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乙烯裂解装置产生的C5原料是一种典型的窄沸程烷烃、烯烃、二烯烃以及炔烃的混合物。由于该混合物各组分沸点非常接近,不宜采用普通精馏分离,而萃取精馏已成为一种从C5馏分中分离出异戊二烯IP(英文名称Isopentadiene)比较适宜的方法。 中石油吉林石化公司为努力开发成功此项分离工艺技术,决定开展乙腈法分离C5馏分中异戊二烯关键技术模试研究。 结合上述任务,本论文对乙腈法分离C5馏分中IP模试中的预脱炔塔、第一萃取精馏塔和第二萃取精馏塔进行了比较详细的研究。 本论文对预脱炔塔进行了模拟优化计算,讨论了预脱炔塔的理论板数、回流比和进料板位置对预脱炔效果的影响,得到了适宜的理论塔板数85~95,回流比23~28,进料位置在第35-40块塔板。基于预脱炔塔优化的参数,在建立的模试装置上进行了模试考察,结果表明:模试装置理论塔板数为93,回流比为25,进料位置为第40块塔板,试验中预脱炔塔进料温度30℃,塔顶温度为35.2℃,塔釜温度为55.9℃时,可达到塔顶IP(wt%)≤1.0,塔底产物2-丁炔(wt%)≤0.02,2-甲基-1-丁烯-3-炔(wt%)≤0.04的工艺要求。 本论文还考察了萃取精馏工序第一萃取精馏塔和第二萃取精馏塔的理论板数、回流比和腈烃比对塔分离效果的影响。模拟优化计算结果表明,第一萃取精馏塔(T0201)适宜理论板数130~140,回流比4.0~5.0,腈烃比5.0~6.0;第二萃取精馏塔(T0203)适宜理论板数135~145,回流比4.0~5.0,腈烃比3.5~4.5。 基于第一萃取精馏塔模拟优化的参数,在建立的模试装置上,本论文进行了模试考察。结果表明:模试装置理论塔板数为138,回流比为4.5,腈烃比5.5,试验中第一萃取精馏塔C5进料温度50℃,塔顶温度35℃,塔釜温度55℃时,能够达到工艺要求的分离指标,即塔顶IP(wt%)≤1.0,乙腈(wt%)≤5.0;塔釜2-甲基-1-丁烯(wt%)≤1.2,2-甲基-2-丁烯(wt%)≤3.0。 同样,基于第二萃取精馏塔(T0203)模拟优化的参数,在建立的模试装置上,本论文继续进行了模试考察,结果表明:模试装置理论塔板数为138,回流比为4.0,腈烃比4.0,试验中第二萃取精馏塔C5进料温度55℃,塔顶温度40℃,塔釜温度75℃时,能够达到工艺要求的分离指标,即塔顶IP(wt%)≥98.0,环戊二烯≤100ppm,2-甲基-1-丁烯-3-炔≤100ppm,塔釜IP(wt%)≤2.0。 本研究结果可为努力开发成功适合中石油吉林石化公司的乙腈法抽提异戊二烯工艺、完善工艺包提供技术支撑。