丁二烯萃取精馏装置工艺设计及模拟优化分析

摘要

丁二烯作为基础有机化工原料，在合成橡胶、合成树脂、丁二醇等有机化学品生产中有重要的应用。本论文采用乙烯装置生产中副产的C4馏分作为原料，质量分数为95％的乙腈做萃取剂，经萃取精馏成纯度大于99.0%的丁二烯产品。主要设计工段有萃取精馏、炔烃闪蒸、水洗、脱轻脱重，乙腈再生等工序。设计过程中，通过利用 Aspen plus化工软件进行了相对挥发度的计算，萃取剂的选取及浓度选择；精馏塔、水洗塔模拟模块的选定，塔的模拟、设计与校核，利用Aspen Exchange Design and Rating进行换热器结构设计；借助Aspen能量分析器软件（Aspen Energy Analyzer）综合分析了热集成网络，建立最优的换热网络，实现节能生产；并且模拟了主要设备的物性参数，最后用 Microsoft Visio。Auto-CAD软件对各工段进行PFD图和主要设备条件图的绘制。
　　通过模拟研究丁二烯萃取精馏过程，使换热器、精馏塔高效工作，既降低成本又为环境保护做出极大贡献，研究结果也为现有落后产能结构改造和工艺设备更新换代提供理论的依据。

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1 绪 论

1.1 课题研究背景和意义

1.2 课题主要研究内容

1.3 丁二烯的分离工艺技术的现状和发展趋势

1.4 国内外丁二烯市场需求分析

1.5 生产规模

1.6 主要原料来源、数量及组成

1.7 萃取剂的数量及组成

2 生产技术依据及生产方法的选择

2.1 丁二烯的性质及用途

2.2 生产技术依据

2.3 生产步骤

2.4 生产方法和工艺的比较和选择

2.5 工艺流程选择与评述

3 安全技术、环境保护与厂址的选择

3.1 装置人员定额

3.2 安全保障技术

3.3 环境保护及措施

3.4 厂址的选择

4 化工流程模拟介绍

4.1 化工流程模拟与分析

4.2 化工流程模拟软件Aspen Plus简介

4.3 Aspen Plus单元操作模块

5 丁二烯萃取精馏模拟分析

5.1 物性方法的选择

5.2 轻重关键组分的选取

5.3 初始参数的设置

5.4 单元模块设置举例

6 设备的工艺设计计算

6.1 塔的工艺设计

6.2 用Aspen Plus对T-209塔进行模拟设计

6.3 换热器的工艺设计计算

7 节能优化—换热集成网络

7.1 冷热流体换热

7.2 其他节能优化措施

结论

参考文献

致谢

附录