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石脑油中链烃环烷烃与芳烃的工艺开发

石脑油中链烃环烷烃与芳烃的工艺开发. 报告人：陈云 2012.11.11. 主要内容. 1. 研究背景. 2. 研究内容. 3. 研究方法. 4. 进度安排. 1研究背景. 石脑油（naphtha）：一部分石油轻馏分的泛称。 石脑油中链烃与环烷烃含量高，芳烃含量较少，辛烷值低 烷烃是最优质的乙烯原料，作为重整原料成芳性最差，辛烷值最低； 环烷烃作为乙烯原料，具有中等水平的乙烯收率，但作为重整原料非常理想； 芳烃作为乙烯原料，不易裂解且易造成炉管结焦，但是很好的重整原料.

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石脑油中链烃环烷烃与芳烃的工艺开发

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Presentation Transcript

  1. 石脑油中链烃环烷烃与芳烃的工艺开发 报告人：陈云 2012.11.11

  2. 主要内容 1 研究背景 2 研究内容 3 研究方法 4 进度安排

  3. 1研究背景 • 石脑油（naphtha）：一部分石油轻馏分的泛称。 • 石脑油中链烃与环烷烃含量高，芳烃含量较少，辛烷值低 • 烷烃是最优质的乙烯原料，作为重整原料成芳性最差，辛烷值最低； • 环烷烃作为乙烯原料，具有中等水平的乙烯收率，但作为重整原料非常理想； • 芳烃作为乙烯原料，不易裂解且易造成炉管结焦，但是很好的重整原料

  4. 从原料组成看，石脑油既是重整装置的主要原料，也是优质的乙烯装置原料，因此对石脑油的优化利用进行研究具有实际意义。从原料组成看，石脑油既是重整装置的主要原料，也是优质的乙烯装置原料，因此对石脑油的优化利用进行研究具有实际意义。

  5. 我国石脑油优化利用的现状 • 目前我国石脑油的加工流程主要有： 汽油型石脑油加工流程 高辛烷值汽油 芳烃型石脑油加工流程（BTX流程） 苯甲苯二甲苯

  6. 我国原油偏重，石脑油收率较低，长期以来存在乙烯裂解与催化重整争原料的问题，为满足乙烯装置的原料供应，催化重整装置开工不足，同时为降低乙烯裂解炉的结焦率，通常将石脑油进行加氢或抽提流程后再进行利用 • 主要缺点： （1）加氢流程未对石脑油进行分离即送入加氢装置，对芳烃的利用不彻底 （2）抽提流程主要是将石脑油中的芳烃进行进行分离，抽余油中含大量环烷烃，进行乙烯裂解时会加剧裂解炉结焦

  7. 石脑油优化分离技术 • 吸附分离技术 • 萃取分离技术

  8. 吸附分离技术 • 主要是利用分子筛吸附 • 如美国UOP公司的MaxEne工艺及美国UCC公司开发的Isosiv技术 • 华东理工大学提出的“分子管理技术集成优化石脑油资源”概念，采用5A分子筛固定床4塔并联吸附过程，并耦合乙烯裂解与催化重整工艺

  9. 萃取分离技术 • 芳烃含量大于70％时宜采用萃取精馏,芳烃含量低于70％时宜采用液液抽提 • 萃取分离技术成功工业化的较多 如以甘醇类为溶剂的Udex法， 以环丁砜为溶剂的Sulfolane法， 以DMSO为溶剂的IFP法， 以NMP为溶剂的Arosolvan法， 以NFM为溶剂的Formex法和Morphylex法 石油化工科学研究院开发的以环丁砜为溶剂的抽提精馏分离芳烃技术（SED)

  10. 吸附分离技术与萃取分离技术相比，抽余油中正构烷烃含量更少，分离更彻底，但目前工业化程度较小吸附分离技术与萃取分离技术相比，抽余油中正构烷烃含量更少，分离更彻底，但目前工业化程度较小 • 萃取分离技术种类多，工业化程度较好，但萃取剂的选择对分离效果的影响显著，且存在分离不够彻底的问题

  11. 2研究内容及意义 • 目前尚无石脑油原料优化利用的完整工艺流程，本课题的意义是提出一种新的流程：萃取分离，实现石脑油中链烃、环烷烃及芳烃的优化利用 • 通过萃取分离，将石脑油分成富含烷烃的抽余油和富含环烷烃与芳烃的抽出油，再经水洗、汽提、精馏等方法，将抽出油与萃取剂进行分离，建立完整的工艺流程，实现石脑油的优化利用 创新点

  12. 进行工艺模拟计算时，需要提供萃取剂与关键组分（环烷烃、芳烃）的交互作用参数，但目前绝大多数环烷烃与萃取剂的交互作用参数缺失，必须依靠实验提供相平衡数据拟合参数进行工艺模拟计算时，需要提供萃取剂与关键组分（环烷烃、芳烃）的交互作用参数，但目前绝大多数环烷烃与萃取剂的交互作用参数缺失，必须依靠实验提供相平衡数据拟合参数 • 故课题整体可分为两部分进行：实验部分和模拟部分

  13. 2.1实验部分 • 进行液液相平衡实验获得相平衡数据 液液平衡数据的测量采用液液平衡釜 利用气象色谱仪对实验数据进行定性定量分析 所需主要实验仪器： 液液平衡釜 气象色谱仪及色谱工作站 精密温度计 多功能恒温水浴（油浴）振荡器 精密电子天平

  14. 液液平衡釜

  15. （1）可选择的萃取剂有环丁砜（sulfolane)，N-甲酰吗啉 (NMF),二甲基亚砜(DMSO),N-甲基吡咯烷酮 (NMP),或N,N-二甲基甲酰胺（DMF) 萃取剂的最终选择由实验结果决定 （2）石脑油成分复杂，实验时选择有代表性的物质作为研究对象： 芳烃：苯，甲苯 环烷烃：环戊烷，环己烷，甲基环己烷

  16. 大多数有关相平衡的文献都集中在 the Journal of Chemical Thermodynamics(二区) the Journal of Chemicaland Engineering Data(二区) Fluid Phase Equilibria(三区) • 对环烷烃与链烃的相平衡研究较少，对芳烃与环烷烃或链烃的液液相平衡研究较多

  17. the Journal of Chemical Thermodynamics • 1）Measurement of (Liquid+Liquid) Equilibria for (N-formylmorpholine+Benzene+Cyclohexane）at Temperatures (303.15,308.15,and313.15)K 主要内容是测定N-甲酰基吗啉与苯，环己烷的相平衡数据，得到了N-甲酰基吗啉的选择性系数与分配系数利用NRTL方程与UNIQUAC方程对相平衡数据进行回归获得交互作用参数 • 2）Liquid-Liquid Equilibria Measurement of Systems Involving Alkanes(Heptane and Dodecane),Aromatics(Benzene or Toluene) and Furfural 主要内容是测定烷烃（庚烷与十二烷），芳烃（苯或甲苯）与糠醛的相平衡数据，并对数据可靠性进行了检验，利用NRTL方程回归相平衡数据 • 3）Determination and correlation of liquid–liquid equilibria for four binary N,N-dimethylformamide + hydrocarbon systems 主要工作是获得N,N-二甲基甲酰胺与烷烃（己烷，庚烷，辛烷，环己烷）的相平衡数据，利用NRTL方程回归，并利用UNIFAC(Dortmund)模型进行预测，比较了预测值与实验值之间的误差 the Journal of Chemical and Engineering Data Fluid Phase Equilibria

  18. 2.2模拟部分 • 2.2模拟部分 • 利用实验获得的相平衡数据进行拟合，获得NRTL或UNIQUAC方程的交互作用参数后，建立流程图，进行模拟，流程图如下

  19. 王健，孙津生等利用Aspen Plus对环丁砜芳烃抽提体系进行了模拟，依据现有文献及UNIFAC官能团法对气液平衡数据进行估算，根据物系特点确定各塔最佳的热力学模型，获得比较理想的结果 • 陈东初，叶红齐对N-甲酰基吗啉芳烃抽提体系进行了研究，根据获得的液液相平衡数据对抽提过程进行了模拟，探讨了N-甲酰基吗啉的抽提性能及热力学模型在抽提中的应用 • 何西涛，干爱华，周子胜利用PROⅡ对环丁砜芳烃抽提体系进行了逐塔模拟与优化，进而对全流程进行了优化模拟，给出了最佳的工艺操作参数

  20. 模拟的主要工作 初步模拟 中期模拟 最终结果 优化各个单元操作 的计算模型，选择 物系的最优热力学 模型获得各个单元 操作的最佳工艺条 件及最低能耗 熟悉软件，初步确定操作工艺参数，获得初始模拟结果 对整个工艺进行 全流程模拟得出 最终计算结果

  21. 3进度安排 查阅文献 确定具体 实验 进行实验 模拟及 论文撰写 2012.11-12 2013.2-5 2013.6-2014.6

  22. Thank You

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