异丁烷脱氢制异丁烯工艺设计开题报告
随着我国石油工业的发展，我国的异丁烷资源将越来越丰富，而目前国内对异丁烷的利用还只存在燃料层面，使用效率低下，造成了资源极大的浪费。研究提高异丁烷的利用的价值将会带来巨大的经济效益和社会效益。3789
异丁烷脱氢制异丁烯技术是解决异丁烷深度利用的主要方向之一，美国等国家的异丁烷脱氢技术已经成熟，国内也早就启动了研究计划，得到了长足发展并渐趋成熟。将异丁烷脱氢制异丁烯技术工业化具有巨大的经济效益和发展前景，异丁烯是目前我国稀缺资源之一，是生产聚异丁烯、MTBE、低碳烯烃烷基化、混合低碳烯烃（轻汽油）、丁基橡胶及有机玻璃等化学品的重要原料。以异丁烯为资源的精细化工工业发展迅速，需求增长很快，异丁烷催化脱氢制异丁烯成为解决异丁烯短缺的主要方法之一。
3 本课题的基本内容、重点、难点
3.1 本课题的基本内容
本课题是将精制后的异丁烷在脱氢催化剂的作用下进行催化脱氢反应，在工艺设计过程中主要考虑到物料衡算、能量衡算、换热网络设计、设备设计选型以及工艺流程图、设备平面立面布置图、车间布置图的绘制。主要工艺流程如下：
图3.1 异丁烷脱氢制异丁烯工艺流程简图
其中设备设计选型主要包括：塔设备的设计、换热器的选型、反应器设计、贮槽设计以及泵的选型设计。
3.2 本课题的重点
异丁烷脱氢反应的关键在于催化剂的选择，它决定了异丁烷脱氢装置的流程、成本、经济效益等因素以及能否被工业化。对催化剂的选择依据如下：
（1） 异丁烷的单程转化率越高越好，一般的要求不低于50％；
（2） 目的产物的选择性，要求异丁烯 的选择性不应低于90％；
（3） 脱氢原料异丁烷 的纯度；
（4） 副产物的种类 ，副产物应容易分离、对环境危害小、并具有一定的经济价值；
（5） 催化剂使用周期长，再生时间短。
另外，在脱氢反应中，转化率是一个很重要的参数，然而提高转化率必须对反应条件进行综合考虑，使反应达到最佳状态：
（1） 在异丁烷脱氢反应中，温度和压力是很敏感的反应参数，提高反应温度或降低反应压力可以显著提高异丁烷的平衡转化率。
（2） 降低氢/烃摩尔比或提高惰性气/烃摩尔比均可以在一定程度上提高异丁烷的平衡转化率。
（3） 烷脱氢反应吸热量大，为达到理想的平衡转化率，反应需要在高温、低压下进行，这对催化剂的活性、选择性及稳定性提出了很高的要求。
3.3 本课题的难点
异丁烷催化脱氢反应属于吸热反应，受热力学平衡的限制，高温低压有利于脱氢，但是高温也有利于烯烃聚合，造成催化剂表面结焦而失活，催化剂需要定期再生循环使用。
在脱氢装置中．为了保持高的选择性，异丁烷的转化率限制在45～60％之间为宜。高温低压有利于异丁烷的转化，但由于非选择性副反应增加，结果随温度的升高，选择性下降，因而，最佳的反应条件需要转化率、选择性、反应器结构材质及能耗等方面进行权衡。还要考虑催化剂再生．烧去积炭恢复其活性。在脱氢的过程中：
（1） 采用氢气和水蒸汽的混合物为稀释剂，提高了异丁烷的转化率，同时降低了结焦量，延长了催化剂的运转周期。
（2） 新型催化剂的运用，有利于提高活性组分在载体上的分散度和均匀度，而且简化了催化剂制备步骤，降低了制备成本。
4 研究方法
4.1 拟采取的方法
（1） 文献分析法：通过对中国学术期刊网、万方数据资源系统等中文数据库及外文数据库的检索，收集有关资料，并对收集到的材料进行归纳分析，为论文作铺垫。