正丁烷异构化和正异丁烷分离生产异丁烷工艺设计(4)
图1.2采用I-8 催化剂的Penex流程
1. C5/C6进料 2.干燥器 3.第一反应器 4.第二反应器
5.稳定塔 6.气体 7.产物
图1.3 HOT penex 流程
1.1.2 中温异构化工艺[4]~[6]
壳牌公司的Hysomer 工艺和美国环球油品公司的I-7催化剂是中温型异构化催化剂工业应用的代表。该工艺对原料的要求不太严格，允许原料中水的含量达几十μg/g，对原料硫含量的要求也不高。但由于异构化为放热反应，中温操作致使其平衡转化率不高。
(1) Hysomer工艺
Hysomer 工艺是由壳牌公司开发的一种固定床气相异构化工艺，其流程与加氢处理装置类似，见图2.4。在临氢的条件下，采用贵金属改性分子筛(丝光沸石)为催化剂，反应温度在245℃~270℃，反应压力2.1MPa ~3.5Mpa，此催化剂对硫和水的抗毒能力较强。
1. 反应器 2.分离器 3.氢气压缩机 4.稳定塔
5.原料 6.液化气 7.异构化油
图1.4 Hysomer流程
(2) Penex工艺
美国环球油品公司采用I-7分子筛中温异构化催化剂，原料与H2混合加热后，进入严格温控的反应器，反应产物经换热冷却再到分离器。采用I-7催化剂图流程2.5。
1. 反应器 2.压缩机 3.加热炉 4.分离器 5.稳定塔
6.C5/C6进料 7.氢气 8.异构化油 9.气体
图1.5采用I-7催化剂的Penex流程
(3) TIP工艺
TIP工艺是壳牌公司的Hysomer工艺和联合碳化合物公司的Isosive 气相吸附分离工艺相结合的中温异构化工艺。其特点是将产物中未转化的正构烷烃分离后返回进料，增加了原料的利用率，同时提高了产物的辛烷值。
1. 反应器 2.脱附塔 3.吸附塔 4.稳定塔 5.进料
6.氢气 7.干气 8.液化气 9.全异构化油
图1.6 TIP工艺流程
1.1.3 临氢加压装置[4]~[6]
采用临氢加压装置，利用高压连续微反-色谱联合装置考察催化剂的异构化性能，原料和产品采用在线分析的方法，将装置与GC色谱联用。反应压力为2.0MPa，温度300℃~400℃，氢烃摩尔比为3.0，液体空速为1.25 h-1。催化剂装量为6ml，约2g~4g左右，具有操作灵活简便和操作参数易于改变的优点。催化剂粒度在20目~40目，装置见图2.1
1. 氢气瓶 2.气压罐 3.截止阀 4.双柱塞微量泵 5.止回阀6.减压阀 7.宽泛压力表8.质量流量计 9.混合器 10.精密压力表 11.反应器 12.背压阀 13.气相色谱 14.尾气
图1.7 C4异构化高压压连续微反-色谱联合评价反应装置
1.2 设计依据
本工艺设计依据导师下发的《上海应用技术学院毕业设计（论文）任务书》。 1.3 物质相关性质
1.3.1正丁烷
无色气体，有轻微的不愉快气。不溶于水，易溶醇、氯仿。易燃易爆。用作溶剂、致冷剂和有机合成原料。油田气、湿天然气和裂化气中都含有正丁烷，经分离而得。外观与性状：无色气体，有轻微的不愉快气。熔点(℃)：-138.4，相对密度(水=1)：0.58，沸点(℃)：-0.5，相对蒸气密度(空气=1)：2.05，分子式：C4H10，分子量：58.12，饱和蒸气压(kPa)：106.39，(0℃)燃烧热(kJ/mol)：2653，临界温度(℃)：151.9，临界压力(MPa)：3.79，闪点(℃)：-60，爆炸上限%(V/V)：8.5，引燃温度(℃)：287，爆炸下限%(V/V)：1.5，溶解性：不溶于水，易溶于醇、氯仿。
1.3.2 异丁烷
常温常压下为无色可燃性气体。微溶于水，可溶于乙醇、乙醚等。与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限为1.9%～8.4%(体积)。主要存在于天然气、炼厂气和裂解气中，经物理从分离等获得，亦可由正丁烷经异构化制得。主要用于与异丁烯经烃化制异辛烷，作为汽油辛烷值的改进剂。也可用作冷冻剂。外观与性状：无色、稍有气的气体。熔点(℃)：-159.6，相对密度(水=1)：0.56，沸点(℃)：-11.8，相对蒸气密度(空气=1)：2.01，分子式：C4H10，分子量：58.12，饱和蒸气压(kPa)：160.09，(0℃)燃烧热(kJ/mol)：2856.6，临界温度(℃)：135，临界压力(MPa)：3.65，闪点(℃)：-82.8，爆炸上限%(V/V)：8.5，引燃温度(℃)：460，爆炸下限%(V/V)：1.8，溶解性：微溶于水，溶于乙醚。
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