化工過(guò)程數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)模擬

《化工過(guò)程數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)模擬》

乙烷—乙烯—乙醇

化工學(xué)院98博黃啟明指導(dǎo)教師錢(qián)宇教授陸恩錫教授目錄1. 過(guò)程設(shè)計(jì)分析1.1 乙烯生產(chǎn)過(guò)程的分析1.2 乙醇生產(chǎn)過(guò)程的分析2. 乙烯生產(chǎn)過(guò)程設(shè)計(jì)2.1 反應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.2 分離系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.3 經(jīng)濟(jì)潛力估計(jì)3. 乙醇生產(chǎn)過(guò)程設(shè)計(jì)3.1 反應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.2 分離系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.3 經(jīng)濟(jì)潛力估計(jì)乙烯生產(chǎn)過(guò)程分析（1）乙烯收率與反應(yīng)溫度及停留時(shí)間的關(guān)系乙烯生產(chǎn)過(guò)程分析（2）壓縮和制冷系統(tǒng)主要任務(wù)是將裂解氣加壓以及通過(guò)壓縮烴蒸汽制取分離所需的冷劑，為深冷分離創(chuàng)造條件。氣體凈化系統(tǒng)通過(guò)物理和化學(xué)的方法，除去那些含量不大但對(duì)后續(xù)操作和產(chǎn)品純度有影響的的雜質(zhì)。精餾分離系統(tǒng)它由一系列的精餾塔組成，是分離的主體。乙醇生產(chǎn)過(guò)程分析290C、7.09Mpa下不同水/烯比（mol）時(shí)的乙烯平衡轉(zhuǎn)化率水/烯比（mol） 0 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8平衡轉(zhuǎn)化率 0 6.03 7.53 8.83 9.77 10.97 11.86水/烯比（mol） 0.9 1.0 1.5 2.0 5.0 10 100平衡轉(zhuǎn)化率 12.65 13.36 15.98 18.61 21.55 23.15 24.75 乙烯的極限平衡轉(zhuǎn)化率通過(guò)計(jì)算為24.93%。實(shí)際選用時(shí)要考慮到水的凝結(jié)將會(huì)破壞磷酸催化劑，并導(dǎo)致獲得的粗醇凝液中乙醇含量降低，分離提濃負(fù)荷增加。通常選擇水/烯比為0.6~0.7。乙烯生產(chǎn)過(guò)程設(shè)計(jì)----反應(yīng)系統(tǒng)

反應(yīng)條件：反應(yīng)溫度827℃,反應(yīng)器壓力=3.4atm，

氣相，無(wú)催化劑乙烷裂解C2H6CH4H2CH4C2H4C2H6乙烷裂解工段循環(huán)結(jié)構(gòu)圖乙烯生產(chǎn)過(guò)程設(shè)計(jì)----分離系統(tǒng)（1）乙烷裂解工段各組分去向組分 常壓沸點(diǎn),℃ 去向H2 -252.80 燃料 CH4 -161.49 燃料C2H4 -103.71 中間產(chǎn)品C2H6 -88.63 循環(huán)

乙烯生產(chǎn)過(guò)程設(shè)計(jì)----分離系統(tǒng)（2）反應(yīng)器系統(tǒng)蒸氣蒸氣蒸氣液體液體液體分離系統(tǒng)氣體分離系統(tǒng)分凝器液體循環(huán)副產(chǎn)物產(chǎn)物分離系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖乙烯生產(chǎn)過(guò)程設(shè)計(jì)----經(jīng)濟(jì)潛力經(jīng)濟(jì)潛力與乙烷轉(zhuǎn)化率的關(guān)系乙醇生產(chǎn)過(guò)程設(shè)計(jì)----反應(yīng)系統(tǒng)反應(yīng)條件：反應(yīng)溫度=290℃,反應(yīng)壓力=70atm，磷酸

催化劑。乙烯直接水合C2H4CH4C2H6C2H4CH4C2H6（C2H5）2OC2H5OHH2O乙烯水合工段循環(huán)結(jié)構(gòu)圖乙醇生生產(chǎn)過(guò)過(guò)程設(shè)設(shè)計(jì)----分分離系系統(tǒng)（（1））乙烯水水合工工段各各組分分去向向組分分常常壓壓沸點(diǎn)點(diǎn),℃℃去去向向CH4-161.49循環(huán)環(huán)和和放放空空C2H4-103.71循環(huán)環(huán)和和放放空空C2H6-88.63循環(huán)環(huán)和和放放空空(C2H5)2O34.60副產(chǎn)產(chǎn)品品C2H5OH78.32主產(chǎn)產(chǎn)品品H2O100.00廢棄棄乙醇醇生生產(chǎn)產(chǎn)過(guò)過(guò)程程設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)----分分離離系系統(tǒng)統(tǒng)（（2））反應(yīng)應(yīng)器器系系統(tǒng)統(tǒng)蒸氣氣液體體液體體液體體分分離離系系統(tǒng)統(tǒng)氣體體分分離離系系統(tǒng)統(tǒng)分凝凝器器放空空副產(chǎn)產(chǎn)物物分離離系系統(tǒng)統(tǒng)總總體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)圖圖主產(chǎn)產(chǎn)物物乙醇醇生生產(chǎn)產(chǎn)過(guò)過(guò)程程設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)----分分離離系系統(tǒng)統(tǒng)（（3））1甲甲烷烷2乙乙烯烯3乙乙烷烷4乙乙醚醚5乙乙醇醇6水水粗乙乙醇醇分分離離流流程程乙醇醇生生產(chǎn)產(chǎn)過(guò)過(guò)程程設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)----經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)潛潛力力經(jīng)濟(jì)濟(jì)潛潛力力與與循循環(huán)環(huán)氣氣乙乙烯烯濃濃度度的的關(guān)關(guān)系系結(jié)論論與與問(wèn)問(wèn)題題結(jié)論論：：乙烷烷裂裂解解工工段段，，乙乙烷烷轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化率率的的選選擇擇很很重重要要，，0.6為為合合適適的的選選擇擇，，此此時(shí)時(shí)經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)潛潛力力EP=1.68*106$/a；；放空空氣氣中中乙乙烯烯濃濃度度在在乙乙烯烯水水合合工工段段是是關(guān)關(guān)鍵鍵因因素素，，當(dāng)當(dāng)乙乙烯烯濃濃度度為為93%時(shí)時(shí)，，經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)潛潛力力最最大大，，為為3.715*106$/a。。問(wèn)題題：：乙醇醇生生產(chǎn)產(chǎn)全全流流程程工工藝藝；；換換熱熱網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)；；全全流流程程經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)潛潛力力。。謝謝謝觀觀看看/歡