【正文】 于苯類產(chǎn)品中，使之變成褐色。粗苯中不飽和化合物含量為 5%～ 10%，此含量主要取決于煉焦炭化驗(yàn)溫。 粗苯總概述 粗苯的性質(zhì)和用途 粗苯是煤熱解生成的粗煤氣中的產(chǎn)物之一，經(jīng)脫氨后的焦?fàn)t煤氣中含有苯系化合物，其中以苯含量為主，稱之為粗苯。隨著鋼鐵以及煉焦工業(yè)的迅速發(fā)展，我國粗苯產(chǎn)量呈現(xiàn)穩(wěn)定增加的趨勢(shì)，其副產(chǎn)品如粗苯、煤焦油等加工利用也日益受到重視。 關(guān)鍵詞 :設(shè)計(jì)；粗苯；精餾塔 II 100,000 tons / year benzene distillation process design Abstract： Benzene, toluene and xylene (BTX) are basic anic chemical raw materials, which are used widely in synthetic rubber, plastic, fiber, fuel, medicine, pesticide and dynamite. They are important chemical materials. Because benzene is a primary chemical, the ingredient is mixed and plex, so it can not be directly used for chemical production and the ultimate consumer. It need to produce the crude benzol refining. The methods of crude benzene refining are pickling method and hydrogenation method. This article is based on the advanced lowtemperature hydrogenation sulfolane process production line. To the whole process of distillation process design for annual output of 100,000 tons crude benzene, I have the material and heat balance calculation and the process design for benzene distillation column. Keywords: design, Benzene, Distillation III 目 錄 第一章 概述 .............................................................................................................. 1 前言 ................................................................................................................. 1 粗苯總 概述 ..................................................................................................... 1 生產(chǎn)路線的確定及生產(chǎn)流程圖 ..................................................................... 4 環(huán)丁砜法粗苯加氫精制工藝簡介 ................................................................. 5 第二章 系統(tǒng)物料和熱量衡算 ............................................................................. 8 系統(tǒng)物料衡算 ................................................................................................. 8 熱量衡算 ....................................................................................................... 12 第三章 純苯精餾塔的工藝設(shè)計(jì) ....................................................................... 16 設(shè)計(jì)計(jì)算 ....................................................................................................... 16 流體力學(xué)驗(yàn)算 ............................................................................................... 19 塔板負(fù)荷性能圖 ........................................................................................... 21 精餾塔塔板數(shù)計(jì)算 ....................................................................................... 24 第四章 結(jié)論 ............................................................................................................ 28 參考 文獻(xiàn) ................................................................................................................... 29 致 謝 .......................................................................................................................... 30 寧夏大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第一章 概述 1 第一章 概 述 前 言 化工設(shè)計(jì)是科學(xué)與技術(shù)相結(jié)合的一項(xiàng)工程，是將實(shí)驗(yàn)的研究成果轉(zhuǎn)化為工業(yè)生產(chǎn)的一項(xiàng)具有創(chuàng)造性的勞動(dòng)。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 屆 ） 題目 : 10 萬噸 /年粗苯精餾的工藝設(shè)計(jì) 學(xué) 院 專 業(yè) 年 級(jí) 學(xué)生學(xué)號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 I 10 萬噸 /年粗苯精餾的工藝設(shè)計(jì) 寧夏大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院（化學(xué)工程與工藝）專業(yè) 屆 摘要 : 苯、甲苯和二甲苯 (BTX)是基本的有機(jī)化工原料，廣泛用于合成橡膠、塑料、纖維、燃料 、醫(yī)藥、農(nóng)藥和炸藥的生產(chǎn)， 是一種重要的化工材料。本文依據(jù)國外先進(jìn)的 環(huán)丁砜低溫加氫精制 的工藝生產(chǎn)路線，對(duì)年生產(chǎn)能力為 10 萬噸的粗苯精餾工藝設(shè)計(jì)的全過程進(jìn)行了物料和能量的衡算；對(duì)純苯精餾塔進(jìn)行了工藝設(shè)計(jì)。粗苯是焦炭生產(chǎn)過程中的主要副產(chǎn)品之一， 其主要成份是：苯、甲苯、二甲苯以及一些重質(zhì)苯的混合物，其中苯、甲苯和二甲苯 (BTX)是基本的有機(jī)化工原料，廣泛用于合成橡膠、塑料、纖維、燃料、醫(yī)藥、農(nóng)藥和炸藥的生產(chǎn)。通過本文可以了解到 10 萬噸 /年粗苯精餾裝置各單元設(shè)備的 物料流量、組分、全凝器和再沸器的熱量負(fù)荷及精餾塔設(shè)備的工藝指標(biāo)和型號(hào)等內(nèi)容。粗苯中苯、甲苯、二甲苯含量占 90%以上，是粗苯精制提取的主要產(chǎn)品。此外還含有甲基氧茚和二甲茚等。在剛生產(chǎn)出來的粗苯中尚含有約 %的硫化氫，但在粗苯的儲(chǔ)存過程中，逐漸被氧化成單體硫。粗苯精制的主要產(chǎn)品為苯、甲苯、二甲苯、三甲苯（輕溶劑油）。中國目前主要用于合成纖維、塑料、合成橡膠、制取農(nóng)藥及國防工業(yè)方面。工業(yè)二甲苯可用作橡膠和油漆工業(yè)的溶劑，航天和動(dòng)力燃料的添加劑。近幾年，國家加強(qiáng)了煉焦過程中的環(huán)保治理工作，強(qiáng)制焦化生產(chǎn)企業(yè)必須配套技改或建設(shè) 化工產(chǎn)品回收裝置，不能只焦不化，生產(chǎn)中必須實(shí)現(xiàn)環(huán)保達(dá)標(biāo)排放，在限期內(nèi)不達(dá)標(biāo)的予以關(guān)停。由于近年來油價(jià)大幅上漲，與以石油為原料生產(chǎn)的石油苯相比，焦化苯有著很大的利潤空間，因此粗苯精制產(chǎn)業(yè)引起了業(yè)界的廣泛關(guān)注。酸洗法投資少、見效快，生產(chǎn)裝置易建設(shè)，國內(nèi)大多數(shù)精苯生產(chǎn)裝置采用該生產(chǎn)工藝。應(yīng)用較廣泛的是 Litol 法、加氫脫硫凈化脫烷基工藝和莫非蘭法加氫脫硫凈化工藝。 早在上世紀(jì) 60 年代發(fā)達(dá)國家已經(jīng)淘汰了酸洗精制法，用加氫精制取代。加氫法具有產(chǎn)品質(zhì)量好、收率高、自動(dòng)化程度高和無污染等優(yōu)點(diǎn)。 高溫加氫精制工藝是在高溫 (620℃ )、高壓 ()和催化劑 （ CoMo） 和Cr2O3Al2O3)作用下進(jìn)行的氣相催化兩段加氫技術(shù)，將輕苯中的烯烴、環(huán)烷烴、含硫化合物、含氮化合物轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的飽和烴，同時(shí)發(fā)生苯的同系物加氫和脫烷基反應(yīng)，通過精餾方法提取高純度的苯產(chǎn)品，達(dá)到苯的高回收率 (回收率可達(dá) 114%)。目前，國內(nèi)能耐高溫、高壓和抗氫腐蝕的不銹鋼的品種規(guī)格尚不全，再加上用量少，品種規(guī)格多，故只能從國外成套引進(jìn)。儀表、閥門及其備件國內(nèi)均可解決。其代表生產(chǎn)工藝環(huán)丁砜法和 N甲酰嗎啉溶劑法。如環(huán)丁 砜法是用輕苯加氫，與 N甲酰嗎啉法用粗苯加氫相比，可節(jié)省重苯和初餾分加氫的氫氣耗量。環(huán)丁砜法的加氫油先后經(jīng)液一液萃取和萃取蒸餾分離掉非芳烴，再經(jīng)連續(xù)精餾得到高純度的苯、甲苯和混合三甲苯產(chǎn)品，二甲苯中非芳烴含量低于 %。(5)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率； (6)提高產(chǎn)品產(chǎn)率 、確保產(chǎn)品質(zhì)量； (7)采用先進(jìn)有效的環(huán)保措施，強(qiáng)化環(huán)境治理，減少對(duì)環(huán)境的污染； (8)充分利用工藝自身的尾氣和余熱，降低工藝能耗，節(jié)約能源等 [6]。在預(yù)反應(yīng)器中，環(huán)戊二烯、苯乙烯等易加氫、易聚合的不飽和化合物在 NiMo 催化劑和 220～ 230℃的條件下發(fā)生加氫反應(yīng)。 由于其中許多烷烴 (如正己烷、正庚烷、 2,4二甲基戊烷等 )可與苯、甲苯等形成共沸物，采用常規(guī)蒸餾方法不能得到高純的苯和甲苯。 圖 11 Axens 法工藝的流程圖 環(huán)丁砜法粗苯加氫精制工藝簡介 . 1 工藝流程 環(huán)丁砜法加氫精制工藝共分 2 個(gè)主要工序 :加氫精制和抽提，精餾工序。環(huán)丁砜的特性是對(duì) BTX 芳烴溶解度高，而對(duì)非芳烴基本不溶解，利用這個(gè)特性將芳烴與非芳烴分開，溶劑與被它溶解的芳烴在一起叫抽出液，也稱為富溶劑；帶少量溶 劑的非芳烴叫抽余液；溶劑回收塔底之貧劑經(jīng)換熱后與加氫產(chǎn)物混合，進(jìn)入汽提塔上半部，而抽提塔底的富劑分別與大量貧劑和新溶劑混合后，從氣提塔頂部進(jìn)入，在汽提塔內(nèi)，上下兩股進(jìn)塔物流逆向流動(dòng)進(jìn)行傳質(zhì)，塔頂?shù)姆欠紵N物流經(jīng)冷凝后進(jìn)入回流罐，含非芳烴和大量芳烴及溶劑一起進(jìn)入抽提塔底部，在此塔與溶劑回收塔來的貧劑（從塔頂進(jìn)入）逆向接觸﹑傳質(zhì)，抽余液從塔頂出來后進(jìn)入抽余液洗滌塔，除去少量溶劑，作為非芳烴產(chǎn)品出裝置。 ② 環(huán)丁砜法催化加氫工藝對(duì)加工的原料 適應(yīng)性強(qiáng)，靈活性大。 ⑤ 采用低溫粗苯加氫工藝，裝置運(yùn)行安全性能較高。寧夏大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第二章 系統(tǒng)物料和熱量衡算 8 第二章 系統(tǒng)物料和熱量衡算 系統(tǒng)物料衡算 計(jì)算基準(zhǔn)