【正文】 塔板數(shù)分別為 n 和 m，則按 kirkbride 提出的經(jīng)驗公式求得 n 和 m。1NKP?根據(jù)相對揮發(fā)度的定義 ，0iiNP??因此上式可簡化為： ??對于該工藝確定塔底溫度時， ??同樣采用試差法確定塔底溫度。iKiipP0iiyxpP?對于 11 種組分：112110 iiyxxypPp? ?????選萘為基準，設(shè)萘在塔頂溫度下的蒸汽壓為 即得：NP10NiNyPp?根據(jù)相平衡常數(shù)定義： ??200expsiiii PyKxRT???????????對于本工藝視氣相為理想氣體，液相為理想溶液，則 而相對揮發(fā)度0iipKP?的定義：0iiNKpP??令 ，則 ，因此 由于沸點高于萘的組分全部蒸出，0ii?1iNyK???因此， 。表 25 物料衡算表組分 進料 餾出液 di 釜液 wi四氫化萘 ―萘 硫雜茚 二甲酚 喹啉 β甲基萘 二甲基萘 ― 苊 ― 合計 D W物料衡算式為：…………………①?????……………②??解得： ??因此， ， ，51248d5017w，根據(jù)芬斯克方程知： ??????????????????????????????????由 值求中間組分的餾出量的釜液量：m河北聯(lián)合大學化學工程學院16 . kmolh???????????????????????? . kmolh???????????????????????? . kmolh????????????????????????偏差較小故最終物料衡算得到的物料平衡列于表 26。③原料處理量：由于焦油蒸餾塔式工藝切取 3 混餾分產(chǎn)率為 18～23%，該工藝取 21%。但由于其耗能大，設(shè)備笨重，因此結(jié)晶法的使用受到限制。河北聯(lián)合大學 XXX 學院10圖 雙爐雙塔工業(yè)萘連續(xù)精餾過程1—原料槽；2—原料泵；3—原料與工業(yè)萘換熱器；4—初餾塔；5—精餾塔；6—管式爐；7—初餾塔熱油循環(huán)泵；8—精餾塔熱油循環(huán)泵；9—酚油冷凝冷卻器；10—油水分離器；11—酚油回流槽：12—酚油回流泵；13—酚油槽；14 工業(yè)萘汽化冷凝冷卻器；15—工業(yè)萘回流槽；16 工業(yè)萘回流泵；17—工業(yè)萘貯槽；18—轉(zhuǎn)鼓結(jié)晶機；19—工業(yè)萘裝袋自動稱量裝置；20—洗油冷卻器；21—洗油計量槽；22—中間槽 精餾法制萘工藝萘油餾分由高置槽加入結(jié)晶機，結(jié)晶終了后將粗萘結(jié)晶和油一起放至螺旋輸送機，再經(jīng)螺旋給料機加入間歇式離心機中進行過濾和干燥，為了使結(jié)晶與油分離，物料在離心機內(nèi)約需操作 10min，將大部分油排出后在不停離心機的情況下，再用熱水或蒸汽洗滌結(jié)晶，以洗去萘結(jié)晶表面的油分，離心后的產(chǎn)品中純萘含量約 80%~90%，脫晶萘油中含萘量應小于 30%，水分應小于 %。中間槽中的油可用倒油泵倒回原料槽處理。萘塔底的甲基萘油，一部分與初餾原料換熱，再經(jīng)冷卻排入貯槽；另外大部分通過加熱爐加熱后返回萘塔，供給精餾塔所必需的熱量。在此，大部分作為回流返回初餾塔塔頂，少部分經(jīng)冷卻后作脫酚的原料。以含萘餾分為原料采用精餾法制取工業(yè)萘的工藝有雙爐雙塔連續(xù)精餾，單爐單塔連續(xù)精餾和單爐雙塔加壓連續(xù)精餾等工藝。工業(yè)萘的質(zhì)量指標也因工藝不同而不同，按其質(zhì)量指標可分為優(yōu)等品、一等品和合格品。連續(xù)精餾又有常壓雙爐雙塔、單爐單塔和單爐雙塔、加壓單爐雙塔等類型。上述工藝流程均具有各自的特點，適用于不同的場合。該工藝工業(yè)萘產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，酚油、甲基萘油含萘低，萘的收率較高，操作穩(wěn)定，易于控制，但投資大。此外，我國每年還進口一些精萘。但由于石油萘成本高、鄰二甲苯也易受國際市場石油價格波動的影響，以致其在苯酐制造上不能完全代替煤焦油萘。石油萘通常先從石油裂解 C10 中采用萃取及吸附的方法提取，最后用溶劑吸收洗滌或升華結(jié)晶法提純。此外，國內(nèi)煤焦油加工裝置的裝備水平、自控水平較低，主要原因是：一、過多考慮項目投資額，為節(jié)省投資不愿購入高水平裝備；二、高溫運轉(zhuǎn)設(shè)備、耐腐蝕材質(zhì)、高溫高粘度介質(zhì)的檢測儀表等不能找到合適的國內(nèi)生產(chǎn)廠家；三是即使引進國外先進的設(shè)備，后續(xù)的維修水平也跟不上?？勺鳛楹铣删S生素 Kl 和維生素 K2 的原料和飼料添加劑 1．8 一萘二甲酐是染料中間體。 煤焦油產(chǎn)品深加工的發(fā)展方向 新材料的不斷發(fā)展是社會進步的標志之一。后兩種洗滌器較先進，洗滌效果好，便于連續(xù)操作與自動控制。常壓蒸餾：常壓蒸餾指焦油在脫水塔和瀝青塔內(nèi)脫水，然后再餾分塔內(nèi)按照三混或者兩混切取餾分，操作在常壓下進行。特別是大型煤焦化企業(yè)，如北京煉焦化學廠、鞍山鋼鐵公司、上海寶山鋼鐵公司、攀枝花鋼鐵公司、馬鞍山鋼鐵公司、武漢鋼鐵公司等，已基本完成原始積累，煤焦油年加工能力達 300 萬噸，產(chǎn)量達 120 萬噸，成為我國化學工業(yè)發(fā)展的重要行業(yè)。全球萘需求約 100萬 t，其中 90%來自煤焦油。煤焦油中的很多化合物是塑料、合成纖維、合成橡膠、農(nóng)藥、醫(yī)藥、耐高溫材料及國防工業(yè)的貴重原料，也有一部分多環(huán)化合物是石油化工所不能生產(chǎn)或替代。工業(yè)萘的生產(chǎn)方法主要是精餾，其中連續(xù)精餾又有常壓雙爐雙塔、單爐單塔和單爐雙塔、加壓單爐雙塔等。關(guān)鍵詞：工業(yè)萘；單爐雙塔工藝；物料衡算；熱量衡算AbstractIIAbstractNaphthalene is an important anic chemical industrial raw materials，the content of coal tar is the most important to extract highvalue ponents．It is widely used in the production of dyes，plasticizers ，synthetic fiber，rubber ，resin and chemical additives．In this paper，single furnace twin columns process has been studied，120220 tons tar processing industry39。計算塔的工藝負荷，確定塔的塔板數(shù)，有效高度和直徑。經(jīng)過工藝比較選用浮閥型塔板并對其進行流體力學驗算，塔板均選用 VⅠ型浮閥塔板。當今煤化工重要的三大加工途徑為煤干餾、煤氣化、煤液化。為最大限度增加萘油產(chǎn)量 ,選擇合適的工藝流程尤為重要。提高工業(yè)萘收率，改進工業(yè)萘質(zhì)量是焦化廠提高經(jīng)濟效益的重要途徑之一。近年來，由于國際油價節(jié)節(jié)攀升，煤化工越來越顯示出優(yōu)勢。此工藝的優(yōu)點為：煤氣耗量低；余熱利用充分；萘集中度較高：負壓操作可以有利于環(huán)保。焦油蒸餾所獲餾分的洗滌技術(shù)指的是堿洗脫酚或酸洗脫喹啉裝置，可分別獲得酚鹽與硫酸喹啉。寶鋼引進的是全連續(xù)堿洗脫酚工藝，堿液濃度較低，為 8%～10%；輕油、酚油均為一段脫酚，脫酚效率分別為 38%和 88%。而煤焦油中的衍生物是以芳香結(jié)構(gòu)為特征的。必然成為煤焦油深加工的一個重要發(fā)展方向。河北聯(lián)合大學 XXX 學院4 工業(yè)萘的生產(chǎn)簡介及發(fā)張前景萘是最基本的稠環(huán)芳烴，是重要的有機化工原料，主要用于合成苯酐、β－萘酚、甲基酚、乙基酚、α－萘酐、Ｈ－酸、減水劑、分散劑、2,6－二烷基萘、2,6－萘二甲酸、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等。第一次世界大戰(zhàn)中，首先被德國用來生產(chǎn)鄰苯二甲酸酐(苯酐)。我國現(xiàn)有 60 多家工業(yè)萘生產(chǎn)企業(yè)，總生產(chǎn)能力在 37～40 萬 t/a，2022 年工業(yè)萘產(chǎn)量約為 21 萬 t，2022 年產(chǎn)量約為 萬 t。我國已成為全球最大的萘消費國，2022 年消費量約占全球總消費量的 39%。蒸餾塔由加熱爐供熱。為滿足制取工業(yè)萘的要求,萘油餾分須經(jīng)酸洗、堿洗(脫酚以防止酚與萘之間通過氫鍵締合),同時回收酚、喹啉類產(chǎn)品。由于精餾法生產(chǎn)工業(yè)萘主要缺點之一是能耗較高 ,有專家認為工業(yè)萘精餾采用單爐單塔是發(fā)展的方向,且應采用高效填料塔以提高經(jīng)濟效益。連續(xù)精餾又有常壓雙爐雙塔、單爐單塔和單爐雙塔、加壓單爐雙塔等類型。單爐、雙塔常壓連續(xù)精餾工藝的特點是：一個管式爐向兩個塔的塔底提供熱量，管式爐的面積分配尤為重要；兩個塔頂?shù)臏囟热钥扛髯缘幕亓髁縼砜刂?；兩個塔底的溫度控制則靠調(diào)節(jié)管式爐(如：煤氣量、空氣量、二次空氣量、煙道翻板等)來實現(xiàn)。壓力是靠調(diào)節(jié)閥自動調(diào)節(jié)加入系統(tǒng)內(nèi)的氮氣量和向系統(tǒng)外排出的氣體量而實現(xiàn)的。塔底的洗油用熱油循環(huán)泵 15 抽出，經(jīng)管式爐 3 的第二組爐管加熱到 297300℃后打回塔內(nèi)，從熱油循環(huán)泵 15 的出口分出一部分洗油，經(jīng)冷卻器 16 冷卻后通過計量槽 17 流入洗油油庫。原料在初餾塔中得出不分離，是靠管式爐 6 提供熱量產(chǎn)生沿塔上升的蒸汽，靠冷凝冷卻器 9，油水分離得到的酚油作回流進行分餾的，原料中所含的酚油以 190200℃ 氣態(tài)從初餾塔頂部逸出，進入酚油冷凝冷卻器 9 被水冷凝冷卻至3035℃ ，再進入酚油油水分離器 10，冷凝液中的分離水從分離器底部排入酚水槽（用來等待脫酚） ，冷凝液中的酚油則從分離器上部滿流入酚油回流槽 11，由回流泵 12 抽出，打入初餾塔 4 的頂部，以控制塔頂溫度，其余酚油從回流槽上部滿流入酚油槽 13，送洗滌供需回收加工。壓榨過程可使結(jié)晶緊密，將含油分壓出。 該工藝是將煤焦油中各種流程含萘較高的餾分作為原料，該設(shè)計采用已洗酚萘洗三混餾分作為原料，在初餾塔內(nèi)加熱經(jīng)過精餾在塔頂分出酚油，塔頂溫度控制在 190℃左右，然后將塔底的萘洗混合餾分在精餾塔內(nèi)加熱在塔頂分出萘產(chǎn)品，塔底的洗油作為管式爐的一部分熱源，管式爐的其余熱量由該廠的煤氣供給。表 21 已洗三混餾分的組成組分 分子式 沸點 /℃ 相對分子質(zhì)量 質(zhì)量分 數(shù)% 摩爾分 數(shù)% 質(zhì)量處理 量 kg/h 摩爾處理量 kmol/h1,2,4三甲苯 C9H12 120 茚 C9H8 116 對甲酚 C7H8O 202 108 四氫化萘 C10H12 207 132 萘 C10H8 218 128 硫雜茚 C8H6S 134 二甲酚 C8H10O 225 122 喹啉 C9H7N 129 β甲基萘 C11H10 142 二甲基萘 C12H12 156 苊 C12H10 278 154 合計 　― 　― 　― 100 設(shè)：塔頂餾出物的流量為 D，釜液為 W。塔底氣相壓為2 設(shè)計內(nèi)容17（絕壓） 。在 190℃下對應的塔頂個組分的飽和蒸汽壓分別為 ， ， ， ，????。x?表 29 塔底組成組分名稱 x0iP?x四氫化萘 萘 硫雜茚 二甲酚 喹啉 β甲基萘 二甲基萘 苊 合計 ― ― 235℃下萘的相平衡常數(shù) 而 ，????誤差為： %?重設(shè)塔底溫度為 240℃，則個 及 值列于表 ?表 210 塔底組成組分名稱 x0iP?x四氫化萘 萘 河北聯(lián)合大學化學工程學院20硫雜茚 二甲酚 喹啉 β甲基萘 二甲基萘 苊 合計 ― ― 240℃下的萘的相平衡常數(shù) ，而170..238NK?，誤差為 ，???.%5??圍因此塔底溫度為 240℃。因此設(shè)塔頂壓力為 ，（絕壓） 。..615%???2℃② 塔底溫度根據(jù)液相等溫線方程來確定塔底溫度，設(shè)塔底壓力為 ，P由于, 000454.niPxPx???選萘為基準，設(shè)萘在塔底溫度下的蒸汽壓為 ，則用 除上式即可得：?將液相視為理想溶液、氣相視為理想氣體。.?② 最小回流比 mR選 β甲基萘為基準時萘在塔頂、塔底相對揮發(fā)度平均值分別為 ，因此， ==??平 均根據(jù)物料數(shù)據(jù)可知 ， ， ，96DX?Ⅰ %f?Ⅰ ?Ⅱ5.%fX?Ⅱ根據(jù)柯爾本法計算公式，計算最小回流比 ????????????????????????????????平 均平 均（3）實際板數(shù)的確定操作回流比取為： 2 設(shè)計內(nèi)容25則： ?????查吉利蘭圖知 ，則解得： ?8取塔板效率 ，則初餾塔實際塔板數(shù)為0.?.?實（4）進料板位置的確定設(shè)精餾段和提留塔板數(shù)分別為 n 和 m，則按 kirkbride 提出的經(jīng)驗公式求得和 。39。39。2139。 339。 氣相重度 、?39。?已洗酚萘洗混合餾分的平均分子量為： ?????式中：1312157—分別為酚油、工業(yè)萘、洗油的平均分子量、—分別為酚油、工業(yè)萘、洗油的產(chǎn)率,%根據(jù)平均分子量由平均沸點 與混合物平均分子量的關(guān)系圖查得已洗酚萘kt洗混合餾分的平均沸點 ，該工藝的進料溫度取 235℃。1t39。39。39。表214 不同區(qū)域的液相、氣相計算值名稱 精餾段 提餾段氣相流量 、sV39。39。????? ?39。表215 不同區(qū)域的液相、氣相計算值計算值項目精餾段 提餾段塔徑/m 板間距/m 空塔速度 m/s 2). 初餾塔有效高度的計算板式塔的有效高度是指安裝塔板部分的高度，可按下式計算 1????????TNZHEZ——板式塔的有效高度，mNT——塔內(nèi)所需的理論板層數(shù)ET——總板效率HT——塔板間距，m則： ??????????Z 精餾塔尺寸的計算1. 塔徑的計算① 精餾段塔徑計算按 Smith 法計算最大空塔速度： ，maxLVWC????式中： ????????——