發(fā)布時間：2024-06-13 19:57

　　碳酸二甲酯(DMC)作為一種綠色有機溶劑,應用范圍廣且可生物降解,因此具有很好的市場前景。碳酸二甲酯生產(chǎn)工藝中,碳酸丙烯酯(PC)酯交換法是目前國內(nèi)生產(chǎn)廠家應用最多的工藝,該基礎工藝過程主要包括反應精餾、提餾、真空精餾以及變壓精餾四部分。本文以基礎工藝為出發(fā)點,圍繞節(jié)能降耗這一關鍵點,在工藝優(yōu)化方面進行了詳細探討與研究,可為實際生產(chǎn)過程中的節(jié)能降耗提供一定的理論指導。采用流程模擬軟件自帶的模型庫參數(shù)模擬碳酸二甲酯工藝,計算結果與實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)和實驗數(shù)據(jù)有較大的誤差。因此,首先對此工藝的反應與分離過程的反應動力學模型、熱力學模型以及物質(zhì)間的二元交互作用參數(shù),進行了建模與參數(shù)優(yōu)化。根據(jù)工藝過程物系的特點,首先選取了UNIQUAC-RK方程作為模擬計算的熱力學模型,并采用文獻中的實驗數(shù)據(jù)對物質(zhì)間的作用參數(shù)進行了擬合,擬合結果與實驗數(shù)據(jù)誤差均在2%以內(nèi)。對于過程中涉及的反應,選取了合適的動力學方程描述其過程。利用Aspen Plus模擬優(yōu)化了基礎工藝的過程參數(shù),最終PC轉(zhuǎn)化率達到98.5%,得到了純度為99.7%的DMC產(chǎn)品和99%的1,2丙二醇(PG)副產(chǎn)品。為了降低過程中的能耗,對工藝進行了...

【文章頁數(shù)】：105 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
前言
1 文獻綜述
    1.1 研究背景
        1.1.1 產(chǎn)品碳酸二甲酯簡介
    1.2 碳酸二甲酯生產(chǎn)工藝進展
        1.2.1 傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝
        1.2.2 以CO₂為基礎原料的生產(chǎn)工藝
    1.3 熱泵精餾技術概述
        1.3.1 塔頂蒸汽壓縮式工藝
        1.3.2 塔底閃蒸式工藝
        1.3.3 閉式熱泵工藝
    1.4 換熱網(wǎng)絡的設計與改進
        1.4.1 換熱網(wǎng)絡的設計方法
        1.4.2 塔系之間的熱集成改進工藝
    1.5 化工過程模擬研究進展
        1.5.1 化工過程模擬發(fā)展歷程
        1.5.2 主流模擬軟件應用特點
        1.5.3 穩(wěn)態(tài)模擬與動態(tài)模擬
    1.6 本文主要研究內(nèi)容
2 碳酸二甲酯基礎生產(chǎn)工藝過程建模
    2.1 碳酸二甲酯基礎生產(chǎn)工藝流程描述
    2.2 生產(chǎn)工藝過程熱力學模型建立
        2.2.1 熱力學方程的選擇
        2.2.2 二元交互作用參數(shù)擬合
    2.3 動力學方程的建立
    2.4 經(jīng)濟評價模型的建立
    2.5 本章小結
3 碳酸二甲酯基礎生產(chǎn)工藝過程穩(wěn)態(tài)模擬及熱集成
    3.1 流程的穩(wěn)態(tài)模擬
        3.1.1 穩(wěn)態(tài)計算中單元操作模塊的選擇
        3.1.2 進料及產(chǎn)品純度規(guī)定
    3.2 工藝過程模擬及參數(shù)優(yōu)化
        3.2.1 反應精餾塔模擬計算及參數(shù)優(yōu)化
        3.2.2 變壓分離流程分析與優(yōu)化
        3.2.3 提餾塔過程分析與優(yōu)化
        3.2.4 真空精餾塔過程分析與優(yōu)化
    3.3 基礎工藝熱集成及經(jīng)濟評價
        3.3.1 基礎工藝經(jīng)濟評價
        3.3.2 基礎流程熱集成工藝
        3.3.3 熱集成工藝經(jīng)濟性能評價
    3.4 本章小結
4 碳酸二甲酯生產(chǎn)工藝改進及能量集成
    4.1 改進工藝流程的提出
        4.1.1 高壓工藝流程的提出
        4.1.2 側線采出工藝的提出
        4.1.3 改進工藝進料規(guī)定
    4.2 高壓工藝流程的可行性分析
    4.3 高壓工藝流程的模擬與優(yōu)化
        4.3.1 反應精餾塔的過程分析與優(yōu)化
        4.3.2 高壓塔參數(shù)的過程優(yōu)化
    4.4 側線采出工藝的模擬與優(yōu)化
        4.4.1 提餾塔過程參數(shù)優(yōu)化
        4.4.2 真空精餾塔過程參數(shù)優(yōu)化
    4.5 改進工藝熱集成及經(jīng)濟評價
        4.5.1 改進工藝經(jīng)濟概算
        4.5.2 改進工藝熱集成研究
        4.5.3 熱集成工藝經(jīng)濟評價
    4.6 高壓塔的動態(tài)控制研究
        4.6.1 控制結構及參數(shù)的確定
        4.6.2 溫度控制方案及性能評估
        4.6.3 組分-溫度串級控制及性能評估
    4.7 本章小結
5 中間再沸閃蒸式熱泵精餾工藝的開發(fā)
    5.1 中間再沸閃蒸式熱泵精餾方案的提出
        5.1.1 節(jié)能方案關鍵點的提出
        5.1.2 熱泵工藝可行區(qū)域的劃分
    5.2 中間再沸閃蒸式節(jié)能方案可行性研究
    5.3 中間再沸閃蒸式熱泵精餾的模擬與優(yōu)化
        5.3.1 中間采出量的優(yōu)化
        5.3.2 中間采出位置及返回位置的優(yōu)化
    5.4 熱泵精餾工藝的熱集成及經(jīng)濟評價
    5.5 本章小結
結論與展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文目錄



本文編號：3993574