萃取精馏分离丁烷/丁烯工艺模拟与比较

摘要

随着石油价格的不断上涨,碳四烃的综合利用日益引起人们的关注。碳四分离是合理利用碳四资源的前提基础,其主要采用萃取精馏分离技术。根据萃取精馏分离丁烷/丁烯工艺溶剂的不同,可分为多种工艺,较典型的工艺为乙腈(ACN)工艺,吗啉(MOR)和 N-甲酰吗啉(NFM)工艺,甲乙酮(MEK)和 N-甲酰吗啉(NFM)工艺。目前国内外对这三种工艺的比较分析缺乏参考数据,本论文将对这三种工艺进行模拟研究,为萃取分离丁烷/丁烯装置的开停车、更换原料组成、生产稳定操作、提高产品质量及节能提供技术依据,以降低整体装置的能耗投资水平,提高经济效益。
　　利用PROII流程模拟软件,对三种工艺的操作参数进行了确定,并得到其对分离效果及能耗的影响。原料组成的变化也会对分离效果产生影响。模拟结果显示,原料中正丁烷/丁烯-1的相对含量的变化,对MOR+NFM工艺影响显著,当正丁烷:丁烯-1>3:1时,MOR工艺的产品纯度已不能满足分离要求;原料中正丁烯浓度在20％~60%之间,MEK+NFM工艺的分离效果最好。
　　根据模拟确定的工艺参数,对于一定的原料组成,模拟得到三种工艺产品丁烯的纯度、回收率及能耗。模拟结果显示,MOR+NFM工艺的能耗最大,ACN工艺的产品纯度最好。此外,从其他角度比较评价三种工艺。在溶剂比大小、溶剂组成方面,ACN工艺的成本最低;在工艺流程、溶剂稳定性、污水排放量、对后续工序催化剂影响、劳动防护方面,MEK+NFM工艺最优。

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1 前言

1.1 课题背景

1.2 萃取精馏分离丁烷/丁烯工艺进展

1.3 萃取精馏分离丁烷/丁烯下游产品的用途

1.4 萃取精馏分离丁烷/丁烯工艺节能技术

1.5 本研究内容

1.6 本研究的意义

2 工艺原理及萃取剂的选择

3 萃取精馏分离丁烷/丁烯工艺的影响因素

3.1 工艺流程模拟计算基础

3.2 原料组成对分离效果的影响

3.3 萃取精馏工艺参数的灵敏度分析.

3.4 小结

4 萃取精馏分离工艺的模拟与比较

4.1 三种工艺的模拟条件

4.2 流程说明

4.3 三种工艺产品丁烯纯度及收率的比较

4.4 三种工艺塔温、热负荷的比较

4.5 综合评价

5 环境保护及安全

5.1 环保治理措施

5.2 安全

参考文献

致谢

附录Ⅰ 作者简介

附录II 三种工艺物流数据表

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