丙烯酸精制流程模拟及优化

摘要

采用ASPEN PLUS流程模拟软件，对兰州石化8万吨／年丙烯酸装置中丙烯酸吸收塔（急冷塔T1110）、共沸精馏塔（T2110）、脱醋酸塔（T2120）和丙烯酸精制塔（T2130）进行了模型化研究，建立了每一个塔的模拟模型和四个塔串联模拟的模型，研究了物性模型和热力学模型，模拟结果与设计文档吻合良好。 采用所建模型，分析了所研究过程中丙烯酸的损耗分布。对主要影响因素，即急冷塔，进行了操作条件优化，给出了不同吸收条件下，如急冷水量的变化、反应气体入口温度的变化、急冷塔下部循环取热器取出热量的变化对丙烯酸吸收效果的影响，提出了将反应气体冷却温度由170℃降低到150℃的优化方案，根据模拟计算的结果该项优化措施每年将可多回收丙烯酸产品100多吨，增效100多万元。 还采用该模型分析了所研究过程中的能耗分布，就其重点耗能部位，即轻组分分离塔（T2110），的操作条件进行了优化，考察了塔顶回流量的变化对丙烯酸脱水效果的影响，还考察了塔釜抽出量变化对丙烯酸脱水脱醋酸的影响，提出了降低溶剂循环量的优化操作方案，根据模拟计算的结果该优化方案的实施将可降低精制系统能耗10％～15％，年可增效640多万元。 结论：通过采用Aspen Plus流程模拟软件对兰州石化8万吨／年丙烯酸装置丙烯酸精制部分进行四塔联合流程模拟的模型研究，模拟计算结果与设计数据吻合较好，并在此基础上进行了过程优化的分析研究，得到了两项初步的优化结论，为装置下步操作优化和工艺改进奠定了一定的基础。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号表

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引言

第一章 文献综述

1.1 流程模拟技术的发展

1.2丙烯酸生产工艺概述

1.3 国内规模丙烯酸生产企业主要工艺技术情况

1.4兰州石化丙烯酸装置基本情况与研究工作的提出

第二章 模拟模型研究

2.1物性及热力学模型

2.1.1物性分析

2.1.2热力学模型分析

2.2急冷塔T1110的模拟

2.2.1工艺及设备描述

2.2.2建模

2.2.3模拟结果讨论

2.3轻组分分离塔T2110的模拟

2.3.1工艺与设备描述

2.3.2建模

2.3.3模拟结果讨论

2.4醋酸塔T2120的模拟

2.4.1工艺与设备描述

2.4.2建模

2.4.3模拟结果

2.5丙烯酸提纯塔T2130的模拟

2.5.1工艺与设备描述

2.5.2建模

2.5.3模拟结果

2.6四塔联合流程模拟

2.6.1建模

2.6.2模拟结果

第三章 过程分析与优化

3.1丙烯酸精制系统的损失率分布与急冷塔操作条件的优化

3.1.1丙烯酸精制系统的丙烯酸损失率分布分析

3.1.2丙烯酸气体进急冷塔温度变化对吸收效果的影响

3.1.3急冷塔下部循环冷却器负荷变化对吸收效果的影响

3.1.4急冷水进料量变化对吸收效果的影响

3.1.5急冷塔操作条件的优化初步结果讨论

3.2丙烯酸精制系统耗能分布与轻组分分离塔和醋酸塔的节能优化

3.2.1丙烯酸精制系统耗能分布分析

3.2.2轻组分分离塔顶回流量减少对脱水和脱醋酸效果的影响

3.2.3轻组分分离塔底抽出量变化对脱水和脱醋酸效果的影响

3.2.4轻组分分离塔和醋酸塔的节能优化方案讨论

第四章 结果与讨论

4.1 增加丙烯酸反应气体后冷却器投资效益分析

4.2 降低溶剂循环量的效益分析

4.3结论

参考文献

致 谢