裂解碳五馏分催化反应精馏的工艺研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文裂解碳五馏分催化反应精馏的工艺研究论文作者：刘国成学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：化学工程指导教师：刘继东李宝立职称：教授高级工程师DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofChemicalEngineeringSTUDYONTHEPROCESSOFCRACKINGC5FRACTIONOFCATALYTICREACTIONDISTILLATIONByLiuGuochengSupervisor:Prof.LiuJidongM

2、ay2016：摘要碳五馏分是重要的石油化工副产品，含有大量性质活泼的二烯烃，主要包括：环戊二烯、间戊二烯、异戊二烯。这些组分是重要的化工原料，在工业上应用广泛，市场前景广阔。目前分离方法有：二聚反应法、反应精馏法，但是都存在着转化率低、设备费用高等缺点，因此需要探究新的碳五馏分分离方法。本文采用催化反应-精馏工艺分离裂解碳五馏分，筛选出HY分子筛，在高压釜中进行了环戊二烯催化二聚合成双环戊二烯的实验研究。分别探索了转速、反应温度和时间、催化剂量等条件对二聚过程的影响。按照碳五馏分二聚过程的特性，建立了碳五馏分催化反应的动力学模型，采用最优方法进行回归计算，得到环戊二烯催化二聚反应的动力

3、学方程：4k=1.5×106exp（−6.5×10）RT其中指前因子A=1.5×106，活化能Ea=6.5×104。温度适用范围60℃～100℃。此方程的结果可为碳五馏分催化反应精馏工艺过程的仿真模拟提供数据支持。在动力学研究的基础上，采用AspenPlus对碳五馏分催化反应-精馏过程进行模拟计算，分别研究了全塔板数、进料板的位置、回流比等参数对过程的影响，并进行优化，得到适宜的条件：塔板数80块，进料板的位置在第30块，回流比为4。在上述条件下：环戊二烯的转化率可达96.9%，选择性高达98.8%以上，塔釜双环戊二烯质量含量为44.3%。关键词：催化剂；环戊二烯；催化精馏；动力学；过

4、程模拟IABSTRACTCrackingC5fractionisanimportantpetro-chemicalproduct,anditcontainsalargenumberofpropertiesofactivedienes,whichmainlyincludes:thecyclopentadiene,piperyleneandisoprene.Thesecomponentsareimportantchemicalrawmaterialsandwidelyusedinindustry.Atpresent,themainseparationmethodsofcrackingC5f

5、ractionincludetwopolymerizationandreactivedistillationmethod.Butthesemethodshavethedisadvantagesoflowconversionrateandhighcostofequipment,soweneedtoexplorenewseparationmethodsofCrackingC5fraction.Inthispaper,weusethecatalyticreactiondistillationprocesstoseparatecrackingC5fractionandscreenHYMolec

6、ularSieveascatalyst,andsynthesisofdicyclopentadienebyusingcyclopentadieneinanautoclavereactowasstudied.Theeffectsofspeed,reactiontemperature,reactiontimeandamountofcatalystonthereactionprocesswereinvestigated.Akineticmodelforthecatalyticreactionofcarbonfivefractionswasestablishedinaccordancebyth

7、eCharacteristicsofthereactionprocessofthetwofraction.Thekineticequationofthereactionofcatalyzedbycyclopentadienewasobtainedbyregressioncalculationofoptimalmethod,asfollows:4k=1.5×106exp（−6.5×10）RTWherethepre-exponentialfacto