费-托合成油品中含氧化合物脱除的研究

作     者：刘雪 

作者单位：北京化工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：朱吉钦;钱震

授予年度：2023年

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

主      题：费-托合成油品 含氧化合物 萃取 吸附精制 

摘      要：费-托合成油品中不仅含有大量线性α-烯烃和烷烃,同时存在部分有机含氧化合物,含氧化合物的脱除是利用费-托合成油品生产α-烯烃的必需步骤。本文以费-托合成油品中的C8馏分为原料,采用液液萃取与吸附对费-托合成油品中含氧化合物的脱除工艺进行研究。以模拟C8组成为原料用单级萃取实验筛选出酯类萃取剂,用模拟组分和真实费-托合成油品C8馏分对萃取工艺条件进行了优化,在剂油比3.5,温度25℃-50℃,原料羰基浓度大于1000μg/m L时,模拟物料的醇类脱除率大于96%,两种物料的羰基脱除率均大于83%。采用同样条件,对费-托合成油品C6、C7和C9馏分中的含氧化合物进行了脱除实验,羰基脱除率分别为91%、86%以及81%,且脱除率随着碳数的增加呈下降趋势。在此基础上,采用振动筛板萃取塔(RPC)对费-托合成油品C8馏分的萃取过程进行考察,优化的操作条件为:振动频率为55次/min,筛板开孔率为45%,筛板塔板数为18块,该条件下羰基脱除率为94%。随后考察了离心萃取器的工艺条件,优化后的操作条件为:转鼓转速为5500 r/min,萃取级数为1级,该条件下羰基脱除率为83%。以萃取剂的纯度与收率为最终目标,对萃取剂精馏再生过程条件进行探究:原料进料位置为精馏塔上部,进料流量为5.8 m L/min,塔釜温度为232℃,回流比为2的条件下,萃取剂的再生纯度与回收率皆可高达99%以上。对萃取脱除含氧化合物后的C8馏分物料,用吸附法进一步精制。首先优选出X型分子筛作为脱除油品中剩余含氧化合物的吸附剂,采用动态吸附实验,对X型分子筛的吸附条件进行优化,实验表明,吸附穿透之前含氧化合物未检出,流出液油品羰基浓度小于10μg/m L,动态吸附实验中背压阀压力、流量、吸附柱内的流动状态会影响X型分子筛的穿透曲线,动态吸附实验中:背压阀压力为0.2 Mpa时,吸附剂吸附量为8.65mg/g;原料油品流量为1 m L/min时,吸附剂吸附量8.65 mg/g;吸附柱内雷诺数为20.3时,吸附量为9.22 mg/g。采用同样条件,对C6、C7和C9馏分中的含氧化合物进行了吸附精制,吸附剂吸附量随着碳数的增加呈下降趋势,由37.80 mg/g降至6.45 mg/g。