15大1王晓琴碳五分离工艺毕业论文Word2003

1、）匹然似学继续教育学院顶岗实习报告实习单位广东惠州大亚湾伊科思新材料科技发展有限公司函授站西安石油大学继续教育西安石油化工技工学校学 号 1613010029052姓 幺王一琴实习时间 2016年12月摘要本论文主要介绍了碳五在国内外资源的利用现状、分离工艺和碳五工艺参数的优化，并且通过查找资料知道在萃取精馏分离异戊二烯的工艺研究过程中通过参考文献得到了在工艺流程的各项操作条件不变，了解溶剂比、回流比和溶剂进料位置对工艺指标的影响。【关键词】： 碳五异戊二烯利用现状工艺参数1、国内外碳五资源的利用现状 411 碳五的组成及应用 412 国内碳五资源利用现状 413国外碳五资源利用现状 52、裂

2、解碳五分离的工艺 62.1 裂解碳五分离工艺原理 62.2 裂解碳五分离工艺 72.3 艺参数优化 83.1 溶剂比对工艺指标的影响 83.2 回流比对工艺指标的影响 83.3 溶剂进料位置对工艺指标的影响 93.4 回流比和溶剂比的选择 104、优化后工艺条件以及指标 105、设计结果评价 11参考文献 11致谢 131、国内外碳五资源的利用现状1.1 碳五的组成及应用碳五是石油烧裂解生产乙烯的副产物， 碳五是一种宝贵的资源，其产量一般为乙 烯产量的2%15%。我国乙烯装置主要以石脑油和加氢裂化尾油为裂解原料，副产 的碳五储分为乙烯产量的10%15%。石脑油是我国主要的乙烯裂解原料， 在深度

3、裂 解时碳五资源的典型组分及含量依次为：双环戊二烯24.9%、异戊二烯23.3%、问戊二烯19.5%、戊烷14.1%、甲基丁烯5.8%和戊烯4.2%。以石脑油为裂解原料的碳五 储分典型组分及下游应用情况见表 1。组分含量主要卜游应用领域双环戊二烯24.9石油树脂(氢化)、UP林饱和改性树脂、聚双环戊二烯、 乙丙橡胶第三共聚单体异戊二烯23.3异戊橡胶、SIS、,基橡胶、精细化工问戊二烯19.5固化剂、石油树脂、精细化工戊烷14.1聚苯乙烯发泡剂、溶剂甲基,烯5.8精细化工戊烯4.1农约、香料、医约表1以石脑油为裂解原料的碳五储分典型组分及下游应用情况目前，我国的碳五资源主要由俩部分组成：(1)

4、炼油过程中所得的 碳五储分，1994年原油二次加工能力已超过6800万t/a,生产装置近200套，其中催化裂化装置能力超过5200万t/a。仅此一项，一年的碳五储分即达320万t/a,加上催化重整，加氢裂化和延迟焦化等装置联 产的碳五，总计达350万t/a。(2)蒸汽裂解联产碳五储分，其产率和组份随裂解原料和操作条件而变化。1. 2国内碳五资源利用现状目前，我国碳五组分的利用分为3种情况：一是将各组分进行全分离加以利用； 二是混合碳五储分直接利用；三是部分分离进行利用。由于我国拥有自主知识产权的 碳五全分离技术，该技术已成为我国碳五利用的主流模式，在现有的13套、总能力为104.9万吨/年碳五

5、分离能力中，全分离装置约有 6套，能力约82万吨/年，占到总分离能力的78.1%。目前，在建（41万吨/年）和拟建（70万吨/年）的碳五分离装置 全部采用全分离工艺。目前，我国另有约23万吨/年的碳五分离能力为部分分离能力，装置规模普遍较小，主要分离双环戊二烯、问戊二烯等单一组分。见表2。表2 我国主要碳五分离装置能力万吨/年企业名称产能分离组分中国石化上海石化25.0异戊二烯、双环戊二烯、间戊二烯、戊烯、戊烷等山东玉皇化工公司24.0异戊二烯、双环戊二烯、间戊二烯齐鲁鲁华茂名公司8.0异戊二烯、双环戊二烯、间戊二烯淄博鲁华化工公司5.0异戊二烯、双环戊二烯、间戊二烯宁波金海德旗公司15.0异

6、戊二烯、双环戊二烯、间戊二烯山东富1公司5.0异戊二烯、双环戊二烯、间戊二烯濮阳新豫石油公司5.0问戊二烯淄博凯信公司5.0异戊二烯大庆华科公司3.4双环戊二烯中国石油辽阳石化公司2.5双环戊二烯吉林双信化工厂2.5双环戊二烯南京均鼎化工厂2.0双环戊二烯山东东明石化公司2.5双环戊二烯合计104.91. 3国外碳五资源利用现状碳五分离后综合利用前景碳五是乙烯生产中的副产品，每生产 10t乙烯有1t碳五产生。在美国、德国和日本，碳五的深度利用已经延伸出一条精细化工产业链， 广泛用于橡胶、香料、农药、维生素片等产品中，其技术含量和附加值都相当高。然 而在国内石化行业，因为提炼技术难度大，碳五在很

7、长时间里都没有充分利用。日本是碳五综合利用最好的国家，特别是在开发碳五系列精细化学品方面更为显 著。将碳五储分的80%85%用于分离异戊二烯，然后再将其用于生产合成橡胶和香料、化妆品、药品、杀虫剂等。还将碳五储分分离后用于生产石油树脂、制造路标漆、 热熔胶、印刷油墨和橡胶增黏剂等。其中瑞翁公司是碳五综合利用的典型代表，其碳五利用率达80%以上，是世界上碳五利用率最高的企业。美国碳五分离利用率达到了 70%。从裂解碳五中首先分离出环戊二烯和问戊二烯， 用来生产各种石油树脂，现有石油树脂的年总生产能力达17万吨。各国对碳五综合利用深度和方案各不同有以下俩种：第一种：混合碳五应用包括合成石油树脂加氢

8、汽油，加氢后做裂解原料。第二种：分离后单独利用分离含量较高的异戊二烯 。2、裂解碳五分离的工艺2.1 裂解碳五分离工艺原理碳五分离工业技术是以裂解乙烯的副产碳五储分为原料，经萃取精储和恒沸精储 方法制得异戊二烯、环戊二烯和间戊二烯、异戊烷等。而本次设计则用的是萃取精储 以及使用的溶剂是DMF。在DMF存在下，相对挥发度由高到低的顺序为：碳五烷姓：碳五单烯姓碳五双烯 姓碳五快姓，而第一萃取精储塔主要分离挥发度大的组分，故碳五中的烷姓（异戊烷、正戊烷、环戊烷）和单烯烧（2-甲基-1-丁烯、1-戊烯、反-2-戊烯、顺-2-戊烯、 2-甲基-2- 丁烯，可从第一萃取精储塔顶采出，碳五中的二烯姓和碳五快

9、姓则从塔釜采 出。（1）萃取精储碳五储分中30多种沸点相近的组分，有些还形成共沸物，采用普通精储很难分开。 萃取精储是通过向待分离物系加入第三种组分（溶剂），增大组分间的挥发性差异， 从而达到分离的特殊精微方法。由裂解C5微分分离异戊二烯的顺序是首先采用热二聚 的方法分出环戊二烯、溶剂萃取精储分出烷姓及烯姓，再经二次萃取蒸储，化学处理 分离出其他碳五二烯姓及少量快烧，得到高纯度的异戊二烯产品。萃取剂的加入可改变各组分的相对挥发度， 从而使得分离变得可能。目前国外的 大型碳五分离装置，均采用萃取或萃取蒸储的方法进行分萃取剂的选择是萃取精储的 技术关键之一，合适的萃取剂能大大提高分离效果， 常用的

10、萃取剂主要为乙月青、二甲 基甲酰胺和叱咯烷酮等溶剂。2.2 裂解碳五分离工艺异戊二烯的分离异戊二烯是碳五储分中重要的组分之一，其结构特殊，能进行多种反应，由于近 年来应用异戊二烯开发精细化工产品， 使它越来越受到重视。从裂解碳五储分中分离 异戊二烯通常采用萃取精储法和共沸精微法。溶剂萃取的基本原理是利用溶剂对不同 组分溶解度的不同，加入选择性溶剂改变裂解 碳五组分之间的相对挥发度，进而通过 蒸储达到分离异戊二烯的目的，异戊二烯的分离关键在于选择适当的溶剂。国内裂解 碳五 储份的分离技术开发较晚，由于乙烯装置所用裂解原料有差异，裂解 碳五储份中二烯姓的含量也各不相同， 分离和利用的工艺也不相同，

11、综合利用裂解碳 五的途径也有很多种，但目前技术可行、经济效益较佳的有部分芳构化、 脱环碳五石 油树脂及碳五的萃取精微分离方案。早期碳五储分的分离技术开发主要产品是二烯姓， 如异戊二烯，间戊二烯，环戊二烯等。随着化工的发展单烯姓或饱和姓的使用价值也 得到提高，并且饱和烂的分离比二烯姓更易的符合要求。碳五分离工艺进行从碳五原料中分离浓缩问戊二烯、 异戊二烯及双环戊二烯的工 艺技术开发，并探索热二聚的工艺条件，该工艺的流程如下图所示：图1碳五分离工艺流程示意图实验中，将整个流程进行了分割，分为以下六个单元:1 .脱碳四单元：将碳五中的碳四分离出来2 .脱双环单元：先进行环戊二烯二聚，然后将双环戊二烯

12、与其它碳五组分分离3 .粗双环精制单元：先脱碳五，然后进行分解，分离出环戊二烯后再进行二聚4 .浓缩间戊二烯与异戊二烯分离单元（预分）：精密精微分离间戊二烯与异戊二烯5 .异戊二烯萃取精微单元：包括第一萃取精储、第二萃取精储和溶剂解析三部分, 分别除去异戊二烯中的碳五烷姓+单烯姓以及快姓等组分6 .异戊二烯精制单元：水洗、脱轻、脱重3、工艺参数优化1.1、 溶剂比对工艺指标的影响工艺流程的各项操作条件不变，选定溶剂为DMF确定每一个回流比，纪录溶剂比对各个工艺指标的变化情况，如下表表3回流比为2时溶剂比与工艺指标的数据回流比溶剂比纯度收率杂质含量2.00.894.583991.72070.01

13、081.095.353092.46650.01191.596.017793.11110.0108由下表绘出溶剂比比对各个工艺指标的影响如下图：在一定回流比下，溶剂比加大纯度和收率均承上升趋势。 而DMFS产品中的含量 随溶剂比的变化不大。实验和工业上希望溶剂比越小越好，可以节省溶剂。1.2、 回流比对工艺指标的影响工艺流程的各项操作条件不变，选定溶剂为DMF在一定溶剂比条件下，回流比的改变对工艺指标的影响。如下表图2溶剂比为1时回流比对工艺指标的影响溶剂比回流比纯度（%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由下表绘出回流比比对各个工艺指标的影响如下图:率 收回流比回流比对收率的影响图3回流比与纯度的关系曲线图4回流比与纯度的关系曲线图图5回流比与产品中DM哈量的关系曲线0.02500.02000.01500.01000.00501.001.502.002.503.003.504.00回流比对产品中DM含量的影响回流比由表2和图3、4、5可以看出，相同溶剂比下，回流比加大纯度和收率均承上升 趋势。而在回流比为3时，产品中DMF的含量最少。完成工艺指标（纯度为 95%以

15、上，收率为92%以上）最小回流比随溶剂比的加大而减小， 实验和工业上希望回流比 越大越好，但是回流比加大会加大设备操作费用，回流比的选择应综合考虑。1.3、 溶剂进料位置对工艺指标的影响下表是溶剂比为0.6,回流比为3,理论板数为50时溶剂进料位置不同对产品采出时DMF在总采出量中含量的影响：表4溶剂进料位置对产品的影响溶剂进料位置产品含量（质量百分数）dm的量（ppm596.327012751095.6627861595.85812095.03630.3由上表看出溶剂进料位置对 DMF在塔顶产品中的含量影响很大进料位置越靠下DMF含量越低，效果越好。且在 20块理论板进料，产品刚好达到要求，

16、因此 20块 理论板是最佳的溶剂进料位置。1.4、 回流比和溶剂比的选择通过3.2和3.3.两节的分析，完成工艺指标的最佳数据如下表：溶剂比%收率（%DM哈量（%2.01.095.352692.15380.01193.00.695.662792.16830.0086由上表分析完成工艺指标最佳的是：回流比为3.0,溶剂比为0.6。在此工艺条件下DMF在产品中的含量很低且溶剂比也较低，符合要求。4 .优化后工艺条件以及指标表5主要工艺设计参数塔顶温度（C）52塔釜温度（C）118原料进料温度（C）41溶剂进料温度（C）50塔顶压力（KPa200塔釜压力（KPa200原料液流量（Kg/h）2492产

17、品米出流量（Kg/h）1300回流比3溶剂比（S1/F）0.6理论塔板数（块）50溶剂进料位置（理论板上）205 .设计结果评价碳五分离工业技术是以裂解乙烯的副产碳五储分为原料，经萃取精储和恒沸精储 方法制得异戊二烯、环戊二烯和间戊二烯、异戊烷等。而本次碳五分离工艺设计主要 采用萃取精储进行分离制得异戊二烯，通过参考文献得到了在工艺流程的各项操作条 件不变，选定溶剂为 DMF,确定每一个回流比、溶剂比、溶剂进料位对工艺指标的 影响，可用曲线表示。在这次设计中由于缺乏相关的软件知识和生产经验，以及时间比较的紧迫，因此在设计中难免存在许多问题， 在某种程度上，还存在很大的改进的 余地。另外，由于国

18、内外对碳五分离筛选异戊二烯的研究很少，参考文献也很有限， 各项工作都还没有完善，因此，本次模拟可能存在很多问题和不足。 这就对我们进一 步的研究造成很多困难，目前异戊二烯的用途增加，因此以后可以在这方面多做一些 工作。刚开始的迷茫不知该如何下笔，在毛老师的悉心指导下是我对此次设计有了初 步的了解与认识，能够顺利完成本次论文我还是比较满意。参考文献【1】宋金富.齐鲁裂解碳五微分分离及综合利用研究.北京化工大学学位论文，2004年2月12日21王秀敏.裂解碳五储分热二聚反应过程的研究.南京工业大学学位论文,2005 年5月20日【3】赵春迎.裂解碳五储分综合利用及分离研究.兰州大学学位论文，2007年5 月30日4夏金鹏DMFt萃取精储分离碳五储分中异戊二烯的模拟.烟台大学化学生物 理工学院学位论文，2009年6月8日【5】吕世军.碳五储分分离新工艺的基础研究和萃取剂的选择与优化研究.天津大学博士学位论文，2007年1月1日【6】赵黎明.萃取精微分离裂解碳五的实验研究.天津大学说是学位论文，2007 年1月1日致谢历时一个月的毕业设计即将结束， 此毕