随着国内对异丁烯需求量的增加,异丁烷脱氢制异丁烯的工艺备受人们的青睐。近几年,国内多家化工企业上马了异丁烷脱氢制异丁烯的项目。在这些项目中,大多采用国外的技术,如UOP的Oleflex技术、ABB Lummus Crest公司的Catofin技术等。国外的异丁烷脱氢制异丁烯工艺,除去反应系统和反应使用的催化剂,其余的工艺流程部分基本大同小异。加之,国内大多数科研工作者对异丁烷脱氢催化剂进行了研究,但对工艺流程的研究相对较少。故本文主要进行异丁烷脱氢工艺设计。本工艺设计主要使用Aspen Plus软件进行流程模拟,反应产物组成以实验室数据为依据,根据Aspen Plus模拟得到的结果,进行了物料衡算、能量衡算、设备选型、自控方案设计、车间及设备布置等工作。设备选型中,脱氢反应器的设计是借鉴了重整反应器和相关径向反应器的设计资料,并进行了创新,使得反应器一体化,投资更省,更易于操作;加热炉主要参照已工业化应用的重整工艺中“四合一”加热炉来进行设计,加热炉的辐射室主要采用Lobo-Evans方法设计;换热器设计软件较多,如HTRI、Aspen自带的EDR软件等,因流程中大多采用管壳式换热器,故本设计采用HTRI软件,结合Aspen Plus导出的冷热物流相关数据进行模拟设计和选型。工艺流程的PFD、PID、设备平立面图则采用AutoCAD软件进行绘制。本工艺流程中,脱氢反应器采用三段径向流反应器,结构简单,不易被催化剂堵塞;脱氢反应所需的热量由“三合一”加热炉提供;产品分离采用闪蒸结合变压吸附的分离方法,无需深冷分离。由实验数据和工艺流程模拟的结果可知,异丁烷的单程转化率为45.48%、异丁烯选择性为92.94%,与国外已工业化的异丁烷脱氢工艺数据基本一致。本工艺中冷却水的用量为106.50t/h,冷冻盐水的用量为59.5t/h,热水用量为10.80t/h,电力消耗1268.12kW?h/h。对装置进行了平面和立体布局,总厂占地面积40.88亩,其中装置生产区占地面积2.76亩,原料和产品占地面积20.04亩,设备投资约为3827.653万元。