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碳四烃主要来源于炼厂,关键组分有丁二烯、异丁烯、正丁烯、异丁烷和丁烷。丁二烯主要应用于高分子聚合工业,异丁烯主要用于生产MTBE、丁基橡胶,正丁烯可转化为异丁烯或和异丁烷生成异辛烷,异丁烷还可脱氢生成高纯异丁烯,正丁烷的使用率较低。和运集团碳四综合利用工艺已建成烷基化工艺,将原料中的异丁烷和丁烯转化生成异辛烷。烷基化工艺原料中的丁烯占44.06%,较异丁烷含量38.47%较高,需补充异丁烷,13.66%的正丁烷组分作为副产品送出,因此新建一套异构化单元将正丁烷转化为异丁烷,作为烷基化工艺的补充异丁烷。本文使用Aspen Plus软件,采用BWR-LS方程,对联合工艺的精馏塔进行模拟,在原设计的前提下,提出了两种优化方案,并分析工艺影响。利用化工流程模拟软件分别对制冷单元、分馏单元、异构化单元进行模拟,生产工艺总进料50993 kg/h,主产品异辛烷产量50329 kg/h,主产率98.7%。比较了制冷单元、分馏单元模拟数据和现实数据,模拟结果误差较小,温度误差基本小于2℃,组成误差不大于2.5%,模型选择恰当。并提出了两处工艺优化,第一、合并异辛烷分馏单元和异构化产品单元,取消了异构化单元的丁烷分离塔和脱重塔,将稳定塔底产品混丁烷直接送入脱异丁烷塔,减少2台精馏塔;第二,将关键中间产品循环异丁烷含量下降为85%,减少分离精度。两处优化都有效的降低了精馏系统的能耗。第三章对优化的精馏系统进行模拟。脱异丁烷塔C201新增进料混丁烷,进料位置为第28块塔板,进料温度56℃,回流比增加到0.96,再沸器能耗为68.31 GJ/h,能耗上升4.99 GJ/h。脱正丁烷塔C202进料位置更改为第12块塔板,回流比下降到1.3,再沸器能耗10.85 GJ/h,上升2.95 GJ/h。稳定塔C301操作压力2.1 MPaG,回流量20 t/h,再沸器能耗6.74 GJ/h,增加了0.22 GJ/h。取消丁烷分离塔C302和脱重塔C303,总能耗下降4.64 GJ/h。异丁烷含量从88%下降到83%,下降了5%,使循环异丁烷和制冷单元的负荷分别上升了4.0%和2.5%,脱异丁烷塔回流比降低到0.66,能耗降低到61 GJ/h,能耗下降了7.31 GJ/h,其他体系影响很小。优化工艺对已有工艺的脱异丁烷塔和脱正丁烷塔的进料位置进行工艺改造,简化了精馏系统,使操作难度降低,工艺投资降低。将副产品重组分转化为主产品异辛烷,两种产品市场价值相当,对其余原材料和产品的流量影响较小。同时进行两项优化,总工艺能耗由111.8 GJ/h下降至100.7 GJ/h,下降了10%,年节约成本702万元。