毕业设计精品]DMF法萃取精馏分离C5馏分中异戊烷的模拟.doc

分类号编号毕业论文DMF法萃取精馏分离C5馏分中异戊烷的模拟SimulationofSeparatingIpentanefromC5FractionbyExtractiveDistillationwithDMF.申请学位：工学学士院系：化学生物理工学院专业：化学工程与工艺姓名：学号：指导老师：（教授）2009年6月8日化学生物理工学院毕业论文IDMF法萃取精馏分离C5馏分中异戊烷的模拟姓名：导师：2009年6月8日化学生物理工学院毕业论文II毕业论文（设计）任务书院（系）：化学生物理工学院姓名学号毕业届别2009专业化学工程与工艺毕业论文（设计）题目DMF法萃取精馏分离C5馏分中异戊烷的模拟指导教师学历博士职称教授所学专业化学工程具体要求(主要内容、基本要求、主要参考资料等)：·碳五分离萃取溶剂选择：（1）查阅国内外有关碳五分离工艺的文献资料，以及C5分离技术的研究最新进展。（2）溶剂的选用主要考虑影响因素：溶剂比，回流比，以及他们之间的比较。（3）计算条件如下：新鲜溶剂二甲基甲酰胺。碳五原料流量为2492kg/h，萃取精馏塔塔顶异戊烷纯度大于95%，萃取精馏塔塔顶异戊烷收率大于92%；塔顶温度50，溶剂进料温度48。·工程问题：（1）在优化的条件下，如何降低能耗和原料消耗，增大经济效益；（2）设计工艺流程图进度安排：（1）1-4周查阅相关文献；（2）1-8周学习PROII软件相关模块的应用；（3）8-10周软件模拟和计算设计；（4）10周以后准备论文指导教师签字：年月日院（系）意见：教学院长（主任）签字：年月日附注：毕业论文III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50,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；模拟毕业论文1AbstractIntroducedthecomprehensiveutilizationofthemainfractionfromC5.InthedesignprocessIhavestudiedPROIIsoftwarecorrelationmoduleapplicationmethod；TheextractivedistillationwithMEKandNMFasextractantforseparatingi-pentanefromC5fractionweresetup,processofseparationofC5fractionwithDMFwasoptimizedbyPROIIprocesssimulatingsoftware.Themodelisconsideredtobereliable.Effectsofcolumntrays,refluxratio,extractantratio(massratioofDMFtofeedC5)onseparationwereunderobservation.Theoptimizedprocessparametersareasfollows:thetheoreticaltraynumberis50,feedtray30thtray,extractantratio0.6,refluxratio3.0,feedinputtemperature50.feedinputtrayabout20thtray.andtopproductoutput1236.06kg/h.Thechoiceoftheoreticalplatenumberoftheactualworksbytheamplificationoracomprehensiveanalysisofinvestmentfunds.Andoptimizedtheprocessofconservationandenergyconservationmaterialsincheck.Inthisconnectionthemainphysicalpropertiesofmaterialsarebrieflydescribed.Haddeterminedtheflowchartandtheunionrelateddataconservedenergythemeasuretotheprojectintocarryonthebriefanalysis.KeyWordsC5fraction；PROIIsoftware；isopentane；extractivedistillation；毕业论文2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.29毕业论文37.1.3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：.35毕业论文11前言碳五分离工业技术是以裂解乙烯的副产碳五馏分为原料，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，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。毕业论文22文献综述C5馏分的组成与所采用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。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34.071.0001.0001.001.00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