臺灣博碩士論文加值系統

本論文針對石油程序工程三個製程（1）天然氣液化程序（2）乙基第三丁基醚之製程（3）庚烯之製程進行電腦輔助設計之研究。第一個設計個案係探討天然氣液化程序：近年來國人環保意識高漲，政府對各企業污染排放管制日趨嚴格，而人民對生活品質環境的要求也愈趨嚴格，故減少二氧化碳排放量，擴大液化天然氣的使用，已成為當務之急；第二個設計個案係探討乙基第三丁基醚製程：美國1991年通過的空氣清淨修正法案中，規定實施含氧汽油含氧量必須達到2.7wt％，而1995年實施的新配方汽油含氧量須高達2.0wt％，含氧燃料的使用已是目前之趨勢，一般所用的含氧燃料為醚類及醇類，現在所普遍使用的MTBE，因有致癌性的疑慮，故有改用其它辛烷值促進劑之傾向，本文探討ETBE製程之可行性；第三個設計個案係探討庚烯製程：庚烯亦為汽油中提高辛烷值的羼配劑，另也可用於製造可塑劑。
本論文採用商業製程模擬軟體ChemCAD進行電腦輔助設計，分別建立質量平衡表，並使用敏感度分析對製程作進一步的解析。

The purpose of this thesis is to carry out a computer aided design in three processes of the petroleum and petrochemical industries, namely (1) liquefied-natural-gas process, (2) ethyl tertiary butyl ether process, and (3) heptene process. The first case study is related to an LNG process. Due to the raising consciousness of the environmental protection, the government regulations for the pollution emission and the people’s request for the quality of living, the reduction of carbon dioxide emission and the using of liquefied natural gas has been a most important issue. The second case study is related to an ETBE process. The passage of 1991 Clean Air Act Amedment in the U.S. mandated the oxygen content in gasoline must be 2.7％. The oxygen content in the reformulated gasoline must be at least 2.0％ by the year 1995. Therefore, the using of oxygenated gasoline is a trend in most industrialized countries. The most common oxygenated gasoline are ether and alcohol. MTBE, which has been accepted worldwide as a means of meeting increasing octane requirement, is a good oxygenated compound ; however, it is now considered as a carcinogen. As a result, the use of other substitute as an octane booster is necessary. The third case study is related to a heptene process. The market for the i-heptene would be as a high octane blending agent for gasoline and in the production of plastcizers as well.
In this thesis, the commercial simulation package ChemCAD was used to carry out the material balances and the sensitivity analysis for the three case studies.

中文摘要…………………………………………...….………………..Ⅰ
英文摘要………………..…………………………...….………………Ⅱ
誌謝……………………………………………………………………..Ⅲ
目錄…………………………………………………...……..………….Ⅳ
圖目錄…………………………………………………...……..……….Ⅶ
表目錄……………………………………………………...…..……….Ⅹ
第一章 緒論……………………………………………………………1
1.1 研究動機………………………………………………………1
1.2 研究目的與方法……….……………..………….……………4
第二章 電腦輔助設計之理論基礎……………………………………5
2.1 前言……………………………………………………………5
2.1.1 ASPEN PLUS…………………………………………...5
2.1.2 HYSIM………….……………………………………….6
2.1.3 PROⅡ…………..……………………………………….7
2.1.4 ChemCAD………………………………………………8
2.2 製程模擬軟體之結構…………………………………………9
2.3 商業製程模擬軟體ChemCAD之簡介……….……………..10
2.3.1 ChemCAD之功能……………………………………..10
2.3.2 ChemCAD之特色……………………………………..10
第三章 案例研究之一 天然氣液化程序研究……………………..12
3.1 前言…………………………………………………………..12
3.2 液化程序……………………………………………………..13
3.2.1 甲烷之性質……………………………………………14
3.2.2 等焓膨脹過程及焦耳-湯姆生係數…………………...14
3.2.3 可逆絕熱膨脹過程與等熵膨脹係數…………………19
3.2.4 液化系統………………………………………………23
3.3 甲烷之逆轉曲線………………………………………..27
3.4 製程描述……………………………………………………..30
3.5 模擬與分析…………………………………………………..35
3.6 結果與討論…………………………………………………..51
第四章 案例研究之二 乙基第三丁基醚製程研究………………..53
4.1 前言…………………………………………………………..53
4.2 含氧化合物…………………………………………………..54
4.2.1 含氧化合物之特性……………………………………55
4.2.2 含氧化合物之製造……………………………………56
4.3 反應蒸餾……………………………………………………..57
4.3.1 反應蒸餾之優點………………………………………58
4.3.2 反應蒸餾適用之系統…………………………………61
4.3.3 反應蒸餾之應用………………………………………62
4.3.4 反應蒸餾之商業製程…………………………………62
4.4 製程描述……………………………………………………..64
4.4.1 ETBE之製程…………………………………………..64
4.4.2 以反應蒸餾製ETBE……….………………………….67
4.5 模擬與分析…………………………………………………..69
4.6 結果與討論…………………………………………………..83
第五章 案例研究之三 庚烯製程研究……………………………..84
5.1 前言…………………………………………………………..84
5.2 製程描述……………………………………………………..85
5.3 模擬與分析…………………………………………………..87
5.4 結果與討論…………………………………………………..98
第六章 結論與建議…………………………………………………..99
6.1 結論…..………………………………………………………99
6.2 建議……………………………………………..…………..100
符號說明……………………………………………………………....101
參考文獻………………………………………………………………103

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