萃取精馏与连续精馏结合从加氢裂解C9中提取三甲苯馏分的研究

论文摘要

本论文对乙烯生产过程中的主要副产物-加氢裂解C9芳烃资源的开发前景做了简要概括,系统地总结了加氢裂解C9芳烃资源生产现状、加氢裂解C9芳烃资源的用途及加氢裂解C9芳烃资源的深加工工艺。提出采用精馏集成技术提取加氢裂解C9芳烃资源中的三甲苯馏分,即通过萃取精馏和连续精馏相结合的方法提取其中的三甲苯馏分,控制所提取馏分中茚满及双环戊烷的含量,为歧化反应生产二甲苯提供原料。建立了单级循环汽液平衡装置,分别测定了不同溶剂存在下,加氢裂解C9芳烃组分之间的汽液平衡数据,计算出各个组分相对于茚满及双环戊烷的相对挥发度,对比分析,筛选出最佳的萃取溶剂环丁砜,为进一步的萃取精馏实验提供依据。采用Aspen plus软件结合正交实验法对萃取精馏过程进行模拟,考察溶剂比、出料量、回流比及塔板数对分离效果的影响,得到萃取精馏的理论数据,以此数据为基础进行实验研究；建立萃取精馏装置,考察溶剂比、塔板数、出料量及回流比对分离效果的影响,实验结果表明,在优化条件下,以加氢C9芳烃为原料,通过萃取精馏得到的粗产品其中三甲苯含量可提高到97.4%,收率为90.1%,萃取溶剂可再生、循环使用。以萃取精馏得到的产品为原料,继续进行连续精馏操作,采用Aspen plus软件结合正交实验法对连续精馏进行模拟,考察出料量、塔板数、进料位置及回流比对分离效果的影响,得到连续精馏的理论数据,以此数据为基础进行实验研究；建立连续精馏装置,对模拟结果进行验证,实验结果表明,在优化条件下,所得产品中的三甲苯含量可提高到98.9%,收率为91.4%。本课题以加氢裂解C9芳烃为原料,首次提出采用萃取精馏和连续精馏相结合的方法提取其中三甲苯馏分,并通过汽液平衡测定、模拟计算以及实验研究验证了工艺路线的可行性,为工业化生产提供参考依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 9芳烃的性质'>1.1 加氢裂解C₉芳烃的性质
• 9芳烃的生产现状'>1.2 加氢裂解C₉芳烃的生产现状
• 9芳烃的用途'>1.3 加氢裂解C₉芳烃的用途
• 9芳烃石油树脂'>1.3.1 生产C₉芳烃石油树脂
• 1.3.2 制备芳烃溶剂油
• 1.3.3 生产混合二甲苯
• 1.4 本论文选题意义
• 9芳烃的研究方法'>1.5 国内外分离C₉芳烃的研究方法
• 1.5.1 连续精馏法
• 1.5.2 深冷结晶法
• 1.5.3 萃取抽提/异构化法
• 1.5.4 萃取精馏法
• 1.5.5 烷基化和精馏结合的方法
• 1.5.6 精密精馏和深冷结晶结合的方法
• 1.5.7 国内外研究方法的比较
• 1.6 本论文拟采用的分离方法
• 第2章 萃取精馏溶剂的选择
• 2.1 实验方案选择
• 2.2 萃取精馏溶剂选择的原则
• 2.3 萃取溶剂的初步筛选
• 2.4 萃取溶剂的筛选实验
• 2.4.1 实验条件及装置
• 2.4.2 实验装置的校正
• 2.4.3 筛选实验
• 2.5 本章小结
• 第3章 萃取精馏的模拟研究
• 3.1 Aspen Plus概述
• 3.2 模拟方案的确定
• 3.3 模拟装置及模拟条件
• 3.3.1 模拟装置
• 3.3.2 热力学模型的选取
• 3.3.3 模拟条件
• 3.4 萃取精馏影响因素的模拟研究
• 3.4.1 溶剂比（S/F）的变化对萃取精馏分离的影响
• 3.4.2 出料量的变化对萃取精馏分离的影响
• 3.4.3 回流比的变化对萃取精馏分离的影响
• 3.4.4 理论板数的变化对萃取精馏分离的影响
• 3.5 正交试验优化
• 3.5.1 正交试验结果分析
• 3.6 本章小结
• 第4章 萃取精馏实验的研究
• 4.1 实验方案的确定
• 4.2 实验装置及条件
• 4.2.1 实验装置
• 4.2.2 实验条件
• 4.3 萃取精馏实验影响因素的研究
• 4.3.1 塔高的变化对分离效果的影响
• 4.3.2 进料量对三甲苯含量及得率的影响
• 4.3.3 出料量对三甲苯含量和收率的影响
• 4.3.4 溶剂比对三甲苯含量及得率的影响
• 4.4 本章小结
• 第5章 连续精馏的模拟及实验研究
• 5.1 模拟装置和模拟条件
• 5.1.1 模拟装置
• 5.1.2 模拟条件
• 5.2 连续精馏影响因素的模拟研究
• 5.2.1 出料量的变化对分离效果的影响
• 9芳烃分离的影响'>5.2.2 进料位置的变化对加氢裂解C₉芳烃分离的影响
• 5.2.3 回流比的变化对分离效果的影响
• 5.2.4 理论板数的变化对分离效果的影响
• 5.3 正交试验优化
• 5.3.1 正交试验结果分析
• 5.4 连续精馏实验的研究
• 5.4.1 实验装置和实验条件
• 5.5.2 连续精馏实验影响因素的研究
• 5.5 本章小结
• 第6章 能耗比较计算
• 6.1 计算目的
• 6.1.1 先连续精馏再萃取精馏工艺
• 6.1.2 先萃取精馏再连续精馏工艺
• 6.2 能耗对比
• 6.2.1 模拟条件
• 6.2.2 模拟结果比较
• 6.3 本章小结
• 第7章 结论及存在问题
• 7.1 结论
• 7.2 存在问题
• 附录一 符号说明
• 附录二 在读期间发表的学术论文及研究成果
• 参考文献
• 致谢