焦化粗苯加氢精制萃取精馏工艺优化

本文在分析传统焦化粗苯加氢精制萃取精馏分离工艺基础上,系统研究了萃取精馏工艺及其节能措施。针对目前焦化粗苯加氢精制萃取精馏工艺普遍存在着工艺能耗较高,溶剂比较大的特点。本文在原有流程的基础上,对工艺进行优化改进,提出了加氢精制分离新工艺,筛选出适宜的混和溶剂以减少溶剂比。 在常规流程的基础上,对萃取精馏塔、苯甲苯塔采用气相进料。利用ASPEN PLUS化工模拟软件,对改造前后的工艺进行模拟计算并且对气相进料工艺中的萃取精馏塔和苯甲苯塔的回流比、进料位置、塔顶压力、理论板数进行了灵敏度分析,确定了最佳操作参数。将改进前后的工艺进行能耗比较,表明采用气相进料工艺比常规工艺节能27%以上。 混和溶剂的筛选,以N-甲酰吗啉作为主溶剂,DMF或DMAC作为副溶剂选用修正的UNIFAC热力学模型预测和汽液平衡实验相结合的方法对其进行筛选。通过使用MATLAB数学软件编程计算,研究发现在溶剂比为3:1的条件下当NFM/DMF=4或5 (质量比)的时候,环己烷对苯的相对挥发度大于NFM和DMF作为单一溶剂时环己烷对苯的相对挥发度。通过汽液平衡实验,结果表明用DMF作为助溶剂优于DMAC,并且混和溶剂存在一个最佳的溶剂比,当NFM/DMF=4(质量比)的时候分离效果最佳。进一步研究表明,溶剂比的增加可以增加分离效果,但是当溶剂比大于一定值后,增加幅度趋于平缓。 建立起萃取精馏装置并对筛选出的萃取剂的分离效率进行了实验验证研究,针对回流比和溶剂进料速率两个操作参数进行研究,发现在相同的操作条件下,以NFM/DMF=4(质量)作为溶剂,塔顶馏分中环己烷的最高含量大于NFM或DMF作为溶剂时塔顶馏分中环己烷的含量。表明筛选出来的混和溶剂的分离效果确实优于单一溶剂。在常规间歇精馏过程中,通过对塔顶馏分中环己烷的最高质量分数、塔顶馏分的产量、塔顶馏分中环己烷的质量分数以及环己烷的收率的研究,表明溶剂流率对以上各参数的影响比回流比来得大。