15大1王曉琴碳五分離工藝畢業(yè)論文Word2003

1、）匹然似學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院頂崗實(shí)習(xí)報(bào)告實(shí)習(xí)單位廣東惠州大亞灣伊科思新材料科技發(fā)展有限公司函授站西安石油大學(xué)繼續(xù)教育西安石油化工技工學(xué)校學(xué) 號(hào) 1613010029052姓 幺王一琴實(shí)習(xí)時(shí)間 2016年12月摘要本論文主要介紹了碳五在國(guó)內(nèi)外資源的利用現(xiàn)狀、分離工藝和碳五工藝參數(shù)的優(yōu)化，并且通過(guò)查找資料知道在萃取精餾分離異戊二烯的工藝研究過(guò)程中通過(guò)參考文獻(xiàn)得到了在工藝流程的各項(xiàng)操作條件不變，了解溶劑比、回流比和溶劑進(jìn)料位置對(duì)工藝指標(biāo)的影響?！娟P(guān)鍵詞】： 碳五異戊二烯利用現(xiàn)狀工藝參數(shù)1、國(guó)內(nèi)外碳五資源的利用現(xiàn)狀 411 碳五的組成及應(yīng)用 412 國(guó)內(nèi)碳五資源利用現(xiàn)狀 413國(guó)外碳五資源利用現(xiàn)狀 52、裂

2、解碳五分離的工藝 62.1 裂解碳五分離工藝原理 62.2 裂解碳五分離工藝 72.3 藝參數(shù)優(yōu)化 83.1 溶劑比對(duì)工藝指標(biāo)的影響 83.2 回流比對(duì)工藝指標(biāo)的影響 83.3 溶劑進(jìn)料位置對(duì)工藝指標(biāo)的影響 93.4 回流比和溶劑比的選擇 104、優(yōu)化后工藝條件以及指標(biāo) 105、設(shè)計(jì)結(jié)果評(píng)價(jià) 11參考文獻(xiàn) 11致謝 131、國(guó)內(nèi)外碳五資源的利用現(xiàn)狀1.1 碳五的組成及應(yīng)用碳五是石油燒裂解生產(chǎn)乙烯的副產(chǎn)物， 碳五是一種寶貴的資源，其產(chǎn)量一般為乙 烯產(chǎn)量的2%15%。我國(guó)乙烯裝置主要以石腦油和加氫裂化尾油為裂解原料，副產(chǎn) 的碳五儲(chǔ)分為乙烯產(chǎn)量的10%15%。石腦油是我國(guó)主要的乙烯裂解原料， 在深度

3、裂 解時(shí)碳五資源的典型組分及含量依次為：雙環(huán)戊二烯24.9%、異戊二烯23.3%、問(wèn)戊二烯19.5%、戊烷14.1%、甲基丁烯5.8%和戊烯4.2%。以石腦油為裂解原料的碳五 儲(chǔ)分典型組分及下游應(yīng)用情況見(jiàn)表 1。組分含量主要卜游應(yīng)用領(lǐng)域雙環(huán)戊二烯24.9石油樹(shù)脂(氫化)、UP林飽和改性樹(shù)脂、聚雙環(huán)戊二烯、 乙丙橡膠第三共聚單體異戊二烯23.3異戊橡膠、SIS、,基橡膠、精細(xì)化工問(wèn)戊二烯19.5固化劑、石油樹(shù)脂、精細(xì)化工戊烷14.1聚苯乙烯發(fā)泡劑、溶劑甲基,烯5.8精細(xì)化工戊烯4.1農(nóng)約、香料、醫(yī)約表1以石腦油為裂解原料的碳五儲(chǔ)分典型組分及下游應(yīng)用情況目前，我國(guó)的碳五資源主要由倆部分組成：(1)

4、煉油過(guò)程中所得的 碳五儲(chǔ)分，1994年原油二次加工能力已超過(guò)6800萬(wàn)t/a,生產(chǎn)裝置近200套，其中催化裂化裝置能力超過(guò)5200萬(wàn)t/a。僅此一項(xiàng)，一年的碳五儲(chǔ)分即達(dá)320萬(wàn)t/a,加上催化重整，加氫裂化和延遲焦化等裝置聯(lián) 產(chǎn)的碳五，總計(jì)達(dá)350萬(wàn)t/a。(2)蒸汽裂解聯(lián)產(chǎn)碳五儲(chǔ)分，其產(chǎn)率和組份隨裂解原料和操作條件而變化。1. 2國(guó)內(nèi)碳五資源利用現(xiàn)狀目前，我國(guó)碳五組分的利用分為3種情況：一是將各組分進(jìn)行全分離加以利用； 二是混合碳五儲(chǔ)分直接利用；三是部分分離進(jìn)行利用。由于我國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的 碳五全分離技術(shù)，該技術(shù)已成為我國(guó)碳五利用的主流模式，在現(xiàn)有的13套、總能力為104.9萬(wàn)噸/年碳五

5、分離能力中，全分離裝置約有 6套，能力約82萬(wàn)噸/年，占到總分離能力的78.1%。目前，在建（41萬(wàn)噸/年）和擬建（70萬(wàn)噸/年）的碳五分離裝置 全部采用全分離工藝。目前，我國(guó)另有約23萬(wàn)噸/年的碳五分離能力為部分分離能力，裝置規(guī)模普遍較小，主要分離雙環(huán)戊二烯、問(wèn)戊二烯等單一組分。見(jiàn)表2。表2 我國(guó)主要碳五分離裝置能力萬(wàn)噸/年企業(yè)名稱(chēng)產(chǎn)能分離組分中國(guó)石化上海石化25.0異戊二烯、雙環(huán)戊二烯、間戊二烯、戊烯、戊烷等山東玉皇化工公司24.0異戊二烯、雙環(huán)戊二烯、間戊二烯齊魯魯華茂名公司8.0異戊二烯、雙環(huán)戊二烯、間戊二烯淄博魯華化工公司5.0異戊二烯、雙環(huán)戊二烯、間戊二烯寧波金海德旗公司15.0異

6、戊二烯、雙環(huán)戊二烯、間戊二烯山東富1公司5.0異戊二烯、雙環(huán)戊二烯、間戊二烯濮陽(yáng)新豫石油公司5.0問(wèn)戊二烯淄博凱信公司5.0異戊二烯大慶華科公司3.4雙環(huán)戊二烯中國(guó)石油遼陽(yáng)石化公司2.5雙環(huán)戊二烯吉林雙信化工廠(chǎng)2.5雙環(huán)戊二烯南京均鼎化工廠(chǎng)2.0雙環(huán)戊二烯山東東明石化公司2.5雙環(huán)戊二烯合計(jì)104.91. 3國(guó)外碳五資源利用現(xiàn)狀碳五分離后綜合利用前景碳五是乙烯生產(chǎn)中的副產(chǎn)品，每生產(chǎn) 10t乙烯有1t碳五產(chǎn)生。在美國(guó)、德國(guó)和日本，碳五的深度利用已經(jīng)延伸出一條精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)鏈， 廣泛用于橡膠、香料、農(nóng)藥、維生素片等產(chǎn)品中，其技術(shù)含量和附加值都相當(dāng)高。然 而在國(guó)內(nèi)石化行業(yè)，因?yàn)樘釤捈夹g(shù)難度大，碳五在很

7、長(zhǎng)時(shí)間里都沒(méi)有充分利用。日本是碳五綜合利用最好的國(guó)家，特別是在開(kāi)發(fā)碳五系列精細(xì)化學(xué)品方面更為顯 著。將碳五儲(chǔ)分的80%85%用于分離異戊二烯，然后再將其用于生產(chǎn)合成橡膠和香料、化妝品、藥品、殺蟲(chóng)劑等。還將碳五儲(chǔ)分分離后用于生產(chǎn)石油樹(shù)脂、制造路標(biāo)漆、 熱熔膠、印刷油墨和橡膠增黏劑等。其中瑞翁公司是碳五綜合利用的典型代表，其碳五利用率達(dá)80%以上，是世界上碳五利用率最高的企業(yè)。美國(guó)碳五分離利用率達(dá)到了 70%。從裂解碳五中首先分離出環(huán)戊二烯和問(wèn)戊二烯， 用來(lái)生產(chǎn)各種石油樹(shù)脂，現(xiàn)有石油樹(shù)脂的年總生產(chǎn)能力達(dá)17萬(wàn)噸。各國(guó)對(duì)碳五綜合利用深度和方案各不同有以下倆種：第一種：混合碳五應(yīng)用包括合成石油樹(shù)脂加氫

8、汽油，加氫后做裂解原料。第二種：分離后單獨(dú)利用分離含量較高的異戊二烯 。2、裂解碳五分離的工藝2.1 裂解碳五分離工藝原理碳五分離工業(yè)技術(shù)是以裂解乙烯的副產(chǎn)碳五儲(chǔ)分為原料，經(jīng)萃取精儲(chǔ)和恒沸精儲(chǔ) 方法制得異戊二烯、環(huán)戊二烯和間戊二烯、異戊烷等。而本次設(shè)計(jì)則用的是萃取精儲(chǔ) 以及使用的溶劑是DMF。在DMF存在下，相對(duì)揮發(fā)度由高到低的順序?yàn)椋禾嘉逋樾眨禾嘉鍐蜗┬仗嘉咫p烯 姓碳五快姓，而第一萃取精儲(chǔ)塔主要分離揮發(fā)度大的組分，故碳五中的烷姓（異戊烷、正戊烷、環(huán)戊烷）和單烯燒（2-甲基-1-丁烯、1-戊烯、反-2-戊烯、順-2-戊烯、 2-甲基-2- 丁烯，可從第一萃取精儲(chǔ)塔頂采出，碳五中的二烯姓和碳五快

9、姓則從塔釜采 出。（1）萃取精儲(chǔ)碳五儲(chǔ)分中30多種沸點(diǎn)相近的組分，有些還形成共沸物，采用普通精儲(chǔ)很難分開(kāi)。 萃取精儲(chǔ)是通過(guò)向待分離物系加入第三種組分（溶劑），增大組分間的揮發(fā)性差異， 從而達(dá)到分離的特殊精微方法。由裂解C5微分分離異戊二烯的順序是首先采用熱二聚 的方法分出環(huán)戊二烯、溶劑萃取精儲(chǔ)分出烷姓及烯姓，再經(jīng)二次萃取蒸儲(chǔ)，化學(xué)處理 分離出其他碳五二烯姓及少量快燒，得到高純度的異戊二烯產(chǎn)品。萃取劑的加入可改變各組分的相對(duì)揮發(fā)度， 從而使得分離變得可能。目前國(guó)外的 大型碳五分離裝置，均采用萃取或萃取蒸儲(chǔ)的方法進(jìn)行分萃取劑的選擇是萃取精儲(chǔ)的 技術(shù)關(guān)鍵之一，合適的萃取劑能大大提高分離效果， 常用的

10、萃取劑主要為乙月青、二甲 基甲酰胺和叱咯烷酮等溶劑。2.2 裂解碳五分離工藝異戊二烯的分離異戊二烯是碳五儲(chǔ)分中重要的組分之一，其結(jié)構(gòu)特殊，能進(jìn)行多種反應(yīng)，由于近 年來(lái)應(yīng)用異戊二烯開(kāi)發(fā)精細(xì)化工產(chǎn)品， 使它越來(lái)越受到重視。從裂解碳五儲(chǔ)分中分離 異戊二烯通常采用萃取精儲(chǔ)法和共沸精微法。溶劑萃取的基本原理是利用溶劑對(duì)不同 組分溶解度的不同，加入選擇性溶劑改變裂解 碳五組分之間的相對(duì)揮發(fā)度，進(jìn)而通過(guò) 蒸儲(chǔ)達(dá)到分離異戊二烯的目的，異戊二烯的分離關(guān)鍵在于選擇適當(dāng)?shù)娜軇?guó)內(nèi)裂解 碳五 儲(chǔ)份的分離技術(shù)開(kāi)發(fā)較晚，由于乙烯裝置所用裂解原料有差異，裂解 碳五儲(chǔ)份中二烯姓的含量也各不相同， 分離和利用的工藝也不相同，

11、綜合利用裂解碳 五的途徑也有很多種，但目前技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)效益較佳的有部分芳構(gòu)化、 脫環(huán)碳五石 油樹(shù)脂及碳五的萃取精微分離方案。早期碳五儲(chǔ)分的分離技術(shù)開(kāi)發(fā)主要產(chǎn)品是二烯姓， 如異戊二烯，間戊二烯，環(huán)戊二烯等。隨著化工的發(fā)展單烯姓或飽和姓的使用價(jià)值也 得到提高，并且飽和爛的分離比二烯姓更易的符合要求。碳五分離工藝進(jìn)行從碳五原料中分離濃縮問(wèn)戊二烯、 異戊二烯及雙環(huán)戊二烯的工 藝技術(shù)開(kāi)發(fā)，并探索熱二聚的工藝條件，該工藝的流程如下圖所示：圖1碳五分離工藝流程示意圖實(shí)驗(yàn)中，將整個(gè)流程進(jìn)行了分割，分為以下六個(gè)單元:1 .脫碳四單元：將碳五中的碳四分離出來(lái)2 .脫雙環(huán)單元：先進(jìn)行環(huán)戊二烯二聚，然后將雙環(huán)戊二烯

12、與其它碳五組分分離3 .粗雙環(huán)精制單元：先脫碳五，然后進(jìn)行分解，分離出環(huán)戊二烯后再進(jìn)行二聚4 .濃縮間戊二烯與異戊二烯分離單元（預(yù)分）：精密精微分離間戊二烯與異戊二烯5 .異戊二烯萃取精微單元：包括第一萃取精儲(chǔ)、第二萃取精儲(chǔ)和溶劑解析三部分, 分別除去異戊二烯中的碳五烷姓+單烯姓以及快姓等組分6 .異戊二烯精制單元：水洗、脫輕、脫重3、工藝參數(shù)優(yōu)化1.1、 溶劑比對(duì)工藝指標(biāo)的影響工藝流程的各項(xiàng)操作條件不變，選定溶劑為DMF確定每一個(gè)回流比，紀(jì)錄溶劑比對(duì)各個(gè)工藝指標(biāo)的變化情況，如下表表3回流比為2時(shí)溶劑比與工藝指標(biāo)的數(shù)據(jù)回流比溶劑比純度收率雜質(zhì)含量2.00.894.583991.72070.01

13、081.095.353092.46650.01191.596.017793.11110.0108由下表繪出溶劑比比對(duì)各個(gè)工藝指標(biāo)的影響如下圖：在一定回流比下，溶劑比加大純度和收率均承上升趨勢(shì)。 而DMFS產(chǎn)品中的含量 隨溶劑比的變化不大。實(shí)驗(yàn)和工業(yè)上希望溶劑比越小越好，可以節(jié)省溶劑。1.2、 回流比對(duì)工藝指標(biāo)的影響工藝流程的各項(xiàng)操作條件不變，選定溶劑為DMF在一定溶劑比條件下，回流比的改變對(duì)工藝指標(biāo)的影響。如下表圖2溶劑比為1時(shí)回流比對(duì)工藝指標(biāo)的影響溶劑比回流比純度（%收率（%DM哈量（%1.01.594.526891.66530.02262.095.351792.46530.01192.59

14、6.598393.67410.01123.096.991494.05530.00603.597.178094.23630.0082由下表繪出回流比比對(duì)各個(gè)工藝指標(biāo)的影響如下圖:率 收回流比回流比對(duì)收率的影響圖3回流比與純度的關(guān)系曲線(xiàn)圖4回流比與純度的關(guān)系曲線(xiàn)圖圖5回流比與產(chǎn)品中DM哈量的關(guān)系曲線(xiàn)0.02500.02000.01500.01000.00501.001.502.002.503.003.504.00回流比對(duì)產(chǎn)品中DM含量的影響回流比由表2和圖3、4、5可以看出，相同溶劑比下，回流比加大純度和收率均承上升 趨勢(shì)。而在回流比為3時(shí)，產(chǎn)品中DMF的含量最少。完成工藝指標(biāo)（純度為 95%以

15、上，收率為92%以上）最小回流比隨溶劑比的加大而減小， 實(shí)驗(yàn)和工業(yè)上希望回流比 越大越好，但是回流比加大會(huì)加大設(shè)備操作費(fèi)用，回流比的選擇應(yīng)綜合考慮。1.3、 溶劑進(jìn)料位置對(duì)工藝指標(biāo)的影響下表是溶劑比為0.6,回流比為3,理論板數(shù)為50時(shí)溶劑進(jìn)料位置不同對(duì)產(chǎn)品采出時(shí)DMF在總采出量中含量的影響：表4溶劑進(jìn)料位置對(duì)產(chǎn)品的影響溶劑進(jìn)料位置產(chǎn)品含量（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）dm的量（ppm596.327012751095.6627861595.85812095.03630.3由上表看出溶劑進(jìn)料位置對(duì) DMF在塔頂產(chǎn)品中的含量影響很大進(jìn)料位置越靠下DMF含量越低，效果越好。且在 20塊理論板進(jìn)料，產(chǎn)品剛好達(dá)到要求，

16、因此 20塊 理論板是最佳的溶劑進(jìn)料位置。1.4、 回流比和溶劑比的選擇通過(guò)3.2和3.3.兩節(jié)的分析，完成工藝指標(biāo)的最佳數(shù)據(jù)如下表：溶劑比%收率（%DM哈量（%2.01.095.352692.15380.01193.00.695.662792.16830.0086由上表分析完成工藝指標(biāo)最佳的是：回流比為3.0,溶劑比為0.6。在此工藝條件下DMF在產(chǎn)品中的含量很低且溶劑比也較低，符合要求。4 .優(yōu)化后工藝條件以及指標(biāo)表5主要工藝設(shè)計(jì)參數(shù)塔頂溫度（C）52塔釜溫度（C）118原料進(jìn)料溫度（C）41溶劑進(jìn)料溫度（C）50塔頂壓力（KPa200塔釜壓力（KPa200原料液流量（Kg/h）2492產(chǎn)

17、品米出流量（Kg/h）1300回流比3溶劑比（S1/F）0.6理論塔板數(shù)（塊）50溶劑進(jìn)料位置（理論板上）205 .設(shè)計(jì)結(jié)果評(píng)價(jià)碳五分離工業(yè)技術(shù)是以裂解乙烯的副產(chǎn)碳五儲(chǔ)分為原料，經(jīng)萃取精儲(chǔ)和恒沸精儲(chǔ) 方法制得異戊二烯、環(huán)戊二烯和間戊二烯、異戊烷等。而本次碳五分離工藝設(shè)計(jì)主要 采用萃取精儲(chǔ)進(jìn)行分離制得異戊二烯，通過(guò)參考文獻(xiàn)得到了在工藝流程的各項(xiàng)操作條 件不變，選定溶劑為 DMF,確定每一個(gè)回流比、溶劑比、溶劑進(jìn)料位對(duì)工藝指標(biāo)的 影響，可用曲線(xiàn)表示。在這次設(shè)計(jì)中由于缺乏相關(guān)的軟件知識(shí)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，以及時(shí)間比較的緊迫，因此在設(shè)計(jì)中難免存在許多問(wèn)題， 在某種程度上，還存在很大的改進(jìn)的 余地。另外，由于國(guó)

18、內(nèi)外對(duì)碳五分離篩選異戊二烯的研究很少，參考文獻(xiàn)也很有限， 各項(xiàng)工作都還沒(méi)有完善，因此，本次模擬可能存在很多問(wèn)題和不足。 這就對(duì)我們進(jìn)一 步的研究造成很多困難，目前異戊二烯的用途增加，因此以后可以在這方面多做一些 工作。剛開(kāi)始的迷茫不知該如何下筆，在毛老師的悉心指導(dǎo)下是我對(duì)此次設(shè)計(jì)有了初 步的了解與認(rèn)識(shí)，能夠順利完成本次論文我還是比較滿(mǎn)意。參考文獻(xiàn)【1】宋金富.齊魯裂解碳五微分分離及綜合利用研究.北京化工大學(xué)學(xué)位論文，2004年2月12日21王秀敏.裂解碳五儲(chǔ)分熱二聚反應(yīng)過(guò)程的研究.南京工業(yè)大學(xué)學(xué)位論文,2005 年5月20日【3】趙春迎.裂解碳五儲(chǔ)分綜合利用及分離研究.蘭州大學(xué)學(xué)位論文，2007年5 月30日4夏金鵬DMFt萃取精儲(chǔ)分離碳五儲(chǔ)分中異戊二烯的模擬.煙臺(tái)大學(xué)化學(xué)生物 理工學(xué)院學(xué)位論文，2009年6月8日【5】呂世軍.碳五儲(chǔ)分分離新工藝的基礎(chǔ)研究和萃取劑的選擇與優(yōu)化研究.天津大學(xué)博士學(xué)位論文，2007年1月1日【6】趙黎明.萃取精微分離裂解碳五的實(shí)驗(yàn)研究.天津大學(xué)說(shuō)是學(xué)位論文，2007 年1月1日致謝歷時(shí)一個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束， 此畢