【正文】 .............................................. 31 第 5 章 車 間設(shè)備布置與設(shè)計(jì) ................................................................................................ 33 車間設(shè)備平面布置 ..................................................................................................... 33 車間設(shè)備立面布置 ..................................................................................................... 34 第 6 章 自動(dòng)控制 .................................................................................................................... 36 自動(dòng)控制水平 ............................................................................................................. 36 重要的控制點(diǎn) ............................................................................................................. 35 第 7 章 安全和環(huán)境保護(hù) ........................................................................................................ 39 環(huán)境保護(hù) ..................................................................................................................... 39 三廢處理 ..................................................................................................................... 39 第 8 章 公用工程 .................................................................................................................... 40 供水及排水系統(tǒng) ......................................................................................................... 40 供電系統(tǒng) ..................................................................................................................... 39 采光及照明系統(tǒng) ......................................................................................................... 40 采暖與通風(fēng)系統(tǒng) ......................................................................................................... 40 結(jié)束語(yǔ) ...................................................................................................................................... 42 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 43 致謝 .......................................................................................................................................... 44 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1 章 總 論 生產(chǎn)意義 及作用 芳烴（ 苯 （ Benzene） 、 甲苯 （ Toluene） 、 二甲苯 （ Xylene） ） 是石油化工的重要基礎(chǔ)原料 ，其產(chǎn)量和規(guī)模僅次于乙烯和丙烯的重要化工原料。其衍生物廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)化纖、橡膠和塑料等化工產(chǎn)品 和精細(xì)化學(xué)品。隨著石油化工產(chǎn)業(yè)及紡織工業(yè)的不斷發(fā)展，世界上對(duì)芳烴的需求也在不斷增長(zhǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)， 2020年 全球?qū)Ρ?、甲苯、二甲苯的消費(fèi)量依次為 、 、 。預(yù)計(jì)至 2020年將分別達(dá)到 Mt、 、 ，全世界平均年需求增長(zhǎng)率仍保持在 4％ 以上 [1]。 最初芳烴的生產(chǎn)是以煤焦化后得到的焦油為原料。但隨著煉油工業(yè)和化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，在現(xiàn)代 煉廠中，催化重整裝置的重整生成油和乙烯裝置副產(chǎn)的裂解汽油是生產(chǎn) BTX的主要原料。 催化重整是芳烴生產(chǎn)的方法之一，它可將低辛烷值的石腦油 轉(zhuǎn)化成高辛烷值的化工燃料或苯、甲苯、二甲苯等芳烴類產(chǎn)品。芳烴的抽提是煉油通向化工的一座橋梁，它不僅可以降低汽油中的苯含量，提高汽油的質(zhì)量， 保護(hù)其人類賴以生存的環(huán)境，更重要的是：它能提供高純度的苯、甲苯、二甲苯等基本有機(jī)化工原料，來(lái)滿足日益增長(zhǎng)的石油化學(xué)工業(yè)與化學(xué)纖維工業(yè)的需要。不僅如此，通過(guò)抽提后的非芳烴和可以用于生產(chǎn)高質(zhì)量溶劑油的原料 [ 2 ]。 由于原料中同碳數(shù)的芳烴和非芳烴沸點(diǎn)接近、會(huì)形 成共沸物，不能用簡(jiǎn)單蒸餾獲取純的芳烴，芳烴抽提技術(shù)因此應(yīng)運(yùn)而生 。在全球各地建成投產(chǎn)的煉油重整裝置或乙烯裝置的同時(shí)，幾 乎都需要建設(shè)芳烴抽提裝置。因?yàn)閺沫h(huán)保的角度出發(fā)，針對(duì)汽油中的芳烴中含量各國(guó)都有嚴(yán)格的限定；另外作為化工裂解原料，苯的存在也是不利的 ； 而芳烴本身也是一種 很有市場(chǎng)效益的石油化工產(chǎn)品。所以只要建設(shè)煉油重整裝置或乙烯裝置的同時(shí)，就必須要建設(shè)芳烴抽提裝置。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 及發(fā)展前景 目前，芳烴抽提主要有兩種工藝，即液 液抽提工藝和萃取抽提工藝。液 液抽提工藝多應(yīng)用于回收苯、甲苯、二甲苯的工藝狀況；萃取抽提工藝則適于從高芳烴含量的原料生產(chǎn)出高純度的單一芳烴，或者同時(shí)生產(chǎn)苯和甲苯。與液 液抽提工藝技術(shù)相比，萃取 蒸餾工藝的流程相對(duì)簡(jiǎn)單，裝置投資和能耗相對(duì)較低 [3]。 溶劑的選擇是芳烴抽提工藝的關(guān)鍵所在，將直接影響到抽提過(guò)程的技術(shù)指標(biāo)、裝置的效率、操作費(fèi)用及設(shè)備投資。一個(gè)好的工業(yè)抽提溶劑應(yīng)具備如下特性：（ 1） 對(duì)芳烴 概述 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 的選擇性要好，有利于提高芳烴的純度；（ 2）對(duì)芳烴溶解能力大，以利于降低溶劑比和操作費(fèi)用；（ 3）與芳烴的沸點(diǎn)差大， 即要求溶劑沸點(diǎn)較高，易于芳烴 與溶劑 的 分離；（ 4）熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性好，以確保芳烴不被降解物質(zhì)所污染 ；（ 5） 兩相界面張力要大，以利于液滴聚集和分層； （ 6） 蒸汽壓低，減少操作中的溶劑消耗； （ 7） 粘 度小，凝點(diǎn)低，有利于抽提過(guò)程中的傳熱與傳質(zhì)； （ 8） 對(duì)抽提原料的密度差大、不易乳化，以保證在抽提塔內(nèi)易形成輕重兩相； （ 9） 無(wú)毒、無(wú)腐蝕性，便于操作和設(shè)備材質(zhì)選?。唬?10）價(jià)廉易得 [4]。 目前， 用于芳烴抽提的溶劑主要有 6 種： 環(huán)丁砜、四甘醇、三甘醇、二甲基亞砜、N甲酰基嗎啉、 N甲基吡咯烷酮。一些研究者深入考察了這些溶劑對(duì)芳烴的溶解能力以及選擇性。結(jié)果表明，綜合選擇性、溶解能力、熱穩(wěn)定性等重要因素，環(huán)丁砜為最佳溶劑，其次為 N甲酰基嗎啉和四甘醇。因此在世界上建成投產(chǎn)的 250 多套芳烴抽提裝置中，以環(huán)丁砜為 溶劑的占 100 多套 ，甘醇類溶劑抽提裝置 80 余套 [5]。 （其中四甘醇抽提裝置占 50 余套） 世界上已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的芳烴液 液抽提技術(shù)至少有 5 種：基于甘醇溶劑的 Udex 工藝、基于環(huán)丁砜的 Sulfolane 工藝、基于四甘醇和三甘醇醚混合溶劑的 Carom 工藝、基于二甲亞砜的 IFP 工藝、基于環(huán)丁砜溶劑的 SAE 工藝。其中 Udex 工藝采用甘醇為溶劑，分為四塔流程、五塔流程，然而隨著溶劑的更新?lián)Q代，在新建的工業(yè)化裝置上已經(jīng)基本不采用甘醇類溶劑的芳烴抽提技術(shù)。而 IFP 工藝所選溶劑為二甲亞砜，因其熱穩(wěn)定性差，采用丁烷反抽提法， 流程復(fù)雜，工業(yè)化數(shù)量較少 [6]。 最近， UOP 公司還開(kāi)發(fā)了carom芳烴抽提工藝，采用的抽提溶劑是在四乙二醇醚中加入一種稱為 carom的溶劑，用該種工藝 改造現(xiàn)有的 Sulfolane 工藝和 Tetra 工藝可使生產(chǎn)能力分別提高了 45％ 和50％ ，且能耗有較大下降 [7]。 我 國(guó)對(duì)芳烴抽提工藝的研究已開(kāi)展多年， 自科研單位從 50 年代后期開(kāi)始，系統(tǒng)地開(kāi)展了甘醇類溶劑芳烴抽提工藝的研究，先后開(kāi)發(fā)成功了二甘醇、三甘醇及四甘醇抽提工藝，特別是簡(jiǎn)化的甘醇類溶劑抽提工藝，已得到了廣泛的工業(yè)應(yīng)用。 RIPP 成功開(kāi)發(fā)出了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的 芳 烴抽提蒸餾技術(shù)（ SED），并已經(jīng)應(yīng)用于中國(guó)石油大連分公司 15 萬(wàn)噸 ∕ 年工業(yè)裝置、和上海賽科公司 55 萬(wàn)噸 ∕ 年工業(yè)裝置上。而 SED 技術(shù)是采用環(huán)丁砜溶劑和性能良好的助溶劑（ COS）共同使用，不僅能顯著提高芳烴的溶解能力，還增加了苯的收率。通過(guò)賽科裝置的標(biāo)定結(jié)果表明，在苯和甲苯的 純度不低于 ％和 ％ 時(shí)，回收率分別大于 ％ 和 ％ ，達(dá)到了世界的先進(jìn) 水平 [8]。 重整裝置生產(chǎn)的高辛烷值汽油一般含有 5％～ 10％的苯，一方面國(guó)內(nèi)從 2020年 7月起限制汽油中苯體積分?jǐn)?shù)小于 2． 5％，歐洲三類燃料油標(biāo)準(zhǔn)還 要求小于 1． 0％，另一方面芳烴本身也是很有市場(chǎng)的石油化工產(chǎn)品。所以只要建設(shè)新的煉油重整或乙烯裝置，就 需要新建一大批芳烴抽提裝置或?qū)υ醒b置進(jìn)行擴(kuò)能改造，如何選擇最有經(jīng)濟(jì)效益的芳烴齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 抽提工藝路線是必然遇到的問(wèn)題。 [9] 產(chǎn)品 性質(zhì) 與特點(diǎn) 芳烴抽提工段的主要產(chǎn)品有兩種，即芳烴和非芳烴。 對(duì)芳烴產(chǎn)品 主要的要求是使非芳烴的含量要低，通常要求芳烴含量不大于 ％ 。這 主要 是為后續(xù)生產(chǎn) 高純度的單體芳烴 ─ — 為苯類產(chǎn)品提供合格原料。 對(duì)非芳烴產(chǎn)品主要 的要求是芳烴的含量要低 ，通常要求 芳烴的含量不大于 3%（質(zhì)）。這主要是 由于芳烴回收率的限制，很顯然，抽余油 ─ — 非芳烴中含有的芳烴的越多，抽提物（目的產(chǎn)品） ─ — 芳烴的產(chǎn)品的收率就越低，這是不希望的結(jié)果。另外，現(xiàn)代的催化重整裝置為了提高裝置的總體經(jīng)濟(jì) 效益，有很多裝置都將抽余油 ─ — 非芳烴經(jīng)加工制成溶劑油，由于溶劑油產(chǎn)品要求芳烴的含量低 ，要求非芳烴中芳烴的的含量應(yīng)小于 3%（質(zhì)） [10]。 生產(chǎn)方法 的概述 催化重整 原料中同碳數(shù)的芳烴和非芳烴沸點(diǎn)接近 ，所以產(chǎn)物芳烴和非芳烴會(huì)形成共沸物，使得很難用簡(jiǎn)單的蒸餾方法獲取純芳烴。芳烴抽提工藝路線有好多種，但按工藝原理可分為兩大類：即液 — 液抽提工藝和萃取蒸餾工藝。 液 — 液抽提工藝又稱為溶劑 萃取過(guò)程，工藝原理是利用芳烴抽提的原料液中各個(gè)烴類組分在抽提溶劑中溶解度的不同，來(lái)達(dá)到分離芳烴與非芳烴的一種工藝過(guò)程；而萃取蒸餾工藝是向芳烴抽提原料中加入一種極性溶劑，使得原料中各組分的相對(duì)揮發(fā)度得以改變，來(lái)達(dá)到蒸餾分離芳烴和非芳烴的工藝過(guò)程 ，這個(gè)效果是由容積的極性分子結(jié)構(gòu)引起的，即由烴類的不同極性決定烴類在混合物中蒸汽壓減少的程度 [11]。 本次設(shè)計(jì)裝置的規(guī)模為重整進(jìn)料 30 萬(wàn)噸 ∕ 年。裝置采用半再生固定床技術(shù)，重整催化劑為 CB CB7，穩(wěn)定塔頂側(cè)線抽出 C6組分進(jìn)抽提，抽提溶劑為四乙二醇醚，以初頂石腦油、常頂加氫汽油和加氫裂化裝置的重石腦油作為原料，以終期原料為主，兼顧過(guò)渡期。其原料進(jìn)行預(yù)分餾、預(yù)加氫和脫水，為催化重整部分提供進(jìn)料，再經(jīng)催化重整、抽提和精餾后，生產(chǎn)的主要目的產(chǎn)品有：石油苯、石油甲苯、石油混合二甲苯；副產(chǎn)品 為 抽余油 。 本設(shè)計(jì)是以齊齊哈爾大學(xué)下發(fā)的《畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書》為準(zhǔn)，并結(jié)合《齊齊哈爾大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作手冊(cè)》和學(xué)院的《化學(xué)工程與工藝專業(yè)畢業(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)文件匯編》，以及在《工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》查閱的相關(guān)參數(shù) 下 完成的。 在 此 其 間 還 查閱了圖書館的大量中外相關(guān)資料和網(wǎng)絡(luò)信息，并 結(jié)合當(dāng)前該工藝國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 進(jìn)行 綜合 設(shè) 計(jì) ，先后在 設(shè)計(jì)依據(jù) 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行 了 多次修改。 設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的主要標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范及規(guī)定如表 11 所示。 表 11 設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)的國(guó)