收乙烯进行设计,回收装置经济效益为208.8万元/年,投资回报期为1.3月。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ221.211;TQ333.6
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