離子液體用于丙烯-丙烷分離過程的模擬研究.pdf

1、丙烯-丙烷的分離是石油化工中的一個重要工業(yè)過程，目前工業(yè)上通常選用丙烯雙塔精餾工藝，但該工藝能耗高、運行成本大。最近，興起了一類新型的丙烯吸收劑，即含過渡金屬鹽的離子液體，關(guān)于丙烯-丙烷在這些新型離子液體體系中的溶解度和相平衡數(shù)據(jù)已經(jīng)有一些實驗數(shù)據(jù)報道，表明該離子液體吸收劑具有丙烯吸收速率快、吸收選擇性大、解吸操作簡單等優(yōu)點，該吸收劑在分離丙烯-丙烷方面展現(xiàn)出了良好的應(yīng)用前景。在本文，我們基于Aspen Plus軟件，開發(fā)了基于離子液體

2、的丙烯-丙烷分離新工藝，進行了流程的模擬優(yōu)化，并與丙烯雙塔精餾工藝進行了對比研究，為離子液體分離丙烯-丙烷新技術(shù)的推廣應(yīng)用建立基礎(chǔ)和指導(dǎo)。具體的研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　選取丙烯和丙烷進料組成分別為87.6mol％、12.4mol％，進料量為5000kg/h，用Aspen Plus軟件完成丙烯雙塔精餾工藝流程的模擬優(yōu)化計算，丙烯雙塔精餾工藝的塔板數(shù)為220塊塔板，分別為T101塔的120塊塔板、T102塔的100塊塔板;獲得最佳工

3、藝參數(shù)為:T102塔的質(zhì)量回流比為14，T101塔的塔釜采出量為725kg/h。丙烯雙塔精餾工藝在最佳工藝參數(shù)條件下運行時，丙烯產(chǎn)量為4.25t/h，純度為99.51mol％，分離工藝的總能耗折合成標(biāo)準(zhǔn)煤時為290kg/h，標(biāo)準(zhǔn)煤熱值為8.50GJ/h，單位質(zhì)量丙烯能耗為2.0GJ/t C3H6。
　　離子液體吸收分離丙烯-丙烷新工藝，選用Ag(I)基離子液體BmimBF4-(0.25M)AgBF4作為吸收劑，借助于文獻數(shù)據(jù)和系統(tǒng)

4、估算補充完善吸收劑的數(shù)據(jù)庫，隨后用Aspen Plus軟件完成離子液體吸收分離工藝流程的模擬優(yōu)化計算，吸收塔塔板數(shù)為12塊塔板;獲得的最佳工藝參數(shù)為:吸收劑溫度為298K;吸收壓力為7bar;解吸塔1的壓力為1bar;解吸塔2的溫度和壓力分別為308K、0.1bar。離子液體工藝在最佳工藝參數(shù)條件下運行時，丙烯產(chǎn)量為4.24t/h，純度為99.52mol％，分離工藝的總能耗折合成標(biāo)準(zhǔn)煤時為197kg/h，標(biāo)準(zhǔn)煤熱值為5.78GJ/h，單