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Aspen年产30万吨环氧丙烷项目工艺流程设计模拟及塔设备选型(4)

时间:2024-01-18 21:44来源:毕业论文
因此,本设计丙烷制丙烯采用Oleflex催化脱氢工艺。 2。1。3 工艺设计 图1 Oleflex再生工艺流程图 Oleflex工艺流程设计如图 1所示,可分为原料预处理、脱氢反

因此,本设计丙烷制丙烯采用Oleflex催化脱氢工艺。

2。1。3 工艺设计

 图1 Oleflex再生工艺流程图

Oleflex工艺流程设计如图 1所示,可分为原料预处理、脱氢反应、回收精馏和催化剂再生四个部分[7]。 

(1)原料预处理

由于Oleflex 工艺要求丙烷纯度大于 97%,因此在反应器之前利用脱丙烷塔脱除C4组分,得到高纯度丙烷[7,8]。

(2)脱氢反应

反应方程式为:

主反应         

副反应       

高纯度丙烷与氢气充分混合后,经加热炉加热后进入4台径流式移动床反应器发生脱氢反应。由于反应是吸热的,因此在4台反应器之前添加加热炉来维持转化率[7,8]。

(3)回收精馏

回收精馏部分采用了深冷分离法,其原理是在低温条件下,利用混合气组分间的沸点差,使部分气体冷凝,从而达到分离的目的。由于氢气的标准沸点为-252℃,与丙烷、丙烯、丙炔的沸点(-42℃、-47℃、-23℃)相差较大,因此深冷法可实现氢气与烃类物质的分离[7,8]。

反应生成气经冷却、压缩、干燥后被送至深冷分离系统,得到烯烃产物进入选择加氢单元去除二烯烃。然后,通过脱乙烷塔和丙烯精馏塔得到聚合级丙烯[7,8]。

(4)催化剂再生 

催化剂再生部分具有抑制催化剂烧焦、铂催化剂重新分配、除去额外的水分及催化剂再生四项功能[7,8]。

2。2  丙烯制环氧丙烷工艺设计

2。2。1  工艺现状

目前世界上丙烯制环氧丙烷生产技术主要有:氯醇法、共氧化法和过氧化氢直接氧化法[9,10]。

(1)氯醇法 

氯醇法是丙烯、氯气和水在38℃的条件下进入氯醇化反应器,生成氯丙醇。然后,氯丙醇溶液进入皂化塔,与来自电解槽的电解液反应生成环氧丙烷产品[9]。

(2)共氧化法

共氧化法主要包括乙苯共氧化法和异丁烷共氧化法[9]。

① 乙苯共氧化法

乙苯共氧化法是乙苯在140~150℃和0。30 MPa的条件下,在过氧化反应器中被压缩空气氧化,生成过氧化氢乙苯。然后,浓缩的过氧化氢乙苯与丙烯在115℃和2。35~2。55 MPa的条件下,进入装填钼催化剂的环氧化反应器发生反应,生成环氧丙烷和苯乙醇。最后,苯乙醇在260℃和0。28 MPa的条件下,在铝催化剂的作用下脱水,得到2~3倍环氧丙烷量的苯乙烯联产品[9]。

② 异丁烷共氧化法 

异丁烷共氧化法是异丁烷被压缩空气氧化,生成过氧化氢异丁烷。然后,过氧化氢异丁烷与丙烯反应生成环氧丙烷,同时联产2~3倍环氧丙烷量的叔丁醇。反应的具体过程和条件与乙苯共氧化法相似[9]。

共氧化工艺中丙烯的转化率为98%,环氧丙烷的选择性均为96%。

(3)过氧化氢直接氧化法

过氧化氢直接氧化法是丙烯和过氧化氢,在40~50℃和2。0 MPa的条件下,通过4台装填TS-1催化剂的固定床反应器直接氧化,生成粗环氧丙烷,再经隔板精馏塔的精馏得到环氧丙烷产品。该工艺中H2O2的转化率为96%,环氧丙烷的选择性为95%[10]。

2。2。2  工艺方案选择源F于K优B尔C论V文N网WwW.youeRw.com 原文+QQ752^018766

国家工业和信息化部出台的《石化和化学工业“十三五”发展规划》中明确指出,直接氧化法制环氧丙烷技术将成为“十三五”期间技术创新重点项目。丙烯制环氧丙烷工艺技术的比较结果列于表4。

表4 丙烯制环氧丙烷各工艺的比较

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