费托合成油中正构烷烃与α-烯烃的分离研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文费托合成油中正构烷烃与α-烯烃的分离研究论文作者：王萌萌学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：应用化学指导教师：张敏卿高中良职称：教授ThesisSubmittedtoHeibeiUniversityforTheMasterDegreeofAppliedChemistryTHESTUDYOFTHESEPARATIONOFN-ALKANESANDα-ALKENESFROMOILPRODUCTOFFISCHER-TROPSCHSYNTHESISByWangMengmengSupervisor:Prof.ZhangMin

2、qingProf.GaoZhongliangMay2016摘要费托合成法是煤制油的重要方法之一，对于费托合成法生成的高温油相产物中正构烷烃与α-烯烃的分离研究具有重要的应用价值。本文以C10烃为原料，采用萃取精馏的方法分离正癸烷与1-癸烯。进行了萃取剂的筛选、汽液平衡数据的测定、分离流程模拟与分析及萃取精馏小试实验。首先根据溶剂筛选的定性规则筛选出几种萃取剂，通过汽液相平衡实验研究几种萃取剂的加入对原有物系相对挥发度的影响，全面比较和分析，最终确定适宜的萃取剂为邻苯二甲酸二甲酯。由于萃取精馏模拟分析过程中需要用到物系的二元交互作用参数，而这些参数软件本身没有,且文献中

3、尚未见报道。所以用改进的Rose釜测定了体系的二元汽液平衡数据，实验数据通过了热力学的一致性校验，并回归得到了NRTL方程的模型参数。然后，使用化工流程模拟软件，首先模拟了普通精馏分离同碳正构烃的过程，然后模拟了邻苯二甲酸二甲酯作为萃取剂分离正癸烷与1-癸烯的过程，采用单因素设计的方法考察了理论塔板数、回流比、溶剂比、溶剂进料位置和料液进料位置对塔顶产品浓度的影响。结果表明，对于萃取精馏塔当理论塔板数为55块、溶剂的在第4块塔板进料、原料液在第25块塔板进料、萃取剂和原料的质量比为8和回流比为2的条件下萃取精馏的综合效果最好，塔顶产物正癸烷的质量含量达到99.1%；对

4、于溶剂回收塔，当理论塔板数为27块，回流比为2时，塔顶可得到质量分数为99.2%的1-癸烯，同时塔底得到质量分数为99%的萃取剂邻苯二甲酸二甲酯，可以回收利用。最后，在单塔上做了正癸烷与1-癸烯体系的间歇萃取精馏小试实验。在回流比为2、溶剂与塔顶采出量比为8时，考察了塔顶馏分浓度随时间的变化规律，最终得到质量分数为95.96%的正癸烷和质量分数为99%的1-癸烯。结果表明，萃取剂邻苯二甲酸二甲酯对正癸烷和1-癸烯的分离起到了较好的分离效果。关键词：萃取精馏，正癸烷-1-癸烯，NRTL模型，邻苯二甲酸二甲酯IABSTRACTFischer-tropschsynthesi

5、sisoneoftheimportantmethodsofcoalliquefaction.Soitisveryimportanttostudytheseparationofn-alkanesandα-alkenesoffischer-tropschsynthesisproducts.Inthispaper,basedontheC10asrawmaterial,solventselection,determinationofvapor-liquidequilibriumdata,simulatingcalculationandlab-scaleexperimentwe

6、reconductedfortheextractivedistillationof1-deceneandn-decane.Atfirst,thesolventswereselectedbytheextractionsolventqualitativerule.Inspecttherelativevolatilityoftheoriginalsystemthroughthevapor-liquidequilibrium.Theresultsshowedthatdimethylphthalatewasthesuitablesolvent.Twoelementinterac

7、tionparametersareneededinthesimulationofextractivedistillationprocess,andthereisnoreportintheliterature.Sothevapor-liquidequilibriumdataofthetwogroupsofthreeelementsweredeterminedbytheimprovedRosereactor.Theexperimentaldatawereobtainedbythethermodynamicconsistencytest,andthemod