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 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，并且通過查找資料知道在萃取精餾分離異戊二烯的工藝研究過程中通過參考文獻(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 國內(nèi)碳五資源利用現(xiàn)狀 413國外碳五資源利用現(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 溶劑比對工藝指標(biāo)的影響 83.2 回流比對工藝指標(biāo)的影響 83.3 溶劑進(jìn)料位置對工藝指標(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)果評價(jià) 11參考文獻(xiàn) 11致謝 131、國內(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) 的碳五儲分為乙烯產(chǎn)量的10%15%。石腦油是我國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 儲分典型組分及下游應(yīng)用情況見表 1。組分含量主要卜游應(yīng)用領(lǐng)域雙環(huán)戊二烯24.9石油樹脂(氫化)、UP林飽和改性樹脂、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)化工問戊二烯19.5固化劑、石油樹脂、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分典型組分及下游應(yīng)用情況目前，我國的碳五資源主要由倆部分組成：(1)

4、煉油過程中所得的 碳五儲分，1994年原油二次加工能力已超過6800萬t/a,生產(chǎn)裝置近200套，其中催化裂化裝置能力超過5200萬t/a。僅此一項(xiàng)，一年的碳五儲分即達(dá)320萬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t/a。(2)蒸汽裂解聯(lián)產(chǎn)碳五儲分，其產(chǎn)率和組份隨裂解原料和操作條件而變化。1. 2國內(nèi)碳五資源利用現(xiàn)狀目前，我國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； 二是混合碳五儲分直接利用；三是部分分離進(jìn)行利用。由于我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的 碳五全分離技術(shù)，該技術(shù)已成為我國碳五利用的主流模式，在現(xiàn)有的13套、總能力為104.9萬噸/年碳五

5、分離能力中，全分離裝置約有 6套，能力約82萬噸/年，占到總分離能力的78.1%。目前，在建（41萬噸/年）和擬建（70萬噸/年）的碳五分離裝置 全部采用全分離工藝。目前，我國另有約23萬噸/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、問戊二烯等單一組分。見表2。表2 我國主要碳五分離裝置能力萬噸/年企業(yè)名稱產(chǎn)能分離組分中國石化上海石化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、間戊二烯濮陽新豫石油公司5.0問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)戊二烯中國石油遼陽石化公司2.5雙環(huán)戊二烯吉林雙信化工廠2.5雙環(huán)戊二烯南京均鼎化工廠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、德國和日本，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 而在國內(nèi)石化行業(yè)，因?yàn)樘釤捈夹g(shù)難度大，碳五在很

7、長時(shí)間里都沒有充分利用。日本是碳五綜合利用最好的國家，特別是在開發(fā)碳五系列精細(xì)化學(xué)品方面更為顯 著。將碳五儲分的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、殺蟲劑等。還將碳五儲分分離后用于生產(chǎn)石油樹脂、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)戊二烯和問戊二烯， 用來生產(chǎn)各種石油樹脂，現(xiàn)有石油樹脂的年總生產(chǎn)能力達(dá)17萬噸。各國對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)碳五儲分為原料，經(jīng)萃取精儲和恒沸精儲 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 以及使用的溶劑是DMF。在DMF存在下，相對揮發(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）萃取精儲碳五儲分中30多種沸點(diǎn)相近的組分，有些還形成共沸物，采用普通精儲很難分開。 萃取精儲是通過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、溶劑萃取精儲分出烷姓及烯姓，再經(jīng)二次萃取蒸儲，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揮發(fā)度， 從而使得分離變得可能。目前國外的 大型碳五分離裝置，均采用萃取或萃取蒸儲的方法進(jìn)行分萃取劑的選擇是萃取精儲的 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 年來應(yīng)用異戊二烯開發(fā)精細(xì)化工產(chǎn)品， 使它越來越受到重視。從裂解碳五儲分中分離 異戊二烯通常采用萃取精儲法和共沸精微法。溶劑萃取的基本原理是利用溶劑對不同 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揮發(fā)度，進(jìn)而通過 蒸儲達(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?。國?nèi)裂解 碳五 儲份的分離技術(shù)開發(fā)較晚，由于乙烯裝置所用裂解原料有差異，裂解 碳五儲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 油樹脂及碳五的萃取精微分離方案。早期碳五儲分的分離技術(shù)開發(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戊二烯、 異戊二烯及雙環(huán)戊二烯的工 藝技術(shù)開發(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、第二萃取精儲和溶劑解析三部分, 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。 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，回流比的改變對工藝指標(biāo)的影響。如下表圖2溶劑比為1時(shí)回流比對工藝指標(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各個(gè)工藝指標(biāo)的影響如下圖:率 收回流比回流比對收率的影響圖3回流比與純度的關(guān)系曲線圖4回流比與純度的關(guān)系曲線圖圖5回流比與產(chǎn)品中DM哈量的關(guān)系曲線0.02500.02000.01500.01000.00501.001.502.002.503.003.504.00回流比對產(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。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 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)碳五儲分為原料，經(jīng)萃取精儲和恒沸精儲 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 采用萃取精儲進(jìn)行分離制得異戊二烯，通過參考文獻(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)料位對工藝指標(biāo)的 影響，可用曲線表示。在這次設(shè)計(jì)中由于缺乏相關(guān)的軟件知識和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，以及時(shí)間比較的緊迫，因此在設(shè)計(jì)中難免存在許多問題， 在某種程度上，還存在很大的改進(jìn)的 余地。另外，由于國

18、內(nèi)外對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)工作都還沒有完善，因此，本次模擬可能存在很多問題和不足。 這就對我們進(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)下是我對此次設(shè)計(jì)有了初 步的了解與認(rèn)識，能夠順利完成本次論文我還是比較滿意。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.裂解碳五儲分熱二聚反應(yīng)過程的研究.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萃取精儲分離碳五儲分中異戊二烯的模擬.煙臺大學(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