碳酸二甲酯生产工艺及节能过程研究
发布时间：2024-06-13 19:57
碳酸二甲酯(DMC)作为一种绿色有机溶剂,应用范围广且可生物降解,因此具有很好的市场前景。碳酸二甲酯生产工艺中,碳酸丙烯酯(PC)酯交换法是目前国内生产厂家应用最多的工艺,该基础工艺过程主要包括反应精馏、提馏、真空精馏以及变压精馏四部分。本文以基础工艺为出发点,围绕节能降耗这一关键点,在工艺优化方面进行了详细探讨与研究,可为实际生产过程中的节能降耗提供一定的理论指导。采用流程模拟软件自带的模型库参数模拟碳酸二甲酯工艺,计算结果与实际生产数据和实验数据有较大的误差。因此,首先对此工艺的反应与分离过程的反应动力学模型、热力学模型以及物质间的二元交互作用参数,进行了建模与参数优化。根据工艺过程物系的特点,首先选取了UNIQUAC-RK方程作为模拟计算的热力学模型,并采用文献中的实验数据对物质间的作用参数进行了拟合,拟合结果与实验数据误差均在2%以内。对于过程中涉及的反应,选取了合适的动力学方程描述其过程。利用Aspen Plus模拟优化了基础工艺的过程参数,最终PC转化率达到98.5%,得到了纯度为99.7%的DMC产品和99%的1,2丙二醇(PG)副产品。为了降低过程中的能耗,对工艺进行了...
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
前言
1 文献综述
1.1 研究背景
1.1.1 产品碳酸二甲酯简介
1.2 碳酸二甲酯生产工艺进展
1.2.1 传统生产工艺
1.2.2 以CO2为基础原料的生产工艺
1.3 热泵精馏技术概述
1.3.1 塔顶蒸汽压缩式工艺
1.3.2 塔底闪蒸式工艺
1.3.3 闭式热泵工艺
1.4 换热网络的设计与改进
1.4.1 换热网络的设计方法
1.4.2 塔系之间的热集成改进工艺
1.5 化工过程模拟研究进展
1.5.1 化工过程模拟发展历程
1.5.2 主流模拟软件应用特点
1.5.3 稳态模拟与动态模拟
1.6 本文主要研究内容
2 碳酸二甲酯基础生产工艺过程建模
2.1 碳酸二甲酯基础生产工艺流程描述
2.2 生产工艺过程热力学模型建立
2.2.1 热力学方程的选择
2.2.2 二元交互作用参数拟合
2.3 动力学方程的建立
2.4 经济评价模型的建立
2.5 本章小结
3 碳酸二甲酯基础生产工艺过程稳态模拟及热集成
3.1 流程的稳态模拟
3.1.1 稳态计算中单元操作模块的选择
3.1.2 进料及产品纯度规定
3.2 工艺过程模拟及参数优化
3.2.1 反应精馏塔模拟计算及参数优化
3.2.2 变压分离流程分析与优化
3.2.3 提馏塔过程分析与优化
3.2.4 真空精馏塔过程分析与优化
3.3 基础工艺热集成及经济评价
3.3.1 基础工艺经济评价
3.3.2 基础流程热集成工艺
3.3.3 热集成工艺经济性能评价
3.4 本章小结
4 碳酸二甲酯生产工艺改进及能量集成
4.1 改进工艺流程的提出
4.1.1 高压工艺流程的提出
4.1.2 侧线采出工艺的提出
4.1.3 改进工艺进料规定
4.2 高压工艺流程的可行性分析
4.3 高压工艺流程的模拟与优化
4.3.1 反应精馏塔的过程分析与优化
4.3.2 高压塔参数的过程优化
4.4 侧线采出工艺的模拟与优化
4.4.1 提馏塔过程参数优化
4.4.2 真空精馏塔过程参数优化
4.5 改进工艺热集成及经济评价
4.5.1 改进工艺经济概算
4.5.2 改进工艺热集成研究
4.5.3 热集成工艺经济评价
4.6 高压塔的动态控制研究
4.6.1 控制结构及参数的确定
4.6.2 温度控制方案及性能评估
4.6.3 组分-温度串级控制及性能评估
4.7 本章小结
5 中间再沸闪蒸式热泵精馏工艺的开发
5.1 中间再沸闪蒸式热泵精馏方案的提出
5.1.1 节能方案关键点的提出
5.1.2 热泵工艺可行区域的划分
5.2 中间再沸闪蒸式节能方案可行性研究
5.3 中间再沸闪蒸式热泵精馏的模拟与优化
5.3.1 中间采出量的优化
5.3.2 中间采出位置及返回位置的优化
5.4 热泵精馏工艺的热集成及经济评价
5.5 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录
本文编号：3993574
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
前言
1 文献综述
1.1 研究背景
1.1.1 产品碳酸二甲酯简介
1.2 碳酸二甲酯生产工艺进展
1.2.1 传统生产工艺
1.2.2 以CO2为基础原料的生产工艺
1.3 热泵精馏技术概述
1.3.1 塔顶蒸汽压缩式工艺
1.3.2 塔底闪蒸式工艺
1.3.3 闭式热泵工艺
1.4 换热网络的设计与改进
1.4.1 换热网络的设计方法
1.4.2 塔系之间的热集成改进工艺
1.5 化工过程模拟研究进展
1.5.1 化工过程模拟发展历程
1.5.2 主流模拟软件应用特点
1.5.3 稳态模拟与动态模拟
1.6 本文主要研究内容
2 碳酸二甲酯基础生产工艺过程建模
2.1 碳酸二甲酯基础生产工艺流程描述
2.2 生产工艺过程热力学模型建立
2.2.1 热力学方程的选择
2.2.2 二元交互作用参数拟合
2.3 动力学方程的建立
2.4 经济评价模型的建立
2.5 本章小结
3 碳酸二甲酯基础生产工艺过程稳态模拟及热集成
3.1 流程的稳态模拟
3.1.1 稳态计算中单元操作模块的选择
3.1.2 进料及产品纯度规定
3.2 工艺过程模拟及参数优化
3.2.1 反应精馏塔模拟计算及参数优化
3.2.2 变压分离流程分析与优化
3.2.3 提馏塔过程分析与优化
3.2.4 真空精馏塔过程分析与优化
3.3 基础工艺热集成及经济评价
3.3.1 基础工艺经济评价
3.3.2 基础流程热集成工艺
3.3.3 热集成工艺经济性能评价
3.4 本章小结
4 碳酸二甲酯生产工艺改进及能量集成
4.1 改进工艺流程的提出
4.1.1 高压工艺流程的提出
4.1.2 侧线采出工艺的提出
4.1.3 改进工艺进料规定
4.2 高压工艺流程的可行性分析
4.3 高压工艺流程的模拟与优化
4.3.1 反应精馏塔的过程分析与优化
4.3.2 高压塔参数的过程优化
4.4 侧线采出工艺的模拟与优化
4.4.1 提馏塔过程参数优化
4.4.2 真空精馏塔过程参数优化
4.5 改进工艺热集成及经济评价
4.5.1 改进工艺经济概算
4.5.2 改进工艺热集成研究
4.5.3 热集成工艺经济评价
4.6 高压塔的动态控制研究
4.6.1 控制结构及参数的确定
4.6.2 温度控制方案及性能评估
4.6.3 组分-温度串级控制及性能评估
4.7 本章小结
5 中间再沸闪蒸式热泵精馏工艺的开发
5.1 中间再沸闪蒸式热泵精馏方案的提出
5.1.1 节能方案关键点的提出
5.1.2 热泵工艺可行区域的划分
5.2 中间再沸闪蒸式节能方案可行性研究
5.3 中间再沸闪蒸式热泵精馏的模拟与优化
5.3.1 中间采出量的优化
5.3.2 中间采出位置及返回位置的优化
5.4 热泵精馏工艺的热集成及经济评价
5.5 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录
本文编号：3993574
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3993574.html
最近更新
教材专著
