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摘 要

CO₂脱除工艺是指运用物理化学的方法从循环气中吸收CO₂，从而控制工艺流程循环气中的CO₂浓度。本设计任务是将分离出的粗氨经气过氨精制单元精制，达到工业要求的纯度后再利用。其主体设备CO₂脱除塔和再生塔为填料塔，工作温度分别为71~101℃和91~105℃，压力分别为2.3MPa和0.17MPa，在CO₂脱除塔中运用热钾碱法对CO₂进行吸收，碳酸盐溶液中的KHCO₃在再生塔中由直接和间接蒸汽解吸出CO₂后再回到CO₂脱除塔中重新循环。

课题设计内容主要包括利用Aspen Plus进行物料和能量衡算、换热设备及塔设备的选型计算，绘制CO₂脱除单元工艺流程图（PFD）、管道及仪表流程图（Pamp;ID）、设备布置图、设备和管道特性一览表。

关键词：环氧乙烷 CO₂脱除 热钾碱法 Aspen Plus

The design of carbon dioxide removal unit in

180,000 t/a ethylene oxide equipment

Abstract

CO₂ removal process is the use of physical and chemical methods from the recycle gas absorbing CO₂, the process to control the concentration of CO₂ in the circulating gas. The design task is to separate the crude ammonia gas had been refined ammonia refining unit, after reaching the required purity industrial use. The main equipments CO₂ removal tower and regeneration tower packing tower, the operating temperature is 71~101℃ and 91~105℃, the pressure is 2.3MPa and 0.17MPa, CO₂ removal in the tower on the use of hot potassium-alkali CO₂ absorption, KHCO₃ carbonate solution in the regeneration tower vapor desorbed from the direct and indirect CO₂ out of the tower and then back to re-cycle CO₂ removal.

The topic ,in major, includes using Aspen Plus program to account materials and energy balance, heat transfer equipment and tower equipment, specifically CO₂ removal unit process flow diagram (PFD), piping and instrumentation diagram (Pamp;ID), equipment layout, related equipment brief diagrams and the drawing of characteristics of the pipe.

Keywords: Ethylene Oxide; CO₂ Removal; Hot Potassium-Alkali Method; Aspen Plus

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1 乙二醇简介 1

1.2 环氧乙烷及其生产方法简介 1

1.3 国内外主要的CO₂脱除工艺研究现状 2

1.3.1 国内外脱碳方案介绍 2

1.3.2 典型脱碳工艺流程对比 4

1.3.3 结论 7

第二章 环氧乙烷装置CO₂脱除单元工艺设计 8

2.1环氧乙烷装置简介 8

2.1.1装置概述 8

2.2流程方案 8

2.2.1工艺流程设计 8

2.3原料组成 10

2.3.1原料组成 10

2.4物料及能量衡算 10

2.4.1 Aspen流程模拟 10

2.4.2 Aspen模拟结果 12

第三章 CO₂脱除单元设备设计 14

3.1主要设备的工艺设计 14

3.1.1换热设备 14

3.1.2塔设备 20

3.2主要设备的选型 22

3.2.1换热设备 22

3.2.2管口选型 22

3.2.3塔设备选型 23

3.2.4管口选型 24

第四章 非工艺专业条件设计 25

4.1 自控设计 25

4.2 非工艺专业设计条件 25

4.2.1 供水设计条件 25

4.2.2 排水设计条件 26

4.2.3 供热系统设计条件 26

4.2.4 冷冻系统设计条件 26

4.2.5 采暖通风设计条件 27

第五章 车间设计 28

5.1车间布置 28

5.1.1 设备布置的一般原则 28

5.1.2 管壳式换热设备的布置 29

5.1.3 单元设备布置特点 30

5.1.4 设备布置图 30

5.1.5 执行标准 30

5.2管道设计 30

5.2.1 课题单元的管道布置 30

5.2.2 管道器材的选用 32

5.2.3 管道公称直径的确定 34

5.2.4 管道设计结果 35

第六章 其它相关设计 36

6.1环境保护 36

6.1.1 概述 36

6.1.2 主要环境污染源 36

6.1.3 三废管理及治理 36

6.2安全、卫生 37

6.2.1 概述 37

6.2.2 设计中采用的主要防护措施 37

第七章 结论与展望 39

7.1结论 39

7.2展望 39

参考文献 40

致谢 42

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