丁烯烷基化联合工艺精馏系统优化

发布时间：2023-03-29 21:48

　　碳四烃主要来源于炼厂,关键组分有丁二烯、异丁烯、正丁烯、异丁烷和丁烷。丁二烯主要应用于高分子聚合工业,异丁烯主要用于生产MTBE、丁基橡胶,正丁烯可转化为异丁烯或和异丁烷生成异辛烷,异丁烷还可脱氢生成高纯异丁烯,正丁烷的使用率较低。和运集团碳四综合利用工艺已建成烷基化工艺,将原料中的异丁烷和丁烯转化生成异辛烷。烷基化工艺原料中的丁烯占44.06%,较异丁烷含量38.47%较高,需补充异丁烷,13.66%的正丁烷组分作为副产品送出,因此新建一套异构化单元将正丁烷转化为异丁烷,作为烷基化工艺的补充异丁烷。本文使用Aspen Plus软件,采用BWR-LS方程,对联合工艺的精馏塔进行模拟,在原设计的前提下,提出了两种优化方案,并分析工艺影响。利用化工流程模拟软件分别对制冷单元、分馏单元、异构化单元进行模拟,生产工艺总进料50993 kg/h,主产品异辛烷产量50329 kg/h,主产率98.7%。比较了制冷单元、分馏单元模拟数据和现实数据,模拟结果误差较小,温度误差基本小于2℃,组成误差不大于2.5%,模型选择恰当。并提出了两处工艺优化,第一、合并异辛烷分馏单元和异构化产品单元,取消了异构化...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 研究背景
    1.1 碳四组分的利用
        1.1.1 丁二烯的应用
        1.1.2 异丁烯的应用
        1.1.3 正丁烯的应用
        1.1.4 异丁烷的应用
        1.1.5 正丁烷的应用
    1.2 正丁烯烷基化工艺
        1.2.1 烷基化工艺发展与现状
        1.2.2 硫酸法烷基化工艺介绍
        1.2.3 丁烯烷基化联合工艺
        1.2.4 废酸回收工艺
    1.3 烷烃异构化工艺
        1.3.1 反应机理
        1.3.2 主要生产工艺
        1.3.3 催化剂研究进展
        1.3.4 国内发展现状
    1.4 Aspen plus模型选择
    1.5 选题背景与研究内容
2 流程模拟与模型验证
    2.1 模拟流程的简化
        2.1.1 制冷单元模型
        2.1.2 烷基化单元模型
    2.2 模型的建立与模拟结果
        2.2.1 制冷单元
        2.2.2 异辛烷分馏单元
    2.3 模型误差分析
    2.4 正丁烷异构化工艺的描述
        2.4.1 正丁烷异构化工艺原理
        2.4.2 正丁烷异构化流程简述
        2.4.3 异构化单元模型建立
    2.5 工艺联合与优化方案
        2.5.1 精馏系统分析和流程优化方案的提出
        2.5.2 循环异丁烷产品含量的优化
    2.6 小结
3 优化工艺的参数影响分析
    3.1 优化工艺物料平衡变化
        3.1.1 烷基化单元优化模型
        3.1.2 异构化单元优化模型
    3.2 脱异丁烷塔参数分析与优化
        3.2.1 进料位置的影响
        3.2.2 进料温度的影响
        3.2.3 回流比的影响
    3.3 脱正丁烷塔参数分析与优化
        3.3.1 进料位置对脱正丁烷塔的影响
        3.3.2 回流比对脱正丁烷塔的影响
    3.4 稳定塔参数分析与优化
    3.5 循环异丁烷含量的影响
        3.5.1 脱异丁烷塔回流比的影响
        3.5.2 脱异丁烷塔能耗的影响
        3.5.3 烷基化装置负荷的影响
    3.6 工艺运行问题分析
        3.6.1 异辛烷产品质量的影响因素和控制
        3.6.2 硫酸腐蚀问题
        3.6.3 跑酸现象
        3.6.4 异构化连续性生产问题
    3.7 小结
4 工艺优化对比
    4.1 生产产能影响对比
    4.2 设备能耗对比
    4.3 优化工艺综合对比
    4.4 小结
5 结论
论文创新点与展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3774548