CHP法生产CA和PO分离工艺的节能策略

摘要

二甲基苄醇(CA)和环氧丙烷(PO)的传统生产方法污染严重、成本较高。CHP法生产CA和PO的生产新工艺，在国外已有工业化。某资料在参考国外CHP法生产PO分离部分相关数据的基础上，对国内某研究院用CHP环氧化丙烯得到的CA和PO等相关物质制定了分离方案。
　　 本文参考了该资料的相关数据，利用流程模拟软件对CHP法生产CA与PO的分离部分进行了模拟计算。通过对每个精馏塔的操作条件及热负荷的分析，制定了相关的节能方案。由于丙烷塔C-304具有能耗高、占整个流程能耗比率大的特点，本文重点对丙烷塔C-304进行节能工艺改进。利用热泵和差压两种方式分别对C-304进行节能改进，热泵方式中，以压缩机和减压阀出口压力为主要调节变量，找到了最佳的操作条件，并比较两种热泵操作方式的优缺点。差压方式中，将C-304分为常规分馏和降压分馏两个塔，以降压分馏塔压力和塔板为调节变量，找到了最佳的操作条件。通过工艺改进，C-304能耗大幅降低。在不考虑设备固定投资的情况下，整个流程的理论热公用工程消耗降为原流程的50％左右。对丙烷塔C-304和异丙苯塔C-306，采用热集成节能方法，实行差压技术达到合理的温差要求。以异丙苯塔C-306压力为主要调节变量，找到了符合换热温差合理的压力条件。对CA塔C-307和PO塔C-401，由于符合温差要求，可直接实行热集成。不考虑设备投资的情况下，整个流程理论热公用工程消耗降为原来的75％以下。利用夹点分析的方法对整个流程进行用能分析，采用问题表格法，找到系统的夹点。夹点上方是需要引入的最小冷却工程量，下方是需要引入的最小加热工程量。通过分析，发现该系统用能基本合理，只有小部分的热量可以集成使用，若增大整个流程的热集成热量，必须靠改变精馏塔压力实现。

目录

文摘

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声明

第一章 文献综述

1.1 PO性质、用途、工艺发展概况

1.1.1 PO的性质

1.1.2 PO的用途

1.1.3 PO的传统生产方法

1.2 CA性质、用途、工艺发展概况

1.2.1 CA的性质

1.2.2 CA的用途及生产能力

1.2.3 CA的生产能力

1.2.4 CA传统生产方法

1.3文献用CHP生产PO工艺介绍

1.3.1异丙苯氧化

1.3.2丙烯与过氧化氢异丙苯环氧化

1.3.3二甲基苄醇转化为异丙苯

1.4改进CHP法生产CA和PO工艺介绍

1.5化工流程模拟的发展

1.5.1化工流程模拟简介

1.5.2流程模拟的作用

1.5.3常用的化工流程模拟软件

1.6精馏过程的节能技术

1.6.1不改变流程的节能技术

1.6.2改变流程的节能技术

1.7过程系统工程简介

1.7.1过程系统工程的定义

1.7.2过程系统工程研究的问题

1.7.3过程系统综合

1.7.4换热网络的优化

1.8本课题研究内容及意义

第二章 CHP法生产CA和PO分离流程工艺模拟及分析

2.1工艺流程的模拟

2.2工艺流程的分析

2.3本章小结

第三章 C304塔节能工艺模拟

3.1热泵工艺

3.1.1塔顶气体直接压缩式

3.1.2塔釜液体闪蒸再沸式

3.1.3两种热泵工艺比较

3.2差压工艺

3.2.1降压分馏塔压力对能耗的影响

3.2.2降压分馏塔塔板数对能耗的影响

3.2.3进料位置对能耗的影响

3.2.4差压工艺模拟数据

3.3原工艺和节能工艺数据比较

3.4本章小结

第四章 热集成工艺模拟

4.1 C-306和C-304的热集成

4.1.1 C-306塔压的确定

4.1.2热集成数据

4.1.3原工艺与热集成工艺数据比较

4.2 C-307和C-401的热集成

4.3热集成后节能效果的分析

4.4本章小结

第五章 流程的换热网络分析

5.1夹点分析的基本理论

5.1.1 T-H图

5.1.2夹点及最小公用工程用量

5.1.3问题表格法

5.2流程夹点计算分析

5.2.1流股的提取

5.2.2问题表格的建立

5.3本章小结

第六章 结论

参考文献

致谢