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1、中國石油大學(華東)碩士學位論文膜法FCC汽油脫硫的中試研究與過程模擬姓名:劉榮坤申請學位級別:碩士專業(yè):化學工程指導教師:孔瑛20090501摘要膜法汽油脫硫技術是一種新型的汽油脫硫技術,具有投資和操作費用低、可進行模塊化設計、易于放大擴容和建造等優(yōu)點,當前倍受石油化工界的廣泛關注。本論文首先以滲透汽化小試實驗為基礎,通過建立滲透汽化汽油脫硫數(shù)學模型,對該過程進行了模擬計算。之后利用建立的中試裝置進行了中試試驗,實際考察了PEG/PVDF復合膜的脫硫性能,并在此基礎上對該項技術進行了經濟分析。通過對操作條件的優(yōu)化模擬研究表明:升高溫度對膜后壓力升高造成的膜性能下降的補償作用非常明
2、顯;改善膜的操作參數(shù)可以減小所需膜面積,但同時卻會增加真空系統(tǒng)的負荷和冷凝滲透產品所需的投資;一定范圍內,低硫產品收率隨著膜后側壓力的下降和進料溫度的增加而升高;高進料硫含量和低產品硫含量就意味著高分離難度,隨著分離難度的增加,所需膜面積增加,同時低硫產品收率下降。對處理量為lBPD的中試裝置進行模擬設計。通過模擬結果可以預測,當原始硫含量為1080u∥g、目標硫含量為500gg/g時,低硫汽油收率為6796,所需膜面積為1.4平方米。利用建立的中試裝置進行了中試試驗。中試裝置的最佳操作條件為:進料溫度115℃;真空罩內壓力350Pa;進料流量25L/h。在最佳操作條件下進行的中試
3、試驗,結果表明,在產品收率保持在70%以上時,初始硫含量為1080gg/g和500gg/g的汽油,其硫含量可以分別降到400gg/g、150gg/g。在連續(xù)1000個小時的連續(xù)運轉中,膜性能穩(wěn)定。通過對進料與透過樣品的全硫分分析,表明PEG/PVDF復合膜對于噻吩類含硫化合物,特別是多取代噻吩類化合物具有較高的富集系數(shù)。通過烴族組成分析,低硫樣品中芳烴含量大大降低,烯烴、異構烷烴和環(huán)烷烴則不斷增加。通過辛烷值分析,低硫樣品隨脫硫深度的不斷加大,辛烷值損失不斷加大,而高硫樣品辛烷值升高。在中試試驗基礎上對膜法汽油脫硫技術進行了經濟性評價,其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在四個方面:一是辛烷值損失較?。?/p>
4、二是氫氣消耗?。喝翘幚磉^程中汽油損失少;四是裝置造價及過程能耗低。對100萬噸/年處理量的膜法汽油脫硫技術,其裝置造價較加氫脫硫低30%.40%,且每年可節(jié)省操作及處理費用25%,說明膜法汽油脫硫技術具有良好的經濟前景。關鍵詞:滲透汽化,汽油脫硫,模擬,中試SimulationandPilotm瞎tofMembraneProcessforFCCGasolineDesulphurizationLiuRongkun(ChemicalEngineering)DirectedbyProf.KongYingAbstractGasolinedesulphurizationbypervapor
5、ation(PV)membraneprocessisanewly-emergeddesulphurizationtechnology.Andthisprocesshasthefollowingadvantages:lowinvestmentandoperatingcost,depthdesulphurization,modulardesign,easilymagnificationandconstructionetc.Thetechnologyhasattractedwideattentionofpetrochemicalfield.Inthisstudy,basedonthesc
6、ale—upexperimentinthelaboratory,theprocesssimulationhasbeendoneaccordingtotheestablishedpervaporationmathematicalmodel.Then,thepilottestswereconductedonthepilotplanttoinvestigatetheperformanceofPEG/PVDFcompositemembrane.Basedonthepilottestresults,theeconomicevaluationofthistechnologywasdone.Th
7、eresultsofthesimulmionshowedthat,thecompensationofincreasedtemperatureonthedeclineofmembraneperformancecausedbyincreasedpressureisveryobvious;Theoptimizationofoperatingparameterscanreducetherequiredmembranearea,butmeanwhileincreasethelo