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摘 要

轻石脑油是一种以C₄~C₆饱和烷烃为主的重要石油化工原料。利用5A分子筛的择形吸附原理分离轻石脑油中正/异构烷烃，可得高纯度（大于95%）的正构烷烃和异构烷烃产品，其脱附过程制约着轻石脑油吸附分离过程。本文测定35℃下nC₅/nC₆在5A-X分子筛上的吸附等温线，在固定床吸附分离装置上考察轻石脑油真空/吹扫脱附工艺，优化工艺条件，为轻石脑油吸附分离工业化提供基础数据。结果表明：（1）吸附温度35℃，正戊烷/正己烷在5A-X分子筛上的吸附等温线均属于典型的Ⅰ型等温线。吸附温度35℃、吸附压力7kPa时，正戊烷/正己烷在5A-X分子筛上的平衡吸附量分别为13.25g/100g_ads和15.83g/100g_ads；（2）在较低脱附压力下（低于5kPa），补充氮气对降低正构烷烃的脱附分压影响较小，正构烷烃循环吸附量稳定在1.53~1.60g/100g_ads，产率稳定在0.2463~0.2572g/min；（3）分别考察了脱附压力-氮气耦合脱附工艺条件，结果表明，脱附压力10kPa、氮气空速为58h^-1时，正构烷烃循环吸附量为1.36g/100g_ads；脱附压力30kPa、氮气空速为77h^-1，正构烷烃循环吸附量为1.43g/100g_ads；脱附压力50kPa、氮气空速为77h^-1，正构烷烃循环吸附量为1.38g/100g_ads，三者的脱附效果相当。

关键词: 轻石脑油 5A-X分子筛 抽真空-氮气耦合脱附 正构烷烃

Study on Vacuum/Purge Desorption Process of n/iso-paraffins in Light Naphtha

ABSTRACT

Light naphtha is an important kind of petrochemical feedstock, mainly contains C₄~C₆ saturated paraffins. The 5A molecular sieve could be used to separate the n-paraffins and iso-paraffins with its type-selected properties, and high purity n-paraffins and iso-paraffins (more than 95%wt) could be produced. Desorption process restricts the further development of light naphtha separation process. In this paper, the adsorption isotherms of nC₅/nC₆ on 5A-X molecular sieve were measured at 35℃. The vacuum/nitrogen purge desorption process was researched on a fixed bed adsorption separation device. It provides basic data for the industrial separation of light naphtha. The results show: (1) At 35℃, the types of adsorption isotherm of n-pentane/n-hexane on 5A-X molecular sieve are typical type II. The equilibrium adsorption capacities of n-pentane/n-hexane on 5A-X molecular sieve are 13.25g/100g_ads and 15.83g/100g_ads. (2) At low desorption pressure (less than 5 kPa), adding nitrogen has little effect on reducing the n-alkane desorption pressure, cycle adsorption capacity is about 1.53~1.60g/100g_ads, and the yield of n-paraffins is about 0.2463~0.2572g/min. (3) Vacuum/Purge desorption process were studied. The results show at desorption pressure 10kPa, nitrogen space velocity 58h^-1, the cycle adsorption capacity of n-paraffins is 1.36g/100g_ads. At desorption pressure 30kPa, nitrogen space velocity 77h^-1, the cycle adsorption capacity of n-paraffins is 1.43g/100g_ads. At desorption pressure 50kPa, nitrogen space velocity 77h^-1, the cycle adsorption capacity of n-paraffins is 1.38g/100g_ads. They all have an equal desorption effect.

Key words: Light naphtha; 5A-X ; Vacuum/Purge desorption; N-paraffins

目 录

摘 要 Ⅰ

ABSTRACT Ⅱ

第一章 概述 1

1.1 轻石脑油组成及利用 1

1.1.1 轻石脑油的来源及组成 1

1.1.2 轻石脑油的用途 1

1.2 轻石脑油分离技术研究进展 2

1.2.1 精馏分离技术 2

1.2.2 吸附分离技术研究进展 2

1.3 正异构烷烃脱附工艺研究现状 4

1.3.1 减压脱附 4

1.3.2 惰性气体吹扫脱附 4

1.3.3 置换脱附 5

1.4 本文主要研究内容 5

第二章 实验 6

2.1主要原料及试剂 6

2.1.1 原料 6

2.1.2 试剂 6

2.2主要仪器及设备 7

2.3 实验装置及流程 7

2.4 正戊烷和正己烷在5A-X分子筛上吸附等温线测定 8

2.5 轻石脑油组分计算及分析方法 9

2.5.1 计算方法 9

2.5.2 分析方法 10

第三章 结果与讨论 11

3.1 正戊烷/正己烷在5A-X分子筛上吸附等温线 11

3.2 真空-氮气吹扫耦合脱附工艺研究 12

3.2.1 不同脱附压力-吹扫空速对穿透曲线影响 12

3.2.2 脱附压力和吹扫空速对轻石脑油吸附-脱附循环性能影响 14

第四章 结论与展望 19

4.1 结论 19

4.2 展望 19

参考文献 20

致 谢 23

第1章 概 述

1.1 轻石脑油组成及利用

1.1.1 轻石脑油的来源及组成

轻石脑油，主要成分为C₄~C₆饱和烷烃和环烷烃，以及微量的烯烃、芳烃，主要作为芳烃重整和乙烯裂解原料。常温、常压下为无色透明或微黄色液体，有特殊气味，不溶于水，溶于大部分有机溶剂，一般来源于常减压蒸馏装置直馏石脑油，加氢裂化或催化裂化的二次加工石脑油、重整拔头油及油气田凝析油等^[1~2]。

1.1.2 轻石脑油的用途

石脑油的用途主要有三种：用作催化重整的原料，生产高辛烷值汽油或芳烃产品；用作乙烯裂解原料，目前已占我国乙烯原料构成的60%以上，由于其中较高含量的异构烷烃，乙烯收率较低；用于车用燃料汽油的调配，但会遇到蒸汽压不合格的问题，同时石脑油中含有大量的正构烷烃，辛烷值很低。为了获得高纯度的正己烷，可以对脱附油进行分批精馏，对塔顶产品进行切割收集^[2~3]。对于轻石脑油，可按照分子管理的模式，分离出其中的正构烷烃作为优质乙烯裂解原料，非正构部分（主要是异构烷烃、环烷烃和芳烃）作为优质催化重整原料或高辛烷值汽油调合组分，达到物尽其用^[3~4]。

碳五烷烃主要用于生产发泡剂和高纯度环戊烷，是一种重要的石油化工基本原料。目前国内高纯度异戊烷、正戊烷、环戊烷及混合戊烷发泡剂生产厂有36家，生产能力15万吨/年左右。环戊烷作为软、硬酯泡沫的新型发泡剂，现已广泛应用于无氟冰箱及冷库、管线保温等领域；正戊烷可作为线性低密度聚乙烯载溶剂，高纯度正戊烷（gt;98%）可用作油脂浸出溶剂、分子筛脱蜡萃取剂以及脱氢制烯烃原料等，用途及其广泛；异戊烷脱氢制异戊烯、异戊二烯；戊烷混合物经过氯化、精馏和催化水解等步骤，即可生产粗戊醇，经多级蒸馏分离后能够得到1,2-戊醇，同时正戊烷经氧化后用于生产苯酐和顺酐等下游产物^[5]。

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