【正文】 列匯總表 如下： 表 52 塔底再沸器熱量衡算計(jì)算表 組分 105HC 66HC 87HC 88HC 108HC 129HC ? in i? iiY? hkJQ B / 1 4 8 1104 8 1 3 ??? 純苯塔的熱量衡算 塔頂冷凝器的熱量衡算： 下表為 基準(zhǔn)焓值為 80℃ 時(shí)飽和液相焓值 ， 列匯總表 如下： 表 53 塔頂冷凝器熱量衡算計(jì)算表 組分 66HC 87HC ? in i? iiY? hkJQ C / 0 9 0 1109 0 1 3 ??? 塔底再沸器 的熱量衡算： 下表為 基準(zhǔn)焓值為 115℃ 時(shí)飽和液相焓值 ， 列匯總表 如下： 表 54 塔底再沸器 熱量衡算計(jì)算表 組分 66HC 87HC 108HC 129HC ? in i? 22 iiY? hkJQ B / 5 8 1105 8 1 3 ??? 甲苯塔的熱量衡算 塔頂冷凝器的熱量衡算： 下表為 基準(zhǔn)焓值為 ℃ 時(shí)飽和液相焓值 ， 列匯總表 如下： 表 55 塔頂冷凝器熱量衡算計(jì)算表 組分 66HC 87HC 108HC ? in i? iiY? hkJQ C / 3 ??? 塔底再沸器 的熱量衡算： 下表為 基準(zhǔn)焓值為 ℃ 時(shí)飽和液相焓值 ， 列匯總表 如下： 表 56 塔底再沸器 熱量衡算計(jì)算表 組分 87HC 108HC 129HC ? in i? iiY? hkJQ B / 8 8 8108 8 8 3 ??? 二甲苯塔的熱量衡算 塔頂冷凝器的熱量衡算： 下表為 基準(zhǔn)焓值為 ℃ 時(shí)飽和液相焓值 ， 列匯總表 如下： 表 57 塔頂冷凝器熱量衡算計(jì)算表 23 組分 87HC 108HC 129HC ? in i? iiY? hkJQ C / 4 4 6104 4 6 3 ??? 塔底再沸器 的熱量衡算： 下表為 基準(zhǔn)焓值為 ℃ 時(shí)飽和液相焓值 ， 列匯總表 如下： 表 58 塔底再沸器 熱量衡算計(jì)算表 組分 108HC 129HC ? in i? iiY? hkJQ B / 3 ??? 24 六、設(shè)計(jì)體會(huì)與收獲 本次煤化工課程設(shè)計(jì) 旨在使 我們 了解煤化工工藝基本原理、重要工藝過(guò)程、設(shè)備的構(gòu)造及工程設(shè)計(jì)基本內(nèi)容，初步掌握化工工藝設(shè)計(jì)的主要程序及方法，鍛煉和提高 我們 綜合運(yùn)用理論知識(shí)和技能的能力、收集和查閱文獻(xiàn)資料的能力、分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力、獨(dú)立工作和創(chuàng)新能力。 所以塔底溫度為： ℃ 。 所以塔頂溫度為 ℃ 。 根據(jù)組分，設(shè)二甲苯為輕關(guān)鍵組分，三甲苯為重關(guān)鍵組分，由清晰分割法計(jì)算二甲苯塔的物料衡算，結(jié)果如下表： 表 415 二甲苯塔的物料衡算 87HC 108HC 129HC ? id DiX iW WiX 用 露點(diǎn) 方程計(jì)算 二甲苯 塔 塔 頂 溫度： 初設(shè) 塔頂溫度 90?Dt ℃ ，操作壓強(qiáng)為 18KPa。 所以純苯塔全塔的平均溫度為： 2 ????? WDF ttt℃ 。 用泡點(diǎn)方程計(jì)算 甲苯塔 塔底溫度： 初設(shè) 塔底溫度 150?Wt ℃ ，計(jì)算結(jié)果如下表 : 表 413 泡點(diǎn)方程計(jì)算甲苯塔塔底溫度 組分 87HC 108HC 129HC ? WiX 150℃ ik WiiXk ℃ ik WiiXk 在所設(shè)的 ℃ 條件下， | WiiXk? 1|, 符合要求。計(jì)算結(jié)果如下表： 表 412 露點(diǎn)方程計(jì)算甲苯塔塔頂溫度 組分 66HC 87HC 108HC ? DiX 110℃ ik iDi kX / ℃ ik iDi kX / 在所設(shè)的 ?Dt ℃ ， | iDi kX /? 1|,符合要求。 純苯的產(chǎn)量： )( 366 ???????HCm 噸 甲苯塔的物料衡算： 甲 苯塔的進(jìn)料組成如下表： 表 410 甲苯的進(jìn)料組成 組分 66HC 87HC 108HC 129HC ? if iX 根據(jù)設(shè)計(jì)需要，甲苯塔回收甲苯的純度達(dá)到 98%，而甲苯塔頂?shù)幕厥章蕿?。 所以塔底溫度為： 115℃ 。 所以塔頂溫度為 80℃ 。 最終精餾工藝流程圖： 蒸汽殘液溶劑油釜?dú)堃核?甲苯 二甲苯 圖 43 最終精餾工藝圖 純苯塔的物料衡算： 純苯塔的進(jìn)料組成如下表： 表 46 純苯塔進(jìn)料組成 組分 66HC 87HC 108HC 129HC ? if iX 根據(jù)設(shè)計(jì)需要，純苯塔回收苯的純度達(dá)到 %，而笨的回收率為 % 根據(jù)組分，設(shè)苯為輕關(guān)鍵組分，甲苯為重關(guān)鍵組分，由清晰分割法計(jì)算純 15 苯塔的物料衡算，結(jié)果如下表： 表 47 純苯塔物料衡算結(jié)果 組分 66HC 87HC 108HC 129HC ? id DiX iW WiX 用 露點(diǎn) 方程計(jì)算 純苯塔 塔 頂 溫度： 初設(shè) 塔頂溫度 80?Dt ℃ ，操作壓強(qiáng)為 33KPa。 最終精餾 經(jīng)過(guò)酸洗凈化，把混合苯餾分中的戊烯、苯乙烯除去，得到苯、甲苯、二甲苯的混合餾分，經(jīng)過(guò)吹苯塔，吹出苯、甲苯、二甲苯組分。 ② 不飽和化合物的加成反應(yīng)，生成中式酯： 2332423222 ))(()(2 CHCHOCSOSOHCHCHCHCH ???? 酸洗工藝流程圖如下圖： 鹽溶液堿液蒸汽殘液水初餾分 硫酸添加劑純凈BTX酸焦油再生酸 圖 42 酸洗流程圖 為了得到比較純凈的苯系化合物，不飽和化合物通過(guò)酸洗，消耗的硫酸的量為： hkmo lHCn /0 0 0 )( 105 ? hk m o lHCn /0 3 3 )( 88 ? 則： )( 34239。聚合反應(yīng)的第一階段是生成酸式酯，聚合反應(yīng)的第二階段是酸式酯不飽和化合物生成二聚物。 用硫酸洗滌時(shí)，同時(shí)進(jìn)行多種化學(xué)反 應(yīng)，其中主要的反應(yīng)如下（清除不飽和化合物反應(yīng)）： ① 不飽和化合物反應(yīng) 。用硫酸精制具有工藝流程簡(jiǎn)單，操作靈活，設(shè)備投資少，材料易得，常溫常壓下進(jìn)行。 化學(xué)精制 粗苯初步精制得到的苯類混合物餾分中，含有沸點(diǎn)與苯族烴相近的不飽和化合物如戊烯和苯乙烯。 所以塔底溫度為： ℃ 。 所以塔頂溫度為 40℃ 。 塔頂產(chǎn)品： hkm olCSD /)( 2 ? hk m o lHCD /)( 105 ??? hk m o lHCD /)( 66 ??? 塔底產(chǎn)品： hk m o lHCW /0 0 0 8 0 8 0 )( 105 ??? hk m o lHCW /)( 66 ??? 塔頂、塔底產(chǎn)品的組成計(jì)算如下表： 表 42 清晰分割物料衡算計(jì)算結(jié)果匯總 組分 2CS 105HC 66HC 87HC 88HC 108HC 129HC ? iZ if id 0 0 0 0 11 DiX 0 0 0 0 iW 0 WiX 0 用 露點(diǎn) 方程計(jì)算 初餾塔 塔 頂 溫度： 首先 相平衡常數(shù) iK 確定 ： 當(dāng)汽相是理想氣體組成的理想溶液，液相也是理想溶液：這種體系的壓力一般不高于 202KPa，混合物有化學(xué)結(jié)構(gòu)相近﹑分子量相差不大的化合物形成在這種情況下，汽液相均可看做為理想溶液。苯在塔底的回收率達(dá)到 ％。 則粗苯進(jìn)料流量： hkg /1 4 1)243 0 0(1 0 0 01 0 1 5 ???? 表 41 原料各組分?jǐn)?shù)據(jù)匯總 處理量： 10 萬(wàn)噸褐煤 /年 產(chǎn)生粗苯： 1015 噸 /年 組分 2CS 105HC 66HC 87HC 88HC 108HC 129HC ? iW 10 M 76 70 78 92 104 106 120 m n 101992 iX 分離要求 苯的純度： % 甲苯的純度： 98% 二甲苯的純度： 98% 初餾塔清晰分割物料衡算： 輕苯的初步精餾的目的是將低沸點(diǎn)的二硫化碳和戊烯等不飽和化合物與苯烴進(jìn)行分離，得到初餾分和苯，甲苯，二甲苯等苯類混合餾分。塔頂逸出的蒸汽經(jīng)冷凝器冷卻把油和水分離，所得到的二甲苯一部分作為回流送入塔頂，其余部分作為產(chǎn)品采出。甲苯殘液要求不含甲苯。蒸汽經(jīng)冷凝器冷卻把油和水分離，所得到的甲苯一部分作為回流送入塔頂，一部分作為產(chǎn)品采出。塔底純苯殘液溫 度為 124128℃ ，由塔底排除，送入純苯殘油槽。吹出苯由泵送入純苯塔。用硫酸進(jìn)行洗滌。初餾塔由重沸器供熱，由于塔底含有不飽和化合物形成的聚合物，進(jìn)入重沸器之前需經(jīng)過(guò)過(guò)濾器濾出聚合物，以減輕設(shè)備的堵塞。 （ 3）最終精餾：經(jīng)過(guò)連續(xù)精餾得到合乎標(biāo)準(zhǔn)的純產(chǎn)品。 7 三、工藝流程的說(shuō)明 粗苯的精制 包括下述三個(gè)過(guò)程： （ 1）初步精餾： 將低沸點(diǎn)的二硫化碳和戊烯等不飽和化合物與苯烴進(jìn)行分離，得到初餾分和苯，甲