氧热法制电石多联产系统工艺研究及工程设计
发布时间：2021-02-15 20:04
我国的能源布局以煤为主,结合当今严峻的国际形势,将煤炭视为战略资源,以减少对进口石油的依赖是我国如今应当大力发展和积极鼓励的。而传统煤化工资源利用效率低,环境污染较大,所以如何解决相应问题则成为推动煤化工大力发展的关键。本文依托国家重点基础发展计划973项目,以氧热法煤制电石为研究对象,开展了煤基化学品制备系统与动力系统联产的工艺研究。旨在开发一种低物耗、低能耗、低污染的新型煤化工路线,提出了氧热法制电石基乙炔、二甲醚和燃料电池/蒸汽联合循环发电的煤基化学品/动力多联产新系统,并结合设计院的实习经验,对该系统进行了系统工程设计。本文主要研究内容如下:首先,构建了氧热法电石乙炔工艺路线,并借助Aspen plus软件对流程进行模拟。针对由北京化工大学自主研发的电石炉反应器（复合床反应器）,按照反应器功能将一个反应模块拆分成三部分进行模拟,分别为原料预热/分解,能量供体反应进行和电石生成阶段三个阶段。在验证模型可靠的基础上,获得了工艺系统的物料衡算和能量衡算数据;基于能量衡算数据,绘制了系统的能流图。根据模拟结果,分析了进料及炉气组成和系统能量利用情况。发现:焦炭与氢氧化钙的摩尔比为9.2...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电热法的生产工艺流程
以上改进均不能从源头改变电石生产中能耗极高的问题，高能耗的方式的不同以及原料不能充分接触导致的对反应传递过程的阻碍，止过探索新的电石生产工艺，氧热法生产工艺也随之而出。??电石行业于上世纪４０年代末期才刚刚起步。由于我国石油资源匮，因此发展电石等以煤为原料的基础化工产品，对于保证煤基化学续发展，和我国的石油进口依赖程度的降低具有极其重要的意义［２３］。??料显示，至２０１２年为止，我国水电发电量大约仅占总发电量的１７．５
＿?ｆ螓旋输送机??＾２??图１－５干法电石制乙炔流程［３９］??Ｆｉｇ．?１－５?Ｔｈｅ?ｄｒｙ?ａｃｅｔｙｌｅｎｅ?ｐｒｏｃｅｓｓ＾９１??我国储量最大的为煤炭，以煤为原料，结合氧热法制电石工艺与干法电石制乙块??工艺，就形成了煤基乙炔工艺路线。本文通过对氧热法电石乙炔工艺进行Ａｓｐｅｎ模拟，??提供了工艺基础数据和设计参照。??１．３电石炉气的应用??电石炉气即为在电石制备过程中产生的高温尾气。电石炉气的利用分为热能利用??和化工利用［５１］。热能利用指对炉气潜热和显热的回收再利用，炉气通过干法除尘后??进行石灰的气烧或直接燃烧提供能量［５２］；化工利用则将净化后的炉气作为化工原料??气进行甲醇、丁二酸、醋酸、二甲醚等碳一产品的生产［５３］。新疆天业（集团）有限公??司在研宄电石炉气的利用方面取得了突出的成果％］。该公司在解决电石炉气净化的??问题之后，主要进行了电石炭材烘干、替代天然气熬制粒碱、替代部分燃煤发电及烧??制石灰四方面的实际应用。安志明［５５］等人从经济效益和社会效益角度分析电石炉气??回收利用的可执行性，研究表明，若将电石炉气用于发生煤气而代替传统的纯氧炉，??可节约高达３０亿元的资源价值，而将其提纯分离得到高纯度的ＣＯ气，同样为化工??生产提供了重要原料，数量相当可观［５６］。赵庆山１５７］等人对近年的碳一化工技术进行??调研
【参考文献】：
期刊论文
[1]电石炉气制清洁燃料的工艺对比与分析[J]. 伊欣欣,郑丹星,陈小辉,杨晓沛,马钊. 工程热物理学报. 2016(03)
[2]我国煤化工发展前景[J]. 钱伯章. 上海化工. 2015(01)
[3]国内新型煤化工发展现状和前景分析[J]. 李红星. 现代化工. 2014(08)
[4]氧热法电石生产技术研发进展[J]. 王仁醒,纪雷鸣,刘清雅,郑丹星,刘辉,刘振宇. 化工学报. 2014(07)
[5]电石炉气回收经济性分析[J]. 安志明,张立,周军,余显军,宋斌. 聚氯乙烯. 2013(06)
[6]电石与醇的反应行为[J]. 刘青,刘清雅,王仁醒,徐涛,刘振宇. 化工学报. 2013(07)
[7]电石炉气的化工利用[J]. 余显军,张立. 中国氯碱. 2011(09)
[8]密闭电石炉气净化及综合利用[J]. 赵庆山,李斌. 石油化工应用. 2011(01)
[9]电石炉气的净化工艺及其应用[J]. 安志明. 聚氯乙烯. 2010(06)
[10]干法乙炔生产技术的研究开发现状[J]. 崔小明,聂颖. 化工科技市场. 2009(10)
博士论文
[1]低阶煤基化学品分级联产系统的碳氢转化规律与能量利用的研究[D]. 陈小辉.北京化工大学 2015
[2]中低阶煤基乙炔多联产系统的研究[D]. 郭敬.北京化工大学 2013
硕士论文
[1]低阶煤基低碳不饱和烃生产路线的对比研究[D]. 马钊.北京化工大学 2016
[2]电石炉气制清洁燃料工艺的模拟与评价[D]. 伊欣欣.北京化工大学 2016
[3]氧热法制备电石过程中复合原料颗粒的热质传递和反应性能研究[D]. 马艺桠.北京化工大学 2015
[4]氧热法电石生产复合移动床反应器模型化设计研究[D]. 祁娟.北京化工大学 2015
[5]复合床氧热法电石反应器模型化研究[D]. 赵欣磊.北京化工大学 2015
[6]氧热法电石反应器流动及传热性能模型化设计研究[D]. 黄迪.北京化工大学 2014
[7]氧热法电石生产复合床反应器流动和换热性能研究[D]. 曾剑桥.北京化工大学 2014
[8]氧热法电石反应器设计及流动性能实验[D]. 李文涛.北京化工大学 2013
[9]干法乙炔生产过程研究及开发[D]. 廖勇.河北科技大学 2009
本文编号：3035457
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电热法的生产工艺流程
以上改进均不能从源头改变电石生产中能耗极高的问题，高能耗的方式的不同以及原料不能充分接触导致的对反应传递过程的阻碍，止过探索新的电石生产工艺，氧热法生产工艺也随之而出。??电石行业于上世纪４０年代末期才刚刚起步。由于我国石油资源匮，因此发展电石等以煤为原料的基础化工产品，对于保证煤基化学续发展，和我国的石油进口依赖程度的降低具有极其重要的意义［２３］。??料显示，至２０１２年为止，我国水电发电量大约仅占总发电量的１７．５
＿?ｆ螓旋输送机??＾２??图１－５干法电石制乙炔流程［３９］??Ｆｉｇ．?１－５?Ｔｈｅ?ｄｒｙ?ａｃｅｔｙｌｅｎｅ?ｐｒｏｃｅｓｓ＾９１??我国储量最大的为煤炭，以煤为原料，结合氧热法制电石工艺与干法电石制乙块??工艺，就形成了煤基乙炔工艺路线。本文通过对氧热法电石乙炔工艺进行Ａｓｐｅｎ模拟，??提供了工艺基础数据和设计参照。??１．３电石炉气的应用??电石炉气即为在电石制备过程中产生的高温尾气。电石炉气的利用分为热能利用??和化工利用［５１］。热能利用指对炉气潜热和显热的回收再利用，炉气通过干法除尘后??进行石灰的气烧或直接燃烧提供能量［５２］；化工利用则将净化后的炉气作为化工原料??气进行甲醇、丁二酸、醋酸、二甲醚等碳一产品的生产［５３］。新疆天业（集团）有限公??司在研宄电石炉气的利用方面取得了突出的成果％］。该公司在解决电石炉气净化的??问题之后，主要进行了电石炭材烘干、替代天然气熬制粒碱、替代部分燃煤发电及烧??制石灰四方面的实际应用。安志明［５５］等人从经济效益和社会效益角度分析电石炉气??回收利用的可执行性，研究表明，若将电石炉气用于发生煤气而代替传统的纯氧炉，??可节约高达３０亿元的资源价值，而将其提纯分离得到高纯度的ＣＯ气，同样为化工??生产提供了重要原料，数量相当可观［５６］。赵庆山１５７］等人对近年的碳一化工技术进行??调研
【参考文献】：
期刊论文
[1]电石炉气制清洁燃料的工艺对比与分析[J]. 伊欣欣,郑丹星,陈小辉,杨晓沛,马钊. 工程热物理学报. 2016(03)
[2]我国煤化工发展前景[J]. 钱伯章. 上海化工. 2015(01)
[3]国内新型煤化工发展现状和前景分析[J]. 李红星. 现代化工. 2014(08)
[4]氧热法电石生产技术研发进展[J]. 王仁醒,纪雷鸣,刘清雅,郑丹星,刘辉,刘振宇. 化工学报. 2014(07)
[5]电石炉气回收经济性分析[J]. 安志明,张立,周军,余显军,宋斌. 聚氯乙烯. 2013(06)
[6]电石与醇的反应行为[J]. 刘青,刘清雅,王仁醒,徐涛,刘振宇. 化工学报. 2013(07)
[7]电石炉气的化工利用[J]. 余显军,张立. 中国氯碱. 2011(09)
[8]密闭电石炉气净化及综合利用[J]. 赵庆山,李斌. 石油化工应用. 2011(01)
[9]电石炉气的净化工艺及其应用[J]. 安志明. 聚氯乙烯. 2010(06)
[10]干法乙炔生产技术的研究开发现状[J]. 崔小明,聂颖. 化工科技市场. 2009(10)
博士论文
[1]低阶煤基化学品分级联产系统的碳氢转化规律与能量利用的研究[D]. 陈小辉.北京化工大学 2015
[2]中低阶煤基乙炔多联产系统的研究[D]. 郭敬.北京化工大学 2013
硕士论文
[1]低阶煤基低碳不饱和烃生产路线的对比研究[D]. 马钊.北京化工大学 2016
[2]电石炉气制清洁燃料工艺的模拟与评价[D]. 伊欣欣.北京化工大学 2016
[3]氧热法制备电石过程中复合原料颗粒的热质传递和反应性能研究[D]. 马艺桠.北京化工大学 2015
[4]氧热法电石生产复合移动床反应器模型化设计研究[D]. 祁娟.北京化工大学 2015
[5]复合床氧热法电石反应器模型化研究[D]. 赵欣磊.北京化工大学 2015
[6]氧热法电石反应器流动及传热性能模型化设计研究[D]. 黄迪.北京化工大学 2014
[7]氧热法电石生产复合床反应器流动和换热性能研究[D]. 曾剑桥.北京化工大学 2014
[8]氧热法电石反应器设计及流动性能实验[D]. 李文涛.北京化工大学 2013
[9]干法乙炔生产过程研究及开发[D]. 廖勇.河北科技大学 2009
本文编号：3035457
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