【正文】 由公式（ 311）有δ = ? ?ctiP2? DPC = 600 ?? ? = 設(shè)計(jì)厚度為：δ d=δ + C2 = +2 = mm 查（化工原理）鋼板厚度負(fù)偏差表知 C1= mm。 s 。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 （ 10） 做抽提塔的核算，初步輸入的塔徑為 2400mm。 表 211 E305 參考數(shù)據(jù) 項(xiàng)目 入口溫度， ℃ 出口溫度， ℃ 物料名稱 流量， Kg∕ h 管程 28 35 水 － 殼程 61 40 非芳烴 6 545 由公式（ 215），即有 Q = C 水 W 水 △ t ，則有 W 水 = ? ? 451 684 ?= 3 425 Kg∕ h 故冷卻水的流量為 23 425 Kg∕ h 熱量衡算表 熱量衡算表如表 212 所示。K） 溫度， ℃ 20 40 60 80 100 120 環(huán)己烷 甲基環(huán)己烷 乙基環(huán)己烷 表 27 液態(tài)芳烴的比熱容 [14 ] KJ∕ （ Kg ZF ＋ D ZW （ 2 7） 對(duì) T30 T30 R309∕1進(jìn)行衡算有： 油的衡算 P 圖 24 抽提工段衡算圖 當(dāng)使用四乙二醇醚時(shí)，一般維持溶劑比在 左右，一般選用回流比約 ~此計(jì)算取溶劑比為 ，回流比 ， 則 貧溶劑的流量為 F1 = 9 750 = 63 375 Kg∕ h 回流芳烴的流量為 F2= 9 750 = 7 800 Kg∕ h 對(duì) T302 進(jìn)行的物料衡算有： 抽提 裝置 T302 T304 T305 R309∕1 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 總的物料衡算 F＋ F1＋ F2 = P＋ W （ 2 4） 油的衡算 F＋ F1 = P 表 22 抽提工段物料狀態(tài)表 名稱 相態(tài) 溫度（℃） 壓力（ MPa） 總流量 (Kg∕ h) 脫戊烷油 液 80 9 750 抽余油 液 122 － 水洗水 液 40 1 500 非芳烴 液 40 － 芳烴 液 137 － 表 23 抽提工段物料組分表 ﹪ 名稱 ∕組分 脫戊烷油 抽余油 1 抽余油 2 水洗水 非芳烴 芳烴 烷烴 C5 C6 C7 C8 環(huán)烷烴 C6 C7 C8+ 芳烴 C6 C7 C8 C9+ 溶劑 水 合計(jì) 物料衡算 物料衡算 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 由于設(shè)計(jì)是以 30 萬噸∕年催化重整工段為基礎(chǔ)，所以到抽提工段的進(jìn)料數(shù)據(jù)表 22可知為 9 750Kg∕ h 脫戊烷油。 工藝流程簡述 工藝流程示意圖 催化重整車間工藝路線 如下圖： 圖 21 重整裝置總體框圖 預(yù) 分 餾 預(yù) 加 氫 輔助系統(tǒng) 抽提 精餾 汽油 二加氫來料 重 整 抽 提 精 餾 輕烴 苯 余油 汽油 進(jìn)料 抽 提 塔 汽提塔 減壓塔 芳烴 脫水罐 氣提 水罐 回流 芳烴 脫水罐 非芳烴沉降塔 非芳烴水洗塔 非芳烴沉降罐 瓦斯 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 圖 22 抽提工藝流程示意圖 工藝流程簡述 抽提進(jìn)料用抽提塔進(jìn)料泵（泵 302）送入抽提塔（塔 302）的中下部，與塔頂進(jìn)入的四乙二醇醚溶劑進(jìn)行逆流接觸，抽提塔頂?shù)姆欠紵N（抽余油） 經(jīng)換 305冷卻后依次通過非芳烴沉降塔（塔 304）和非芳烴水洗塔（塔 305），然后經(jīng)非芳烴沉降罐（容 309）除去其中的含溶劑水后，去正己烷裝置，作為生產(chǎn)溶劑油的原料。多數(shù)裝置改用四乙二醇醚和較完善的簡化流程，在三乙二醇醚的基礎(chǔ)上，近年又開始使用溶解能力強(qiáng)、選擇性好的四乙二醇醚溶劑進(jìn)行抽提芳烴，僅做很少的設(shè)備改造便 可收到可觀的經(jīng)濟(jì)利益。由于密度不同，使兩相能在抽提塔內(nèi)進(jìn)行連續(xù)逆流接觸。 表 14 裝置定員表 序號(hào) 崗位名稱 管理人員 技術(shù)人員 生產(chǎn)工人 輔助人員 其 它 小 計(jì) 1 班長 － － 4 － － 4 2 操作 － － 24 － － 24 3 主任、書記 4 － － － － 4 4 技術(shù)員 － 4 － － － 4 5 統(tǒng)計(jì) － － － 1 － 1 6 補(bǔ)勤 － － － － 3 3 合計(jì) － － － － － 40 芳烴抽提裝置以催化重整裝置 的催化重 裝工段的脫戊烷油為原料，以四乙二醇醚為抽提溶劑進(jìn)行液 液萃取 操作 ，達(dá)到芳烴與非芳烴的分離 。 綜上所述 : 根據(jù) 以上 地理位置、地形、地貌、 水文地質(zhì)、 交通運(yùn)輸?shù)?條件比較 ，我 們 將設(shè)計(jì) 的廠址選擇為黑龍江省大慶市薩爾圖區(qū) 大慶石化有限公司 煉油廠內(nèi) ， 因?yàn)橹卣b置需地勢平坦， 裝置北側(cè)是廠內(nèi) 5 號(hào)路；南側(cè)是 3 號(hào)路；西側(cè) 6 號(hào)路；東側(cè)是低壓加氫裝置。湖泊有艾里 克湖。地勢東部稍高于西部，海拔高度在 145～ 155 米之間。 地理位置、地形、地貌 比較 ： 大慶是一座以石油、石化和高科技產(chǎn)業(yè)著稱的新興城市，是祖國北方一顆璀璨的明珠，被譽(yù)為 ―綠色油化之都，天然百湖之城，北國溫泉之鄉(xiāng) ‖。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，兼顧過渡期。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。 我 國對(duì)芳烴抽提工藝的研究已開展多年， 自科研單位從 50 年代后期開始，系統(tǒng)地開展了甘醇類溶劑芳烴抽提工藝的研究，先后開發(fā)成功了二甘醇、三甘醇及四甘醇抽提工藝，特別是簡化的甘醇類溶劑抽提工藝，已得到了廣泛的工業(yè)應(yīng)用。 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?；鶈徇?、 N甲基吡咯烷酮。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。據(jù)統(tǒng)計(jì)， 2020年 全球?qū)Ρ健⒓妆?、二甲苯的消費(fèi)量依次為 、 、 。 本文重點(diǎn)闡述了 芳 烴抽提 工段。包括工藝原理和工藝流程的論述。預(yù)計(jì)至 2020年將分別達(dá)到 Mt、 、 ，全世界平均年需求增長率仍保持在 4％ 以上 [1]。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 很有市場效益的石油化工產(chǎn)品。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。 RIPP 成功開發(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)用于中國石油大連分公司 15 萬噸 ∕ 年工業(yè)裝置、和上海賽科公司 55 萬噸 ∕ 年工業(yè)裝置上。 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)）。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 。 它位于黑龍江省西部，松遼盆 地中央 坳陷區(qū) 北部 。 克拉瑪依市地形呈斜條狀，南北長，東西窄，西北高 ，東南低，絕大部分地區(qū)為戈壁灘，在 海拔 500 米以下。 克拉瑪依水利設(shè)施的建設(shè)，基本保證了生產(chǎn)和生活用水需要。裝置占地面積為 8 775 平方米，其中占地面積占 1 453 平方米。主要生產(chǎn)產(chǎn)品有兩種，即芳烴和非芳烴。兩相組分不同，一相是溶解芳烴的溶劑相 (分散相 )，另一相是非芳烴為主的抽余油相 (連續(xù)相 )。我國第一套四乙二醇醚抽提芳烴裝置是 1990 年投入使用的，第二套四乙二醇醚抽提芳烴裝置也相繼投入運(yùn)轉(zhuǎn) [12]。抽提塔底富含芳烴的溶劑靠自壓進(jìn)入汽提塔頂部的閃蒸罐，由于壓力聚降，輕質(zhì)非芳烴、部分苯和水蒸發(fā)出來，沒有蒸發(fā)的液體流入汽提塔（塔 303），經(jīng)過汽提分 離。對(duì)整個(gè)抽提裝置有 圖 23 抽提裝置整體衡算圖 總的物料衡算 F = P+W （ 21） 芳烴的衡算 F XP + W XP = D （ 2 8） 根據(jù)表 23 可知 XP=％， YP=％， ZP=％ 非芳烴 D=3 311 Kg∕ h，脫戊烷油 F=9 750 Kg∕ h，貧溶劑 F1=63 375 Kg∕ h，回流芳烴F2=7 800 Kg∕ h。 ZD = P K） 溫度， ℃ 20 40 60 80 100 120 苯 甲苯 乙苯 丙苯 表 28 水的比熱容 [14 ] KJ∕ （ Kg 表 212 熱量衡算表 物料名稱 熱量， KJ∕ h 進(jìn) 脫戊烷油 1 790 880 貧溶劑 18 153 135 方 回流芳烴 1 475 700 合計(jì) 21 419 715 出 抽余油 2 166 303 富溶劑 19 253 412 方 合計(jì) 21 419 715 利用化工過程模擬軟件 Aspen 對(duì)工藝流程進(jìn)行模擬，模擬流程圖如 圖 27。 模擬的結(jié)果 如下表： 二、非芳烴沉降 塔 T304 進(jìn)行模擬： 模擬結(jié)果如下 ： 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 三、 非芳烴水洗 T305 塔進(jìn)行模擬： 模擬結(jié)果如下： 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 四、 非芳烴 沉降罐 T309 塔進(jìn)行模擬： 模擬結(jié)果如下： 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 全流程模擬模擬結(jié)果如下表所示： 表 214 全流程模擬結(jié)果 物料名稱 Kg∕ h 進(jìn) 方 脫戊烷油 9 750 貧溶劑 63 375 回流芳烴 7 800 水洗水 1 500 合計(jì) 82 425 富溶劑 66 408 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 出 方 非芳烴 14 500 分出水 1 328 合計(jì) 82 236 全流程的 模擬 結(jié)果與實(shí)際的物料出方的結(jié)果大致相同，但在實(shí)際物料衡算出方中富溶劑的量和 Aspen 全流程模擬的結(jié)果有些出入，造成這種現(xiàn)象可能主要有以下兩個(gè)原因引起的：一是可能由于實(shí)際物料衡算中對(duì)出料富溶劑量記算的不準(zhǔn)確性：二是可能由于在 Aspen 模擬抽提塔 T302 對(duì)第一液相富溶劑中的關(guān)鍵組分的選取不太恰當(dāng)。 由公式（ 35）有 v = c2pm18gd? ?? = ? ?32 10 0 0 ?? ?? = m∕ s 在降液管中 連續(xù)相的流速 vdc≤ v，所以取 v = m∕ s 6． 降液區(qū)面積 F2 = dcMQ （ 36） 由公式（ 36）有 F2 = dcMQ = 600 670750 9753800 7?? = m2 7．塔徑 D = ? ?? 21 24 FF ??+ 2Ls + La （ 37） 由公式（ 37）有 D= ? ?? 21 24 FF ??+ 2Ls + La= ? ?? 0. ???+ 2 + = 取塔徑 D= ，截面積 At=，除去支撐篩板寬度，塔徑 D= ，截面積 At=。 則名義厚度為δ n=δ d + C1 +Δ = +