【正文】 ????? ?39。表214 不同區(qū)域的液相、氣相計(jì)算值名稱 精餾段 提餾段氣相流量 、sV39。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(diǎn) 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(diǎn) ，該工藝的進(jìn)料溫度取 235℃。 339。39。.?② 最小回流比 mR選 β甲基萘為基準(zhǔn)時(shí)萘在塔頂、塔底相對(duì)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?tīng)柋痉ㄓ?jì)算公式，計(jì)算最小回流比 ????????????????????????????????平 均平 均（3）實(shí)際板數(shù)的確定操作回流比取為： 2 設(shè)計(jì)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(shí)際塔板數(shù)為0.?.?實(shí)（4）進(jìn)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(yàn)公式求得和 。因此設(shè)塔頂壓力為 ，（絕壓） 。在 190℃下對(duì)應(yīng)的塔頂個(gè)組分的飽和蒸汽壓分別為 ， ， ， ，????。表 21 已洗三混餾分的組成組分 分子式 沸點(diǎn) /℃ 相對(duì)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(duì)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(jì) 　― 　― 　― 100 設(shè)：塔頂餾出物的流量為 D，釜液為 W。壓榨過(guò)程可使結(jié)晶緊密，將含油分壓出。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(guò)計(jì)量槽 17 流入洗油油庫(kù)。單爐、雙塔常壓連續(xù)精餾工藝的特點(diǎn)是：一個(gè)管式爐向兩個(gè)塔的塔底提供熱量，管式爐的面積分配尤為重要；兩個(gè)塔頂?shù)臏囟热钥扛髯缘幕亓髁縼?lái)控制；兩個(gè)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(lái)實(shí)現(xiàn)。由于精餾法生產(chǎn)工業(yè)萘主要缺點(diǎn)之一是能耗較高 ,有專家認(rèn)為工業(yè)萘精餾采用單爐單塔是發(fā)展的方向,且應(yīng)采用高效填料塔以提高經(jīng)濟(jì)效益。蒸餾塔由加熱爐供熱。我國(guó)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(wàn) t/a，2022 年工業(yè)萘產(chǎn)量約為 21 萬(wàn) t，2022 年產(chǎn)量約為 萬(wàn) t。河北聯(lián)合大學(xué) XXX 學(xué)院4 工業(yè)萘的生產(chǎn)簡(jiǎn)介及發(fā)張前景萘是最基本的稠環(huán)芳烴，是重要的有機(jī)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。而煤焦油中的衍生物是以芳香結(jié)構(gòu)為特征的。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。近年來(lái)，由于國(guó)際油價(jià)節(jié)節(jié)攀升，煤化工越來(lái)越顯示出優(yōu)勢(shì)。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。經(jīng)過(guò)工藝比較選用浮閥型塔板并對(duì)其進(jìn)行流體力學(xué)驗(yàn)算，塔板均選用 VⅠ型浮閥塔板。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。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(guó)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。特別是大型煤焦化企業(yè)，如北京煉焦化學(xué)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(dá) 300 萬(wàn)噸，產(chǎn)量達(dá) 120 萬(wàn)噸，成為我國(guó)化學(xué)工業(yè)發(fā)展的重要行業(yè)。后兩種洗滌器較先進(jìn)，洗滌效果好，便于連續(xù)操作與自動(dòng)控制?？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。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，我國(guó)每年還進(jìn)口一些精萘。上述工藝流程均具有各自的特點(diǎn)，適用于不同的場(chǎng)合。工業(yè)萘的質(zhì)量指標(biāo)也因工藝不同而不同，按其質(zhì)量指標(biāo)可分為優(yōu)等品、一等品和合格品。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。中間槽中的油可用倒油泵倒回原料槽處理。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。表 25 物料衡算表組分 進(jìn)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(jì) 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(xué)化學(xué)工程學(xué)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。1NKP?根據(jù)相對(duì)揮發(fā)度的定義 ，0iiNP??因此上式可簡(jiǎn)化為： ??對(duì)于該工藝確定塔底溫度時(shí)， ??同樣采用試差法確定塔底溫度。iKiip0iiyxp?對(duì)于 8 種組分： 1541104 iiyxPypPp? ?????選萘為基準(zhǔn)，設(shè)萘在塔頂溫度下的蒸汽壓為 即得：N104NiyPp?根據(jù)相平衡常數(shù)定義： ??200ex??????????siiiiyKxPRT對(duì)于本工藝視氣相為理想氣體，液相為理想溶液，則0iipKP?而相對(duì)揮發(fā)度的定義： ，令0iiNKpP??N則 ，因此0iiNP??14iNiy??由于沸點(diǎn)高于萘的組分全部蒸出，因此，采用試差法確定塔頂溫度。(1)sVF????式中：—入塔原料量 ，F(xiàn)kgmol—進(jìn)料狀態(tài)參數(shù)39。?℃ 39。 ?????L km提餾段液相體積流量： 39。 39。N進(jìn)——總塔板數(shù)。20 20dync取板間距 ，塔板上清液層高度 ，則分離空間為：.4THm??.??由于， 由不同分離空間下動(dòng)能參數(shù)與負(fù)荷???????????????系數(shù)之間的關(guān)系，查smith關(guān)聯(lián)圖得 。39。LVWC????——提餾段物系的負(fù)荷系數(shù)。 39。c39。 km8k 精餾塔工藝負(fù)荷的計(jì)算1). 精餾段氣相、液相負(fù)荷① 精餾段氣相負(fù)荷精餾段氣相負(fù)荷由于無(wú)側(cè)線采出按下式計(jì)算，sVDL???而， 。..進(jìn)料層氣相壓力： ?????進(jìn)頂?shù)?底 實(shí)NP式中：——進(jìn)料板層數(shù)。 39。0iiNP??因此，上式可簡(jiǎn)化為： ??對(duì)于該工藝確定塔底溫度時(shí)， ??采用試差法確定塔底溫度，由于塔底溫度一般控制在 左右，因此設(shè)270℃塔底溫度為 ，將 下 及 值列于表 212。?平 均則： ==?平 均根據(jù)芬斯克方程計(jì)算最小理論板數(shù)（不包括再沸器）： +1 ???????????????????????????????平 均所以最小理論塔板數(shù) 。1，2，4三甲苯(1)、茚 (2)、對(duì)甲酚 (3)、四氫化萘(4)、萘(5)、硫雜茚(6)、二甲酚(7)、喹啉(8)、β甲基萘(9)、二甲基萘(10)、苊(11)分別為 ，與121y?、成平衡的液相組成為 ，各組分在塔頂下物質(zhì)的飽和蒸121y?、 12x?、氣壓為 ，塔頂操作總壓力 。 物料衡算 計(jì)算依據(jù)①采用已洗酚萘洗混合餾分作為原料，連續(xù)精餾制取工業(yè)萘全年工作日330 天，每日工作時(shí)間 24h，三班制。流入精餾塔底貯槽的殘油為 245—250℃溫度，被精餾塔熱油循環(huán)泵抽出，一部分打入精餾塔管式爐 6，被加熱至 275—282℃部分氣化后，又回入精餾塔內(nèi)部，供作精餾的熱量?；亓鞑鄣奈茨龤怏w排入排氣冷卻器冷卻后，用壓力調(diào)節(jié)閥減壓至接近大氣壓，再經(jīng)過(guò)安全閥噴出器凝縮器15而進(jìn)入排氣洗凈塔。精餾法生產(chǎn)工業(yè)萘是一種比較新的工藝，它需設(shè)備投資少，處理量大，對(duì)原料要求不高，可以用洗油也可以用混合餾分作為原料。精餾河北聯(lián)合大學(xué) XXX 學(xué)院6法有好多種流程,如連續(xù)和間歇。雙爐雙塔蒸餾工藝有兩臺(tái)蒸餾塔和兩臺(tái)加熱爐組成。石油萘的出現(xiàn)在當(dāng)時(shí)一方面沖擊了煤焦油萘的市場(chǎng)，但另一方面也促進(jìn)了煤焦油萘精制技術(shù)的進(jìn)步，20 世紀(jì)后半葉開(kāi)發(fā)了加氫脫硫精制技術(shù)及一些先進(jìn)的結(jié)晶法技術(shù)。二是產(chǎn)品少，高附加值產(chǎn)品更少，國(guó)內(nèi)從煤焦油加工中提取的主要化工產(chǎn)品僅有 20 余種。另外，只對(duì)脫酚酚油與甲基萘油分別進(jìn)行1 文獻(xiàn)綜述3連續(xù)酸洗脫喹啉，加酸濃度為 30%～39%，效率分別為 %和 %。該工藝優(yōu)點(diǎn)為：常壓與減壓蒸餾相結(jié)合，節(jié)省能源；萘油餾分中萘集中度高；餾分分割較細(xì)，利于后續(xù)深加工產(chǎn)品的分離和提?。惶幚硪?guī)?？梢暂^大。 煤焦油的發(fā)展現(xiàn)狀煤焦油是煤干餾和氣化過(guò)程中獲得的具有刺激性臭味、呈黑色或黑褐色的粘稠狀液體產(chǎn)物。煤焦油蒸餾分離可以得到輕油、酚油、萘油、洗油、蒽油和瀝青。111 學(xué) 號(hào)： HEBEI UNITED UNIVERSITY畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)GRADUATE DESIGN設(shè)計(jì)題目： 學(xué)生姓名：專業(yè)班級(jí)：學(xué) 院：指導(dǎo)教師： 摘 要I摘 要萘是有機(jī)化學(xué)工業(yè)的重要原料，是煤焦油中含量最多，提取價(jià)值很高的重要組分,廣泛用于生產(chǎn)染料、增塑劑、合成纖維、橡膠、樹(shù)脂和各種化學(xué)助劑等。由此奠定了有機(jī)化學(xué)工業(yè)的基礎(chǔ)。本設(shè)計(jì)圍繞單爐雙塔的工藝來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。常減壓蒸餾：焦油脫水在常壓下進(jìn)行，餾分根據(jù)沸點(diǎn)和產(chǎn)量不同進(jìn)行常壓和減壓蒸餾。萘油則采用三段脫酚，脫酚效率 79%；脫酚設(shè)備采用靜態(tài)混合器。山西省煤焦油加工企業(yè) 43 家，年加工能力在 5 萬(wàn)噸以上的僅有 13 家，年加工能力 200 萬(wàn)噸左右。20 世紀(jì) 60 年代，美國(guó)開(kāi)發(fā)了石油萘生產(chǎn)技術(shù)；由于石油萘含硫低、純度高，其供應(yīng)量( 美國(guó)最高年產(chǎn)量曾達(dá)到 17 萬(wàn) t)最高時(shí)占美國(guó)生產(chǎn)苯酐耗萘總量的 40%以上。管式爐加熱連續(xù)精餾法制取工業(yè)萘，有雙爐雙塔、單爐雙塔、單爐單塔三種流程。工業(yè)上一般采用精餾法生產(chǎn)工業(yè)萘,精餾法生產(chǎn)工業(yè)萘處理量大,萘回收率高且對(duì)原料萘油要求不高,因而廣泛用于中國(guó)、日本、美國(guó)、俄羅斯等國(guó)家。目前應(yīng)用最廣的是雙爐雙塔連續(xù)精餾工藝（主要設(shè)備是兩座管式加熱爐和兩座精餾塔）；由于精餾法生產(chǎn)工業(yè)萘主要缺點(diǎn)之一是能耗高，有專家認(rèn)為工業(yè)萘精餾采用單爐單塔的發(fā)展方向，且應(yīng)用高效填料塔以提高經(jīng)濟(jì)效益。在此，一部分送到萘塔頂作回流，另一部分送入第二換熱器4和甲基萘油冷卻器20冷卻后作為產(chǎn)品排入貯槽。精餾塔中的萘油、洗油混合餾分靠管式爐 6 循環(huán)加熱而進(jìn)行分餾，其中的萘以 218℃的氣態(tài)從精餾塔頂部逸出，經(jīng)換熱器 3 進(jìn)行熱交換后，在進(jìn)入工業(yè)萘汽化冷凝冷卻器 14 被水冷卻至 100—110℃，以液態(tài)進(jìn)入工業(yè)萘回流槽 15，不分工業(yè)萘由回流槽底被工業(yè)萘回流泵 16 抽出，打入精餾塔 5 的頂部，以控制塔頂溫度，其余工業(yè)萘從回流槽上部滿流入工業(yè)萘貯槽 17，再放入轉(zhuǎn)鼓結(jié)晶機(jī)18，便得到含萘＞95%的工業(yè)萘。單爐雙塔操作工藝要求進(jìn)料量穩(wěn)定，%，要嚴(yán)格控制塔頂塔底溫度，塔頂采出的萘含量不小于95%，塔底洗油中含萘量不大于2%。對(duì)于這幾種組分設(shè)塔頂蒸汽組成。(2) 所需塔板層數(shù)及回流比的確定① 最小理論板數(shù)的確定根據(jù)物料衡算平衡數(shù)據(jù)知：輕關(guān)鍵組分在餾出物和釜液的濃度為：，?Ⅰ ?Ⅰ重關(guān)鍵組分在餾出物和釜液的濃度為： ，?Ⅱ ?Ⅱ設(shè) ——四氫化萘在塔頂、塔底相對(duì)揮發(fā)度平均值。1NK?根據(jù)相對(duì)揮發(fā)度的定義 。139。 .?????????rt提餾段的氣相負(fù)荷為： 39。 . 液相重度 、?39。39。..6856??????????ssMF kgm② 提餾段液相負(fù)荷液相負(fù)荷按下式計(jì)算： 39。max39。39。?酚油在塔頂溫度195℃下的表面張力，按下式計(jì)算，??11????ttt其中， —校正系數(shù)查手冊(cè)知，酚油在100℃下表面張力 ，??????????則，. ?????????????最大空塔速