碳酸二甲酯(DMC)作為一種綠色有機(jī)溶劑,應(yīng)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(yīng)用最多的工藝,該基礎(chǔ)工藝過程主要包括反應(yīng)精餾、提餾、真空精餾以及變壓精餾四部分。本文以基礎(chǔ)工藝為出發(fā)點(diǎn),圍繞節(jié)能降耗這一關(guān)鍵點(diǎn),在工藝優(yōu)化方面進(jìn)行了詳細(xì)探討與研究,可為實(shí)際生產(chǎn)過程中的節(jié)能降耗提供一定的理論指導(dǎo)。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(jì)算結(jié)果與實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有較大的誤差。因此,首先對此工藝的反應(yīng)與分離過程的反應(yīng)動力學(xué)模型、熱力學(xué)模型以及物質(zhì)間的二元交互作用參數(shù),進(jìn)行了建模與參數(shù)優(yōu)化。根據(jù)工藝過程物系的特點(diǎn),首先選取了UNIQUAC-RK方程作為模擬計(jì)算的熱力學(xué)模型,并采用文獻(xiàn)中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對物質(zhì)間的作用參數(shù)進(jìn)行了擬合,擬合結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差均在2%以內(nèi)。對于過程中涉及的反應(yīng),選取了合適的動力學(xué)方程描述其過程。利用Aspen Plus模擬優(yōu)化了基礎(chǔ)工藝的過程參數(shù),最終PC轉(zhuǎn)化率達(dá)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(jìn)行了...

【文章頁數(shù)】：105 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
前言
1 文獻(xiàn)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(jìn)展
        1.2.1 傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝
        1.2.2 以CO₂為基礎(chǔ)原料的生產(chǎn)工藝
    1.3 熱泵精餾技術(shù)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(luò)的設(shè)計(jì)與改進(jìn)
        1.4.1 換熱網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)方法
        1.4.2 塔系之間的熱集成改進(jìn)工藝
    1.5 化工過程模擬研究進(jìn)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(yīng)用特點(diǎn)
        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(chǔ)生產(chǎn)工藝過程建模
    2.1 碳酸二甲酯基礎(chǔ)生產(chǎn)工藝流程描述
    2.2 生產(chǎn)工藝過程熱力學(xué)模型建立
        2.2.1 熱力學(xué)方程的選擇
        2.2.2 二元交互作用參數(shù)擬合
    2.3 動力學(xué)方程的建立
    2.4 經(jīng)濟(jì)評價(jià)模型的建立
    2.5 本章小結(jié)
3 碳酸二甲酯基礎(chǔ)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(jì)算中單元操作模塊的選擇
        3.1.2 進(jìn)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(yīng)精餾塔模擬計(jì)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(chǔ)工藝熱集成及經(jīng)濟(jì)評價(jià)
        3.3.1 基礎(chǔ)工藝經(jīng)濟(jì)評價(jià)
        3.3.2 基礎(chǔ)流程熱集成工藝
        3.3.3 熱集成工藝經(jīng)濟(jì)性能評價(jià)
    3.4 本章小結(jié)
4 碳酸二甲酯生產(chǎn)工藝改進(jìn)及能量集成
    4.1 改進(jìn)工藝流程的提出
        4.1.1 高壓工藝流程的提出
        4.1.2 側(cè)線采出工藝的提出
        4.1.3 改進(jìn)工藝進(jìn)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(yīng)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(cè)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(jìn)工藝熱集成及經(jīng)濟(jì)評價(jià)
        4.5.1 改進(jìn)工藝經(jīng)濟(jì)概算
        4.5.2 改進(jìn)工藝熱集成研究
        4.5.3 熱集成工藝經(jīng)濟(jì)評價(jià)
    4.6 高壓塔的動態(tài)控制研究
        4.6.1 控制結(jié)構(gòu)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(jié)
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(guān)鍵點(diǎn)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(jì)評價(jià)
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
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本文編號：3993574