催化精馏技术新进展

综述了各种催化精馏塔及其内构件,包括拟固定床式、填料式、悬浮颗粒式和背包式等;介绍了催化精馏过程的各种模拟计算方法,如级模型、微分模型、人工神经网络模型和商用软件在模拟过程中的应用,并简要叙述了催化精馏技术的开发现状、工业应用状况以及与其他先进技术耦合研究的情况。集精馏填料和催化剂于一体的整体填料的催化精馏内构件以及高活性、高选择性、长寿命催化剂的研究是催化精馏技术进一步发展的研究重点。     

催化精馏塔中液体的一维流动三维扩散与产品收率的关系

液体的非理想流动行为对催化精馏过程有着重要的影响,也是影响催化精馏塔设计与放大的一个重要因素。 以一维流动三维扩散模型为基础,预测了在反应条件下,收率沿催化精馏塔的轴向、径向的分布。通过甲基叔丁基醚 工业塔实例,阐述了液相轴向、径向扩散系数与液相有效流速对催化精馏过程的影响。     

催化精馏工艺在催化汽油改质技术中的应用

综述了催化精馏技术及其在汽油改质中的应用研究与进展。介绍了催化精馏技术的原理及特点,对催化精馏塔及催化精馏催化剂装填技术进行了总结;同时介绍了催化精馏技术在汽油改质中的研究现状和应用。     

催化精馏技术在石油化工中的应用

综述了国内外催化精馏技术在石油化工中的应用进展 ,主要介绍了催化精馏技术在醚化、烷基化、异构化、加氢、水解、酯交换、酯化等各种平衡反应中的应用。简要论述了如何开展我国催化精馏技术的研究与开发     

乙酸甲酯催化精馏水解过程的模拟计算分析

以文献报道的乙酸甲酯催化精馏宏观动力学方程为基础，应用Aspen Plus软件模拟分析了有塔顶出料和全回流无塔顶出料2种不同工况下乙酸甲酯的催化精馏水解过程，探讨了影响乙酸甲酯水解率的因素。结果表明，使用Aspen Plus可以较好地模拟乙酸甲酯的催化精馏水解过程；水酯比、回流比、进料位置对水解率都有影响；在塔顶有产品采出的情况下应合理控制采出率，使分离和反应均达到最佳效果。     

浅述催化精馏技术

介绍了国内外催化精馏技术的发展概况，催化精馏技术的特点及催化精馏技术在工业生产ＭＴＢＥ和ＩＰＢ中的应用情况     

FCC汽油催化精馏烷基化硫转移中试研究

FCC汽油中的硫化物与烯烃进行催化烷基化反应,并通过精馏将硫富集在重馏分中.在直径为200 mm的催化精馏反应塔上,分别采用长方形精馏元件和圆柱状不锈钢丝网捆包式的催化精馏元件装填在反应段,进行了FCC汽油催化精馏烷基化硫转移中试,结果表明:采用树脂催化剂,常压、连续操作,在同一反应段中,圆柱形不锈钢捆包式催化精馏元件比长方形催化精馏元件装填的催化剂量大,反应段装填圆柱形不锈钢捆包式催化精馏元件时,质量空速为0.56 h-1,回流比(质量)为1.5∶1.0～1.0∶1.5,轻汽油馏分的切割点可以达到108.1℃,塔顶轻汽油的硫质量分数在9.09～15.3 μg/g,塔顶轻汽油中噻吩硫的转移率可以达到87.78％.     

苯烃化催化精馏过程的研究

针对苯烃化催化精馏过程，围绕减缓催化剂失活的问题，采用过程数学模拟与试验研究相结合的方法，考察了进料苯烯物质的量比对过程结果和催化剂失活的影响。研究表明，苯烃化催化精馏工艺中，乙烯转化率为１００％，乙苯和多乙苯的选择性大于９９．７％，反应物中没有其它工艺中产生的甲苯和二甲苯；苯烃化催化精馏过程进料苯烯物质的量比（１．５～２．０）低。采用新工艺后，催化剂操作周期比其它工艺可延长几十倍，分离费用可大幅度下降。     

催化裂化汽油催化精馏二烯烃加氢过程的模拟分析

采用Aspen Plus化工流程模拟软件,模拟和分析了催化裂化汽油催化精馏二烯烃加氢过程,考察了回流比、氢油比、空速、压力对二烯烃加氢转化率的影响。结果表明,降低反应空速、氢油比和回流比以及提高反应压力有利于催化裂化汽油二烯烃加氢转化率的提高。模拟分析结果可为催化裂化汽油催化精馏二烯烃加氢过程的操作优化以及工艺设计提供指导和依据。     

催化反应精馏合成甲缩醛的工艺研究

在催化反应精馏制甲缩醛的过程中,影响工艺过程的因素很多。实验以甲醇和甲醛为原料,以树脂催化剂催化精馏制甲缩醛,在其它条件不变的情况下,考察了反应中精馏塔内部温度、浓度梯度变化、醛醇比和投料量对甲缩醛产物的影响。     

浆料催化精馏酯交换合成碳酸二甲酯

在内径25mm的填料塔内,采用平均粒径4μm的201×7型强碱性阴离子交换树脂为催化剂,以甲醇和碳酸丙烯酯为原料,对浆料催化精馏酯交换合成碳酸二甲酯新工艺进行了研究。考察了回流比、催化剂含量、进料醇酯比及进料总流量对该工艺的影响。实验结果表明,将浆料催化精馏用于酯交换合成碳酸二甲酯是可行的,在适宜的操作条件下(回流比4、催化剂与碳酸丙烯酯的质量比为0.03、甲醇与碳酸丙烯酯的摩尔比为8.5、进料总流量为3.0m ol/h),碳酸丙烯酯的转化率可达95%以上。     

催化精馏反应器新型内构件的研究Ⅱ.合成异丙苯

为了证实催化精馏反应器新型内构件的实用性 ,以丙烯与苯烷基化合成异丙苯为模型反应进行了热态试验研究。结果表明 ,这种新型的催化精馏塔结构不仅具有催化剂装卸方便、催化剂装填量大、床层压降低以及操作范围大等优点 ,而且可在高苯空速和低苯烯比的条件下取得高转化率、高选择性的反应结果 ,各项指标均大大优于固定床鼓泡反应器。从单位体积反应器生产能力进行比较 ,新型催化剂装填方式是固定床鼓泡反应器的 4倍以上。     

丙烯精馏塔热泵流程的优化

利用Aspen Plus流程模拟软件,选用RK-SOAVE物性模型和RADFRAC精馏模型,对常规丙烯精馏塔的操作工况进行了模拟.在此基础上,对丙烯精馏塔的2种热泵流程即塔顶蒸汽直接压缩式热泵流程和塔釜液闪蒸再沸式热泵流程进行了模拟计算.结果表明,对于丙烯精馏塔而言采用塔釜液闪蒸再沸式热泵流程更有利.所选热泵精馏流程优化操作参数如下:丙烯精馏塔进料位置为第125块塔板,回流比为16.5,节流阀压力为1.0 MPa.通过对操作参数进行优化,在处理量相同的情况下,可使塔釜液闪蒸再沸式热泵精馏流程压缩机功率降低352.39 kW,辅助冷却器负荷降低31.72 kW.     

多相催化精馏合成碳酸二甲酯

利用催化精馏装置,以氧化钙为活性组分的复合型固体碱为催化剂,考察了碳酸丙烯酯(PC)和甲醇酯交换合成碳酸二甲酯(DMC)工艺中催化剂载体和活性组分含量对反应的影响,以及反应温度、回流比和进料空速的影响。结果表明,以酚醛树脂为载体、CaO负载质量分数50%的催化剂适用于催化精馏反应,PC转化率高达97 43%,并得出最佳反应工艺条件:温度337K,回流比6/1,PC进料空速0 3h-1。     

苯烃化制异丙苯的催化蒸馏技术研究

采用石油化工科学研究院开发的ＡＥＢ分子筛催化剂,在小型试验装置上进行苯烃化制取异丙苯的催化蒸馏技术研究。催化蒸馏塔采用自行开发的新型高效构件,该构件具有传质阻力小、压降低、操作弹性大等优点。经过２５０ｈ连续试验,找出了理想的操作参数和工艺实现方式。在进料苯丙烯摩尔比１∶１,丙烯空速０．４～３．０ｈ－１的条件下,丙烯的转化率达９９％以上,异丙苯选择性大于９０％。     

苯与丙烯催化反应器的设计

分别对苯与丙烯烷基化合成异丙苯的悬浮床催化精馏塔和固定床反应器进行了设计。建立了悬浮床催化精馏塔的工艺计算和流体力学模型 ,并对 48kt/a异丙苯悬浮床催化精馏塔进行了设计。设计结果表明 ,操作点处于塔板的适宜操作区范围之内。固定床反应器的设计是在满足全床层压降限制条件下 ,催化剂粒径由 3 75mm降至2mm ,增大了液固传质系数 ,提高了催化反应速率。     

酯交换合成碳酸二甲酯工艺过程开发研究

通过酯交换法,以甲醇和碳酸丙烯酯为原料,反应精馏合成碳酸二甲酯,筛选出最佳催化剂,确定了其用量,考察了原料配比等反应转化率的影响。同时,采用萃取精馏法对甲醇和碳酸二甲酯二元恒沸物的分离过程进行了研究,得到了适宜的萃取剂,研究了萃取剂的配比和回流比对分离性能的影响。并考察了催化剂和萃取剂的回收及循环使用时反应和分离性能的影响,对副产品丙二醇的分离提纯工艺也进行了考察,从而得到了酯交换合成碳酸二甲酯全     

隔离壁萃取精馏塔分离丙烯-丙烷的模拟

提出了采用隔离壁塔分离丙烯-丙烷的新工艺。采用Aspen Plus软件中的MultiFrac模型对其进行了模拟计算。在主塔理论板数55;副塔理论板数11的情况下,利用灵敏度分析模块分析了乙腈含水量、溶剂比、回流比、分配比对分离效果的影响。结果表明,隔离壁萃取精馏塔的适宜工艺条件为:乙腈中含水质量百分数14%;溶剂比5.2;主塔回流比8;分配比4∶1。与常规精馏和常规萃取精馏工艺进行了对比,完成相同的分离任务,该新工艺比常规精馏和常规萃取精馏工艺分别节能39%、20%。     

基于严格机理模型的精馏塔软测量技术的开发

开发了精馏塔的严格机理模型,用三对角矩阵算法对模型进行求解,采用BWRS状态方程计算泡点、露点和相平衡常数等热力学及物性参数,利用有机回归K技术在保证模型精度的同时大大提高了运算速度。以具有代表性的乙烯精馏塔作为模型验证对象,验证结果表明,所建立的严格机理模型可用于实际工业过程;将基于严格机理模型的精馏塔软测量技术用于气分装置中的脱丙烷塔和丙烯精馏塔,对温度和组成进行软测量,温度和组成的计算值与测量值吻合;基于严格机理模型的精馏塔软测量的精确度和可靠性能完全满足实际应用的需要。     

萃取精馏分离环氧丙烷-水-甲醇混合物的模拟

采用化工流程模拟软件Aspen Plus,以NRTL模型计算气液平衡,对萃取精馏分离环氧丙烷-水-甲醇混合物的过程进行模拟。选择1,2-丙二醇为萃取剂,考察了萃取剂与原料的质量比(溶剂比)、萃取精馏塔理论塔板数、粗环氧丙烷进料位置、萃取剂进料位置、萃取剂进料温度和回流比对分离效果的影响。模拟结果表明,在满足环氧丙烷产品纯度为99.99%(w)的条件下,优化的工艺条件为:溶剂比0.45,萃取精馏塔理论塔板数30块,粗环氧丙烷进料位置第20块塔板,萃取剂进料位置第5块塔板,萃取剂进料温度45℃,回流比0.14。在此工艺条件下,环氧丙烷回收率为99.99%,单位产品热负荷为0.936 GJ/t。