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1、 DMF法萃取精馏分离C5馏分中异戊烷的模拟Simulation of Separating Ipentane from C5 Fraction by Extractive Distillation with DMF. 摘要 介绍碳五主要馏分的综合利用。设计过程中学习了PROII软件相关模块的应用方法；采用PROII软件对DMF法萃取精馏分离C5馏分中异戊烷的萃取精馏塔进行模拟。考察了回流比、溶剂比(溶剂DMF与进料C5的质量比) 、理论板数等因素对分离异戊烷的影响。模拟结果表明,萃取精馏塔的最佳工艺条件为:理论板数为50块，原料进料位置为第30块理论板,溶剂比0.6,回流比3,溶剂进料温度5
2、0 ,溶剂进料位置在20块左右。塔顶采出量1236.06kg / h。理论板数的选择由实际工程放大或投资资金综合分析。并对优化后的工艺进行了物料守恒和能量守恒的校核。就此对主物料物性进行了简要阐述。确定了流程图并结合有关的数据对工程中节能措施进行了简要分析。关键词 碳五馏分；PROII软件；异戊烷；萃取蒸馏；模拟Abstract Introduced the comprehensive utilization of the main fraction from C5. In the design process I have studied PROII software correlation
3、 module application method; The extractive distillation with MEK and NMF as extractant for separating i-pentane from C5 fraction were set up , process of separation of C5 fraction with DMFwas optimized by PROII process simulating software. The model is considered to be re liable.Effects of column tr
4、ays, refluxratio, extractant ratio (mass ratio of DMF to feed C5) on separation were under observation. The optimized process parameters are as follows: the theoretical tray number is 50,feed tray 30th tray, extractant ratio 0.6, ref luxratio3.0, feed input temperature 50 . feed input tray about 20t
5、h tray. and top product out put1236.06 kg / h. The choice of theoretical plate number of the actual works by the amplification or a comprehensive analysis of investment funds. And optimized the process of conservation and energy conservation materials in check. In this connection the main physical p
6、roperties of materials are briefly described. Had determined the flow chart and the union related data conserved energy the measure to the project in to carryon the brief analysis.Key Words C5 fraction; PROII software; isopentane; extractive distillation; 目录1 前言12 文献综述22.1裂解碳五馏分的性质和用途22.2 异戊烷简介32.3国
7、内外C5资源的这利用现状及发展趋势42.3.1碳五馏分的组成42.3.2 全球C5资源量42.3.3 国内外C5资源利用现状52.4裂解碳五分离的工艺简介52.5实现工业化的一些碳五分离技术62.5.1 上海石化2.5万吨工业简介62.5.2玉皇聚合级异戊二烯生产方法73 化工工艺模拟计算软件PRO/II简介83.1 用户界面83.2组分及其物性93.3热力学模型93.4单元操作103.5流程控制与优化104 工艺说明124.1 原料组成以及工艺指标125 操作条件的确定135.1初始操作条件的确定135.2操作条件的改变对分离效果的影响135.2.1 溶剂比对工艺指标的影响135.2.2回流
8、比对工艺指标的影响175.2.3溶剂进料位置对工艺指标的影响195.2.4回流比和溶剂比的选择206 优化后工艺条件以及指标216.1萃取精馏塔主要工艺设计参数216.2 物料流程图216.3 物料衡算和能量衡算216.3.1物料衡算216.3.2 能量衡算246.4 物料物性汇总257 工艺的优化节能297.1 工艺过程中热能的充分利用297.1.1 高温物料显热和潜热的利用297.1.2 改进热的利用297.1.3 加强保温保冷297.2 减少精馏过程本身对能量的需要297.3 加强管理318 结语329 致谢33参考文献34附图：3511 前言碳五分离工业技术是以裂解乙烯的副产碳五馏分为
9、原料，经萃取精馏等方法制得异戊二烯、环戊二烯和间戊二烯、异戊烷等。裂解碳五是指以石脑油、汽油、轻柴油、加氢汽油等为原料，经高温裂解生产乙烯过程中得到副产物，其主要成分为二烯烃、单烯烃和烷烃。我国乙烯生产中碳五组分可占乙烯产量得11%-14%。随着乙烯工业得快速发展和对合成橡胶及合成树脂得需求增大，裂解碳五馏分得分离和用途愈来愈引起人们得重视，碳五馏分中的主要组分异戊二烯、间戊二烯；双环戊二烯、异戊烷他们都是高附加值得化工和精细化工产品。目前，我国乙烯的生产能力已达到800多万吨，裂解碳五馏分已达到100多万吨，仅兰州石化每年就有约20万吨的碳五资源。因此，有效利用乙烯工业的碳五已成为合理使用石
10、油资源和提高乙烯裂解装置综合效益的重要途径。为了合理有效的利用碳五资源，美国联德公司研究员委托烟台大学，对美国联德公司提供的裂解碳五分离工艺进行模拟和实验研究，要求如下：分离异戊烷的工艺实验研究；要求异戊烷收率在92%以上；要求异戊烷纯度在95%以上。根据国内外裂解碳五馏分分离技术得研究发展，叙述萃取精馏法分离异戊二烯、热二聚法分离环戊二烯等工艺，并根据美国联德公司提供碳五原料，应其要求采用proII 软件进行筛选异戊烷模拟，所选溶剂为DMF溶剂，通过大量计算机软件模拟确定了各工艺操作条件，基本实现了碳五分离工艺实验得研究目标现将该项目得研究工作全面汇报如下。2 文献综述C5馏分的组成与所采用
11、的生产工艺和原料有关。作为石脑油蒸汽裂解制乙烯所得的副产物的C5馏分，其主要成分为二烯烃、单烯烃和烷烃。一般以石脑油和轻柴油为原料生产乙烯时，C5收率可达乙烯产量的10%14%。随着我国乙烯装置产能的快速发展和C5资源量的增长，如何提高C5资源的利用率成为我国石油化工行业目前亟待解决的问题1，2，3。我国碳五分离研究开始较晚，起初应用最广的主要产品馏分为异戊二烯，间戊二烯，环戊二烯，双环戊二烯等。随着技术的改进以及市场的需求，研究人员逐步进行分离碳五筛选异戊烷的研究。2.1裂解碳五馏分的性质和用途碳五馏分组成复杂，含有20多种组分，主要为各类双烯烃，单烯烃及饱和烃。而且组分间可能形成多种共沸物
12、。不同溶剂存在下C5烃的相对挥发度如下表4：表2-1不同溶剂存在下C5烃的相对挥发度如下：组成沸点无溶剂DMF乙腈N-MNP异戊烷27.851.2003.1132.923.00正戊烷36.070.9352.4042.372.401-戊烯29.971.1351.9361.891.863-甲基-1-丁烯20.061.5332.6802.582.652-甲基-1-丁烯31.161.1001.7461.711.75反-2-戊烯36.350.9301.0051.561.562-甲基-2-丁烯18.570.8671.3961.381.462-甲基-1，3-丁二烯34.071.0001.0001.001.0
13、0顺-2-戊烯36.940.9131.5651.491.53环戊烯44.240.7190.914反间戊二烯42.030.7750.7630.770.78环戊二烯42.500.8110.6230.620.62表2-2裂解C5馏分的化工利用途径：组分产品异戊二烯香料(40种以上)、维生素（A，E，K）、异叶绿醇、农药(二氯苯醚菊脂，氯氰菊脂，溴氰菊脂等)、高档化妆品、角鲨烷、角鲨烯、香叶醇、薄荷醇、玫瑰醚、香芹酮、麝香DDHI、柠檬腈、甜橙醛、异戊二烯橡胶、丁基橡胶、反式异戊橡胶、液休异戊橡胶、SIS、润滑油粘度指数添加剂等。环戊二烯石油树脂、聚双环戊二烯树脂、不饱和聚脂树脂、乙丙橡胶、聚环戊烯橡
14、胶、聚将冰片烯橡胶、反式环戊二烯橡胶、环氧树脂固化剂、香料(十多种)、农药硫丹、杀那特、增效胺、草完隆、阻燃剂全氯戊环葵烷、1，5-双氯菌环辛烷、氯菌酸、氯菌酸酐、降冰片烯、乙叉降冰片烯、降冰片二烯、戊二醛、三环葵烯醇、金刚烷系列产品、二茂铁、戊二醇、戊二酸、吡啶、高能燃料、双环戊二烯二羧酸、双环戊二烯多元醇、医药LU253、安克痉等。间戊二烯固化剂、甲基甲氢苯酐、甲基六氢苯酐、四酸二酐、香料叶醇、B-大马酮、不饱和醇、不饱和脂间戊二烯树脂、间戊二烯与丁二烯共聚物、间戊二烯与苯乙烯共聚物、间戊二烯与其它烯烃共聚物等。戊烷溶剂、EPS发泡剂、载溶剂(CARRIER) 。异戊烷溶剂、发泡剂。添加到
15、汽油中做燃料异戊烯甲基叔戊基醚(TAME)、戊二醛、香料、增香剂、保护剂、抗氧剂、分散剂、感光材料、染料、混凝土减水剂、农药粉锈宁。正戊烯与乙烯制共聚物、制增塑剂。环戊烯聚戊橡胶、戊二酸、戊二醛、烷基环戊基苯、环戊基酚、抗氧剂、光稳定剂、环氧环戊醇。由上表看出，从C5单组分出发，可生产出许多高附加值的化工和精细化工产品，因此，开发碳五分离技术可为碳五化工开拓广阔的发展前景和市场空间，并可提高原油的利用率及企业的经济效益。2.2 异戊烷简介异戊烷不溶于水，可混溶于乙醇、乙醚等多数有机溶剂。 异戊烷有麻醉及轻度刺激作用。对眼和呼吸道的轻度刺激，可引起眼和呼吸道的刺激症状，重者有麻醉症状，甚至意识丧失。皮肤长期接触可发生轻度皮炎。并且异戊烷极其易燃，其蒸
