环氧乙烷乙二醇装置全流程模拟

摘要

本文针对年产15/48万吨环氧乙烷(EO)乙二醇(EG)工艺装置，建立了全流程动态模拟。
　　本文选取工艺为碳酸乙烯酯(EC)合成乙二醇路线，生产装置在国内尚属首套，相对目前应用广泛的直接水合制乙二醇的工艺路线，本装置具有设备投资小，能量消耗少的特点。建立了装置涉及到的化工单元操作设备模块，重点对精馏塔模型与反应器动态模型进行了讨论。通过管网的拓扑计算模型，将各单元模拟计算模块串联起来，依据序贯模块计算策略，完成工艺装置全流程的动态模拟系统的建立。动态数学模型的常微分方程选取显式欧拉法求解计算。
　　EC鼓泡塔反应器采用八个全混流反应微元建立了鼓泡塔反应器动态数学模型，EG卧式反应器采用三个全混流反应器串联的结构动态数学模型，进行求解计算，与设计值对比，误差较小，可用于操作参数偏离稳态值时装置的预测和分析。
　　根据所数学模型及其求解，并与DCS控制系统、联锁逻辑和教学系统相结合，得到了碳酸乙烯酯工艺路线的EO/EG装置的全流程软件，并已投入实际应用。

目录

声明

摘要

符号说明

第一章 绪论

1．1 化工流程模拟

1．2 流程模拟计算策略

1．2．1 序贯模块法

1．2．2 联立方程法

1．2．3 联立模块法

1．3 化工流程模拟系统结构

1．3．1 输入系统

1．3．2 输出系统

1．3．3 准备系统

1．3．4 计算系统

1．4 流程模拟的应用及意义

1．5 本课题拟解决问题

1．5．1 建立EO／EG装置动态模拟培训系统

1．5．2 反应器的动态模拟

第二章 环氧乙烷乙二醇装置工艺

2．1 EO／EG装置工艺简介

2．1．1 EO／EG市场分析

2．1．2 环氧乙烷合成工艺发展

2．1．3 乙二醇合成工艺发展

2．2 本文涉及EO／EG工艺简介

2．2．1 装置概况

2．2．2 工艺化学

2．2．3 工艺流程说明

2．2．4 原料指标

2．2．5 产品指标

第三章 数学模型建立与求解

3．1 质量守恒

3．2 热量守恒方程

3．3 精馏塔的数学模型

3．4 闪蒸罐的数学模型

3．5 换热器的数学模型

3．6 泵的数学模型

3．7 其它单元模型

3．7．1 混合器

3．7．2 分流器

3．7．3 管网模型

3．8 反应器模型

3．9 模型的求解

第四章 反应器的动态模拟

4．1 EC反应器模型

4．1．1 EC-1反应器模型建立

4．1．2 EC反应动力学

4．1．3 EC-1反应器模拟数据结果与分析

4．2 EG-1反应器模型

4．2．1 EG-1反应器模型建立

4．2．2 EC水合MEG反应动力学

4．2．3 EG-1反应器模拟结果与分析

第五章 EO／EG装置动态计算结果分析

5．1 EO／EG部分设备模拟结果

5．1．1 EO吸收塔模拟计算结果

5．1．2 EO精制塔模拟结果评价

5．1．3 MEG脱水塔模拟结果评价

5．1．4 MEG精制塔模拟结果评价

5．1．5 EC反应器结果评价

5．1．6 EG反应器结果评价

5．2 EO／EG装置模拟计算软件的开发

5．2．1 EO／EG装置模拟系统的建立

结论

参考文献

致谢

作者和导师简介