開題報告是課題確定之後，研究人員在正式開展研究之前制訂的整個課題研究的工作計劃，下面是小編蒐集整理的化學工程碩士學位論文開題報告，供大家閱讀參考。
論文題目：酸烯法生產醋酸仲丁酯的模擬優化與節能研究
論文選題的目的和意義(題目來源、國內外發展動態、預期的應用價值、社會效益)：
醋酸仲丁酯,即乙酸仲丁酯,也稱醋酸另丁酯、醋酸第二丁酯、乙酸1-甲基丙酯,英文名稱sec-butylacetate(SBAC)、2-butanolacetate，是醋酸丁酯的四種異構體之一。醋酸丁酯是一類無色、易燃、具有果實味的液體，可溶解多種樹脂及有機物，醋酸仲丁酯與其它異構體的效能在大多數情況下都相似，現已被廣泛作為香料、溶劑、醫藥、萃取劑組分、反應介質組分、金屬漆清洗劑組分等。醋酸仲丁酯的醇酯化法生產工藝早已有之。70年代前，國內外均有生產，美國UnionOilCompany的Amosco曾有溶劑用醋酸仲丁酯銷售。由於原料仲丁醇價格偏高，而且酯化反應速率慢，平衡轉化率也較低，生產技術難度大，因此醋酸仲丁酯逐漸被醋酸正丁酯、醋酸正丙酯等溶劑取代。80年代後，隨著MTBE的發展，出現大量副產正丁烯，推動了醋酸-丁烯一步加成法合成醋酸仲丁酯工藝的發展，2006年，世界首套1萬噸/年丁烯法醋酸仲丁酯裝置在湖南中創化工投產，至2013年醋酸仲丁酯年產能達到85萬噸，預計2014年將達到150萬噸。
現裝置均採用醚後碳四與過量醋酸反應，工藝路線為醚後碳四經過精製除去有含雜質、提高正丁烯含量，與過量醋酸反應，反應產物進入脫碳四塔脫出不反應碳四，剩餘反應產物利用共沸精餾手段分離過量醋酸得到粗酯產品，而後進行精製得到最終產品。
1)加成反應
2)疊合反應
在烯酸加成工藝中，丁烯的疊合是不希望發生的`副反應，是物料結焦、變黑的基礎。丁烯二聚與三聚的反應式如下：
酸烯加成為放熱反應，目前此部分熱量由冷卻水移走，造成能量浪費，王聰對冷卻水的用量做了優化研究，張志炳等提出採用催化精餾塔利用此部分熱量作為加熱熱源，但受催化精餾裝置本身的限制未工業化;共沸精餾是利用低沸點共沸將醋酸(沸點118℃)與醋酸仲丁酯(112℃)分離，採用水作為共沸劑，共沸劑新增量影響分離能耗，胡先念、潘羅其、趙薇等對此做了相應研究;化工精餾塔再沸器產生的蒸汽凝水(0.7MPaG、140℃)作為低溫熱源裝置利用率低，需要加以綜合利用，沈潺潺等對常壓蒸餾裝置低溫餘熱的回收進行了研究;裝置加熱全部靠外供熱源、冷卻/冷凝全部靠外供冷源，能源消耗大、成本高，採用夾點技術與Aspenplus模擬技術相結合對裝置換熱系統進行優化，楊錦、樑搏雲、白玫、劉德申等分別對環氧氯丙烷、醋酸乙烯、MTBE及裂解、碳酸二甲酯裝置進行了換熱網路優化模擬。
根據調查，現醋酸仲丁酯裝置單噸產品蒸汽能耗為2.2噸，若經過節能優化單噸蒸汽能耗可降低0.5噸，蒸汽按照150元/噸計算，一套10萬噸/年醋酸仲丁酯裝置將年節約成本750萬元，按照年150萬噸產能計算，可為社會節約燃煤8萬噸標煤，減少二氧化碳排放21.28萬噸，帶來巨大經濟效益和社會效益。
研究方案(論文擬解決的問題、技術路線、實施方案)：
近年隨著醋酸仲丁酯專案的發展，對其催化劑合成、工藝條件、裝置選型、裝置設計的研究越來越多，但在節能優化設計方面未見報道，本課題的主要任務是對裝置進行節能優化設計，首先需要對技術路線、工藝條件等進行優化整合，利用Aspenplus對裝置操作條件進行優化模擬;其次結合溴化鋰餘熱製冷技術、HR餘熱回收技術、噴射式蒸汽混合器技術對裝置低溫熱源進行回收利用，蒸汽凝水降溫後回鍋爐系統;最後利用夾點技術分析優化整個裝置的換熱網路。
表1醋酸仲丁酯裝置典型操作引數
反應單元脫C4精餾塔第一共沸精餾塔第二共沸精餾塔醋酸精製塔
操作溫度/℃塔頂70-15030-6060-10070-90100-150
塔底100-200100-300100-300125-200
操作壓力/
注：反應單元操作溫度與催化劑活性密切相關，催化劑進入活性後期需要提高操作溫度，但在實際操作用宜控制在110℃以下，最為經濟。
研究計劃進度：
20XX年11月～20XX年02月：進行中外文獻檢索，查閱相關資料。
20XX年03月～20XX年04月：設計方案，開題。
20XX年05月～20XX年11月：裝置模擬核算。
20XX年12月～20XX年01月：整理資料，總結。
20XX年02月～20XX年04月：撰寫論文，準備答辯工作。
預期成果及創新之處：
1、裝置單噸能耗降到1.7噸蒸汽/噸醋酸仲丁酯;
2、在醋酸仲丁酯專案中引入HR餘熱回收技術、噴射式蒸汽混合技術等新技術;
3、利用夾點技術及Aspenplus對醋酸仲丁酯裝置換熱網路進行優化。
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