高品质庚烯的工艺流程优化设计

塔顶热量 （MMKCAL/H）
塔釜热量 （MMKCAL/H）
-0.92967 -0.9296539 -0.9296635 -0.9297172 -0.929885 -0.9303657 -0.9316799
1.55836586 1.55834487 1.55832676 1.55829341 1.55820606 1.55795775 1.5572728
-0.9296635
再沸器负荷 （MMkcal/h r）
0.81229758
蒸出率
0.67
回流比
3.5
（2）分离塔T2 的设计与优化
❖ T2的理论塔板数及回流比
VARY 1
19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
塔顶热量 （MMKCAL/H）
-0.7365898 -0.7365419 -0.7365135 -0.7364931 -0.73648 -0.7364726 -0.7364689 -0.7364707 -0.7364893 -0.7365887 -0.7367975 -0.7370485 -0.7373614
6
塔底压力（bar）
8
塔顶温度（℃）
48.49
塔底温度（℃）
182.59
冷凝器负荷 （MMkcal/hr）
-0.9296635
再沸器负荷 （MMkcal/hr）
1.55832676
蒸出率
0.67
回流比
3.5
（1）分离塔T1 的设计与优化
❖ T1的理论塔板数及回流比
VARY 1
9 10 11 12 13 14 15
55.73％ 正己烯0.09％
❖ 价格
丙烯 高纯庚烯 高纯辛烯 液化石油气
9000元/吨
丁烯
13000元/吨 高纯己烯
9000元/吨
高纯癸烯
5500元/吨
6000元/吨 11000元/吨 7000元/吨
4.反应过程设计
1
反应器的设计
2
确定反应物的组成
3
反应条件的选择
压力 温度 反应方式
❖ 反应器设计
4.反应过程设计
图1 丙烯与丁烯合成1－庚烯生产装置
（1）确定反应物的组成
表2 丙烯与丁烯不同配比下的反应选择性
丙烯：丁烯 （mol）
反应选择性
1:1 0.0519
1:2 0.0713
3:2 0.0555
7:3 0.0616
4:1 0.0730
2:3 0.0709
3:7 0.0589
❖ 当进料丙烯丁烯含量比(mol)为4:1时庚烯的选择 性最大。但是综合考虑经济性与反应率，我们选择 进料中丙烯丁烯的含量比（mol）为2:3，转化为工 业丙烯与工业丁烯的摩尔比值约为2:5。
▪ 汽油添加剂（解决新标准汽油的辛烷值问题 ）
▪ 制备高级脂肪酸Βιβλιοθήκη Baidu聚α—烯烃(PAO) ，优质合成润滑油
❖ 庚烯的制备方法
1.项目背景
▪ 萃取分离法 （×） ▪ 正构烷烃热裂解法 （×） ▪ 脂肪醇脱氢法（×） ▪ 低分子烯烃共聚法 ：Dimersol法和Lewis酸法
2.项目设计任务
产品要求
产品纯度要求
总的热量 (MMKCAL/H)
1.548975 1.548893 1.548844 1.548809 1.548786 1.548773 1.548766 1.548769 1.548801 1.548973 1.549333 1.549763 1.550295
（3）分离塔T3 的设计与优化
❖目的：将庚烯与催化剂及重组分分离。 ❖关键组分：庚烯与辛烯 ❖ 优化分离要求：庚烯产品纯度达到0.999
（2）分离塔T2 的设计与优化
❖目的：将己烯与其他重组分分离。 ❖关键组分：己烯与庚烯 ❖ 优化分离要求：塔顶庚烯含量＜0.05%
塔顶己烯含量＞99.9％
（2）分离塔T2 的设计与优化
❖ Aspen模拟塔T2结果
理论塔板数
50
进料位置
25
塔顶温度（℃）
122．6 塔底温度（℃）
212．9
冷凝器负荷 （MMkcal/hr）
塔釜热量 （MMKCAL/
H） 0.81238544 0.8123507 0.81233039 0.81231549 0.81230587 0.8123004 0.81229758 0.81229872 0.81231213 0.81238412 0.81253551 0.81271462 0.81293382
（1）分离塔T1 的设计与优化
❖ 目的：将C4及更轻 组分与重组分分离。
❖ 关键组 分：己烯与 正丁烷（－0.5℃）
❖ 优化分离要求：己烯 的回收率0.99, 塔釜 正丁烷含量低于 0.001, 灵敏度分析 确定理论塔板数和最 佳进料板
Aspen模拟塔T1结果
理论塔板数
23
进料位置
11
塔顶压力（bar）
高品质庚烯的工艺流程优化设计
设计：李宁 陈燕舞 指 导：李 秀 喜
1
项目背景
2
项目设计任务
3
设计方案
4
反应过程设计
5
分离过程设计与优化
6
过程模拟与优化
7
流程经济分析
Contents
❖ 庚烯的应用
1.项目背景
▪ 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
▪ 脂肪醇的中间体：庚烯----直链庚醇（增塑剂中间体）----邻苯二甲酸酯增塑剂
（2）反应条件
连续式工艺
进料压力
8.5bar
反应器条件
进料温度25℃ 反应器温度45℃
5.分离过程设计与优化
❖ 庚烯合成的BFD
（1）分离工艺的设计
（1）分离工艺的设计
❖ 1-庚烯合成的CFD流程图
（2）换热工艺的设计
❖ 节能策略：将分离塔T2、分离塔T3的产品庚烯和 己烯（均为103℃）作为反应器出口换热器的热流 体对反应后的总物流进行预热，使其进料温度保持 在70℃左右，采用双管程进料的换热器。
99.8％
产量规模
27000吨/年
3.设计方案选择
反应
选用Dimersol 法制 备庚烯
原料
（1）成分 （2）性质：易燃 易爆，分离困难 （3）价格
产品性质与市场
（1）性质 （2）价格
选用原料
❖ 成分 工业丙烯：丙烯95.23％ 丙烷 4.77％ 工业丁烯：已丁烷18.38％ 正丁烷21.83％ 异丁烯5.67％ 正丁烯
（3）工艺的过程模拟及优化
❖建立整体的合成模型
Aspen模拟流程图
（4）反应转化率与选择性
主要反应选择性表
（4）反应转化率与选择性
本设计采用的原料和反应后产物的摩尔比与摩尔流量
❖分离塔T1 的设计与优化 ❖分离塔T2 的设计与优化 ❖分离塔T3 的设计与优化 ❖分离塔T4 的设计与优化
6.过程模拟和优化