探索膜法fcc汽油脱硫的中试研究与过程模拟

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1、中国石油大学（华东）硕士学位论文膜法FCC汽油脱硫的中试研究与过程模拟姓名：刘荣坤申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：孔瑛20090501摘要膜法汽油脱硫技术是一种新型的汽油脱硫技术，具有投资和操作费用低、可进行模块化设计、易于放大扩容和建造等优点，当前倍受石油化工界的广泛关注。本论文首先以渗透汽化小试实验为基础，通过建立渗透汽化汽油脱硫数学模型，对该过程进行了模拟计算。之后利用建立的中试装置进行了中试试验，实际考察了PEG／PVDF复合膜的脱硫性能，并在此基础上对该项技术进行了经济分析。通过对操作条件的优化模拟研究表明：升高温度对膜后压力升高造成的膜性能下降的补偿作用非常明

2、显；改善膜的操作参数可以减小所需膜面积，但同时却会增加真空系统的负荷和冷凝渗透产品所需的投资；一定范围内，低硫产品收率随着膜后侧压力的下降和进料温度的增加而升高；高进料硫含量和低产品硫含量就意味着高分离难度，随着分离难度的增加，所需膜面积增加，同时低硫产品收率下降。对处理量为lBPD的中试装置进行模拟设计。通过模拟结果可以预测，当原始硫含量为1080u∥g、目标硫含量为500gg／g时，低硫汽油收率为6796，所需膜面积为1．4平方米。利用建立的中试装置进行了中试试验。中试装置的最佳操作条件为：进料温度115℃；真空罩内压力350Pa；进料流量25L／h。在最佳操作条件下进行的中试

3、试验，结果表明，在产品收率保持在70％以上时，初始硫含量为1080gg／g和500gg／g的汽油，其硫含量可以分别降到400gg／g、150gg／g。在连续1000个小时的连续运转中，膜性能稳定。通过对进料与透过样品的全硫分分析，表明PEG／PVDF复合膜对于噻吩类含硫化合物，特别是多取代噻吩类化合物具有较高的富集系数。通过烃族组成分析，低硫样品中芳烃含量大大降低，烯烃、异构烷烃和环烷烃则不断增加。通过辛烷值分析，低硫样品随脱硫深度的不断加大，辛烷值损失不断加大，而高硫样品辛烷值升高。在中试试验基础上对膜法汽油脱硫技术进行了经济性评价，其优势主要体现在四个方面：一是辛烷值损失较小；

4、二是氢气消耗小：三是处理过程中汽油损失少；四是装置造价及过程能耗低。对100万吨／年处理量的膜法汽油脱硫技术，其装置造价较加氢脱硫低30％．40％，且每年可节省操作及处理费用25％，说明膜法汽油脱硫技术具有良好的经济前景。关键词：渗透汽化，汽油脱硫，模拟，中试SimulationandPilotm瞎tofMembraneProcessforFCCGasolineDesulphurizationLiuRongkun(ChemicalEngineering)DirectedbyProf．KongYingAbstractGasolinedesulphurizationbypervapor

5、ation(PV)membraneprocessisanewly-emergeddesulphurizationtechnology．Andthisprocesshasthefollowingadvantages：lowinvestmentandoperatingcost，depthdesulphurization，modulardesign，easilymagnificationandconstructionetc．Thetechnologyhasattractedwideattentionofpetrochemicalfield．Inthisstudy，basedonthesc

6、ale—upexperimentinthelaboratory,theprocesssimulationhasbeendoneaccordingtotheestablishedpervaporationmathematicalmodel．Then，thepilottestswereconductedonthepilotplanttoinvestigatetheperformanceofPEG／PVDFcompositemembrane．Basedonthepilottestresults，theeconomicevaluationofthistechnologywasdone．Th

7、eresultsofthesimulmionshowedthat，thecompensationofincreasedtemperatureonthedeclineofmembraneperformancecausedbyincreasedpressureisveryobvious；Theoptimizationofoperatingparameterscanreducetherequiredmembranearea,butmeanwhileincreasethelo