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年产50万吨乙二醇工艺流程模拟与控制方案设计(4)

时间:2021-12-24 20:38来源:毕业论文
3。1催化剂的选择 3。1。1铁系高温变换催化剂 高温变换催化剂上变换反应活化能比较低,因此其低温活性较好。该催化剂上水组分对反应速率的影响较大

3。1催化剂的选择

3。1。1铁系高温变换催化剂

高温变换催化剂上变换反应活化能比较低,因此其低温活性较好。该催化剂上水组分对反应速率的影响较大,CO2对变换反应速率的抑制作用很大,因此为提高变换反应速率,应当设法减小CO2的不利影响;H2组分对反应速率的影响很小,在实际应用过程中,可以忽略[12]。

3。1。2 Pd/α-Al2O3催化剂

Pd/α- Al2O3催化剂[13]中活性组分—钯;助催化剂—氧化铝;载体—硅胶,催化剂活性组分为钯,钯对加氢、脱氢、氧化、分解等反应显示出优良的催化活性,同时钯还可以活化NO、亚硝酸甲酯等物质,因此在羰化反应条件下,各物质均有很好的活性,物质之间容易发生交叉反应,副反应的发生通常难以避免,但同时由于主反应是一个快速反应,能垒较低,所以主反应的发生又可以一定程程度的抑制副反应的发生。

3。1。3铜硅催化剂

该催化剂活性高、制备工艺简单、成本低、环境友好,可以优化催化加氢反应的工艺条件。本发明采用成型的硅胶作为催化剂载体,不含有对环境危害较大的金属铬,不仅减少了活性组分金属铜的使用量,而且容易控制催化剂的外形和机械强度,在工业上的固定床反应器中可以减少压力降和改善反应物料分布,具有比较高的实用性。

3。2 Aspen流程模拟

氧化偶联法生产乙二醇工艺涉及的化工单元操作较多,如预处理、变压吸附、羰基化反应、换热以及精馏等。根据几个主要的操作单元,将物料衡算分为四个工段,即气体变换工段、草酸二甲酯合成及分离工段、DMC-甲醇分离工段和加氢生产乙二醇工段。首先利用 Aspen Plus 8。4软件对各个工段分别进行了模拟,验证工艺方案的可行性,并对各装置设计参数进行优化,最后再将整个工艺流程合并,进行全流程模拟,物料平衡计算书和热量平衡计算书主要参考最终的全流程模拟。来,自,优.尔:论;文*网www.youerw.com +QQ752018766-

3。2。1 气体变换工段

电石炉尾气脱去硫等杂质经过加热器(E0101)加热后与水蒸气混合,在220℃条件下进入一氧化碳变换反应器(R0101)反应,反应得到氢气,反应后混合气经冷凝器(E0102)冷凝降温,进入变压吸附塔(R0101)吸附得到纯净的一氧化碳和氢气及副产二氧化碳。生成的一氧化碳进入草酸二甲酯合成及分离工段反应制草酸二甲酯,氢气进入加氢制乙二醇工段与草酸二甲酯反应制乙二醇,二氧化碳回收。在Aspen Plus 8。4 中进行模拟,其模拟流程如图1,模拟结果列于表2,由表2可知,电石炉尾气经过变压吸附后得到了纯净的氢气和一氧化碳。

图 1 制氢反应及分离图

表2 气体变换工段Aspen模拟结果

  1 3 7 33 35

Temperature ℃ 35 220 25 25 70

Pressure bar 1。01 10 2 2 5

Vapor Frac 1 1 1 1 1

Solid Frac 0 年产50万吨乙二醇工艺流程模拟与控制方案设计(4):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_87169.html

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