1. 研究目的与意义
异戊二烯在当今的工业生产之中是一种十分重要的材料，可用于合成异戊橡胶、SIS嵌段共聚物、丁基橡胶等，还用于制造农药、医药、香料及黏结剂等。现有的异戊二烯制造技术主要可分为C2、C4与C5路径，为实现碳五（C5）的再利用，采用石化厂乙烯工业副产物重整拔头油生产异戊二烯。
工业上碳五（以下为C5）烃的来源大致有四个方面：裂解制乙烯的副产C5馏分，炼厂C5烃，油田及天然气中回收的C5烃，以及少量来自其他途径的C5烃，C5烃的分离和综合利用是合理利用石油资源的一个重要方面，也是降低石化生产成本的有效途径之一。随着世界乙烯装置的不断增加，其裂解C5的数量将越来越多，如何合理利用好这部分资源是一个值得探讨的问题。
目前，国外的C5的分离和综合利用已由初期的混合使用转向分离单个组成的利用，并向制备精细化工产品方向发展。而我国现在的C5资源比较分散，基本上没有利用，大多数仍作燃料油或直接烧掉，工业规模的碳五分离装置还是空白，分离单个组分的化工利用及精细化工仅仅是起步，综合利用水平远远落后于国外。因此，本课题运用Aspen Plus软件对异戊二烯生产工段的脱重塔、脱氢塔、正异戊烷分离塔进行流程模拟，运用敏感性分析工具对脱重塔的进料板数，回流量、塔压等进行分析，找出影响产品质量、产量或能耗的主要因素，提出一至二项装置优化的建议。
2. 课题关键问题和重难点
工艺需要可靠，能保证装置稳定运行。贸然采用过新的工艺进行设计可能导致大量设计和操作方面的问题。因此在选择工艺时，首先考虑具有一定应用先例，技术方面相对成熟的工艺流程。本项目的目标是生产异戊二烯产品，现有的异戊二烯制造技术主要可分为C2、C4与C5路径，其主要原料分别为乙炔、异丁烯以及异戊烷，需要有良好的经济效益。工艺路线应该不产生或尽可能少产生三废污染。为了实现较高的效益，还需要尽可能减少其它副产物的产生。工艺技术方案应具有较低的能耗。能耗是操作费用中较为重要的一部分，降低能耗不仅能够降低操作费用，也符合国家所倡导的清洁生产、高效生产的精神。
3. 国内外研究现状（文献综述）
一．前言
现有的异戊二烯制造技术主要可分为C2、C4与C5路径，其主要原料分别为乙炔、异丁烯以及异戊烷。C2路线主要是由意大利SNAM公司开发的乙炔-丙酮法；C4路线包括异丁烯-甲醛两步法、异丁烯-甲醛一步法以及烯醛液相法，其中烯醛液相法生产效果最优异；C5路线主要为异戊烷两步脱氢法和异戊烷一步脱氢法。
4. 研究方案
拔头油重整工段流程模拟方案：重整拔头油中主要含有饱和碳五组分正戊烷、异戊烷和少量的轻、重组分，通过适当的分离技术，可以得到高纯度的戊烷。对于多组分物系的精馏分离，常规分离塔序是最简单的工艺流程。为了得到产品异戊烷和正戊烷，必须将轻烃原料中的C4轻组分废料和C6重组分废料脱除。所以，采用常规精馏塔序列，整个戊烷生产流程共有三个塔，其产品和废料共有四股。因而，共有五种常规的精馏塔序：
（1）分离序列一
由总工厂生成的原料（2）进入工段，工艺流程如图3-2所示。该工艺过程使用了顺序流程来实现。原料先按轻到重的顺序分离，分别得到两个产品和两个废物。原料首先进入B4脱轻塔，在塔顶冷凝器将轻组分冷凝后进入回流罐。部分冷凝液作为回流液，部分作为轻组分废料提取出来，这些液相废料可以用作液化气等。接着，塔底液在经过降压处理后进入B3异戊烷精馏塔。在B3塔内，塔顶蒸汽全部冷凝后进入回流罐，部分提取作为异戊烷产品，另一部分回流到B3内。然后，塔底液在经过降压处理后进入B5正戊烷精馏塔。在B5塔内，塔顶蒸汽全部冷凝后进入回流罐，部分提取作为正戊烷产品，另一部分回流到B5内。最后，塔底液作为由重组分组成的废料被提取出来。
5. 工作计划
首先计划在2023年1月2日开始进行对本课题相关文献进行搜寻与阅读，先对一篇英文文献进行翻译，并撰写任务书，在2023年1月8日前完成。从2023年1月9日开始撰写开题报告并继续对相关文献进行阅读，在2023年1月14日前完成。从2023年1月15日开始对之前撰写的任务书以及开题报告在老师审阅后进行修改，并继续搜集相关文献并阅读记录，撰写一篇文献综述，在2023年2月3日前完成。在2023年2月20日起，在实验室开展课题内容的实验，并对实验过程中的现象以及最终实验结果进行记录与分析，同时撰写毕业论文。到2023年3月24日前，完成中期检查的相关要求事项。从2023年3月25日起，一直到2023年4月28日，开展对实验的最后首位工作，对实验过程中所得的一切数据进行分析处理，遇到的问题进行总结，完成毕业论文的撰写，以及毕业答辩的相关准备。
