离子液体绿色化工产业系统建模分析及可持续性评价

来源 :中国地质大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:hjuns2002
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基于离子液体的绿色化工产业是目前化工行业节能降耗、可持续发展的一种重要技术手段,具有经济和环境双方面的效益,是高耗能化工产业解决困境的出路之一。目前烷基化油的研究焦点集中在反应催化剂、设备等方面,没有从产业角度考虑产业的上下关联。因为烷基化体系涉及重要化工燃料汽油,在目前的燃料格局下,还将长期影响整个地球环境,所以亟须从多个角度进行细化。本文从微观到宏观多尺度对烷基化油化工产业进行全面研究,由机理扩展到中试侧线试验,再到工业化装置应用,阐述了烷基化油在内的几种油品及生产烷基化油的不同工艺路线对产业经济效益和社会效益的影响机制,采用环境影响评价方法对比分析,提出可持续发展路线下离子液体助催化烷基化油清洁生产工艺路线,在循环经济和绿色化学的理论指导下从小试创新到中试侧线研发,再至成熟工业应用,进行绿色过程系统集成和可持续发展的评价。主要研究内容与成果如下:(1)针对离子液体催化烷基化产业,开展了离子液体助催化传统硫酸烷基化的从小试、中试到工业化应用的全流程产业推进模型研究,基于实验室小试基础,建立了百吨级侧线装置和工业装置的离子液体助催化烷基化模型,对精馏系统的关键参数如回流比等进行了灵敏度分析。结果表明,应用产业推进模型,能够由小到大,由简单到复杂,推进产业经济,对工程技术人员和工程经验有非常大的指导作用。(2)对包含烷基化油、重整油和催化汽油在内的三种汽油池组分进行了环境影响评价,研究结果显示重整油和催化裂化汽油主要会引发光化学氧化,其次是水生动物毒性、陆地毒性和人体吞入毒性,而烷基化油的主要影响是水生动物毒性,基本上没有光化学氧化影响。(3)离子液体法的小试、侧线及工业化装置的运行表明,与传统的硫酸工艺相比,异辛烷产品收率提高5%,催化剂酸耗降低50%,达到了小试实验催化剂降耗50%的效果。对离子液体新技术工业实施的可行性进行全面分析,实现了二十万吨离子液体催化生产异辛烷工业装置的优化集成和稳定运行。
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