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目前利用轻烃原料生产高纯度戊烷系列产品的大部分生产工艺,能耗和投资都较大,并且产品纯度不够高。为此,本文将通过模拟优化与实验分析的方法,探索出生产高纯戊烷的优良工艺及其适宜的工艺参数,降低生产成本。对以某厂提供的6t/hr轻质烃类为原料,生产纯度均达到99.00%的异戊烷和正戊烷的五种常规塔序分别进行模拟计算。通过综合对比,确定分离序列二为优选常规塔序,即先脱C6+的重组分,再脱C4-的轻组分,最后进行异戊烷和正戊烷分离的流程。当优选分离序列产品塔塔顶分别产出iC5/C5为8:2和7:3的混合戊烷时,与产出纯异戊烷时相比,系统的总再沸负荷分别减少了21.33%和28.06%。可见,直接产出混合戊烷比用纯品调和更具优势。针对优选分离序列耗能仍然较大的问题,采用差压热集成技术,使脱重塔的冷凝器与产品塔的再沸器进行集成。通过模拟对比可知:当产品为纯异戊烷和纯正戊烷时,差压热集成前后分离系统的总冷凝负荷和总再沸负荷各减少了37.48%和38.80%;当产品为iC5/C5为8:2的混合戊烷和纯正戊烷时,各减少了22.12%和23.43%;当产品为iC5/C5为7:3的混合戊烷和纯正戊烷时,各减少了15.34%和16.17%。对用于精制高纯度戊烷系列产品的常规塔序流程和热偶精馏流程的工艺参数和节能效果进行了计算和比较。模拟结果表明:在异戊烷和正戊烷纯度均达到96.00%且各自达到一定收率的前提下,与常规精馏塔序列相比,采用热偶精馏塔省去了13块理论板、2个冷凝器和2个再沸器;8.57%的再沸负荷。主塔至副塔的气液回流量对热偶精馏体系的能耗和产品的纯度影响甚大。通过模拟可得,气相回流V’=23460kg/hr;液相回流L=23450kg/hr。以产品塔侧线采出的方式对优选分离序列及其差压热集成工艺进行适当的改进。改进的工艺具备节能、调控方便、能同时产出混合戊烷和纯戊烷等优点。通过对在某厂采集到的现场数据和模拟计算值的对比可知,二者吻合较好,证明了前述所选的热力学方程、所用的计算方法是合理的;得到的结果是正确的。以优选分离序列差压热集成工艺分离该厂轻质原料生产高纯度戊烷系列产品较原顺序分离工艺更具优势。