学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

从裂解汽油中萃取精馏分离苯乙烯的基础研究

作　者: 徐志东
导　师: 侯凯湖
学　校: 河北工业大学
专　业: 化学工艺
关键词: 裂解汽油苯乙烯环丁砜萃取精馏正交试验汽液平衡模拟
分类号: O642.42
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 181次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

裂解汽油C8芳烃馏分含有约35 %～50 %的苯乙烯,采用苯乙烯萃取精馏工艺处理该馏分不仅能够分离出纯度较高的苯乙烯,而且可减少该馏分加氢处理中氢气的消耗量,减轻加氢过程的苯乙烯聚合和催化剂失活问题的困扰,同时有效减少了经两段加氢后的萃余馏分中的乙苯含量,使其更适合作为芳烃抽提的原料。研究了以环丁砜为溶剂,亚硝酸钠为阻聚剂,在15 kPa绝压条件下,用连续萃取精馏方法从模拟C8芳烃馏分中分离苯乙烯的过程。采用正交试验设计方法安排实验,分别以苯乙烯的纯度和萃取率为评价指标,对萃取精馏过程的主要影响因素—剂油比、回流比、塔釜温度进行了考察。实验结果表明:以塔釜苯乙烯纯度为考察指标时,各因素的影响顺序为:塔釜温度>剂油比>回流比;以萃取率为考察指标时,各因素的影响顺序为:剂油比>塔釜温度>回流比。对回流比和剂油比的进一步优化表明:增大回流比,对苯乙烯纯度无明显影响,萃取率略有提高,提高剂油比则可同时提高苯乙烯纯度和萃取率。溶剂稳定性实验表明回收的环丁砜的稳定性较好,可以循环使用。测定了邻二甲苯+环丁砜、苯乙烯+环丁砜两个二元体系的等压汽液相平衡数据,实验数据经Herrington法检验符合热力学一致性。分别用van Laar、Margules、Wilson、NRTL和UNIQUAC方程等活度系数模型关联了实验数据,采用极大似然估计和单纯形法回归确定了模型参数。经对比Wilson方程可以较好地描述实验数据。采用基团贡献法计算得邻二甲苯+苯乙烯二元体汽液相平衡数据,并进而确定了该体系的Wilson方程模型参数。基于上述三个二元体系的研究结果,采用多组分混合物Wilson方程预测了对应的三元体系的汽液相平衡,预测结果与实验结果基本吻合。溶剂环丁砜和C8芳烃馏分中关键组分邻二甲苯、苯乙烯的汽液相平衡数据的获得可为萃取精馏塔的理论计算和设计提供参考。采用实例数据,通过求解物料平衡方程确定了各股物料的组成和流量,并用Fenske方程估算了实例条件下的理论塔板数,用ProII软件对萃取精馏过程的模拟数据和实验数据的比较表明Flory-Huggins活度系数模型可以较好地适用于所研究的体系。采用FUG(Fenske– Underwood - Gilliland)简捷计算方法,根据设计条件,对萃取精馏塔进行了设计型计算,ProII软件的模拟结果与设计结果基本一致。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-12
第1章绪论  12-22
  §1-1 苯乙烯的性质和用途  12
  §1-2 裂解汽油的常规加工工艺  12
  §1-3 苯乙烯萃取精馏工艺及其优点  12-13
  §1-4 萃取精馏分离苯乙烯国内外技术现状  13-14
    1-4-1 国外研究历史与最新进展  13-14
    1-4-2 国内进展  14
  §1-5 相平衡  14-21
    1-5-1 相平衡理论简述  14-15
    1-5-2 活度系数模型  15-17
    1-5-3 基团贡献法求活度系数  17-18
    1-5-4 数据处理与分析  18-19
    1-5-5 热力学一致性检验  19-21
  §1-6 本论文研究内容  21-22
第2章实验方法  22-31
  §2-1 实验试剂  22
  §2-2 实验仪器  22
  §2-3 环丁砜连续萃取精馏分离苯乙烯  22-24
    2-3-1 实验装置  22-23
    2-3-2 实验步骤  23-24
  §2-4 苯乙烯分离  24-25
    2-4-1 实验装置  24
    2-4-2 实验过程  24-25
  §2-5 减压蒸馏回收环丁砜  25
    2-5-2 实验装置  25
    2-5-3 实验步骤  25
  §2-6 等压汽液相平衡测定  25-26
    2-6-1 实验装置  25-26
    2-6-2 实验步骤  26
  §2-7 样品的定量分析  26-31
    2-7-1 气相色谱条件  26-27
    2-7-2 组分含量的计算  27
    2-7-3 相对校正因子的测定  27-29
    2-7-4 流量计标定  29
    2-7-5 苯乙烯萃取率的计算  29-31
第3章环丁砜连续萃取精馏分离苯乙烯  31-36
  §3-1 前言  31
  §3-2 正交试验数据分析与处理  31-34
    3-2-1 因素水平表  31
    3-2-2 正交表  31
    3-2-3 以苯乙烯纯度为考察指标的数据分析  31-33
    3-2-4 以苯乙烯萃取率为考察指标  33-34
  §3-3 操作条件的优化  34-35
    3-3-1 回流比优化  34
    3-3-2 剂油比优化  34
    3-3-3 溶剂稳定性考察  34-35
  §3-4 小结  35-36
第4章邻二甲苯、苯乙烯、环丁砜体系的等压汽液相平衡  36-46
  §4-1 前言  36
  §4-2 汽液相平衡数据的处理  36-38
    4-2-1 汽液平衡模型  36-37
    4-2-2 热力学一致性校验  37
    4-2-3 目标函数的选择  37
    4-2-4 活度系数模型  37-38
    4-2-5 数据的再现性的定量描述  38
  §4-3 邻二甲苯+环丁砜体系的汽液相平衡  38-40
    4-3-1 汽液平衡数据  38-39
    4-3-2 热力学一致性检验  39
    4-3-3 平衡数据的关联  39-40
    4-3-4 模型预测值与实验值的比较  40
  §4-4 苯乙烯+环丁砜体系的汽液相平衡  40-43
    4-4-1 汽液平衡数据  40-41
    4-4-2 热力学一致性检验  41-42
    4-4-3 平衡数据的关联  42
    4-4-4 模型预测值与实验值的比较  42-43
  §4-5 邻二甲苯+苯乙烯体系的汽液相平衡  43-44
    4-5-1 汽液相平衡数据  43
    4-5-2 平衡数据的关联  43
    4-5-3 模型计算值与实验数据的对比  43-44
  §4-6 苯乙烯+邻二甲苯+环丁砜三元体系的计算  44-45
    4-6-1 计算值和实验值的对比  44-45
    4-6-2 计算值和文献值的对比  45
    4-6-3 模型用途及局限性  45
  §4-7 小结  45-46
第5章萃取精馏塔的流程模拟和设计计算  46-56
  §5-1 前言  46
  §5-2 设计变量数的确定  46
    5-2-1 可调设计变量的选择  46
  §5-3 PROII 对萃取精馏过程的模拟  46-51
    5-3-1 理论板数的估算  46-47
    5-3-2 建立流程图  47-48
    5-3-3 定义组分表  48
    5-3-4 定义热力学方法  48
    5-3-5 指定进料物流性质  48-49
    5-3-6 指定工艺装置数据  49-50
    5-3-7 运行模拟  50-51
  §5-4 萃取精馏塔的简捷计算  51-56
    5-4-1 设计条件  51-52
    5-4-2 估计组分分配  52-53
    5-4-3 最小回流比  53-54
    5-4-4 实际回流比和理论板数  54
    5-4-5 进料位置的确定  54
    5-4-6 填料高度  54
    5-4-7 用PROII 对设计条件进行模拟  54-55
    5-4-8 小结  55-56
第6章结论  56-57
符号说明  57-58
参考文献  58-61
附录A 由压力-沸点数据拟合环丁砜的 ANTOINE 方程系数  61-62
附录B 二元体系汽液相平衡计算程序  62-69
附录C 三元体系的汽液相平衡计算（WILSON 方程）  69-72
附录D 实验数据的PROII 模拟输出结果  72-76
附录E 设计数据的PROII 模拟输出结果  76-81
致谢  81-82
攻读学位期间所取得的相关科研成果  82

从裂解汽油中萃取精馏分离苯乙烯的基础研究

内容摘要

全文目录

相似论文