【正文】 ，設(shè)計出的精餾塔操作彈性為 ，該精餾塔的操作上限為液泛控制，下限為漏液控制。即塔內(nèi)安裝 22 層理論板即可滿足分離要求。由圖可看出，該篩1 漏液線 液沫夾帶線 3 液相負荷下限線 4 液相負荷上限線 5 液泛線 寧夏大學本科畢業(yè)設(shè)計 第三章 純苯精餾塔的工藝設(shè)計 24 板的操作上限為液泛控制，下限為漏液控制。 液相負荷上限線 以 s5?? 作為液體在降液管中停留時間的下限，則 5??STfLHA? smHAL TfS / 3m a x, ????故 據(jù)此可做出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負荷上限線 4。 塔板負荷性能圖 漏液線 前已求得 故,/ in, smo ?? ： smndV ooS / 32m i n,2m i n ?????? ??， 據(jù)此 可做出與液體流量無關(guān)的水平漏液線 1。 ? ?液柱mh p 0 9 8 3 4 6 3 ??? 寧夏大學本科畢業(yè)設(shè)計 第三章 純苯精餾塔的工藝設(shè)計 20 每層塔板的 Paghp Lpp 4 7 60 9 8 ?????? ? (310) 液面落差 對于篩板塔，液面落差很小，且本例的塔徑和液流量均不大，故可忽略液面差的影響。 圖 32 弓形降液管的參數(shù)圖 d 降液管底隙高度 ho smLLh ooWho / ?? ?? 取 則 mho 03 00 36 0000 ??? ?? 即 mmhh ow ????? 故降液管底隙高度設(shè)計合理。 表 23 汽液平衡組成及對應的平衡溫度 t/℃ 85 90 95 x 0 .581 y 本精餾塔中進料組成 ?苯FX 由內(nèi)差法計算即 : 8590 ??????? TT 泡點進料溫度℃ 餾出液汽化熱 mr 按純苯計算，查的 kgkJkgk c a l /????苯? 即 k m o lkJMr m / 4?????? 苯苯? 釜液汽化熱 nr 按甲苯和二甲苯計算，查表知： kgkJkgkJ /?? 二甲苯甲苯 ?? 則： 1 2 5 0 9211 2 5 0 ???????甲苯X ? ? k m o lkJr n / 0 8 8 4????????? 已知加熱介質(zhì)及冷卻介質(zhì)的數(shù)據(jù)： ① 加熱蒸汽的溫度為 125℃，汽化熱為 r=2193kJ/kg，冷凝水在飽和溫度下排出 ② 冷卻水進出全凝器的溫度分別為 20℃及 35℃，其平均比熱容為： Cp=(kg﹒℃ ) ③ 再沸器的熱損失為其有效傳熱量的 10%；全凝器的熱損失忽略不計。 由于是 飽和液體進料，則精餾段和提餾段的蒸汽流量為： hk m o lDLVV / ??????? 提精 （ 22） 即： 圖 27 純苯精餾塔示意圖 寧夏大學本科畢業(yè)設(shè)計 第二章 系統(tǒng)物料和熱量衡算 13 k m olkJr m/7833908 0 7811 2 50 07 5 923608 0 9211 2 50 4???????????? 同理，釜液汽化熱按 1， 2， 4三甲苯計算即 nr 。 按操作要求 [10]，保證粗苯：循環(huán)氫氣 =1： 800 的原則， 又結(jié)合經(jīng)驗即氫氣循環(huán)量不低于 3800m3/h，則氫氣 循環(huán)的量為 3800=6346kg/h，即通入預反應器 氫氣總量為 1%～ 2%，則 hk m o lF /% ???損 圖 21 預分餾塔示意圖 圖 22 預反應器示意圖 寧夏大學本科畢業(yè)設(shè)計 第二章 系統(tǒng)物料和熱量衡算 10 對氣相物流衡算： 苯乙烯 + 氫氣 → 苯 + 乙烷 1 2 1 1 104 2 ?? ? X Y Z 解得： X=Y=Z= 戊二烯 + 氫氣 → 戊烷 1 2 65 2 ?? ? P 解得 ： P=則 : ? ? ???? 21 PXm 總hkgm z / ??? hkgmmFD z / 4 0 3 6 911 ??????? 總氫氫 對液相物流衡算： 損FDD ?? 21 代入數(shù)據(jù)求得 : hkmo lD /7 7 4 82 ? 主反應器物料衡算 如圖 23 所示，對氣相物流衡算： 噻吩 + 氫氣 → 正丁烷 + 硫化氫 1 4 1 1 ? 11 YX 解得： hk m o lYhk m o lX /?? 吡啶 + 氫氣 → 戊烷 + 氨 1 5 1 1 ? 22 YX 解得： hk m o lYhk m o lX /3 4 8 ?? ? ? hkgm /5 5 2 4 0 3 5 ????總 2D氫 2D 1氫D 轉(zhuǎn)D,D3 主反應器 圖 23 主反應器示意圖 寧夏大學本科畢業(yè)設(shè)計 第二章 系統(tǒng)物料和熱量衡算 11 4D 5DD余液 萃取精餾塔 白土精餾塔 5D 損DD,6 hkgm y / ??????? hkgmmDD y / 4 7 5 2 4 0 6212 ??????? 總氫氫 對液相物流衡算： 轉(zhuǎn)DDD ?? 32 hk m o lYD / ??轉(zhuǎn)其中 （因為氫氣是過量的，所以轉(zhuǎn)化率取 100%） 則 hkm olD / ? 高壓分離器及穩(wěn)定塔物料衡算 如圖 24，對液相物流衡算： 43 DD? 對氣相物流衡算： 34 氫氫 DD ? （回收） 萃取蒸餾系統(tǒng)物料衡算 如圖 25， 余液DDD ?? 54 其中：吡啶戊二烯芳烴非余液 nnnD ??? 1 7 4 8 8 1 8 ??? hkmo l/? 則： hk m o lD /1 3 1 4 58 8 1 1 4 85 ??? 白土精制塔作物料衡算 如圖 26，由由經(jīng)驗數(shù)據(jù)知： 15 ??DD損 ‰， 則： 5665 DDDDD ???? 損 1‰ 解得： ?6D ?????苯FX 圖 24 高壓分離器及穩(wěn)定塔示意圖 圖 25 萃取精餾塔示意圖 圖 26 白土精餾塔示意圖 33, 氫DD 4D 4氫D 高壓分離器 穩(wěn)定塔 寧夏大學本科畢業(yè)設(shè)計 第二章 系統(tǒng)物料和熱量衡算 12 DXD 純苯7 WXW ,混合苯 純苯精餾塔 苯FXD ,6 純苯精餾塔物料衡算 如圖 27 所示，本精餾塔設(shè)計要求餾出液純苯的純度為 %即： ?DX 餾出 液中苯的收率為 99%。 ⑦ 溶劑無毒性，整個工藝過程幾乎不產(chǎn)生廢渣和廢液，基本上消除了三廢，環(huán)保效果好。 ③脫 S、 N 效果好，最小芳烴飽和，芳烴損失小。 工藝流程如圖 12。反應產(chǎn)物經(jīng)寧夏大學本科畢業(yè)設(shè)計 第一章 概述 6 過 換熱后進入氣液分離器，氣相得到循環(huán)氫氣，經(jīng)過洗滌﹑壓縮再進入反應系統(tǒng)，液相加氫油進入穩(wěn)定塔，將 4C 以下輕組分，以及氫氣﹑硫化氫﹑氨分餾出來，從塔頂引出裝置和從氣液分離器的少量放空氣體在外界進一步回收硫化物，塔底得到加氫產(chǎn)物作為環(huán)丁砜芳烴抽提的進料進一步加工處理。即加入萃取劑后，非芳烴的沸點降低，從萃 取蒸餾塔頂部分離出來，塔底即為芳烴與萃取劑的混合液體，再經(jīng)蒸餾可將芳烴和萃取劑分離，萃取劑循環(huán)使用 [7]。這里要同時抑制單環(huán)芳烴的加氫轉(zhuǎn)化反應，以減少產(chǎn)品的損失。 寧夏大學本科畢業(yè)設(shè)計 第一章 概述 5 低溫法加氫精制主要包括 3 個關(guān)鍵單元 :焦爐煤氣變壓吸附 (PSA)制純氫、催化加氫精制 (預加氫和主加氫 )和產(chǎn)品提純過程 (萃取蒸餾和普通蒸餾 )。不同加氫精制法的綜合比較見表 11。在加氫過程中產(chǎn)生的硫化氫等氣體，為維持循環(huán)氫和硫化氫的平衡，環(huán)丁砜法除從穩(wěn)定塔頂排出外，還需從系統(tǒng)中連續(xù)外排一部分 。雖然溶劑法加氫工藝都屬于低溫加氫，產(chǎn)品均為苯、甲苯和混合二甲苯，其質(zhì)量也基本相同。 寧夏大學本科畢業(yè)設(shè)計 第一章 概述 4 低溫加氫與溶劑萃取法精制 工藝是在低溫 (反應溫度 280℃～ 350℃ )、低壓()和催化劑 (CoMo 和 NiMo)作用下進行的催化加氫過程，經(jīng)脫重裝置后輕苯組分中的烯烴、環(huán)烷烴、含硫化合物、含氮化合物轉(zhuǎn)化為相應的飽和烴，通過萃取蒸餾法將芳烴和非芳烴分離。而溶劑法的操作溫度和壓力均較低，設(shè)備與管道的材料也容易選擇， 40O℃以下選用 Cr5Mo。 Litol 只能生產(chǎn)一種高純苯，苯的產(chǎn)率可達 114%；溶劑法則可生產(chǎn)高純度的苯、甲苯、和混合二甲苯，其產(chǎn)率分別為 98%、 98%和 89%～ 130%，但純苯質(zhì)量基本相同。低溫法主要以美國 Axens 低溫氣液兩相加氫技術(shù)、德國 Uhde 低溫氣相加氫技術(shù)為代表，高溫法主要以 Litol 技術(shù)為代表。目前我國寶鋼、石家莊焦化廠共有 4套粗苯加氫裝置，產(chǎn)能約 21 萬噸 /年 [3]。粗苯加氫精制工藝能耗低、成本低、產(chǎn)品質(zhì)量好、競爭能力強，代表了粗苯加工精制的發(fā)展方向。粗苯加氫精制技術(shù)則是通過催化加氫，脫除粗苯中含硫化合物及非芳香烴等物質(zhì)，制取高質(zhì)量苯族烴的技術(shù)。焦化粗苯加氫精制的大型化、集約化將是未來芳烴發(fā)展的趨勢之一 [2]。伴隨我國經(jīng)濟的發(fā)展，三苯及其下游產(chǎn)品的需求量及出口量越來越大，盡管我國目前在建的和計劃建設(shè)的芳烴項目越來越多，但仍然不能滿足國內(nèi)的需求。 粗苯的應用市場 隨著我國鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，我國焦炭產(chǎn)量出現(xiàn)了突飛猛進的快速發(fā)展。甲苯的冰點很低（ 95℃），可用作航天染料及內(nèi)燃機燃料的添加劑。苯為無色易揮發(fā)和易燃液體，油芳香氣味，不溶于水，而溶于乙醇。粗苯中尚含有吡啶及其同系物和酚類，因含量甚少，不作為產(chǎn)品提取。所以在生產(chǎn)苯、甲苯和二甲苯時，需將不飽和化合物除去。炭化溫度越高，不飽和化合物的含量就越低，不飽和化合物在粗苯餾分中的分布很不平均，主要集中在 140℃以上的高沸點餾分和 79℃以前的低沸點餾分中。粗苯為淡黃色透明液體，比重 ～ ，比水輕，不溶于水。 由于粗苯是一種初級化工品，成份混合而復雜，不能直接用于化工生產(chǎn)，也不能直接被用戶最終消費，就產(chǎn)生了把粗苯精制的生產(chǎn)行業(yè)，經(jīng)過精制把粗苯分離出苯、甲苯、二甲苯以及重質(zhì)苯后，再消費到客戶手中。其主要內(nèi)容是