發(fā)布時間：2017-09-20 18:14

  本文關鍵詞：無水氟化氫生產(chǎn)裝置分離系統(tǒng)的流程模擬與方案對比

  更多相關文章： 無水氟化氫 常壓法 加壓法 生產(chǎn)能耗 方案對比

【摘要】：近十年來,氟化工行業(yè)不斷發(fā)展,在越來越多的領域如國防、制冷行業(yè)、煉鋁行業(yè)、金屬酸洗、玻璃行業(yè)、微電子行業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)等發(fā)揮著重大的作用。無水氟化氫是合成有機及無機含氟化合物的基礎原材料之一。隨著無水氟化氫需求量的逐漸增大,如何改進并優(yōu)化其工業(yè)化的生產(chǎn)技術,降低生產(chǎn)消耗成為研究的重點。我國工業(yè)上常用無水氟化氫的生產(chǎn)技術是以螢石-硫酸法為主。本文以20kt/a的無水氟化氫工業(yè)化生產(chǎn)裝置為例,使用化工流程模擬軟件A spen Plus模擬了無水氟化氫的分離流程,對工藝流程分離方法和生產(chǎn)能耗進行了詳細的計算和分析,具體內容如下：本文根據(jù)分離工藝流程圖建立了無水氟化氫分離過程的常壓法和加壓法的模擬流程。通過數(shù)據(jù)分析與回歸分析計算出殘差值和殘差百分比,選擇模塊中合適的物性方法。其中硫酸吸收塔及粗HF洗滌塔選擇ELECNRTL模型,其他模塊選擇WILS-HF模型。在模擬結果可行的基礎上對流程做優(yōu)化調整,從進料位置,理論塔板數(shù),回流比這三方面做靈敏度分析,選擇切合的輸入數(shù)據(jù)。流程運算結果與工業(yè)實際裝置的生產(chǎn)數(shù)據(jù)基本一致。為比較兩種分離方法的優(yōu)劣,本文對無水氟化氫生產(chǎn)裝置進行了能耗計算,計算結果表明,每生產(chǎn)lt AHF產(chǎn)品,常壓分離流程能耗總值可折算為301.795kg標準油,加壓分離流程能耗總值可折算為263.471kg標準油。加壓流程操作費用較低,每年可節(jié)約14.55%的操作費用,同時考慮到在設備投資方面的成本節(jié)省,分析得知,加壓分離流程可以綜合降低實際的生產(chǎn)成本,具有更好的經(jīng)濟效益。為了達到選擇最優(yōu)流程的目的,本文對比了兩步冷凝流程和精餾過程中脫重與脫輕先后順序的模擬結果。結果顯示,采用先脫重后脫輕的順序能夠在消耗相同能耗的前提下,顯著提高產(chǎn)品產(chǎn)量和產(chǎn)品質量,在工業(yè)化生產(chǎn)中較為合適。
【關鍵詞】：無水氟化氫 常壓法 加壓法 生產(chǎn)能耗 方案對比
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ124.3;TQ051.8
【目錄】：

• 學位論文數(shù)據(jù)集3-4
• 摘要4-6
• ABSTRACT6-15
• 符號說明15-16
• 第一章 文獻綜述16-26
• 1.1 無水氟化氫的研究進展和現(xiàn)狀16-19
• 1.1.1 國內無水氟化氫技術發(fā)展過程16-17
• 1.1.2 無水氟化氫生產(chǎn)裝置現(xiàn)狀17-19
• 1.2 無水氟化氫的生產(chǎn)技術19-22
• 1.2.1 螢石-硫酸法生產(chǎn)無水氟化氫19-21
• 1.2.2 氟硅酸法制取無水氟化氫21-22
• 1.3 工業(yè)無水氟化氫的分離方法22-24
• 1.3.1 壓縮冷凝法22
• 1.3.2 精餾法22-23
• 1.3.3 吸收法23-24
• 1.4 應用Aspen Plus軟件模擬工藝流程24-25
• 1.4.1 Aspen Plus簡介24
• 1.4.2 Aspen Plus的工業(yè)應用24-25
• 1.5 研究的目的和意義25-26
• 第二章 工藝流程的模擬與優(yōu)化26-58
• 2.1 無水氟化氫分離工藝流程26-27
• 2.2 模擬模塊的選定27-30
• 2.3 物性方法的選擇30-33
• 2.4 工藝流程與工藝參數(shù)33-34
• 2.4.1 無水氟化氫加壓分離流程的模擬33-34
• 2.5 模擬加壓流程的設備參數(shù)及優(yōu)化34-39
• 2.5.1 T2粗HF洗滌塔34-36
• 2.5.2 兩步冷凝設備36
• 2.5.3 T3精餾分離36-37
• 2.5.4 T4脫氣塔37-38
• 2.5.5 T1硫酸吸收塔38-39
• 2.6 加壓模擬流程的優(yōu)化39-47
• 2.6.1 T3精餾塔的靈敏度分析40-44
• 2.6.2 T4精餾塔HF脫氣塔的靈敏度分析44-47
• 2.7 無水氟化氫常壓分離流程的模擬47-56
• 2.7.1 模擬常壓流程的設備參數(shù)48
• 2.7.2 T3精餾塔設備參數(shù)和靈敏度分析48-53
• 2.7.3 T4精餾塔HF脫氣塔的設備參數(shù)和靈敏度分析53-56
• 2.8 本章小結56-58
• 第三章 不同工藝流程對比58-64
• 3.1 不同工藝流程流程能耗計算58-63
• 3.1.1 公用工程設置58
• 3.1.2 公用工程消耗58-60
• 3.1.3 電能消耗60-61
• 3.1.4 反應部分能耗61
• 3.1.5 能耗分析61-63
• 3.2 本章小結63-64
• 第四章 不同工藝流程產(chǎn)品質量對比64-74
• 4.1 冷凝過程脫重脫輕先后順序的對比64-67
• 4.1.1 冷凝過程先脫重后脫輕的模擬64-65
• 4.1.2 冷凝過程先脫輕后脫重的模擬65
• 4.1.3 冷凝過程脫重脫輕先后順序模擬結果的對比與分析65-67
• 4.2 精餾過程脫重脫輕先后順序的對比67-70
• 4.2.1 精餾過程先脫重后脫輕的模擬67
• 4.2.2 精餾過程先脫輕后脫重的模擬67-68
• 4.2.3 精餾過程脫重脫輕先后順序模擬結果的對比與分析68-70
• 4.3 流程模擬結果可靠性驗證70-71
• 4.4 本章小結71-74
• 第五章 結論與展望74-76
• 5.1 結論74
• 5.2 展望74-76
• 參考文獻76-80
• 附錄80-92
• 致謝92-94
• 研究成果及發(fā)表的學術論文94-96
• 作者及導師簡介96-97
• 附件97-98

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本文編號：889624