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基于渗流催化剂的轻汽油醚化催化精馏过程研究

张锐  
【摘要】:为了满足生产清洁汽油的要求并且合理利用FCC汽油中的活性烯烃组分,目前的趋势是将其中所含有的活性烯烃成分醚化成高辛烷值的含氧醚类物质。鉴于MTBE采用催化精馏技术实现工业化生产取得的巨大成功,本文对轻汽油醚化催化精馏过程进行了研究。 针对催化精馏技术中最关键的是催化剂装填技术,本文设计了能够在精馏区提供良好的气液接触,在反应区保证液相催化反应效率的催化精馏内构件——渗流型催化剂填装内构件(Seepage Catalyst Packing Internal,SCPI)。 SCPI是由带有防溢流挡板的催化剂网盒和规整填料组成,可以灵活调整催化剂装填区和分离区的尺寸比例从而改变催化剂和规整填料的装填比例来满足不同的催化精馏过程的需要。本文就三组不同比例的SCPI在直径Φ600mm冷模精馏塔内,采用常温下空气—水系统对其流体力学性能进行了测试。并根据实验测得SCPI压降和持液量,结合SCPI的结构建立了流体力学模型。 最后本文中利用化工流程模拟软件Aspen Plus采用平衡级模型RedFrac模块作为反应精馏模型,采用SCPI实验所得到的流体力学数据,对轻汽油醚化的反应精馏过程中C5活性烯烃与甲醇醚化生成TAME反应进行了流程模拟。考察了精馏塔操作条件对醚化反应的影响,最终得出优化反应条件。研究结果可以为轻汽油醚化过程和催化精馏工艺设计提供依据和借鉴。


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