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120#溶剂油又称橡胶工业用溶剂油,主要成分是80~120℃的烷烃(C6~C8),不含烯烃,约含10-35wt%的正庚烷,具有较好的化学稳定性和热稳定性,主要用于橡胶工业,制鞋行业,及调制各种粘合剂。高纯度正庚烷黏度低,芳烃含量及硫、氮含量低,附加值高,在化工、医药、电子等相关行业需求量逐年增大。我国主要采用精馏法从120#溶剂油中提取工业级正庚烷(30~70wt%)和少量试剂级正庚烷,而精馏法生产高纯度正庚烷回流比大、能耗高,难以生产纯度大于99%正庚烷产品。目前我国市场上的高纯度正庚烷产品完全依赖从日本富士和韩国SK进口。本文利用择形吸附原理,从120#溶剂油中吸附分离获得以正庚烷为主nC6~8烷烃,主要研究吸附分离过程中脱附工艺及条件,分别研究了吹扫脱附和置换脱附工艺条件;对比分析吹扫脱附工艺与置换脱附工艺系统能耗;采用Aspen Plus软件对吸附-精馏精制正庚烷工艺过程进行了模拟。为吸附分离提取高纯度正庚烷工业化生产提供基础研究。 本研究主要内容包括:⑴采用BET、压汞仪和强度测定仪对实验室自制的5A-8分子筛进行表征。结果表明,5A-8具有较完整的晶型,抗压强度为46.36N/cm,其微孔孔容和比表面分别为0.2857cm3/g和675.43m2/g,中孔比表面和孔容分别为40.51m2/g和0.0440cm3/g,大孔孔容、比表面和孔隙率分别为0.2378cm3/g、2.1345m2/g、25.86%。⑵测定了不同吸附温度下的正庚烷在5A-8分子筛上的吸附等温线。结果表明,正庚烷在5A-8分子筛上的吸附等温线均为典型的Ⅰ型等温线,随吸附温度升高,等温线优惠程度降低;35℃、150℃和250℃时正庚烷在5A-8分子筛上的平衡吸附容量分别为18.41g/100gads、14.06g/100 gads和10.84g/100 gads。⑶考察了气体吹扫脱附提取120#溶剂油中正庚烷工艺条件。在适宜的工艺条件下,nC6-8烷烃循环吸附量为1.78~1.92g/100gads,脱附油中nC6~8烷烃含量为99.01~99.24wt%。⑷研究了置换脱附提取120#溶剂油中正庚烷适宜工艺条件。在适宜的工艺条件下,nC6~8烷烃循环吸附量为3.24~3.50g/100gds,脱附油中nC6~8烷烃含量为99.06~99.18wt%。⑸脱附油精馏分离过程模拟,采用Aspen Plus软件建立精馏模拟流程,对吹扫脱附工艺和置换脱附工艺中脱附油分离精馏塔的塔板数、回流比以及进料位置优化。结果表明,气体吹扫脱附中T1和T2塔实际塔板数均为40,回流比分别为6.5和3,进料塔板数分别为16和24;置换脱附工艺中T1、T2、T3和T4塔实际塔板数分别为16、30、30和30,回流比分别为0.6和0.85、0.9和0.95,进料塔板数分别为10、18、15和18。⑹吹扫脱附工艺与置换脱附工艺过程总能耗对比分析。结果表明,置换脱附工艺操作温度为185℃,脱附油在40℃左右即可完全冷凝;气体吹扫操作温度为230℃,脱附油冷凝温度为0℃;置换脱附工艺总能耗为气体脱附工艺总能耗的2.46倍。