一,内容摘要
本设计以丙稀与丁烯为原料,采用Dimersol 法共聚制备庚烯,反应器采用五级催化反应器, 通过三级分离获得纯度高于99.6%的庚烯产品. 本设计采用ASPEN作为辅助手段对工艺流程进行 了优化, 分离体系的平均操作温度和能耗大幅降低, 产品回收率高, 同时对原有工艺进行了改进, 通过循环最大程度的利用未反应的原料,提高了原料的利用效率,同时,对工艺中的C8,C11 进行了回收,增加了项目的利润.通过对项目成本,收益,利息,折旧等计算对本设计进行了初 步的可行性分析. 本设计还对过量原料的回流再用进行了初步的探讨, 证明回用流程造成其他产 品质量的大幅下降,并导致项目利润的降低.
二,项目背景
随着经济全球化的发展,石油产品的市场需求量迅速提高,相关石油化学品物价上涨.众所 周知,石油产品是一个国家的工业基础,但目前各个国家都面临着石油资源短缺的难题,特别是 欧美发达国家的石油需求更为紧张. 于是人们都在努力从多方面来解决这至关重要的问题, 如寻 找石油的代替品或合成石油产品等. 1 庚烯的应用领域: (1)作为各种聚合物的共聚单体 高级烯烃按其碳链长度有不同的应用,较低碳链烯烃如C4(丁烯-1),C6(己烯-1), C7(庚烯 -1)和C8(辛烯-1),用作高密度聚乙烯HDPE 和线型低密度聚乙烯LLDPE生产的共聚单体,占 总消费量50%以上.这类新型聚乙烯树脂具有良好的耐热性,柔软性,透明性,抗拉强度,抗冲 击强度及耐环境应力开裂性. (2)作为制备脂肪醇的中间体 庚烯经羰基合成制得的直链庚醇是重要的增塑剂中间体, 由直链醇制得的邻苯二甲酸酯增塑 剂的低温柔软性更好,挥发度更低,加工性能更好,室外耐温性更佳,直链醇增塑剂主要用于户 外用具的聚氯乙烯料,墙面涂料,电线电缆料,汽车装饰件和配件料等. (3)制备高级脂肪酸 烯烃可以氧化合成脂肪酸,特别是奇碳数脂肪酸,是生产润滑剂的最好原料.由1-庚烯齐 聚而得聚α—烯烃(PAO),是一种低粘度,低倾点,高粘度指数,化学和热稳定性好的优质合成 润滑油.以PAO为基础油能生产出国际标准化组织(ISO)确定的各种粘度等级的工业润滑油. (4)作为汽油添加剂 国家环保局制定了 "车用汽油有害物质控制标准" 新标准中规定: , 汽油中的烯烃含量≤35%, 芳烃含量≤40%,硫含量≤800ppm.目前,我国车用汽油仍以催化裂化(FCC)汽油为主,其烯 烃体积分数为45%—50%(荧光法分析),因此必须降低烯烃含量,但由于汽油辛烷值主要来源
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于其中的烯烃和芳烃, 烯烃含量降低必然导致辛烷值的下降. 不同的烯烃对汽油的辛烷值影响不 同,对辛烷值降低与烃类之间的关系进行研究发现,C7烯烃的变化对辛烷值损失的影响最大, 因此向催化加氢后的汽油中添加庚烯,可以解决新标准汽油的辛烷值问题. (5)庚烯还可以用于制备线性烷基苯,烷基二甲胺,α-烯烃磺酸酯,联苯醚二磺酸酯,烯 基琥珀酸酐,环氧化物,硫醇,高分子量蜡,金属工作液等其他产品. 2 庚烯制备方法进展 (1)萃取分离法 庚烯存在于热裂化, 特别是气相裂化所产的裂化汽油中, 这种方法是从石油裂化产品中分离 庚烯.然而,裂化汽油中各个馏分的组成异常复杂,并且目前几乎不可能从一种适当的裂化汽油 分离出任何单体的,特别是高碳数的C6或C7馏分理论上可能合有的异构烯烃是如此之多,以至 于在分馏中必然发生各组分的沸点交叉,分离条件非常苛刻,从经济角度分析,采用这种方法获 得具有经济可行性的庚烯是不适宜的,这种方法已经基本淘汰. (2)正构烷烃热裂解法 用正构烷烃热裂解法制备庚烯通常采用脱油的石蜡馏分作原料, 这些石蜡馏分通过脱蜡从润 滑油馏分中分离得到的.用正构烷烃热裂解法生产庚烯工艺设备简单,建设费用低,运行成本也 相对较低,同时,这种制备方法可以得到以α-烯烃为主要成分的产品.但是石蜡馏分在热裂解 过程发生各种复杂的副反应, 裂解烯烃馏分常常在很大程度上被二烯烃和芳烃所污染, 副产物难 于分离,得不到高纯度的目标产物,不能作共聚单体,且原料和生产能耗系数高.采用这种工艺 的公司主要有Chevron和Shell,它们的石蜡裂解工厂也已经陆续关闭. (3)脂肪醇脱氢法 脂肪醇脱氢法是这也是一种比较早期的方法, 由于原料难以获得, 以这种方法制备庚烯已经 被基本淘汰. (4)低分子烯烃共聚法 Dimersol 法 它是由法国石油研究院首先开发出来, 这是一种以分子筛负载镍与烷基铝络合物催化剂, 利 用丙稀和丁烯为生产原料,在常压催化条件下聚合生成约含25%己烯,47.5%庚烯,16.5%辛烯, 11%壬烯和其他较高分子烃类的合成烯烃的方法. 它最初的目的是将催化裂化或蒸汽裂解的丙烯 和(或)丁烯进行选择性二聚或共二聚以制取高辛烷值汽油掺合组分或石油化工原料. Lewis 酸法 此法是以Lewis酸为催化剂 (主要是磷酸系) 丙稀, , 丁烯在常压催化和135℃以下的条件下, 30-40%转化为庚烯,同时还生成己烯,辛烯和其他较高烃类.由Chevon公司开发.丙烯丁烯共 聚法反应条件温和,生产高效,产品质量高,且能耗少.其中Dimersol法的烯烃二聚支链化程度

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