1、畢業設計論文題目：10萬噸/年粕茶加氫精制工藝設社系別：化學化工系專業：化學工程與工藝姓名：李燕飛學號：1114050131指導教師：翔河南城建學院2021年 05月 25日河南城建學院畢業設計河南城建學院畢業設計論文任 務 書題 目10萬噸/年粗苯加氫精制工藝設計系 別 化學化工系 專業化學工程與工藝班 級11140501學 號1114050131學生姓名李燕飛指導教師 李翔發放日期2021年03月16號河南城建學院畢業設計河南城建學院本科畢業設計論文任務書河南城建學院畢業設計一、主要任務與目標：主要任務：本次設計的主要任務是10萬噸/年粗苯加氫精制工藝設計.粗 苯為中間體產品,本身用途極為

2、有限,僅作為溶劑使用,但是精制 后的焦化苯、焦化甲苯、焦化二甲苯等產品,是有機化工、醫藥和 農藥等的重要原料,在國內、國際上都有很好的市場,目前精苯產 品價格持續上漲,市場潛力巨大.業內專家認為,粗苯加氫精制技 術代表了粗苯加工精制的開展方向,這一技術在我國的推廣使用, 不僅可使珍貴的苯資源得到充分利用,還可有效改善粗苯精制的面 貌,提升清潔生產的水平.本設計的產品有純苯、甲苯、二甲苯、 非芳炫、重苯,其中最主要的產品是純苯、甲苯和二甲苯.設計目標：設計內容必須到達國家生產技術標準. 合成粗苯加氫工藝設計 的內容同時要符合國家的經濟政策和技術政策, 此題目合理運用國 家的財富和資源,其中在工藝

3、上可靠,經濟上合理；盡可能吸收最 新科技成果,力求技術先進,經濟效益更大,不造成環境污染.同 時符合了國家工業平安與衛生要求.二、主要內容與根本要求：一主要內容：1、實地調研,查閱資料,書寫開題報告河南城建學院畢業設計2、進行化工工藝設計(計算).化工工藝設計(計算)的主要內容有：(1)原料路線和技術路線的選擇；(2)工藝流程設計；(3)物料計算；(4)能量計算；(5)工藝設備的設計和選型；(6)車間布置設計；(7)化工管道設計；(8)非工藝設計工程.；3、編制設計文件.設計文件包括：設計說明書,圖紙,附表.(1)設計說明書要包括以下內容：1)設計依據2)設計指導思想和原那么；3)產品方案;4

4、)生產方法和工藝流程；5)全部工藝計算內容；6)主要原料和動力消耗定額及消耗量；7)生產限制分析；8)儀表和自動限制；9)車間布置；10)存在的問題及建議.(2)圖紙包括以下內容：河南城建學院畢業設計1根據物料衡算作出物料衡算圖；2作出帶限制點的工藝流程圖；3主設備圖.3附表包括：1根據物料衡算作出原料用量、消耗定額；2工藝設備一覽表3自動儀表一覽表.二根本要求1、工藝設計要做到：充分運用國家資源,產出高純度有價值 產品的原那么,力求符合國家的經濟政策和技術政策,到達工藝上可 靠,經濟上合理；要盡可能吸收最新科技成果,力求技術先進,經 濟效益更大,不造成環境污染；符合國家工業平安與衛生要求.2

5、、既要考慮到技術可靠,經濟合理,又要最大限度地保護環 境不受污染,且利于國民經濟的全面開展.到達國家生產技術標準 并到達環保要求.河南城建學院畢業設計三、方案進度：1 .第5周：接受設計論文任務,根據任務書的要求,調查 和收集有關數據與資料,初步形成設計方案,2 .第6周：寫出開題報告,由指導教師審核同意后開題.3 .第712周：進行工藝設計、工藝計算.4 .第13周：處理有關數據,書寫設計說明書形成初稿,繪制 圖紙.5 .第14周：設計初稿及圖紙提交指導老師審閱,修改后形成 定稿并打印一式二份本人、存檔各一份.6 .第15周：參加畢業辯論.四、主要參考文獻：1、匡國柱,史啟才主編 ?化工單元

6、過程及設備課程教材?,化學工業出版社,2005.12、天津大學化工學院柴誠敬主編?化工原理?上、下冊,高等教育出版社,2006.13、譚天恩,李偉等編著?過程工程原理?,化學工業出版社,2004.84、湯金石等著?化工原理課程設計?,化學工業出版社,1990.65、?化學工業物性數據手冊?,有機卷.6、國家醫藥治理局上海醫藥設計院編?化工工藝設計手冊?第二版上、下河南城建學院畢業設計7、刁玉瑋 等編 ?化工設備機械根底?大連理工大學出版社,19928、天津大學等合編?根本有機化工別離工程?化學工業出版社,19959、湯善哺,盛谷等編 ?化工制圖? 高等教育出版社,196510、化工設備設計全書

7、編輯委員會?塔設備設計? 上海科學技術出版社,198811、上海化學工業設計院石油化工設備設計建設組?化工設備圖集?IV,塔類,上海科技出版社,1974指導教師簽名：年 月 日教研室審核意見：建議就任務書的標準性；任務書的主要內容和根本要求的明確具體性；任務書方案進度的合理性；提供的參考文獻數量；是否同意下達任務書等方面進行審核.河南城建學院畢業設計教研室主任簽名:注：任務書必須由指導教師和學生互相交流后,由指導老師下達并交教研室主任審核后發給學生,最后同學生畢業論文等其它材料一起存檔.成績評定成績評定說明一、辯論前每個學生都要將自己的畢業設計論文在指定的時間內交給指導,教師,由指導教師審閱,

8、寫出評語并預評分.二、辯論工作結束后,辯論小組應舉行專門會議按學校統一的評分標準和評分辦法,在參考指導教師預評結果的根底上,評定每個學生的成績.系對專業答辯小組提出的優秀和不及格的畢業設計論文,要組織系級辯論,最終確定成績,并向學生公布.三、各專業學生的最后成績應符合正態分布規律.四、具體評分標準和方法見 ?平頂山工學院畢業設計 論文工作條例?中附錄2.畢業設計論文成績評定班級 姓名 學號綜合成績： 分折合等級河南城建學院畢業設計辯論小組評定意見一、評語根據學生辯論情況及其論文質量綜合評定、評分按下表要求評定評分項1辯論小組評分評閱教師評分合計卜0分FI完成任鄉情況5分F畢業設計論文質量6分表

9、達情36分匕答復問是情況6分質量正確性、條理 創造性、實用愷 1陰成果的技: 伙平科. 性、系統,110分辯論小組成員簽字10河南城建學院畢業設計畢業辯論說明論文,為辯論做好準備,1、辯論前,辯論小組成員應詳細審閱每個辯論學生的畢業設計 并根據畢業設計論文質量標準給出實際得分.2、嚴肅認真組織辯論,公平、公正地給出辯論成績.3、指導教師應參加所指導學生的辯論,但在評定其成績時宜回避.4、辯論中要有專人作好辯論記錄.指導教師評定意見一、對畢業設計論文的學術評語應具體、準確、實事求是：二、對畢業設計論文評分按下表要求綜合評定1理工科評分表評分工程分值工作態度 與紀律 10 分畢業設計論文完 成任務

10、情況與水平 工作量與質量 20 分獨 立工作水平10 分根底理論和 根本技能 10 分創新 水平 10 分合計60 分11河南城建學院畢業設計得分(2)文科評分表評分工程(分值)文獻閱讀與 文獻綜述(10 分)外文譯(10 分),文撰寫質量(10 分)學習態度(10 分)學術 水平 (20)論證水平 與創新 (40 分)合計(100 分)得分指導教師簽字：年 月 日畢業論文(設計)正文及裝禎根本要求：1、論文裝禎順序及要求(1)封面(2)封二(3)封三(封面、封二、封三利用前面已設計版面)(4)目錄(5)內容摘要(其中英語摘要單詞數量不少于 500個)(6)正文(7)參考文獻(8)封底(9)全

11、部內容采取軟包裝形式進行裝禎2、論文打印要求(1)統一 A4紙打印12河南城建學院畢業設計(2)論文主標題3#字黑體,居中(3)副標題4#字黑體,居中(4)論文內各標題4#黑體(5)正文宋體小4#字(6)參考文獻楷體4#字(7)注釋一律采用腳注,宋體5#13河南城建學院畢業設計目 錄1410萬噸/年粗苯加氫精制工藝設計 16、總論1.81.1、 設計指導思想和原那么 .181.2、 設計的意義 1.81.2.1、 純苯1.91.2.2、 甲苯1.9.1.2.3、 二甲苯1.91.3、 國內外開展狀況 1.91.4、 設計依據21、生產方法和工藝流程確實定 222.1、 工藝技術的比擬與選擇 2

12、22.1.1、 主要生產工藝技術簡介 22 .2.1.2、 工藝技術的比擬 242.1.3、 本設計采用的方法 2.5.2.2、 工藝加氫催化劑及萃取劑的選擇 25.三、生產流程表達 27.3.1、 技術路線273.2、 流程表達27四、工藝計算與設備選型 294.1、 系統物料衡算294.1.1、 操作條件294.1.2、 原料粗苯處理量 294.1.3、 兩苯塔進出料304.1.4、 預精儲塔進出料 304.2、 純苯塔的設計計算 304.2.1、 純苯塔的作用 304.2.2、 操作條件314.2.3、 物料衡算314.2.4、 塔徑354.2.5、 理論塔板數計算 384.2.6、 塔

13、內件設計 394.2.7、 塔板流體力學驗算 .434.2.8、 塔板負荷性能圖 464.2.9、 純苯塔熱量衡算 514.2.10、 常壓塔主要尺寸確定 52.4.3、 輔助設備設計和選型 554.3.1、 再沸器55564.3.3、 儲罐的選擇 55五、設備一覽表及公用工程14河南城建學院畢業設計5.1、 設備一覽表附圖 565.2、 公用工程規格 56六、原料及動力消耗量 586.1、設計原料消耗量 58七、存在 的 問題及建議 587.1、 萃取溶劑的選擇 587.2、 三廢治理和綜合利用 597.2.1、 廢氣的處理技術 597.2.2、 廢水597.2.3、 固體廢棄物607.3、

14、 粗苯中的氯含量 .6.17.4、 總結.61八、設計的體會和收獲 628.1、 結論.628.2、 謝辭.63.九、附圖及附表649.1、 工藝圖2氏649.2、 附表.64參考資料.6515河南城建學院畢業設計10萬噸/年粗苯加氫精制工藝設計 (河南城建學院化學化工系河南平頂山 李燕飛)指導老師：李翔【摘要】粗苯為中間體產品,本身用途極為有限,僅作為溶劑使用,但是精 制后的焦化苯、焦化甲苯、焦化二甲苯等產品,是有機化工、醫藥和農藥等的重 要原料,在國內、國際上都有很好的市場,目前精苯產品價格持續上漲,市場潛 力巨大.業內專家認為,粗苯加氫精制技術代表了粗苯加工精制的開展方向, 這 一技術在

15、我國的推廣使用,不僅可使珍貴的苯資源得到充分利用, 還可有效改善 粗苯精制的面貌,提升清潔生產的水平.在本設計加氫工藝中,低溫加氫工藝的 加氫溫度、壓力較低,產品質量好,低溫加氫工藝包括萃取蒸儲低溫加氫工藝和 溶劑萃取低溫加氫工藝,這兩種工藝在國內外是比擬成熟的工藝, 已被廣泛用于 石油重整油、高溫裂解汽油、焦化粗苯為原料的加氫生產中,因此本粗苯精制采 用低溫加氫精制工藝.純苯精度可達 99.9蛆上,甲苯也在99蛆上,產品純度 均優于其他方法.本設計的產品有純苯、甲苯、二甲苯、非芳姓、重苯,其中最主要的產品是 純苯、甲苯和二甲苯.【關鍵詞】粗苯 加氫 苯 甲苯The Techenology D

16、esign for annual yield of 100 thousands ton crude benzene(Henan Institute of Urban Construction Department of Chemistry and Chemical Engineering, Henan Pingdingshan Li Yanfei)16河南城建學院畢業設計Teacher: Li XiangAbstract Crude Benzol for intermediate products, their uses are extremely limited, only use as a

17、 solvent, but after refining coking benzene, coke toluene, xylene and other coking products, organic chemicals, pharmaceuticals and pesticides, such as the important raw materials, in the domestic and international markets have a very good, the current prices of refined benzene product continued to

18、rise, the market has great potential. Industry experts believe that crude benzene hydrogenation technology for refining crude benzene represents the direction of development of this technology in China to promote the use of benzene is not only valuable resources can be fully utilized, can effectivel

19、y improve the appearance of refined crude benzene, improve hygieneThe middle level. During the design process of hydrogenation, the hydrogenation of low-temperature hydrogenation process temperature, low pressure, product quality, low-temperature hydrogenation process, including low-temperature hydr

20、ogenation of extractive distillation and solvent extraction process low-temperature hydrogenation process, these two processes in the domestic outside is a relatively mature technology, has been widely used in the oil re-oil, high temperature pyrolysis gasoline, coking17河南城建學院畢業設計crude benzene hydro

21、genation for the production of raw materials, so the use of low-temperature crude benzene hydrogenation refining process. Accuracy of 99.9% pure benzene than toluene are more than 99% purity of product are better than other methods.The design of the products are pure benzene, toluene, xylene, non-ar

22、omatics, heavy benzene, the most important products are pure benzene, toluene and xylene.【Key words Crude Benzene hydrogenation benzene Toluene一總論1.1、 設計指導思想和原那么本設計本著充分運用國家資源,產出高純度有價值產品的原那么,力求符合國 家的經濟政策和技術政策,到達工藝上可靠,經濟上合理；要盡可能吸收最新科 技成果,力求技術先進,經濟效益更大,不造成環境污染；符合國家工業平安與 衛生要求,到達國家生產技術標準并到達環保要求.既要考慮到技術可靠

23、,經濟合理,又要最大限度地保護環境不受污染, 且利 于國民經濟的全面開展.1.2、 設計的意義本設計的產品有純苯、甲苯、二甲苯、非芳姓、重苯,其中最主要的產品是18河南城建學院畢業設計純苯、甲苯和二甲苯.現將各種主要產品的重要作用介紹如下：1.2.1、 純苯純苯是重要的化工原料,廣泛用作合成樹脂、合成纖維、合成橡膠、染料、 醫藥、農藥的原料,也是重要的有機溶劑.我國純苯的消費領域主要在化學工業, 以苯為原料的化工產品主要有苯乙烯、苯酚、己內酰胺、尼龍 66鹽、氯化苯、 硝基苯、烷基苯和順酊等.在煉油行業中用作提升汽油辛烷值的摻和劑.1.2.2、 甲苯甲苯是一種無色有芳香味的液體,廣泛應用于農藥

24、、樹脂等與群眾息息相關 的行業中,國際上其主要用途是提升汽油辛烷值或用于生產苯以及二甲苯,而在我國其主要用途是化工合成和溶劑, 具下游主要產品是硝基甲苯、苯甲酸、氯化 葦、問甲酚、甲苯二異氟酸酯等,還可生產很多農藥和醫藥中間體.另外,甲苯 具有優異的有機物溶解性能,是一種有廣泛用途的有機溶劑.1.2.3、 二甲苯二甲苯的主要衍生物為對二甲苯,鄰二甲苯等.混合二甲苯主要用作油漆涂 料的溶劑和航空汽油添加劑,此外還用于燃料、農藥等生產.對二甲苯主要生產 PTA以及聚酯等.鄰二甲苯主要用于生產苯酊等.1.3、 國內外開展狀況生產芳香姓-苯、甲苯、二甲苯的主要原料是石油催化重整的重整油、石油 裂化的高

25、溫裂解汽油和焦化粗苯.這 3種原料占總原料量的比例依次為：70%19河南城建學院畢業設計27% 3%以石油為原料生產芳香爛的工藝都采用加氫工藝,以焦化粗苯為原料 生產芳香燒的工藝有酸洗精制法和加氫精制法.酸洗法仍在開展中國家被大量采用, 具工藝落后、產品質量低、無法與石油 苯競爭,而且收率低、污染嚴重,產生的廢液很難處理.早在上世紀 60年代發 達國家已經淘汰了酸洗精制法,用加氫精制取代,產品可到達石油苯的質量標準.國內有很多企業已建成投產或正在建設粗苯加氫裝置.20世紀80年代上海寶鋼從國外引進了第一套Litol法高溫加氫工藝,90年代石家莊焦化廠從德國引 進了第一套K.K法低溫加氫工藝,1

26、998年寶鋼引進了第二套K.K法加氫工藝,還 有很多企業正在籌建加氫裝置.隨著對產品質量和環保的要求越來越高,粗苯加 氫工藝的應用是大勢所趨.目前我國寶鋼、石家莊焦化廠共有4套粗苯加氫裝置, 產能約21萬噸/年.目前有實力的焦化企業或化工企業都在爭取建設大型精苯裝置.?石家莊循環經濟化工示范基地建設實施方案? 中規劃的石家莊焦化集團粗苯精制工程將采 用具有國際先進水平的以N-甲酰嗎咻為溶劑的粗苯加氫工藝技術,總投資 1.7 億元,年生產粗苯精制10萬噸.山西省“十一五期間,粗苯加工利用工程計 劃投資就達78億元,并且禁止新建并逐步淘汰現有酸洗法苯精制裝置和工藝, 鼓勵開展先進的粗苯加氫精制工藝

27、.日前,山西太化股份公司與上海寶鋼化工有 限公司、山西太興煤焦集團合資建設的全國最大的30萬噸/年焦化粗苯加氫精制工程一期工程8萬噸/年焦化粗苯加氫精制工程已成功試車.太化采用 的低溫法反響溫度在320 c以下,溫度壓力低,與酸洗法相比三苯收率增加20河南城建學院畢業設計8%-10%,產品硫含量小于1X10-6,資源利用率高,產品質量好,到達石油級純苯產品標準.業內專家認為,粗苯加氫精制技術代表了粗苯加工精制的開展方向,這一技 術在我國的推廣使用,不僅可使珍貴的苯資源得到充分利用, 還可有效改善粗苯 精制的面貌,提升清潔生產的水平.1.4、 設計依據焦化粗苯精制是煤化工的根底技術之一,粗苯通過

28、進一步加工精制后,可以 獲得如純苯、甲苯、二甲苯和重苯等多種產品.由于近年來油價大幅上漲,與以 石油為原料生產的石油苯相比,焦化苯有著很大的利潤空間,因此粗苯精制產業 引起了業界的廣泛關注.根據設計任務,粗苯的年生產水平為 100,000噸/年折算為100%Q.全年 生產時間為8000小時,剩余時間為大修、中修時間,那么每小時的生產水平為： 100000 B000=12,500kg/h工藝設計原料粗苯要求：甲苯含量：小于14.2%苯含量：大于70%二甲苯：小于4.0%三苯含量：大于88%蔡：小于3.0%密度：小于0.88521河南城建學院畢業設計純苯塔塔頂溫度80 C塔釜溫度120 c二、生產

29、方法和工藝流程確實定2.1、 工藝技術的比擬與選擇2.1.1、 主要生產工藝技術簡介目前已工業化的粗苯加氫工藝有萊托Utol法、萃取蒸儲低溫加氫K.K法和 溶劑萃取低溫加氫法,第一種為高溫加氫,后兩種為低溫加氫.1、Litol法粗苯加氫高溫催化加氫的典型工藝是 Litol工藝,在溫度為600-650 C,壓力6.0MPa 條件下進行催化加氫反響.主要進行加氫脫除不飽和燒,加氫裂解把高分子烷燒 和環烷姓轉化為低分子烷燒,以氣態別離出去；加氫脫烷基,把苯的同系物最終 轉化為苯和低分子烷燒.故高溫加氫的產品只有苯,沒有甲苯和二甲苯,另外還 要進行脫硫、脫氮、脫氧的反響,脫除原料有機物中的S、N、O,

30、轉化成H2S、NH3、H2O的形式除去,對加氫油的處理可采用一般精微方法,最終得到苯產 品.Litol法發生的主要反響脫硫反響 +4H2-C4H10+H2s可使嚷吩脫到0.3i0.2ppm脫烷基反響C6H5R+ H2 - C6H6 + RH飽和燒加氫裂解烷姓與環烷姓幾乎全部裂解成低分子烷姓22河南城建學院畢業設計C6H12+3H2-3C2H6C7H16+2H2-2C2H6 + C3H8環烷始脫氫一 +3H2不飽和燒加氫 +H2 一 +H2 +C2H6脫氧和脫氮 C5H5N+5H2 - C5H12+NH3該法的工藝過程大致為：粗苯一預蒸儲、獲得輕苯一預加氫一主加氫一穩定 塔一白土塔一精儲.可見,

31、加氫用原料實質上是輕苯,這里的預蒸儲相當于國內 的兩苯塔.國內回收苯族姓廣為采用生產兩苯輕苯與重苯的工藝,因此,Utol 加氫技術應用于我國,應以輕苯直接作為加氫原料比擬合理.Litol加氫工藝的特 點是能夠將苯環上的烷基脫除,故只能獲得一種產品：純苯,但產率高達114%預蒸儲采用減壓操作,旨在降低溫度,以預防不飽和化合物在蒸儲過程中發 生聚合.預加氫采用Co-Mo系催化劑,但必須先硫化,以適當降低催化劑的活 性、并提升不飽和化合物加成反響的選擇性. 該工序的作用是先將易發生聚合的 物質除去,有利于后續主加氫的操作.主加氫采用C2O3 AI2O3系催化劑,反響溫度為610630C、操作壓力 5

32、.88MPa.能將輕苯中的不飽和化合物與含硫化合物幾乎全部加氫脫除,獲得的 加氫油只需要采用普通的精儲方法就能別離,穩定塔實質是一個精儲塔,且采用加壓操作,旨在提升苯的沸點、以減少苯的損失；同時使具有不同沸點的飽和姓 與苯別離.白土塔是起吸附作用的裝置,能將尚未反響的微量不飽和燒除去, 為 后續精儲工序獲得優質苯創造條件.為了循環利用氫氣,粗苯加氫后的尾氣必須經過一系列處理,包括脫硫MEA 法、甲苯洗凈、改質變換與變壓吸附等工序,最終獲得99.9%勺氫氣返回系統供加氫之用.2、萃取蒸儲低溫加氫K.K法和溶劑萃取低溫加氫法低溫催化加氫的典型工藝是萃取蒸儲加氫K.K法和溶劑萃取加氫.在溫度為 30

33、0-370 C ,壓力2.5-3.0MPa條件下進行催化加氫反響.主要進行加氫脫除不 飽和燒,使之轉化為飽和姓；另外還要進行脫硫、脫氮、脫氧反響,與高溫加氫23河南城建學院畢業設計類似,轉化成H2S、NH3、H2O的形式.但由于加氫溫度低,故一般不發生加 氫裂解和脫烷基的深度加氫反響.因此低溫加氫的產品有苯、甲苯、二甲苯.對于加氫油的處理,萃取蒸儲低溫加氫工藝采用萃取精儲方法, 把非芳姓與 芳姓別離開.而溶劑萃取低溫加氫工藝是采用溶劑液液萃取方法,把非芳姓與芳 姓別離開,芳姓之間的別離可用一般精微方法實現, 最終得到苯、甲苯、二甲苯.萃取蒸儲低溫加氫法是石家莊焦化廠于 20世紀90年代由國外引

34、進的第一套粗苯低溫加氫工藝,并在國內得到推廣應用.萃取蒸儲低溫加氫法可生產苯、甲苯、二甲苯,3種苯對原料中純組分的收率及總精制率設計值見下表：萃取蒸儲低溫加氫苯、甲苯、二甲苯收率及總精制率苯/%甲苯/%二甲苯/%總粗制率/%98.598.011799.8二甲苯收率超過100吠由于在預反響器中,苯乙烯被加氫轉化成乙苯,而二甲苯中含有乙苯,總精制率達 99.8%比萊托法的要高.2.1.2、 工藝技術的比擬Utol法粗苯加氫工藝的加氫反響溫度、 壓力較高,又存在氫腐蝕,對設備 的制造材質、工藝、結構要求較高,設備制造難度較大,只能生產 1種苯,制氫 工藝較復雜,采用轉化法,以循環氣為原料制氫,總精制

35、率較低.與Litol法相比,萃取蒸儲低溫加氫方法和溶劑萃取低溫加氫方法的優點是 以粗苯或焦油蒸儲的脫酚輕油為原料,氫耗較低,加氫反響溫度、壓力較低,設24河南城建學院畢業設計備制造難度小,很多設備可國內制造,能耗也較少,能夠生產 3種苯一純苯、甲 苯、二甲苯,生產操作容易.制氫工藝采用變壓吸附法,以甲醇為原料制氫,制 氫工藝簡單,產品質量好.2.1.3、 本設計采用的方法在本設計加氫工藝中,低溫加氫工藝的加氫溫度、壓力較低,產品質量好,低溫加氫工藝包括萃取蒸儲低溫加氫工藝和溶劑萃取低溫加氫工藝, 這兩種工藝 在國內外是比擬成熟的工藝,已被廣泛用于石油重整油、高溫裂解汽油、焦化粗 苯為原料的加氫

36、生產中,因此本粗苯精制采用低溫加氫精制工藝.純苯精度可達 99.9犯上,甲苯也在99蛆上,產品純度均優于其他方法.K-K法粗苯加氫屬于中溫、中壓、不脫烷基的加氫技術,其操作溫度為340 370C、壓力為2.83.0MPa.顯然,該技術對加氫設備的材質要求相應較低.萃取蒸儲低溫加氫方法和溶劑萃取低溫加氫方法兩種低溫加氫方法相比擬,前者工藝簡單,可對粗苯直接加氫,不需先精微別離成輕苯和重苯,但粗苯在預 蒸發器和多級蒸發器中容易結焦堵塞； 后者工藝較復雜,粗苯先精微分成輕苯和 重苯,然后對輕苯加氫,但產品質量較高.經過綜合比擬考慮,本設計采用溶劑萃取低溫加氫工藝2.2、 工藝加氫催化劑及萃取劑的選擇

37、：1、加氫催化劑的選擇加氫系統的核心為選擇反響器中的催化劑, 無論采取何種低溫加氫技術,催25河南城建學院畢業設計化劑一般都采用以A12O3為載體的Ni-Mo、Co-Mo系列金屬催化劑.裝填量主 要和原料粗苯的全硫含量有關,由工藝計算核定.2、萃取溶劑的選擇目前,國外常用催化加氫法轉化苯中微量硫化物和烯姓,再用萃取精微法除去微量烷燒.在工業上有使用價值的萃取精儲溶劑應該具有以下特性：(1)選擇性好.參加溶劑后,必須使待別離組分的相對揮發度提升,且用量 少.(2)溶解性好.萃取溶劑應是別離組分的良好溶劑,在精儲時不會產生相分 裂,也不與其形成共沸物.(3)沸點高.以便于用精儲法回收溶劑,循環使用

38、.(4)熱穩定性好,無腐蝕性和毒性,不會與別離組分反響.(5)價廉易得.目前在萃取工藝中應用最廣的溶劑有環丁碉和 N-甲酰嗎咻,二者都具有相 同的優點,都可以很好地改變非芳姓和芳姓之間的相對揮發度,使芳姓的別離更容易,苯純度可以到達99.9%以上,無毒、無腐蝕和化學穩定性好,對設備和環 境影響較小.采用環丁碉氣液相萃取蒸儲工藝時, 參加少量水作為助溶劑,以提 高萃取的選擇性,參加單乙醇胺調節循環溶劑的 pH值.相對而言,工藝流程較 為煩瑣,對自動化限制、操作維護的要求較高.綜合評價,本設計選用N-甲酰嗎咻26河南城建學院畢業設計三、生產流程表達3.1、 技術路線：本設計通過低溫加氫工藝把粗苯中

39、以曝吩為主的各種雜質除去,其中硫化物轉換成硫化氫,氮化物轉變成氨氣,氧化物轉化成水,不飽和爛加氫飽和,從而 得到較純潔的苯 甲苯和二甲苯.其中：原料粗苯經過兩苯塔實現輕重組分別離, 其中塔釜重質苯做為產品回 收,塔頂輕苯在加氫反響器中進行加氫反響后進入脫輕塔脫除硫化氫,氨氣等低沸物,然后依次進入預精儲塔 萃取精儲塔 純苯塔和二甲苯塔,最終得到純潔合 格的產品.3.2、 流程表達粗苯首先經原料輸送泵進入兩苯塔, 在其中實現輕重苯別離,重質苯作為產 品輸送至罐區,塔頂輕苯被送至加氫工序,在加氫工序中,輕苯與高純氫氣混合 后進入預反響器,預反響器的作用主要是除去二烯姓和苯乙烯, 催化劑為Ni-Mo

40、, 預反響器產物經管式爐加熱后,進入主反響器,在此發生脫硫、脫氮、脫氧、烯 姓飽和等反響,催化劑為Co-Mo ,預反響器和主反響器內物料狀態均為氣相. 從主反響器出來的產物經一系列換熱器、 冷卻器被冷卻,在進入別離器之前,被 注入軟水,軟水的作用是溶解產物中沉積的鹽類. 別離器把主反響器產物最終分 離成循環氫氣、液態的加氫油和水,循環氫氣經預熱器,補充局部氫氣后,由壓 縮機送到預蒸發器前與原料粗苯混合.加氫油經預熱器預熱后進入脫輕塔,脫輕塔由中壓蒸汽進行加熱,脫輕塔實27河南城建學院畢業設計質就是精微塔,把溶解于加氫油中的氨、硫化氫以尾氣形式除去,含H2s的尾氣可送入焦爐煤氣脫硫脫氟系統, 脫

41、輕塔出來的苯、甲苯、二甲苯混合儲分進入 預蒸儲塔,在此別離成苯、甲苯儲分BT微分和二甲苯儲分XS儲分,二甲苯儲 分進入二甲苯塔,塔頂采出少量 C8非芳姓和乙苯,側線采出二甲苯,塔底采出 二甲殘油即C9微分,由于塔頂采出量很小,所以通常塔頂產品與塔底產品混合 后作為二甲殘油產品外賣.苯、甲苯儲分與局部補充的甲酰嗎咻溶劑混合后進入萃取蒸儲塔,萃取蒸儲塔的作用是利用萃取蒸儲方式,除去烷燒、環烷姓等非芳姓,塔頂采出非芳姓作 為產品外賣,塔底采出苯、甲苯、N-甲酰嗎咻的混合儲分,此混合儲分進入溶 劑再生塔.溶劑再生塔在真空下操作,把苯、甲苯儲分與溶劑N-甲酰嗎咻別離開,溶劑再生塔頂部采出苯、甲苯儲分,苯

42、、甲苯儲分進入純苯塔精儲別離成苯、 甲苯產品.溶劑再生塔底采出的貧 N-甲酰嗎咻溶劑經冷卻后循環回到萃取精儲 塔上部,一局部貧溶劑被間歇送到溶劑再生器, 在真空狀態下排出高沸點的聚合 產物,再生后的溶劑又回到萃取蒸儲塔.工藝流程圖見CAD附圖28河南城建學院畢業設計四、工藝計算與設備選型4.1、 系統物料衡算 u kLT4.1.1、 操作條件生產水平：10萬噸/年料液年工作日：8000小時計原料中含有：苯70.8%,甲苯14.2% ,二甲苯 3.5 %苯乙烯1.5% 重質苯10% 質量分率,下同4.1.2、 原料粗苯處理量根據工藝的操作條件可知：根據設計任務,料液的年生產水平為100,000噸

43、/年折算為100%Q.全年生產時間為8000小時,剩余時間為大修、中修時間,那么每小時的生產水平 為：100000/8000=12,500kg/h29河南城建學院畢業設計4.1.3、 兩苯塔進出料由圖可知,進入兩苯塔的料液量即為 12,500kg/h兩苯塔塔頂出料為輕苯(BTXS),其流量為：W1=W*(70.8%+14.2%+3.5%+1.5%)=12500*90%=11250 kg/h兩苯塔塔底出料為重苯,其流量為：W1' =W*10 %=1250 kg/h4.1.4、 預精儲塔進出料從兩苯塔出來的BTXS經過加氫脫輕后直接進入預精儲塔,所以進入預精儲塔的流量就是 W1=11250

44、kg/h預精儲塔頂出料為BT,其流量為：W2=W*(70.8 %+14.2 %)=12500*85 %=10625 kg/h預精儲塔塔底出料為XS,其流量為：W2' =W*(3.5%+1.5%)=12500*5%=625kg/h4.2、 純苯塔的設計計算精儲工段主要有四個塔,即預精儲塔,萃取精儲塔,純苯塔,二甲苯塔.這 里只對純苯塔進行計算.4.2.1、 純苯塔的作用：別離產品苯甲苯使產品純度到達99.9wt%,同時,產 品回收率到達99.0%.在此目標下對該塔進行計算,尋找到達該別離要求的最正確 操作條件.30河南城建學院畢業設計4.2.2、 操作條件具體工藝參數如下：料液組成：70

45、.8%苯,14.2%ff苯質量分率,下同產品組成純苯塔：儲出液99.9%f,釜液1%ff苯操作壓力：常壓塔頂：100.5 kPa 進料：101.3 kPa 塔底：133 kPa 進料溫度：泡點進料狀況：泡點加熱方式：間接蒸汽加熱回流比：R= 1.22 Rmin4.2.3、 物料衡算:1、全塔物料衡算苯的摩爾質量：MA=78kg/kmol甲苯的摩爾質量：M B=92kg/kmol純苯塔的原料處理量 F=12,500*(70.8%+14.2%)=10625 kg/h原料中苯的質量分數：xf =70.8/70.8+14.2=0.830.852那么其摩爾分數為Xf=0.8竺8nA nB 0.83/ 7

46、8 1 0.83 / 92塔頂產品苯的質量分數:Xd =0.999那么其摩爾分數為xD =0.999塔底產品甲苯白質量分數：Xw=0.01那么其摩爾分數為Xw =0.012總物料衡算：F=D+W苯的物料衡算：F*Xf =D* Xd +W* Xw聯立式得：D=8809.40kg/hW=1815.60kg/h31河南城建學院畢業設計原料液的平均摩爾質量Mf0.8527810.85292 =66.456+13.616=80.072kg/kmol塔頂產品的平均摩爾質量Md0.9997810.99992=78.014kg/kmol塔液產品的平均摩爾質量Mw 0.012 78 1 0.012 92=91.

47、832 kg/kmol2、溫度確實定Antoine 方程：lg Pa =6.02232-1206.350/(t+220.237)lg PB =6.07826-1343.943/(t+219.377)泡點方程：XaPPbPaPb根據以上三個方程,運用試差法可求出 PA ,PB當 xa=0.83 時,假設 t=84 C , Pa =114.066kPa, PB =44.496 kPa當 xa=0.999 時,假設 t=80 C , PA =100.524 kPa, PB =38.826 kPa當 xa=0.01 時,假設 t=120 C, PA =298.735 kPa, PB =131.29 k

48、Pa, t=84C,既是進料口的溫度, t=80 C是塔頂蒸汽需被冷凝到的溫度, t=120 C是釜液需被加熱的溫度.3、平均相對揮發度：80c時,苯的飽和蒸汽壓 PA =100.524 kPa32河南城建學院畢業設計甲苯的飽和蒸汽壓Pb =38.826 kPa120c時,苯的飽和蒸汽壓 Pa =298.735 kPa甲苯的飽和蒸汽壓Pb =131.29 kPa,Pa衿.東于：Pb80c 時,100.524 八八80 c =2.5938.826120c 時,298.735 ,120 c=2.28131.29所以平均相對揮發度:80 120 = 2.59 2.28 =2.434、最小回流比Rmi

49、n由于泡點進料,那么Xq= XfRmin='應1 XF1 XF10.999 2.43 1 0.9992.43 1 0.8521 0.852=0.81回流比 R=1.5Rmin=1.25、根底數據整理=2.43.所以平衡方程為y=L1x = 12.43X2.43 1xYi=xd=0.999帶入平衡方程可得xi=y1 =0.998 y11 y1<1>.精儲段1放相平均溫度：(80+84)=82233河南城建學院畢業設計在平均溫度下查得A =814.8 kg/m 3 B =802.9 kg/m 3液相平均密度為:1xln1 xlnln A其中,平均質量分數Xm0.83 0.998

50、 0.91423所以,in =813.8kg/m精儲段的液相質量流量 L=RD=1.2*8809.4=10571.28 kg/h精儲段的液相體積流量Ln 10571.28 12.99m3/h 0.0036m3 / sin 813.8精微段氣相質量流量 V= (R+1)D= 2.2*8809.4=19380.68 Kg/h ,1平均壓力：-(101.3+100.5)=100,9 kPa,標準狀況下的體積:1938Q683V0=-22.4 5565.73m3/h78操作狀況下的體積:273 82V1=5565.73 273101.3100.9 101.3=3625.90m 3/h一23625,90

51、3氣體負何：Vn=1.007m /s氣體密度:360019380.683vn=cc =5.345 kg/m3625.90<2>.提儲段平均溫度:1-(84+120)=102 C在平均溫度下查得a =812.5 kg/m 33B =802.6kg/m液相平均密度為:xlm1xlmlm其中,0.42 力壬目八物 0.83 0.01 平均質重分數Xim 2所以,m =806.73kg/m34河南城建學院畢業設計由于泡點進料,所以進料熱狀態 q=1所以,提儲段液相質量流量L'= L+qF=10571.28+110625=21169.28kg/h L 211962833提情段'

52、;儂相體積流量J二黃溶22-67m /h 0-0073m /S提儲段氣相質量流量 V' = V-(1-q)F =V=19380.68 kg/h1平均壓力：-(101.3+133)=117.15kPa1938068,標準狀況下的體積：為=22.4 5565.73m3/h78 273102操作狀況下的體積：V1=5565.73 273117.101；01.3=3545.26m加一23545.263氣體負何：Vm =0.985m /s氣體密度:360019380.68vm =5.47 kg/m3545.266、操作線方程精微段操作線方程Vn 1R xD 1.2 XnXnR 1 R 11.2

53、10.9991.2 10.545xn0.454提儲段操作線方程ym 1L W7Xm VXw21196.28Xm19380.681815.60-0.01 1.094xm 0.0009419380.684.2.4、 塔徑本設計采用F1重閥浮閥塔,設全塔選用標準結構,板間距Ht=0.45 m,溢流堰高hc=0.05 m o<1>.精儲段.求操作負荷系數C35河南城建學院畢業設計精儲段功能參數：Ln()12="" (巴竺)1 2 =0.044Vn v 1.0075.345塔板間有效高度 Ho=H t-H c=0.45-0.05=0.40m查斯密斯圖得負荷系數：C20=0.067.又查得82c時,苯的外表張力為：22.08mN/m甲苯的外表張力為：22.19 mN/m精微段苯甲苯溶液的平均組成為： ,1苯：1 (0.999+0.83)=0.9145wt那么含甲苯為：1-0.9145=0.0885 wt所以外表張力：(t=0.9145 22.08+0.0885 22.19=22