碳五分离预处理单元工艺流程的优化

采用Aspen Plus化工流程模拟软件对优化的碳五分离预处理单元工艺流程中的脱异戊二烯塔进行模拟计算,采用灵敏度分析工具对进料位置、回流比和塔顶馏出比进行优化。模拟得到脱异戊二烯塔的工艺参数:理论塔板数48块,进料位置第26块塔板,回流比7.0,塔顶馏出比0.46。采用小型装置进行脱异戊二烯的精馏实验和碳五的二聚实验。实验结果表明,脱异戊二烯塔工艺参数的模拟结果与实验结果吻合;在碳五分离预处理单元的脱轻塔与二聚反应器之间增加脱异戊二烯塔,可大幅度降低二聚反应器中的共二聚反应速率,使异丙烯基降冰片烯的生成量减少了49.4%,异戊二烯损失降低了2.1%。     

碳五反应精馏中共聚物的研究

对反应精馏的环戊二烯二聚过程中 ,伴随的异戊二烯、间戊二烯和环戊二烯反应产生的共二聚物进行了研究。温度是影响共二聚物生成量的主要因素 ,而异戊二烯含量的影响比间戊二烯含量大得多。同时根据试验结果提出了80℃的共二聚反应速率方程。     

共沸精馏从裂解碳五馏份分离聚合级异戊二烯

经环戊二烯二聚反应及脱除重组份后的裂解碳五馏份,采用两塔流程,在第一塔中脱除比异戊二烯-正戊烷共沸组份轻的组份,然后在第二塔中用共沸精馏得出异戊二烯含量约为73％和正戊烷含量约为27％的共沸物,共沸物的杂质含量达到聚合级的要求,可用于制备维生素A及合成异戊橡胶。     

碳五分离先进工艺的开发研究

在结合常规碳五分离工艺缺点及碳五热二聚特性的基础上,开发了在异戊二烯(IP)与环戊二烯(CPD)分离之后进行热二聚的后热二聚碳五分离新工艺,IP与CPD分离的关键为IP分离塔与CPD回收塔的组合。结果表明:后热二聚碳五分离新工艺具有更高的产品收率、更好的产品质量等诸多优点。     

裂解碳五馏分热二聚反应本征动力学的研究

以中国石化北京燕山分公司提供的裂解碳五馏分为原料,采用高压反应釜考察了不同搅拌转速(200,400,600,700,800 r/min)对热二聚反应的影响。实验结果表明,在搅拌转速为700 r/min时已基本消除了外扩散对热二聚反应的影响。在此前提下进行了不同反应条件下的热二聚反应实验,采集了40~100℃之间7个温度点、反应时间为0~10 h的动力学数据。根据裂解碳五馏分热二聚反应的特性进行了一定的简化假设,建立了热二聚反应本征动力学模型,通过实验数据的最优化处理,求得了环戊二烯自二聚反应、双环戊二烯解聚反应、异戊二烯自二聚反应、环戊二烯与异戊二烯共二聚反应以及环戊二烯与1,3-丁二烯共二聚反应的动力学模型参数。实验值和模型计算值的比较结果表明,所建立的模型准确可靠。     

异戊二烯在裂解碳五馏分分离过程中损失的原因分析

采用封管合成的方法，对碳五馏分热二聚过程中环戊二烯（CPD）和异戊二烯（IP）的共二聚物及自二聚物进行定性和定量分析，从产物追溯反应物的变化，探讨IP在热二聚过程中的损失原因。结果显示：CPD与IP的共二聚是导致IP损失的主要原因；而在高温度段（110～130 ℃），IP的自二聚反应是导致高温段IP转化率增加的主要原因。综合上述两个原因，在进行二聚反应装置的设计时应尽量避免CPD与IP的接触，反应应在较低温度和较短停留时间下进行，110 ℃以下较为适宜。     

丙烯二聚体的综合利用

介绍了丙烯二聚物在合成醇、拟除虫菊酯农药、合成异戊二烯橡胶、TPX塑料及作为高辛烷值汽油组分方面的应用。结论是:以丙烯二聚物作为精细化工原料比作为高辛烷值汽油组分更加优越。     

利用反应精馏的一段萃取分离裂解碳五馏分的方法

申请人：中国石油化工股份有限公司;中国石油化工股份有限公司北京化工研究院 摘要：本发明公开了利用反应精馏的一段萃取分离裂解碳五馏份的方法,包括：①裂解碳五原料在预脱轻塔1中分离出碳四和炔烃等轻组分,然后在预脱重塔2中经反应精馏过程使环戊二烯二聚成双环戊二烯,并得到包含异戊二烯的物流;②包含异戊二烯的物流经过萃取塔3和解析塔4,得到异戊二烯物流;③并戊二烯物流在脱重塔5中经过反应精馏过程得到聚合级异戊二烯产品。本发明的方法具有流程短,能耗低,建设和运行成本低,产品质量高等优点。     

碳五与N-甲基吡咯烷酮常压汽液平衡数据的测定及关联

利用气相单循环的小型汽液平衡釜测定了异戊二烯-N-甲基吡咯烷酮(NMP)、1-戊烯-NMP、异戊二烯-1-戊烯-NMP物系的常压(101.3kPa)汽液平衡数据。其中两个二组分物系的汽液平衡数据均通过了Herington法的热力学一致性检验,利用NRTL模型对实测数据进行了关联和估算,汽相摩尔分数的实验值和计算值的平均相对偏差均小于0.32%。实验结果表明,异戊二烯-NMP和1-戊烯-NMP二组分物系均不形成共沸物;利用得到的异戊二烯-NMP和1-戊烯-NMP二组分物系的NRTL方程参数对异戊二烯-1-戊烯-NMP三组分物系的汽液平衡数据进行预测,精度良好,可满足工程设计的需要。     

裂解碳五分离装置预处理单元预二聚工艺研究

为提高裂解碳五分离装置的经济效益,对碳五分离装置预处理单元进行了工艺技术改进,添加了预二聚反应器和脱部分异戊二烯(IP)精馏塔,并对预二聚反应条件进行了考察,对工艺技术改进前后的处理效果进行了对比分析。实验结果表明,预二聚反应的较佳条件为反应温度55℃、停留时间6h;在此条件下,环戊二烯(CPD)的转化率约40%,双环戊二烯(DCPD)生成量与异丙烯基降冰片烯(PNB)生成量之比约为20;以150 kt/a碳五分离装置为例,技术改进后每年可分别减少IP和CPD的损失约394.5 t和382.5 t,提高了DCPD的纯度。     

裂解碳五馏分开发应用研究

概述了国内外裂解C_5馏分化工利用现状。C_5馏分作为化工原料,可作为裂解原料、生产石油树脂、芳构化生产三苯。着重叙述了萃取精馏法分离异戊二烯、热二聚法分离环戊二烯等工艺。     

分离环戊二烯的热二聚和反应精馏工艺的模拟计算

分别对裂解 C_5中环戊二烯(CPD)分离的热二聚和反应精馏工艺建立数学模型,利用 Aspen Plus 流程模拟软件对热二聚和反应精馏工艺进行模拟。模拟结果表明,反应精馏工艺与热二聚工艺(反应温度90℃,反应时间3.5 h)相比,异戊二烯(IP)聚合损失率从热二聚的3.22%降低到1.91%,减少40.68%,CPD 与 IP 的共聚体和 CPD 与间戊二烯(PD)的共聚体(X3)的生成量从11.55 kg/h 降低到7.46 kg/h,减少35.41%,IP 自二聚体和 PD 自二聚体(X2)的生成量从0.83 kg/h 降低到0.23 kg/h,减少72.29%,双环戊二烯选择性从96.12%提高到97.49%。在 IP 分离装置中,反应精馏塔可代替热二聚反应器和预脱重塔,减少 IP损失,降低进入萃取单元的 CPD 的量,减少胶质生成。     

从裂解C_5中分离聚合级异戊二烯工艺的改进

提出了采用反应精馏和共沸精馏替代第二萃取精馏单元从裂解C5中分离聚合级异戊二烯工艺的改进工艺,并采用Aspen Plus流程模拟软件对该工艺进行了模拟计算。计算结果表明,在优化的反应精馏塔操作条件(回流比17,塔顶压力101kPa,塔压降8.5kPa)下,塔顶异戊二烯中环戊二烯的质量分数小于1.00×10-6;在优化的共沸精馏塔操作条件(回流比85,塔顶压力152kPa,塔压降10kPa,进料/异戊烷质量比125)下,塔釜可得到聚合级异戊二烯。改进的工艺具有流程短、操作和建设费用低的优点。     

碳五馏分选择性加氢除炔催化剂的研究

研究了催化剂活性组分和工艺条件对富含异戊二烯的碳五馏分选择性加氢除炔催化剂催化性能的影响,并考察了该催化剂的稳定性。通过加氢实验表明,含有稀土元素、Pd、Cu和Ag等组分的多金属催化剂具有良好的催化活性和选择性。还对影响该催化剂性能的工艺条件进行了优化,提出了碳五馏分选择性加氢除炔的适宜工艺条件:压力1.0MPa,温度35～45℃,液态空速3～5h-1,氢炔摩尔比3.0～5.0。在上述条件下,该催化剂能将碳五馏分中的炔烃脱除至质量分数2.5×10-5以下,并控制异戊二烯的损失率小于3.0%。经过500h考核,催化剂性能稳定。     

高效导向筛板理论研究及其在异戊二烯萃取精馏中的应用

建立了高效导向筛板上液体流速分布的数学模型,通过对这一模型的求解,设计了适合易自聚物料精馏的高效导向筛板。将此高效导向筛板应用于异戊二烯萃取精馏塔的改造,彻底解决了原塔易堵塔、液泛等问题,将设备的生产能力从3.8m3/h提高到5.5 m3/h;同时提高了产品的质量,将塔顶的异戊二烯质量分数从1.5％降至0.5％-0.6％,二甲基甲酰胺的质量分数从7×10-5降至(4-4.5)×10-5;将塔釜的2-甲基-2-丁烯的质量分数从1.0％降至0.6％-0.7％。并且降低了萃取剂的耗量与能耗。     

自制SE-30毛细管色谱柱在碳五原料及其产品分析中的应用

采用自制的SE-30（50m×0．25mm×0．6μm）毛细管色谱柱建立了碳五原料及其产品异戊二烯和间戊二烯的分析方法。在规定的色谱条件下,难分离物质对环戊二烯与顺-1,3-戊二烯的分离度为1．64。试样中主要二烯烃组分异戊二烯、间戊二烯、环戊二烯和双环戊二烯重复分析的相对标准偏差在0．56％～0．62％之间。采用自制的SE-30（30m×0．25mm×0．3μm）毛细管色谱柱建立了双环戊二烯的分析方法。双环戊二烯重复分析的相对标准偏差在0．13％。采用面积归一法定量。该方法操作简便、分析准确,适合在工厂推广应用。     

异戊二烯的生产技术及市场分析

介绍了异戊烷和异戊烯脱氢、化学合成、裂解C5馏分萃取蒸馏等几种主要的异戊二烯生产技术,对几种主要工艺技术的投资及原料和公用工程消耗进行了对比,简要介绍了异戊二烯的市场需求,提出了合理的发展建议.     

加盐萃取精馏技术的研究进展

对加盐萃取精馏技术的研究进展进行了综述。讨论了盐效应理论及用于汽液平衡数据预测和关联的盐效应模型,如拟二组分模型、含盐局部组成模型等,介绍了近些年加盐萃取精馏技术在分离醇-水、酯-水等极性物系以及碳四馏分等非极性物系中的应用研究进展,并提出了加盐萃取精馏技术存在的问题及展望。     

裂解C_5分离中溶剂二甲基甲酰胺的再生工艺研究

针对裂解C_5分离流程中N,N-二甲基甲酰胺(DMF)再生发生水解等问题,提出了一种新型的DMF再生方法,再生工艺包括再生釜、减压精馏塔和反应精馏塔。采用Aspen Plus流程模拟软件对该再生工艺进行了模拟计算,计算结果表明,DMF再生过程中有微量损失。在小型实验装置中分别进行了减压精馏实验和反应精馏实验。实验结果表明,减压精馏塔顶馏分中双环戊二烯的质量分数为42.3%,塔釜液中DMF质量分数为99.8%,达到了DMF再生要求;反应精馏塔顶可得到高纯度环戊二烯,塔釜液可循环返回再生釜。DMF再生工艺是可行的。     

加盐NMP法萃取精馏分离裂解碳五馏分

利用Aspen Plus流程模拟软件,以含NaSCN的N-甲基吡咯烷酮(NMP)为萃取剂,对加盐NMP法萃取精馏分离裂解碳五馏分(C5)的过程进行模拟计算。考察了萃取剂中盐含量、萃取剂进塔温度、回流比及萃取剂与C5进料的质量比(溶剂比)等因素对分离效果的影响。模拟结果表明,当萃取剂中NaSCN质量分数为2.17%、萃取剂进塔温度为40℃时,第一萃取精馏塔需要的理论塔板数由未加盐时的80块减少到60块,溶剂比由3.45降到1.77;当第二萃取精馏塔在回流比为2,需要的理论板数由未加盐时的120块减少到92块,溶剂比由7.90降到7.76;采用加盐NMP法萃取精馏分离C5,异戊二烯、双环戊二烯和间戊二烯的纯度分别为99.90%,98.90%,90.30%,收率分别为98.86%,94.99%,98.93%,比传统的二甲基甲酰胺法和NMP法均有所提高。