试析乙醇胺装置流程模拟与开发研究

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1、天津大学硕士学位论文乙醇胺装置流程模拟与开发研究姓名：罗铭芳申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：李鑫钢20031201中文摘要环氧乙烷氨解法是目前生产乙醇胺的主要方法，产品比例、产品质量及能耗是乙醇胺生产中的三个关键因素。国内乙醇胺生产中普遍存在产品色度高、产品比例不合理的问题，造成产品缺乏竞争力。色度问题主要是由于分离系统存在的问题引起的，如精馏塔内压降大、釜温高、相关设备选型不合理等。本文采用流程模拟软件PRO／Ⅱ对乙醇胺装置进行全流程模拟，针对流程特点提出改进措施，并对精馏系统的设备因素进行考察，以期解决上述问题。

2、乙醇胺及其原料氨和水均为极性组分，模拟中在不同场合分别选用状态方程SRKM或液体活度系数模型NRTL，可以得到比较准确的模拟结果。在原工艺的基础上，通过将分离出的～乙醇胺(MEA)部分循环回反应部分，可以显著提高二乙醇胺(DEA)和三乙醇胺(TEA)产品的收率，提高了原装置的灵活性，但是需增加设备投资及提高装置能耗。不同乙醇胺产品之间的沸点差较大，从精馏的角度来说易于分离，利用这一特点，本文开发出了带循环物流、侧线出料的精馏系统新流程。模拟计算表明，采用该流程可以显著降低MEA塔和DEA塔的塔釜温度，防止物料高温热解。为降低产

3、品色度创造了必要条件；同时产品纯度保持在99％(重量百分数)以上，能够满足质量要求。乙醇胺为热敏物系，对分离设备的要求较高。精馏塔适合采用填料塔，塔顶冷凝器宜采用卧置部分冷凝器，TEA塔也可采用塔顶泵循方式取热，这些措施利于减小压降；再沸器选用降膜蒸发器，可防止液层静压并减少物料在高温区的停留时间。流体力学核算结果表明，选用合适的填料及分布器，能够将全塔压降控制在一定的范围以内，从而保证了塔釜温度不会过高，为产品质量提供了保障。利用本文的研究成果，可以为乙醇胺生产装置提供完整的工艺包。关键词：乙醇胺流程模拟热敏物系精馏色度AB

4、STRACTEthanolaminesarecon'lnlonlymadebythemethodofreactingaqueousalnnloniaandethyleneoxide．Productprofile，productqualityandenergYconsumptionarethreekeyfactorsinethanolamineprocess．Domestieproductisweakincompetitionbecauseofpoorcolorqualityandimproperproductprofile，w

5、hichareverycommonindomesticethanolamineunits．ThepoorcolorqualityiScausedprimarilybythedisadvantageinseparatingsystem．suchashighpressuredropindistillationtower,hightemperatureatthebottomofthetower,andartsuitablechoiceofrelativedevices．BymeansofflowsheetingsoftwarePRO

6、／lI，theprocessforethanolamineUnitwassimulatedinthisPaDer,thensomemodificationwasmadeaccordingtothefe：atureoftheprocess．ThefactorsrelatingtodevicesindistillationsystemwerealsodiscussedtohelpSOIvethequestionsabore．mentioned．Asethanolaminesandtheircrudematerialammoniaa

7、ndwaterareallpolarcomponents，theconsiderablyaccurateresultsCanbeobtainedbyusingequationofstateSRKMor1iquidactivitymodelNRTLindifferentunits．Onthebasisofinitialprocess，byrecyclingsomeofthemonoethanolamineseparatedtothereactionsystem，theyieldofdiethanolamineandtrietha

8、nolamineWasincreasedgreatly,whichenhancedtheflexibilityoftheUnit，butmoreCOstwasneededforsomenewdevicesandtheenergyconsumptionwasincreased．