【正文】 即： 11m i n1 1 111 [ ( ) ( ) ] 11 DFgg D FxxNll x x? ???? 1 0 . 9 9 9 3 1 0 . 8 0 2[ ( ) ( ) ] 12 . 4 9 1 0 . 9 9 9 3 0 . 8 0 2gg ll?? ? ?? ? 由于 min ? ?? 不變，則縱坐標(biāo)讀數(shù)亦不變，即 ： 11 ? ?? 解得 1N = 故加料板為從塔頂往下數(shù)第 13 層理論板，故精餾段塔板數(shù)為 13 層，提餾段塔板數(shù)為 11層。純苯塔塔底溫度 124~128℃ 。 在下面計(jì)算中 ， 以序號(hào)代表組分，根據(jù) 實(shí)際設(shè)計(jì)要求， 2 號(hào)關(guān)鍵組分（二甲苯）為輕關(guān)鍵組分 ， 3 號(hào)組分（溶劑油及殘?jiān)橹仃P(guān)鍵組分。經(jīng)酸洗后余噻吩 %， 余不飽和化合物 %。 由吹苯塔塔頂 BTX 產(chǎn)率為 %， 塔底殘?jiān)a(chǎn)率為 %。 39。DW? 代入數(shù)據(jù)得 ： 39。 塔頂產(chǎn)品中苯流量為 ： LD =? ? = /th 塔底產(chǎn)品中苯流量為 ： LW = LF LD =? = /th 塔 頂 產(chǎn)品中甲苯流量為 ： hD =? ? =0。 即 ： 純苯塔進(jìn)料成分如下： 序號(hào) 1 2 3 4 ? 組分 苯 甲苯 二甲苯 溶劑油及殘?jiān)? /(/ )iF t h /(/ )iD t h Dia 河南城建學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) 物料衡算 10 純苯塔物料衡算 計(jì)算得純苯塔進(jìn)料組成及查得有關(guān)數(shù)據(jù)如下： 其中 F= /th。 塔底產(chǎn)品中殘?jiān)髁繛?： hW =?= /th。 溶劑油及殘?jiān)髁繛?： /th 其中噻吩流量為 ： ?%= /th 不飽和化合物流量為 ： ?2%= /th 經(jīng)酸洗后余噻吩 %， 流量為 ： ?%= /th 余不飽和化合物 %， 流量為 ： ?%= /th 噻吩反應(yīng)速率為 ： = /th 不飽和化合物反應(yīng)速率為 ： = /th 所以共余溶劑油及殘?jiān)髁繛?： = /th 計(jì)算結(jié)果如下： 序號(hào) 1 2 3 4 ? 組成 苯 甲苯 二甲苯 溶劑油及殘?jiān)? 質(zhì)量 /th ia 吹苯塔物料衡算 因?yàn)?BTX產(chǎn)率為 %，殘?jiān)a(chǎn)率為 %。 2 號(hào)組分（苯）為重關(guān)鍵組分。 吹出苯經(jīng)開(kāi)停工槽用泵連續(xù)送入純苯塔，塔頂苯蒸 汽 經(jīng)冷凝冷卻、油水分離后，一部分用苯送至塔頂作回流，其余作產(chǎn)品采出。液體在混合器內(nèi)停留 1min 后，送入酸洗反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)一步反應(yīng)。 河南城建學(xué)院專科畢業(yè)設(shè)計(jì) 生產(chǎn)流程說(shuō)明 6 3 生產(chǎn)流程說(shuō)明 輕苯在儲(chǔ)槽中靜止脫水后，用原料泵送入初餾塔進(jìn)行精餾，由塔頂逸出的初餾分蒸 汽 經(jīng)冷凝冷卻、油水分離后分為兩部分，一部分作為產(chǎn)品采出，另一部分用作回流。加氫精制發(fā)工藝復(fù)雜，對(duì)設(shè)備材質(zhì)和自動(dòng)控制要求高。粗苯易燃，閃點(diǎn)為 12℃ 。此為還含有不飽和化合物、硫化物、飽和烴、酚類和吡啶堿類。 純苯殘油組成（質(zhì)量含量）：苯 %。尤其對(duì)酸焦油的生成量顯著。但與共聚反應(yīng)相比，磺化反應(yīng)僅屬于從屬地位。因此，反應(yīng)控制在 3545℃ 比較低的溫度， 即保證了噻吩的凈化效果，又減少了苯族烴因磺化反應(yīng)及與不飽和化合物的共聚反應(yīng)而引起的損失。該法在中國(guó)焦化廠也有采用。按除去不飽和化合物和硫化物的方式不同，粗苯精制的方法主要有酸洗精制法和加氫精制法。因此粗苯的精制具有重要的意義。迄今為止，我國(guó)能源一直是以煤為主的多元化結(jié)構(gòu)。噻吩可用于生產(chǎn)染料、醫(yī)藥、耐急冷急熱塑料、高活性溶劑、生物活化物質(zhì)、增亮劑及化妝品等。二聚物和單體物可制取合成樹(shù)脂、農(nóng)藥、香料和殺菌劑。 精制在 145180℃ 范圍內(nèi)餾出的混合產(chǎn)品稱為溶劑油。環(huán)已烷和苯酚也是苯重要消費(fèi)領(lǐng)域。苯乙烯、古馬隆及茚等高沸點(diǎn)不飽和化合物則集中于重苯中。硫化物在粗苯精制過(guò)程中作為有害雜質(zhì)脫除。故在生成過(guò) 程中，需將不飽和化合物除去。苯類產(chǎn)品是易流動(dòng)，幾乎不溶于水，而溶于乙醇、乙醚等多種有機(jī)溶劑的無(wú)色透明液體，極易燃燒，其蒸汽與空氣能形成爆炸性混合物。加氫精制法工藝復(fù)雜，對(duì)設(shè)備材質(zhì)和自動(dòng)控制要求高，所得產(chǎn)品質(zhì)量好，沒(méi)有液體廢物產(chǎn)生，有利于環(huán)境保護(hù)。河南城建學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)總論 2 1 設(shè)計(jì) 總論 概述 粗苯精制的生產(chǎn)工藝，是以粗苯為原料，經(jīng)化學(xué)加工轉(zhuǎn)換為氣體，液體和固體產(chǎn)物，并將氣體和液體產(chǎn)物進(jìn)一步加工成一系列化學(xué)產(chǎn)品的過(guò)程。 噻吩能與硫酸發(fā)生磺化反應(yīng)，但是苯，甲苯，二甲苯的磺化反映速率很慢。硫酸精制法的優(yōu)點(diǎn)是試劑便宜、過(guò)程設(shè)備簡(jiǎn)單和操作方便等，在早期的國(guó)內(nèi)外焦化粗苯加工中應(yīng)用十分廣泛，工藝比較成熟。我國(guó)傳統(tǒng)的粗苯精制的方法是酸洗法，由于 酸洗精 制法工藝簡(jiǎn)單，該法在我國(guó)焦化廠得到廣泛應(yīng)用。 On nonclear segmentation in the calculation: Refining benzene tower into the feed traffic to toluene tap into feed traffic to 。s coke plant is widely used. Hydrogenation process of plex, material and equipment for automatic control requirements. The law in China has been applied. This design uses pickling crude benzol refining process of refining a design, the focus on design and calculation of the process of refining crude benzol key equipment. Including material balance, the main tower of the size of equipment, and key equipment to check the mechanical strength. Get through the material balance for the production of benzene per hour。通過(guò)對(duì)關(guān)鍵設(shè)備工藝尺寸計(jì)算得到：吹苯塔塔高H=；純苯塔塔高為 ，塔徑為 。加氫精制法工藝復(fù)雜，對(duì)設(shè)備材質(zhì)和自動(dòng)控制要求高，該法在我國(guó)也得到一定的應(yīng)用。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) [論 文 ] 題 目： 3 萬(wàn)噸每年粗苯精制工藝設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 化學(xué)與材料工程學(xué)院 專 業(yè)： 煤炭深加工與利用 完成時(shí)間： 2020 年 5 月 27 日 河南城建學(xué)院專科畢業(yè)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)說(shuō)明 I 設(shè)計(jì)說(shuō)明 粗苯精制工藝，是將粗苯經(jīng)化學(xué)加工轉(zhuǎn)換為氣體，液體和固體產(chǎn)物，并將氣體和液體產(chǎn)物進(jìn)一步加工成一系列化學(xué)產(chǎn)品的過(guò)程。 本設(shè)計(jì)采用酸洗精制對(duì)粗苯精制工藝進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，著重設(shè)計(jì)計(jì)算了粗苯精制過(guò)程的關(guān)鍵設(shè)備。通過(guò)對(duì)關(guān)鍵設(shè)備機(jī)械強(qiáng)度校核得到：純苯塔質(zhì)量載荷為 ；風(fēng)載荷： 11截面為 N Calculated in accordance with a clear division: benzene into the light feed traffic to 。 xylene tower into the feed traffic to . Through the key equipment of size calculated: high winds benzene high tower H = 。 焦化粗苯加工和分離是一個(gè)極其復(fù)雜的工藝過(guò)程，粗苯中除含有苯、甲苯、二甲苯等主要成分外，可定量的其余組分就有九十多種。 酸洗法就是混合餾分（ BTX）用含量為 93%~95%的硫酸洗滌時(shí)不飽和化合物及硫化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成復(fù)雜的產(chǎn)物。同時(shí)噻吩還能與其他不飽和化合物反應(yīng)生成穩(wěn)定的烷基化噻吩，其沸點(diǎn)畢本的沸點(diǎn)高 60~70℃。目前粗苯精制的方法主要有酸洗精制法和加氫精制法。該法在我國(guó)也得到了應(yīng)用。粗苯中所含的不飽和化合物的含量主要取決于炭化溫度，溫度越高，不飽和化合物的含量就越低。粗苯中的硫化物主要是二硫化碳、噻吩及其同系物。粗苯中尚含有吡啶堿類和酚類，因含量甚少，不作為產(chǎn)品提取。輕苯和重苯需分別加工。此外，苯也是染料、塑料、合成橡膠、合成樹(shù)脂、合成纖維、合成藥物和農(nóng)藥等的重要原料，也是涂料、橡膠、膠水等的溶劑，也可以作為燃料。溶劑油主要用作油漆和顏料工業(yè)中的溶劑。古馬隆和茚制取的樹(shù)脂可用于制造油漆、塑料和絕緣材料。 粗苯精制的意義 資源 、環(huán)境和人口是當(dāng)前困擾人類社會(huì)發(fā)展的三大突出問(wèn)題，這三大問(wèn)題與能源都有密切關(guān)系。預(yù)計(jì)在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，這一格局也不會(huì)改變。 文獻(xiàn)綜述 粗苯精制的方法是根據(jù)苯的組成、 性質(zhì)、產(chǎn)品的品種和質(zhì)量要求而制定的。酸洗精制法具有工藝流程簡(jiǎn)單、操作靈活、設(shè)備投資少、材料易得，常溫、常壓下運(yùn)行，但有液體廢物產(chǎn)生?？紤]到酸洗精制法的優(yōu)點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)采用酸洗精制法提取苯類產(chǎn)品。酸洗反應(yīng)是放熱反應(yīng)，其放出的熱量取決于未洗混合餾分中不飽和化合物的含量及組成。 在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)輕苯的組成和質(zhì)量來(lái)確定適宜的硫酸濃度。一般反應(yīng)時(shí)間為 10min 左右。 主要原材料及公用工程情況 主要原材料為粗苯。粗苯的組成取決于煉焦配煤的組成及煉焦產(chǎn)物在碳化室類熱解的程度。粗苯蒸 汽 在空氣中的體積濃度為 %%時(shí)，能形成爆炸性混合物。因此，此次設(shè)計(jì)采用第二種方法，即酸洗精制。塔底排出的混合餾分經(jīng)冷卻器 自流至中間槽，作為硫酸洗滌的原料。 酸洗反應(yīng)器后的混合餾分及硫酸進(jìn)入加水混合器，連續(xù)加入占未洗混合餾分質(zhì)量 3%4%的水以停止反應(yīng)并產(chǎn)生了再生酸。塔底純苯殘油用熱油泵送至甲苯塔，塔頂甲苯蒸 汽 經(jīng)冷凝冷卻、油水分離后，一部分用泵送至塔頂作回流，其余作產(chǎn)品采出。有精餾塔初餾分為 %可知，在精餾后初餾分完全為塔頂產(chǎn)品。 則由上表可列新表得： 序號(hào) 1 2 ? 組分 BTX 溶劑 油 及 殘?jiān)? 流量 ia 河南城建學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) 物料衡算 9 按清晰分割計(jì)算 在下面計(jì)算中以序號(hào)代表組分，根據(jù)題意 1 號(hào)關(guān)鍵組分（ BTX）為輕關(guān)鍵組分 ，2 號(hào)組分（溶劑油及殘?jiān)橹仃P(guān)鍵組分。 塔頂產(chǎn)品中殘?jiān)髁?為 ： hD = hF hW == /th。 在下面計(jì)算中以序號(hào)代表組分，根據(jù)題意 1 號(hào)關(guān)鍵組分（苯）為輕關(guān)鍵組分。 0673 /th 塔底產(chǎn)品中甲苯流量為 ： h h hW F D??=? = /th 非清晰分割的初餾分流量在兩產(chǎn)品中的組成由上面計(jì)算可得 ： ()LDW = ? ( ) ?? 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入式 ： ( ) ( ) ( ) ( )g L g h g i g hg Lh g hh g ih g hhD D D Dl l l lW W W Wl a l a l a l a??? 得 ： ( ) ( ) 198 .98 05 14. 49 g L g h ggg Lh g hh g gDDll llWWl a l a l l? ????? 對(duì)于組分 3（二甲苯）可求 ： 3( ) 5 .8 9 0 ( 2 .4 5 .8 2 ) 0 .0 0 5 2 4 .5 6 6 9g g g gDl l l lW ? ? ? ? ? 則3()DW= 序號(hào) 1 2 3 4 ? 組分 苯 甲苯 二甲苯 溶劑油及殘?jiān)? ia ih? 1 河南城建學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) 物料衡算 11 其它各組分的 ()iDW值列于下表 ： 產(chǎn)品中各組分流量 iD 和 iW 可根據(jù)分配比和物料衡算求得，計(jì)算結(jié)果亦列于下表，以苯為例計(jì)算如下： ()DW苯 = F=D+W=? = t/h 聯(lián)立上式解得 ： D苯 = /th W苯 = /th 序號(hào) 1 2 3 4 ? 組分 苯 甲苯 二甲苯 溶劑油及殘?jiān)? /(/ )iF t h iha 1 ( / )jDW 7510??