收藏本站
《中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)》 2018年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

煤基甲基丙烯酸甲酯工艺过程模拟研究

张军平  
【摘要】:甲基丙烯酸甲酯(MMA)是重要的含氧化学品之一,其煤基合成路线被广泛关注。中国科学院过程工程研究所自2008年开始煤基MMA合成路线的研究,目前实验室研究已趋于完善。为了实现该技术的工业应用,开展工艺过程模拟和工程设计非常重要。本论文采用流程模拟软件,构建了煤基MMA合成工艺反应及分离单元的计算模型,获得工业装置工艺流程、物料及能量平衡数据、单元操作参数等基础数据和最佳工艺操作条件;进一步采用绿色度评价方法,量化分析了各反应单元对环境的影响,为推动该技术的工业化提供科学依据和技术支撑。本论文主要研究内容和相关结论如下:1)依据实验室研究结果、中间产物及产品的物性,构建了煤基MMA合成工艺的流程图,确定了 UNIQUAC作为本体系热力学性质的计算方法,分别以RStioc、Radfrac、Heater、Flash、Extract等模块作为反应器、精馏塔、换热器、闪蒸罐、萃取塔等单元操作的模拟模型,在此基础上建立煤基MMA合成工艺的全流程计算模型;2)基于AspenPlus模拟软件,采用灵敏度分析方法,以中间产物及目标产品的纯度、收率、能耗等为目标值,对关键设备的工艺参数及分离方案进行分析,获得优化的操作参数。分析发现,影响丙醛收率的因素为冷凝器的操作温度和闪蒸罐的操作压力,最佳条件为冷凝器的操作温度为20℃,闪蒸罐的操作压力为200 kPa;以甲基丙烯醛的纯度和反应体系内水含量为目标,发现先回收甲基丙烯醛的分离方案相比于先回收催化剂的方案能耗降低42.8%;通过对萃取剂正己烷和甲苯的萃取分离效果分析,发现适合甲基丙烯酸提纯的萃取工艺为甲苯萃取分离方案,甲苯萃取分离甲基丙烯酸的回收率相比于正己烷萃取工艺高6%;通过工艺指标和能耗数据的对比,发现双溶剂萃取分离方案是最优的提纯甲基丙烯酸甲酯的分离工艺,相比于水和正己烷的单溶剂萃取工艺,能耗分别降低15.1%和 34.9%;3)采用绿色度评价方法,量化了分析煤基MMA合成工艺对环境的影响。结合模拟计算结果及绿色度计算方法,分别获得了 MMA合成工艺四个反应单元的绿色度,分别为-35.56 gd/h,879.05 gd/h,-20.14 gd/h,168.51 gd/h。分析发现氢甲酰化反应单元是绿色度最低的单元,开发低能耗丙醛分离工艺是提高本单元绿色度的主要途径。
【学位授予单位】:中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TQ225.24

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨钟祥;赵在庆;;丙酮氰醇法和异丁烯法生产MMA技术经济对比[J];化学工业;2015年01期
2 许亚晶;黄莺;武斌;张香平;张锁江;;生物气脱碳提质过程的能耗分析和环境评价(英文)[J];Chinese Journal of Chemical Engineering;2015年01期
3 杨为民;;碳四烃转化与利用技术研究进展及发展前景[J];化工进展;2015年01期
4 代飞;李增喜;李春山;;乙醇生产集成工艺流程的环境与经济性评价分析(英文)[J];计算机与应用化学;2014年09期
5 李茜;王二强;项曙光;李春山;;丙烯酸甲酯-甲醇-水体系精制过程的模拟与优化[J];计算机与应用化学;2014年05期
6 郭伟;闫瑞一;周清;张锁江;;甲基丙烯酸甲酯-甲醇体系的双溶剂萃取[J];化工学报;2014年07期
7 李玉超;闫瑞一;王蕾;刁琰琰;;甲醛和丙醛缩合制备甲基丙烯醛反应动力学[J];过程工程学报;2012年04期
8 汪青海;马建学;褚小东;邵敬铭;;甲基丙烯酸水溶液萃取分离研究[J];广州化工;2011年16期
9 宋浩;顾正桂;;萃取精馏提取高纯度丙醛的模拟及实验研究[J];化学工程;2011年03期
10 郭晓俊;黄崇品;;反荷离子及制备方法对Keggin型杂多化合物结构和性质的影响[J];石油化工;2008年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 刘思明;羰基合成甲基丙烯酸甲酯的模拟研究[D];北京化工大学;2011年
2 张本玲;羰基合成丁醛、丙醛工艺的模拟与研究[D];天津大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 魏杰;李瑞江;张琪;朱子彬;;丁烯脱氢制丁二烯反应热力学分析[J];精细石油化工;2015年06期
2 Xiaoying Dong;Lijie Shao;Yan Wang;Wei Kou;Yanxin Cao;Dalei Zhang;;Biogas by two-stage microbial anaerobic and semi-continuous digestion of Chinese cabbage waste[J];Chinese Journal of Chemical Engineering;2015年05期
3 李婷婷;张志明;刘策;安立宝;;磷钼酸/聚甲基丙烯酸甲酯复合纤维膜的制备及光催化性能[J];高分子材料科学与工程;2014年08期
4 徐扬;;高温焚烧技术在甲基丙烯酸废水处理中的应用[J];现代化工;2014年02期
5 孙剑;王金泉;王蕾;张锁江;;基于离子液体的绿色催化过程[J];中国科学:化学;2014年01期
6 潘晓梅;晏芸;徐积武;肖国民;;间歇萃取精馏分离二氯甲烷-乙醇-水体系的模拟及实验研究[J];东南大学学报(自然科学版);2012年03期
7 李威渊;刘媛媛;郑华艳;李忠;;杂多酸(盐)的分子结构及催化有机合成研究进展[J];化工进展;2010年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 张军平;煤基甲基丙烯酸甲酯工艺过程模拟研究[D];中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所);2018年
2 李建兰;乙烯合成丙醛技术研究和催化剂体系改良[D];北京化工大学;2017年
3 池瑞石;高浓度乙烯液相烷基化制备乙苯装置流程模拟与优化[D];延边大学;2017年
4 宋浩;萃取精馏法提取高纯度丙醛的研究[D];南京师范大学;2011年
5 张保颖;烯烃加氢甲酰化废铑催化剂的回收工艺研究[D];上海师范大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王定博;;炼厂碳四资源的利用途径[J];化工进展;2014年06期
2 徐君臣;王松;喻文;徐琴琴;王伟彬;银建中;;高压二氧化碳与离子液体二元混合体系的分子动力学模拟(英文)[J];Chinese Journal of Chemical Engineering;2014年02期
3 ;中原石化MTO与OCC集成耦合取得新突破[J];乙烯工业;2013年04期
4 罗沙;吴楠;周波;何松波;邱介山;孙承林;;氧化铝载体对Pt-Sn-K/γ-Al_2O_3催化剂上异丁烷脱氢性能的影响[J];燃料化学学报;2013年12期
5 赵国良;何万仁;袁志庆;徐建军;滕加伟;;ZSM-5分子筛的碳四裂解性能及积碳研究[J];石油化工;2013年11期
6 乔燕;闫方友;夏淑倩;马沛生;;[bmim][PF_6]/CO_2二元体系密度黏度测定及关联(英文)[J];Chinese Journal of Chemical Engineering;2013年11期
7 任行涛;张利霞;;分子筛结构和酸性对正丁烯异构化反应的影响[J];工业催化;2013年10期
8 王红伟;隋春华;;年产30万t碳四芳构化装置的工艺技术[J];山东化工;2013年10期
9 陈艳红;张贝克;马昕;卢秉南;;丙烯酸甲酯-甲醇-水体系逆流萃取过程的模拟[J];化工进展;2013年08期
10 耿旺;杨耀;;脱氢法制丁二烯技术现状及展望[J];精细石油化工;2013年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 常虹;甲醇精馏系统模拟与优化[D];大连理工大学;2010年
2 黄磊;煤基合成气直接制烯烃工艺模拟与集成[D];河南工业大学;2010年
3 朱永健;甲醇、甲醛合成乙二醇的研究[D];青岛科技大学;2008年
4 郑声华;反应精馏合成乳酸丁酯的模拟研究[D];北京化工大学;2007年
5 李云丽;以甲醛和丙醛为原料合成甲基丙烯酸甲酯的研究[D];天津大学;2007年
6 孟庆军;低温甲醇洗全流程模拟与优化研究[D];浙江大学;2006年
7 管洁;甲基丙烯酸甲酯—丙烯酸乙酯共聚物的合成与表征[D];浙江大学;2006年
8 耿大钊;乙烯分离过程的模拟与优化[D];浙江大学;2006年
9 董海峰;MAL一步氧化酯化制备MMA催化剂及反应规律研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
10 张伏生;低压羰基合成生产丁辛醇装置的模拟[D];北京化工大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘会燕;戢守峰;;考虑产品绿色度的供应链横向竞合博弈及定价策略[J];工业工程与管理;2017年04期
2 柳键;周辉;;考虑产品生命周期全过程的产品绿色度综合评价[J];科技管理研究;2016年19期
3 陈文汇;牛娜娜;王忠昆;张鑫;;我国国民经济行业绿色度测定分析[J];林业经济;2015年08期
4 曹国志;秦颖;程钧谟;;企业“绿色度”评价体系研究[J];华东经济管理;2006年09期
5 柳键;周辉;;绿色差异化产品的定价与绿色度决策研究[J];贵州财经大学学报;2018年02期
6 汪振双;王立国;;绿色建筑背景下建筑材料绿色度评价和认证体系研究[J];建筑经济;2015年01期
7 ;“中国汽车消费绿色指数”及2014年度汽车绿色度排名发布[J];汽车零部件;2014年12期
8 高举红;韩红帅;侯丽婷;王海燕;;考虑产品绿色度和销售努力的零售商主导型闭环供应链决策研究[J];管理评论;2015年04期
9 刘波;袁永福;;基于效用函数的建筑部品绿色度评价研究[J];管理观察;2008年23期
10 向东,段广洪,汪劲松,张根保;基于产品系统的产品绿色度综合评价[J];计算机集成制造系统-CIMS;2001年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张香平;张锁江;李春山;戴文斌;;过程工业绿色度理论及应用[A];第一届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(上)[C];2004年
2 孙兴华;方宇;郝法勤;;环境绿色度审计初探[A];中国会计学会高等工科院校分会第十八届学术年会(2011)论文集[C];2011年
3 孙兴华;方宇;郝法勤;;环境绿色度审计初探[A];2012中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2012年
4 刘志峰;王淑旺;刘光复;;绿色产品评价结果分析方法研究[A];中国机械工程学会环境保护分会第四届委员会第一次会议论文集[C];2008年
5 韩建勋;孙兴华;郝法勤;方宇;;环境绿色度指数研究初探[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第三卷)[C];2011年
6 易成;石晶;赵霄龙;;基于模糊层次分析原理的建材绿色度综合评价[A];“全国特种混凝土技术及工程应用”学术交流会暨2008年混凝土质量专业委员会年会论文集[C];2008年
7 刘英平;高新陵;林志贵;沈祖诒;;基于数据包络分析的绿色产品评价方法研究[A];人才、创新与老工业基地的振兴——2004年中国机械工程学会年会论文集[C];2004年
8 魏彩乔;刘佳;李永贞;;粗糙综合评价法及在绿色度评价中的应用[A];制造业与未来中国——2002年中国机械工程学会年会论文集[C];2002年
9 黄西川;吴剑峰;;新型工业化发展路径与企业技术体系绿色度实证分析[A];首届中国科技政策与管理学术研讨会2005年论文集(下)[C];2005年
10 李碧英;;绿色船舶及其评价指标体系研究[A];2008中国船舶工业发展论坛暨纪念《中国造船》创刊60周年论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 毛海峰;黄土高原丘陵沟壑区绿色度26年间上升9.3%[N];延安日报;2008年
2 记者 王海磬;第4次中国游戏绿色度测评发布[N];光明日报;2014年
3 栏目主持人 丁继武;陕北黄土高原丘陵持续变绿[N];中国气象报;2008年
4 记者 高立鹏;我国新闻媒体“绿意”渐浓[N];中国绿色时报;2000年
5 本报记者 姚敏;企盼走向“深绿”[N];中国消费者报;2001年
6 本报记者 徐恒;设计成绿色造船抓手 工业研发软件受宠[N];中国电子报;2009年
7 段振杰;潮白河畔又添新景观[N];北京科技报;2000年
8 记者 周轩千;中国银行业不够“绿”[N];上海金融报;2012年
9 本报评论员;要有“功成不必在我”的担当[N];天津日报;2018年
10 实习生 朱利;青少年网游成瘾之忧如何解?[N];科技日报;2013年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 蔡薇;绿色船舶机理、指标体系、绿色度及船舶大气污染算法研究[D];武汉理工大学;2004年
2 李芹芹;绿色供应链企业的定价与绿色创新决策研究[D];中国科学技术大学;2015年
3 刘志峰;绿色产品综合评价及模糊物元分析方法研究[D];合肥工业大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 罗志敏;建筑工程施工绿色度评价研究[D];兰州交通大学;2017年
2 张军平;煤基甲基丙烯酸甲酯工艺过程模拟研究[D];中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所);2018年
3 范亦霞;考虑生产者责任延伸制与绿色度的电子产品回收模式研究[D];青岛大学;2018年
4 侯纯光;中国绿色化进程与绿色度评价研究[D];山东师范大学;2017年
5 张晓蓉;基于全生命周期的公共建筑绿色度评价研究[D];青岛理工大学;2018年
6 胡慧慧;城市物流绿色度评价研究[D];合肥工业大学;2016年
7 赵泰;青岛市住宅外窗绿色度评价研究[D];青岛理工大学;2014年
8 谢海辉;空气源热泵热水器的绿色度评价方法研究[D];广东工业大学;2013年
9 张立娟;建筑工程施工绿色度评价方法研究[D];石家庄铁道大学;2017年
10 杨敏敏;基于模糊物元的建筑施工绿色度评价模型研究[D];西安建筑科技大学;2014年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026