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分离工程 期末论文芳烃分离技术进展Aromatic separation technology progress学 院： 化学工程学院 专业班级： 化学工程与工艺 化工081 学生姓名： 王 雷 学 号： 050811119 指导教师： 戴卫东（副教授） 2011年6月期末论文中文摘要芳烃分离技术进展摘 要：芳烃分离包括精馏、共沸蒸馏、溶剂抽提、抽提蒸馏、吸附分离、渗滤分离、结晶分离和络合分离等技术。工业上广泛应用的是溶剂抽提法，按所用溶剂的不同可分为Udex法、环丁砜(Sulfolane)法、一甲基吡咯烷酮(Arosolvan)法、二甲基亚砜(DMSO)IFP 法及 一甲酰基吗啉(Formex)法等。世界上已建成的芳烃装置基本采用前两种方法。国内早期建设的装置大多采用Udex法，所用溶剂已逐步改为四乙二醇醚，近年来新建的装置多采用Sulfolane法 。关键词：热稳定性; 中石油 ;乙二醇; 选择性; 消耗量期末论文外文摘要Aromatic separation technology progressAbstract: Aromatic separation include distillation, four boiling distillation, solvent extraction, extraction distillation, adsorption separation, filtration separation, crystal separation and complexation separation techniques. Industry is widely used, according to the formulation of solvent extraction solvent can be divided into Udex method, ring butyl sulphone (Sulfo - lane) method, a methyl pyrrole (Arosolvan) method, dimethyl sulfoxide (DMSO) IFP method and a armour acyl benzopyrazine Formex)? (method, etc. The world has been built by aromatic device basic before two kinds of methods. The construction of domestic early Udex method, and USES mostly device used by solvent has gradually changed in recent years, four new glycol aether of Sulfolane law; many use device . Keywords: Thermal stability; Petrochina; Glycol; Selective; consumption 分离工程期末论文 第 5 页 共 5页 1.引言简介了国内外芳烃分离溶剂抽提的5种方法：Udex法、环丁砜(Sulfolane)法、一甲基吡咯烷酮(Arosolvan)法、二甲基亚砜(DMSO)IFP法及一甲酰基吗啉(Formex)法。比较了抽提蒸馏(ED)、重整汽油抽提蒸馏脱苯工艺(SED)和环丁砜工艺技术经济指标。1.1芳烃抽提技术（二级标题）1.1.1 Udex法以二甘醇(DEG)和二乙二醇胺(DGA)为溶剂，抽提塔为筛板塔。操作条件：120140 ，溶剂比(相对进料而言，下同)1017，回流比(相对进料而言，下同)1014，溶剂含水质量分数8 10。芳烃回收率为：苯995 ，甲苯980 ，二甲苯950。消耗指标(以每吨芳烃计，下同)为：蒸汽1419 t，电1236 kW h，水41100 t，溶剂055 kg。此法特点：溶剂除上述2种外，还可用三乙二醇醚等，汽提塔采用正压操作。用DEG和DGA做溶剂时，抽提产品能耗为319310。Jt。采用三乙二醇醚作溶剂时，产品能耗降至212910 Jt，产能提高20 30 。用四乙二醇醚作溶剂时，产品能耗降至191610。Jt，产能提高10 20。美国UOP公司与美国联合碳化物公司联合开发了Udex改进工艺 Carom 芳烃抽提工艺。此工艺采用一种混合溶剂，即四甘醇与三乙二醇醚 的混合物，这样不仅可以提高产品质量和回收率，而且处理量可提高40 100 ，同时能耗降低30以上。12 Sulfolane法Sulfolane法是以环丁砜为溶剂，抽提塔采用筛板塔或转盘塔。操作条件：7099 ， 溶剂比2035，回流比0406，溶剂含水质量分数06 07。芳烃回收率：苯999 ，甲苯990 ，二甲苯965 。消耗指标：蒸汽08 t，电63 kW h，水31 t，溶剂013 kg。此法特点：流程简单，无芳烃水洗塔及水分馏塔，投资和消耗低，芳烃回收率高；原料范围宽，可抽提C C 的芳烃；成品塔需负压操作；对碳钢不腐蚀；溶剂为环丁砜。13 Arosolvan法Arosolvan法是以一甲基吡咯烷酮为溶剂，抽提塔为混合沉降槽。操作条件：3060 ，溶剂比77，回流比0812，溶剂中含二甘醇质量分数45 芳烃回收率为：苯999 ，甲苯990 ，二甲苯960 。消耗指标：蒸汽08 t，电1l kW h，水30 t，溶剂018 kg。此法特点：选用 一甲基吡咯烷酮与二甘醇二元溶剂，烯烃由残油层去除，不必自土吸附；抽提蒸馏塔负压操作，溶剂无需经常再生；流程较复杂。14 IFP法 IFP法是以DMSO为溶剂，抽提塔为转盘塔。操作条件：30 cI=，溶剂比78，回流比032，溶剂含水质量分数90。芳烃回收率：苯999 ，甲苯980 ，二甲苯900。消耗指标：蒸汽225 t，电943 kW h，水26 t，溶剂014 kg。此法特点：可抽提重芳烃(如煤油芳烃)。采用高烯烃质量分数的原料，不必加氢处理；采用丁烷反抽提法，流程复杂；溶剂较便宜，但热稳定性差；溶剂为二甲基亚砜。15 Formex法 Formex法是以一甲酰基吗啉为溶剂，抽提塔为搅拌填料筛板塔。操作条件：4070 cI=，溶剂比60。芳烃回收率：苯999，甲苯990 ，二甲苯970 。消耗指标：蒸汽065085 t，电1013 kW h，水810 t，溶剂01 kg。此法特点：利用芳烃和水回流的方法抽提；抽提物中芳烃用与水共沸蒸馏的方法回收。16 各种方法的分析 分析这5种芳烃抽提工艺，可以看到以环丁砜为溶剂的Sulfolane法抽提操作条件比较缓和，溶剂比只有2035；溶剂含水质量分数低；回流比略高于IFP法的，而低于其他者。Sulfolane法和Formex法能耗较低，而芳烃回收率较高，产品纯度也高，但后者溶剂来源相对困难，且工业经验少，所以没有前者应用广泛。Sulfolane法和Udex法装置投资较低。溶剂对芳烃的溶解能力决定着溶剂的流率，因此也就决定着装置投资和操作费用；同时它又决定着分离效果和芳烃产品的纯度。溶剂对芳烃的溶解能力由高至低依次为：一甲基吡咯烷酮，四乙二醇醚，环丁砜， 一甲酰基吗啉，二甲基亚砜，三乙二醇醚，二乙二醇醚。而选择性以环丁砜和二甲基亚砜为最好，三乙二醇醚和 一甲酰基吗啉次之， 一甲基吡咯烷酮较次。因为原料与溶剂在抽提塔内进行液一液逆流连续操作，两相应有较大的密度差，所以要求溶剂的密度比芳烃的高，差值越大越有利于分离。而溶剂相与芳烃相问的界面张力越小，黏度越小，越有利于传质和传热。在常用的芳烃抽提溶剂中，环丁砜的密度较大。溶剂的沸点越高，与所抽提芳烃的沸点差越大，越便于用分馏的方法分离。环丁砜、三乙二醇醚和一甲酰基吗啉的沸点比催化重整或加氢裂解汽油原料的干点高6080 cI=。化学稳定性以环丁砜、四乙二醇醚和一甲酰基吗啉为较佳。它们的起始分解温度大于220 ，在正常操作温度下不会产生分解。溶剂的比热容小，回收时消耗的热量就少。芳烃抽提常用溶剂中环丁砜的比热容较小。综上所述，常用的芳烃抽提溶剂以环丁砜为最好，其次是一甲酰基吗啉，而后者却越来越受到关注。这是由于：(1)其沸点只有244 cI=，较环丁砜(285)低，且其分解温度大于230 ，溶剂消耗量少，回收简便；(2)使用过程中不需添加pH值调节剂和氮气保护；(3)与其他芳烃抽提工艺相比，其能耗可以降低20 一40 ；(4)无毒、无腐蚀，且化学稳定性好。用一甲酰基吗啉为溶剂，采用液一液抽提、抽提精馏或者两法配合使用，有利于芳烃精制。2 . 芳烃的抽提蒸馏分离抽提蒸馏(ED)工艺 克服了环丁砜液一液抽提分离苯过程中存在的投资费用和操作费用较高的问题。目前，国内已开发出重整汽油抽提蒸馏分离苯工业成套技术(SED)。该工艺可以处理含苯质量分数高或低的原料。该技术在中石油大连石化分公司150 kta重整汽油分离苯装置中得到工业应用，并一次开车成功。21 SED工艺流程该工艺由预分馏、抽提蒸馏、溶剂回收、溶剂再生以及产品后处理等单元组成。抽提蒸馏塔操作条件为：塔顶压力(绝压)01 MPa，溶剂质量比41，塔顶回流比03，助溶剂质量分数19 ，塔底温度138 cI=。回收塔操作条件为：塔顶压力(绝压)01 MPa，塔顶回流比10，塔底温度176 22 工艺比较以150 kta重整汽油c 馏分分离苯项目为基础，表1比较了SED工艺、ED工艺和Sulfolane法的技术经济性指标 。由表1可知，与现有工艺相比，SED工艺具有流程简单，易于操作，投资省，能耗低，苯产品收率高的优势，其技术经济指标较优。裹1 t整汽油脱苯工艺技术经济指标对比项目 SED工艺 ED工艺 Sulfolane法投资塔数台4 4 9设备总数台 68 66 85投资万元 3 000 3 000 5 000每吨原料的消耗指标冷却水t l2 13 8电(kW h) l0 l0 l2蒸汽t 062 061 081溶剂kg 005010 0050、10 010015产品物性含苯质量分数 39995 39995 39990结晶点C 545 545 545苯收率 995 900 998非芳烃中含苯质量03 5060 02分数3 结束语我国是芳烃生产和消费大国，拥有数十套大规模生产装置，许多新装置还在建设中。目前芳烃抽提溶剂主要采用四甘醇、 一甲基吡咯烷酮和环丁砜，而使用后者作为抽提溶剂的仅有石家庄焦化厂、上海宝钢焦化厂、上海石化等企业。为提高装置竞争力和加强环境保护，越来越多的芳烃装置将采用一甲酰吗啉抽提工艺，新建或改造装置一次 一甲酰吗啉添加量为每万吨芳烃1418 t 。抽提蒸馏以其投资小，能耗低，收率高等优点成为国内芳烃生产的创新性工艺技术，经工业应用验证是重整汽油脱苯生产苯产品和无苯清洁汽油的理想技术，可在同类装置新建或扩建改造中推广应用。参考文献：1路守彦一种芳烃抽提工艺P、中国专利，CN 1258717A20002Winter G，Merchav ZviApparatus and process for improved Rromatic extraction from gasolinePU S，US 6 303 02120013郑力芳烃抽提技术及其进展J石化技术与应用，1994，12(2)：1171234袁忠勋几种芳烃抽提工艺技术的分析对比J石油炼制与化工，1994，25(6)：35415Morrison S G，Brown w EReforming process for producing highpurity benzeneJZeolites，1996，17(4)：4036一甲酰吗啉开发应用潜力wwwchemsinatom，200309 277田龙胜，何盛宝，唐文成，等重整汽油抽提蒸馏分离苯新工艺的开发与工业应用J石油炼制与化工，2003，34(9)：18 UOP LLC. 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