1300精馏单元模拟和优化研究

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1、洳专{j～嘧硕士学位论文⑧90{789论文题目!兰QQ猹绝璺丞搓赵塑篮业亚究中文摘要精馏是分离互溶液体混合物最常用的方法，也是化学工业中最大的能耗单元操作之一。精馏过程不仅仅需要消耗能量，还会造成有效能损失。也就是说，不管采用多先进的节能手段，精馏过程的有效能损失是不可避免的，其原因就是因为精馏为不可逆过程。上海氯碱化工股份有限公司聚氯乙烯厂拥有年产30万吨的氯乙烯装置，其中的300单元、1300单元、500单元、1500单元都是精馏单元，也是耗能较高的单元。本文以实际生产数据为依据，运用“夹点技术

2、”对该厂的EDC精馏装置1300单元进行模拟计算，提出了可行的热集成方案，为精馏塔的改进和操作控制提供了可信的理论依据。对于实际生产具有重要的指导意义。关键词：EDC；流程模拟；节能；技术改造AbstractDistillationisthemostcommonmethodtoseparateliquidmixtures，whileitisalsooneofthebiggestenergyconsumingunitoperationinprocessindustries．Therefore，itis

3、essentialtostudytheenergysavingopportunitiesofdistillationprocesses．ThispaperfocusedontheretrofitdesignofaEDCpurificationsetinShanghaiChlor-AlkaliChemicalCorparation(SCACC)．Thesimulationsarebasedonoperatingdata．Severalheatintegrationprojectswerefoundus

4、ingpinchtechnology．TheinsightsgainedfrompinchtechnologyCallbehelpfultoguideoperating．Keywords：EDC；processsimulation；energysaving；retrofitdesign第一章前言一、精馏过程节能方法原理精馏是分离互溶液体混合物最常用的方法，也是化学工业中最大的能耗单元操作之一。精馏过程不仅仅需要消耗能量，还会造成有效能损失。也就是说，不管采用多先进的节能手段，精馏过程的有效能损失是不

5、可避免的，其原因就是因为精馏为不可逆过程。不可逆性主要包括：流体流动阻力造成的压力降、不同温度物流间的传热或不同物流的混合、相浓度不平衡物流问的传质或不同浓度物流的混合。可见，精馏过程的不可逆性在动量、热量和质量传递方面都普遍存在。精馏过程的节能从整个大系统考虑就是设法减小精馏过程的有效能损失程度，也就是设法减小上述各方面不可逆的程度。从减小不可逆程度的角度出发，精馏过程常见的节能手段包括：预热进料、废蒸汽和废液的余热利用、减小回流比、增设中间再沸器和中间冷凝器、多股进料和侧线出料、热耦精馏、多效精

6、馏、热泵精馏等。预热进料就是减小传热的不可逆程度：减小回流比就是减小传质的不可逆程度；增设中间再沸器和中间冷凝器是同时减小了传热和传质的不可逆程度；多股进料和侧线出料也是减小了传质的不可逆程度；热耦精馏、多效精馏、热泵精馏以及废蒸汽、废液的余热利用就是综合考虑各物流的能量级别状况，进行有效能损失较少的相互换热。此外，由于精馏塔的顶部和底部之间会产生一个压力差，通过设备改进设法减小精馏操作的阻力就是减小动量传递的不可逆程度。对于单个精馏塔的节能问题，能否或是否必要采用上述节能方法要根据实际操作运行状况

7、考虑。一方面，要考虑到生产过程中有哪些现成的热源和冷源可以利用；另一方面，还要考虑到与其他精馏塔能否联合综合利用能量。因此，需要对单元系统各精馏设备进行能耗状况分析，结合整个生产大系统内的热流和冷流进行能量传递评价和分析，设计最优的能量综合利用模式。当前，比较可行的分析方法，就是“夹点技术”。夹点的含义就是分别对冷热物流进行温焓对应关系分析，计算出冷热温焓线，其中冷热温焓线中传热温差最小的地方就是夹点。在夹点温度之上为净热阱，理论上只有吸热，不能设置任何公用工程冷却器；在夹点温度之下为净热源，理论上

8、只有放热，不能设置任何公用工程加热器；在夹点处热通量为0，理论上不应有跨越夹点的传热。夹点技术目前在换热网络设计中应用最普遍，也比较成熟。对于精馏过程，第一章前言由于系统的复杂性，很难设计出可逆的精馏分离模式，其冷热温焓线就很难确定。即便如此，国外一些科研机构仍是提出了一些近似的处理方法，虽然可能存在一些偏差，但在某些特定的精馏系统中仍发挥出了巨大作用。虽然这些问题提法仍需要靠实践来检验，但无疑是将来精馏系统节能技术发展的一个重要的方向。本报告后面的关于精馏夹点技术分