试析碳五烷烃精制过程模拟与优化

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1、华南理工大学博士学位论文碳五烷烃精制过程模拟与优化姓名：唐山申请学位级别：博士专业：化学工程指导教师：涂伟萍;杜信忠20030520摘要随着全球范围内石油资源日益枯竭，石油化工技术日益发展和更新，石油化工副产品的深加工和利用亦日益受关注。其中碳五(简称c5)馏分也是一种宝贵的资源，裂解C5馏分含有30多种沸点相近的组分，利用价值较高、含量较多的组分为异戊二烯、环戊二烯与戊二烯，通过C5可以生产一系列高附加值的化工产品。广州石化乙烯裂解C5馏分加氢后其组成中含有约32％的异戊烷、30％的正戊烷及29％的环戊烷，原主要作为非标产品～

2、一轻质燃料油一一出售，该C5产品附加值较低。若利用其中有用成分，生产出纯度较高的正、异、环戊烷等戊烷系列发泡剂，不仅增加了产品的附加值，而且适应了国内、国际上对发泡剂品种要求，有利保护环境，具有良好的经济效益和社会效益。本论文就是根据广州石化3万吨／年C5烷烃精制项目，研究C5烷烃精制分离正、异、环戊烷的过程。C5烷烃分离过程有多种分离方案，根据经验和流程选择原则，从能量消耗的角度考虑，比较多方案后，C5烷烃精制过程依组分沸点的高低采用连续精馏流程，可获得高纯度的异戊烷、正戊烷和环戊烷。为了能够快速、准确地完成C5烷烃精制过程的

3、计算，通过建立生产过程的数学模型，使用国内外己获得广泛应用的化工流程模拟软件ASPENPLUS，在满足物料衡算、热量衡算、产品质量指标等约束条件下，分别用简捷法(DSTWU模型)和严格法(RADFRAC模型)对该生产过程进行数学模拟与关键设备(塔)的计算。在模拟的基础上，从工艺流程和产品调合的技术经济角度探讨了可实施优化的方案，并通过了ASPENPLUS严格法验算，可实现C5烷烃精制生产过程的优化。采用轻烃塔和异戊烷塔合并成一塔生产时可以减少投资。根据不同的需求正、异戊烷以不同比例混合后再作为产品销售，采取侧线抽出生产适当比例异

4、戊烷和正戊烷产品，可以降低生产成本费用。通过该课题的研究，为C5烷烃精制过程操作的优化和降低生产成本的工艺组合等提供了比较可靠的依据。关键词碳五：戊烷；ASPENPLUS；过程模拟：优化IlI丝童堡三奎兰三堡堡圭兰堡丝塞ABSTRACTAsthepetroleumresourcesareusedupgraduallyallovertheworld，thenewpe仃ochemicattechnologyisdevelopedandthedeepuseofby-productsofpetrochemicalindustryisal

5、soemphasized．Afternaphthacracking,C5fractioncontainsmorethan30kindsofcomponentswhoseboilingpointsarenear,andisoprene，cyclopentadieneandpentadienearcmajorcomponents．AfterhydrogenationofC5fraction，thefractioncontains32％ofiso—pentane．30％ofn-pentaneand29％ofcyclo-pentane．

6、C5isollekindofvaluableresources．Butnowitismainlysoldasnonstandardproductorfightfueloii，whichislowervalueproduct．Iftheusefulcomponentsamongthemcarlbeseparatedandhi曲purityincludingn-penlane，iso-pentaneandcyclo-pentaneareobtained，WeCallproducepentaneexpandable-agentswhi

7、charcmoreexpensive。Itnotonlyincreaseaddedvalueofproducts．butalSOmeetstheneedofblisterhomeandaboard．BasedOn30，000tonzperyearC5refiningproductsproject，thispaperstudiestheC5’Srefiningseparationprocessforn-pentane，iso-pentaneandcyclo-pentane，C5’Sseparationprocesseshavema

8、nyprocessingschemes．Accordingtoavailableexperiencesandflowselectionprincipleandenergyconsumptionpoint,thecontinuingrectificationpro