轻油催化裂解制烯烃分离工艺模拟及优化

发布时间：2022-08-02 10:43

　　本研究基于世界首套40万吨/年轻油催化裂解制烯烃的工业示范装置运行数据,深入研究催化裂解制烯烃的工艺和过程优化。根据实际生产装置物流组成、产物组成,以轻油催化裂解制烯烃单元的高能耗分离装置为研究课题,采用分级精馏、热泵、乙烯制冷、丙烯制冷、夹点换热等措施,对深冷分离装置进行工艺和能量优化。首先通过关键组分的热力学性质研究,采用非极性体系的汽液相PR状态热力学方程,以流程稳态模拟技术作为研究方法,结合Aspen Plus商业模拟软件建立准确的的精馏分离数学模型,考察理论板数、各塔压力/温度、回流比等工艺参数对分离指标的影响。通过与工业示范生产装置对比,流程模拟与操作数据、设计数据吻合,关键位置的温度值与运行装置相差±5℃以内,验证了数学模型的准确性。模拟计算结果显示:聚合级乙烯产品30.00%,聚合级丙烯产品23.30%,双烯烃收率为53.30%,高于传统蒸汽裂解的乙烯丙烯收率（45%～48%）。其次在模型基础上对目前装置存在能耗瓶颈进行优化。通过模拟计算、热力学与实际数据比较建立合理的工艺流程,经过数据分析和换热网络的对比等方法,优化烯烃分离流程降低能耗,建立能耗比较模型。从定性到定量... 

【文章页数】：131 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 烯烃分离研究现状
        1.2.1 裂解制烯烃技术介绍
        1.2.2 典型的烯烃分离流程
        1.2.3 小结
    1.3 分离技术在轻油催化裂解制烯烃中的应用
        1.3.1 急冷单元
        1.3.2 压缩单元
        1.3.3 脱甲烷单元
        1.3.4 脱乙烷塔和乙烯精馏单元
        1.3.5 脱丙烷塔单元
        1.3.6 丙烯塔单元
        1.3.7 制冷系统
    1.4 模拟软件在化工工艺流程中的应用
        1.4.1 化工工艺流程的模拟
        1.4.2 常用模拟软件
        1.4.3 序贯模块法和联立方程法
    1.5 本文的研究内容
    1.6 研究课题的意义
第2章 基于Aspen Plus的流程模拟及验证
    2.1 引言
    2.2 热力学方程的确定
        2.2.1 分离机理
        2.2.2 分离过程的热力学定律
        2.2.3 分离过程的热力学模型
        2.2.4 热力学方程的选择
    2.3 烯烃分离流程的模型建立
        2.3.1 加工过程的物料平衡
        2.3.2 工艺气性质及产品要求
        2.3.3 分离方案选择
        2.3.4 分离过程模拟
    2.4 模拟建模的对比验证
    2.5 本章小结
第3章 烯烃分离过程的能量优化
    3.1 引言
    3.2 脱丙烷塔系统能量优化
        3.2.1 脱丙烷塔操作压力选择
        3.2.2 脱丙烷塔体系的分离精度与回流量
    3.3 脱甲烷系统能量优化
        3.3.1 脱甲烷系统梯级冷凝
        3.3.2 脱甲烷汽提塔的优化
        3.3.3 脱甲烷塔优化
    3.4 C_2分离系统能量优化
        3.4.1 脱乙烷塔精馏优化
        3.4.2 乙烯精馏塔开式热泵系统优化
    3.5 换热网络优化
        3.5.1 基础工况
        3.5.2 优化工况
    3.6 本章小结
第4章 总结和展望
    4.1 总结
    4.2 展望
参考文献
附录A 符号说明
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]甲醇制烯烃工艺及工业化进展[J]. 蒋永州,杨玉芳,尉秀峰,李国锋.  天然气化工（C1化学与化工）. 2020(01)
[2]增强型催化裂解技术（DCC-PLUS）的工业应用[J]. 蔡建崇,万涛.  石油炼制与化工. 2019(11)
[3]乙烯装置深冷分离系统的优化研究[J]. 田峻,李琰,廖丽华,李东风.  石油石化绿色低碳. 2019(05)
[4]一种高低压脱丙烷塔改造方案[J]. 赵唯,辛江,吴德娟,刘骁.  当代化工. 2019(08)
[5]MTO前脱丙烷分离流程模拟及优化[J]. 陈昇,曹新波,赵梦,刘岑凡,康昊源,王勇,王维,谢国山.  化工进展. 2019(07)
[6]DCC-plus技术及其产品灵活性[J]. 马文明,成晓洁,朱根权,谢朝钢.  石油学报(石油加工). 2019(02)
[7]乙烯装置低温膨胀机-再压缩机的工程设计探讨[J]. 李金波.  石油化工设备技术. 2018(06)
[8]增强型催化裂解装置开工初期调整策略及效果[J]. 赵长斌.  石油炼制与化工. 2017(09)
[9]多进料脱甲烷塔进料位置切换的控制策略[J]. 吴博,罗雄麟,苗立民.  化工自动化及仪表. 2017(09)
[10]反应温度对DMTO装置产品选择性的影响[J]. 白永伟,麻丽娟.  煤炭加工与综合利用. 2017(04)

硕士论文
[1]甲醇制烯烃分离工艺模拟与合理用能分析[D]. 高晶晶.华东理工大学 2017
[2]乙烯装置分离流程节能技术研究[D]. 宏晓晶.天津大学 2012
[3]乙烯装置脱甲烷塔工程模拟计算及改造的研究[D]. 张海涛.天津大学 2007
[4]乙烯分离过程的模拟与优化[D]. 耿大钊.浙江大学 2006



本文编号：3668375