環(huán)氧乙烷工藝的流程模擬與分析.pdf

1、環(huán)氧乙烷是重要的有機(jī)化工原料，可用于生產(chǎn)乙二醇、乙醇胺、減水劑單體等多種中間體和精細(xì)化工產(chǎn)品。近年來，越來越多的廠家在環(huán)氧乙烷/乙二醇裝置中開始擴(kuò)大高純環(huán)氧乙烷的產(chǎn)量和占比，以高純環(huán)氧乙烷為主要產(chǎn)品，副產(chǎn)少量的乙二醇。因此本文以某廠年產(chǎn)12萬噸高純環(huán)氧乙烷工藝為研究對象，基于Aspen Plus對全流程進(jìn)行模擬，利用系統(tǒng)評價指標(biāo)對工藝展開全面、深入分析，并從工藝優(yōu)化和夾點(diǎn)技術(shù)分析兩個方面進(jìn)行能效優(yōu)化。主要研究成果如下:
　　第一，

2、利用Aspen Plus對環(huán)氧乙烷生產(chǎn)工藝中反應(yīng)吸收、CO2脫除、再吸收汽提和精制四個單元分別建立模型方程，所建模型與工藝設(shè)計(jì)值吻合良好，據(jù)此確立了模型和求解方法的可靠性。對環(huán)氧乙烷吸收塔，考察了貧循環(huán)水量和溫度對吸收效果的影響規(guī)律，獲得優(yōu)化的工藝條件;對CO2脫除單元，構(gòu)建了K2CO3吸收CO2電解質(zhì)體系的平衡級模型和基于速率的非平衡級模型，分析了塔內(nèi)溫度、關(guān)鍵組分等參數(shù)沿填料高度的分布狀況，解析出設(shè)備內(nèi)的傳質(zhì)機(jī)制，進(jìn)而研究了散裝填料

3、IMTP、規(guī)整填料Mellapak250X和Mellapakpl252Y對CO2吸收效果的影響。結(jié)果表明Mellapak250X填料吸收效果最優(yōu)且壓降小;對環(huán)氧乙烷汽提塔，按照汽提單元的工藝要求確定了適宜的回流量。基于分單元的模型研究，建立了環(huán)氧乙烷生產(chǎn)工藝的全流程模型，模擬值與工藝設(shè)計(jì)值的誤差在10％以內(nèi)，為該系統(tǒng)后續(xù)評價及優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。
　　第二，基于前述全流程模型，計(jì)算并提取系統(tǒng)的物料、能量以及(炯)衡算數(shù)據(jù)信息。從有效原

4、子收率、產(chǎn)品單位產(chǎn)量綜合能耗、(炯)損失以及碳足跡四個方面對環(huán)氧乙烷工藝進(jìn)行了系統(tǒng)的評價分析，結(jié)果表明:該工藝的有效原子收率為67.95％;產(chǎn)品單位產(chǎn)量綜合能耗為591.83kg-ce·t-prod-1，總的碳排放量為5889.04kg-CO2·t-prod-1，以消耗蒸汽的能耗和碳排放最多。系統(tǒng)總(炯)損失為41.57MW，并且各工段的內(nèi)部(炯)損失均高于外部(炯)損失。
　　第三，從工藝優(yōu)化和夾點(diǎn)技術(shù)分析兩個方面對工藝進(jìn)行能效