目录
设计说明 (iii)
一绪论 (1)
1.1设计意义 (1)
1.2设计任务的依据 (2)
二装置流程图及其说明 (3)
2.1生产设备的选择 (3)
2.1.1精馏塔类型的选择 (3)
2.1.2化学精制工艺的选择 (4)
2.2粗苯的精制 (5)
三装置的工艺计算 (6)
3.1初步精馏计算 (6)
3.1.1原始数据获取 (7)
3.1.2初馏塔清晰分割物料衡算 (7)
3.1.3用露点方程计算初馏塔塔顶温度 (8)
3.1.4用泡点方程计算初馏塔塔底温度 (9)
3.2化学精制 (10)
3.3最终精馏 (11)
3.3.1甲苯塔的物料衡算 (12)
3.3.2用露点方程计算甲苯塔塔顶温度 (13)
3.3.3用泡点方程计算甲苯塔塔底温度 (13)
3.4热量衡算 (14)
3.4.1初馏塔的热量衡算 (14)
3.4.2甲苯塔的热量衡算 (15)
3.5常压塔主要尺寸确定 (16)
四存在的问题及建议 (19)
4.1改进设计 (19)
4.2萃取溶剂的选择 (20)
4.3三废治理和综合利用 (20)
4.3.1废气的处理技术 (20)
4.3.2废水 (20)
4.3.3固体废弃物 (21)
4.4总结 (21)
4.5收获 (21)
参考文献 (24)
致谢 (25)
设计说明
中国是一个富煤贫油的国家，随着石油资源价格的上涨，以石油为原料的化工产品价格也随之水涨船高，本来我国作为一个贫油国家，这变凸显了煤化工艺技术在我国的重要性，更符合国际潮流，现在世界各国也都纷纷投入大量的资源尽兴煤化工艺技术的研究。其中焦油苯粗苯加氢精制便是一例。粗苯为中间体产品，本身用途极为有限，仅作为溶剂使用，但是精制后的焦化苯、焦化甲苯、焦化二甲苯等产品，是有机化工、医药和农药等的重要原料，在国内、国际上都有很好的市场，目前精苯产品价格持续上涨，市场潜力巨大。业内专家认为，粗苯加氢精制技术代表了粗苯加工精制的发展方向，这一技术在我国的推广使用，不仅可使宝贵的苯资源得到充分利用，还可有效改善粗苯精制的面貌，提高清洁生产的水平。在本设计加氢工艺中，低温加氢工艺的加氢温度、压力较低，产品质量好，低温加氢工艺包括萃取蒸馏低温加氢工艺和溶剂萃取低温加氢工艺，这两种工艺在国内外是比较成熟的工艺，已被广泛用于石油重整油、高温裂解汽油、焦化粗苯为原料的加氢生产中，因此本粗苯精制采用低温加氢精制工艺。纯苯精度可达99.9%以上，甲苯也在99%以上，产品纯度均优于其他方法。采用此种工艺生产的苯达到石油级苯，其他产品如甲苯等也都达到石油级化工产品，完全符合现代化工的要求。
本设计的产品有纯苯、甲苯、二甲苯、非芳烃、重苯，其中最主要的产品是纯苯、甲苯和二甲苯。
【关键词】粗苯加氢苯甲苯
一绪论
1.1设计意义
粗苯主要是由苯﹑甲苯﹑二甲苯和三甲苯等苯族烃组成，还有不饱和化合物及少量硫﹑氮﹑氧的化合物。其中各组分的含量因配煤质量和组成及炼焦工艺条件的不同而有较大的波动。粗苯精制的目的是将粗苯加工成苯、甲苯、二甲苯等产品，这些产品都是宝贵的化工原料。粗苯精制包括酸洗和加氢、精馏分离，初馏分中戊烯的加工和其他高沸点化合物的深加工。
粗苯中苯、甲苯、二甲苯含量占90％以上，是粗苯精制提取的主要产品。苯族烃是易流动﹑易燃烧﹑不溶于水﹑无色透明的液体，其蒸气与空气混合能形成爆炸性混合物。在常压常温的爆炸范围：苯蒸气1.4％～7.1％；甲苯蒸气1.4％～6.7％；二甲苯蒸气1.0％～6.0％.粗苯中不饱和化合物含量为5％～10％。此含量主要取决于炼焦炭化室温度。炭化室温度越高，不饱和化合物的含量就越低，不饱和化合物在粗苯馏分中的分布很不均匀，主要集中在140℃以上的高沸点馏分和79℃以前的低沸点馏分中。这些不饱和化合物主要是带有一个和两个双键的环烯烃和直链烯烃，极易发生聚合，树脂化作用，易和空气中的氧形成深褐色的树脂状物质，溶解于苯类产品中，使之变成褐色。所以在生产苯﹑甲苯和二甲苯时，需将不饱和化合物除去。粗苯中硫化物含量约在0.6％～2％，主要是二硫化碳﹑噻吩及同系物。
苯是粗苯最主要的组分，含量占55％～80％。苯为无色易挥发和易燃液体，有芳香气味，不溶于水，而溶于乙醇。苯是有机合成工业的基础原料，用途极其广泛。中国目前用于合成纤维﹑塑料﹑合成橡胶﹑制取农药及国防工业等方面。
甲苯的产率仅次于苯，可有氯化﹑硝化﹑磺化﹑氧化及还原等方法制取染料医药﹑香料等中间体及炸药﹑糖精，此外还可制取己内酰胺供生产尼龙66用，甲苯的冰点很低，可用作航空燃料及内燃机燃料的添加剂。
工业中的二甲苯可用作橡胶和油漆工业的溶剂，航空和动力燃料的添加剂。从工业二甲苯中得到的邻﹑间﹑对二甲苯可用于制取邻﹑间﹑对苯二甲酸，其中
邻﹑间﹑对苯二甲酸是生产增塑剂，聚酯树脂和聚酯纤维的重要原料。
二硫化碳在工业上常用作溶剂，在农业上作为杀虫剂，选矿时作为浮选剂，还可用于生产磺酸盐。
粗苯的精制方法是根据粗苯的组成﹑性质﹑产品的品种和质量要求而制定的。粗苯的主要成分苯﹑甲苯﹑二甲苯及三甲苯等由于相邻的二组分之间的沸点温度相差较大，可用精馏方法进行分离。而某些不饱和化合物及硫化物的沸点与苯类产品之间的沸点温度相差很小，不能用精馏的方法把它们分开，要用化学的方法分离。按照除去不饱和化合物和硫化物的方式不同，粗苯精制方法主要有酸洗精制法和加氢精制法。
1.2设计任务的依据
表1-1 粗苯的主要组成
全年生产时间为7200小时，剩余时间为维修时间，则每小时的生产能力为：39000÷7200=5417kg/h
设计任务：苯的纯度99.8％
甲苯的纯度93％
二装置流程图及其说明
粗苯的精制包括下述三个过程：
（1）初步精馏：将噻吩和吡啶，C5与苯烃进行分离，得到初馏分和苯，甲苯，二甲苯等苯类混合馏分。
（2）化学精制：把经过初步精馏得到的苯类混合馏分中含有沸点与苯族烃相近的不饱和化合物及硫化物除去。
（3）最终精馏：经过连续精馏得到合乎标准的纯产品。
2.1生产设备的选择
2.1.1精馏塔类型的选择
气－液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。精馏操作既可采用板式塔，也可采用填料塔，板式塔为逐级接触型气－液传质设备，其种类繁多，根据塔板上气－液接触元件的不同，可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮动舌形塔和浮动喷射塔等多种。
板式塔在工业上最早使用的是泡罩塔(1813年)、筛板塔(1832年)，其后，特别是在本世纪五十年代以后，随着石油、化学工业生产的迅速发展，相继出现了大批新型塔板，如S型板、浮阀塔板、多降液管筛板、舌形塔板、穿流式波纹塔板、浮动喷射塔板及角钢塔板等。目前从国内外实际使用情况看，主要的塔板类型为浮阀塔、筛板塔及泡罩塔，而前两者使用尤为广泛。
筛板塔也是传质过程常用的塔设备，它的主要优点有：
(１) 结构比浮阀塔更简单，易于加工，造价约为泡罩塔的60％，为浮阀塔的80％左右。
(２) 处理能力大，比同塔径的泡罩塔可增加10～15％。
(３) 塔板效率高，比泡罩塔高15％左右。
(４) 压降较低，每板压力比泡罩塔约低30％左右。
筛板塔的缺点是：
(１) 塔板安装的水平度要求较高，否则气液接触不匀。
(２) 操作弹性较小(约2～3)。
(３) 小孔筛板容易堵塞。
浮阀塔是在泡罩塔的基础上发展起来的，它主要的改进是取消了升气管和泡罩，在塔板开孔上设有浮动的浮阀，浮阀可根据气体流量上下浮动，自行调节，使气缝速度稳定在某一数值。这一改进使浮阀塔在操作弹性、塔板效率、压降、生产能力以及设备造价等方面比泡罩塔优越。但在处理粘稠度大的物料方面，又不及泡罩塔可靠。浮阀塔广泛用于精馏、吸收以及脱吸等传质过程中。塔径从200mm 到6400mm，使用效果均较好。国外浮阀塔径，大者可达10m，塔高可达80m，板数有的多达数百块。
浮阀塔之所以这样广泛地被采用，是因为它具有下列特点：
(１) 处理能力大，比同塔径的泡罩塔可增加20～40％，而接近于筛板塔。 (２) 操作弹性大，一般约为5～9，比筛板、泡罩、舌形塔板的操作弹性要大得多。
(３) 塔板效率高，比泡罩塔高15％左右。
(４) 压强小，在常压塔中每块板的压强降一般为400～660N/m2。
(５) 液面梯度小。
(６) 使用周期长。粘度稍大以及有一般聚合现象的系统也能正常操作。
(７) 结构简单，安装容易，制造费为泡罩塔板的60～80％,为筛板塔的120～130％
据此本课程设计选取浮阀塔。
2.1.2化学精制工艺的选择
由于不饱和化合物与苯类产品之间的沸点温度相差很小，不能用精馏的方法把它们分开，要用化学的方法分离。工业上有两种方法：酸洗精制法和加氢精制法。
酸洗精制法具有工艺流程简单、操作灵活、设备投资少，材料易得，常温常压下运行，但有液体废物产生。该方法在中国焦化厂已经广泛采用。加氢精制法
工艺复杂，对设备材质要求较高，所的产品质量好，用途广，售价较高，没有液体废物产生，有利于保护户环境，宜在粗苯集中加工厂采用。
本设计采用酸洗精制法。
2.2粗苯的精制
粗苯的精制包括下述三个过程：
（1）初步精馏：将低沸点的二硫化碳和戊烯等不饱和化合物与苯烃进行分离，得到初馏分和苯，甲苯，二甲苯等苯类混合馏分。
（2）化学精制：把经过初步精馏得到的苯类混合馏分中含有沸点与苯族烃相近的不饱和化合物及硫化物除去。
（3）最终精馏：经过连续精馏得到合乎标准的纯产品。
粗苯经初馏塔初步精馏，塔顶得到初馏分低沸点的二硫化碳和戊烯等不饱和化合物，塔底得到苯，甲苯，二甲苯等苯类混合馏分。初馏塔由重沸器供热，由于塔底含有不饱和化合物形成的聚合物，进入重沸器之前需经过过滤器滤出聚合物，以减轻设备的堵塞。
初步精馏得到的苯类混合物中含有沸点与苯族烃相近的不饱和化合物及硫化物，不能用精馏法把它们除去，为了制取合格产品，必需将它们预先除去，除去这些杂质用硫酸处理。用硫酸进行洗涤。
经过硫酸洗涤的混合馏分带有碱性，首先进入吹苯塔，把苯，甲苯，二甲苯吹出。吹出苯由泵送入纯苯塔。纯苯塔的蒸汽温度控制在80℃左右，在此温度下逸出的蒸汽经冷凝器冷却把油和水分离，所得到的纯苯一部分作为回流送入塔顶，一部分作为产品采出。塔底纯苯残液温度为124-128℃，由塔底排除，送入纯苯残油槽。
纯苯残油积累到一定量后，用泵连续送入甲苯塔进行精馏。蒸汽经冷凝器冷却把油和水分离，所得到的甲苯一部分作为回流送入塔顶，一部分作为产品采出。塔底甲苯残液由塔底排除，送入纯苯残油槽。甲苯残液要求不含甲苯。
处理甲苯残液，用泵连续送入二甲苯塔进行精馏。塔顶逸出的蒸汽经冷凝器冷却把油和水分离，所得到的二甲苯一部分作为回流送入塔顶，其余部分作为产品采出。
粗苯精制工艺流程图如下图：
图2-1粗苯精制工艺流程图
三装置的工艺计算3.1初步精馏计算
初步精馏塔如下图：
图3-1 初馏塔
3.1.1原始数据获取
回收的粗苯：2+0.1×19＝3.9万吨
全年生产时间：300天，其余时间为维修时间。 则粗苯进料流量：39000×1000÷(300×24)＝5417kg/h
表3-1 原料各组分数据汇总
3.1.2初馏塔清晰分割物料衡算
工艺要求：此段精馏过程在常压下进行要求苯在塔顶的回收率99.8％，甲苯在塔底的回收率93％。
根据设计计算，按清晰分割，选苯为轻关键组分，甲苯为重关键组分。
h kmol f l /96.4878705.05417=÷?= h kmol f h /36.792125.05417=÷?=
塔顶产品：
h kmol d l /862.4896.48998.0＝?= h kmol d h /5152.0)93.01(36.7=-?=
塔底产品：
h kmol w l /098.0862.4896.48=-=
h kmol w h /8448.636.793.0=?=
计算D 、W ：
h kmol f d d D l i i h l /1455.501
1=++=∑-
h kmol f w w W n h
i i h l /5445.121
∑+==++=
塔顶、塔底产品的组成计算如下表：
表3-2 清晰分割物料衡算计算结果汇总
3.1.3用露点方程计算初馏塔塔顶温度
首先确定相平衡常数i K ：
当汽相是理想气体组成的理想溶液，液相也是理想溶液：这种体系的压力一般不高于202KPa ，混合物有化学结构相近﹑分子量相差不大的化合物形成在这种
情况下，汽液相均可看做为理想溶液。相平衡常数可表示为：0
i i p K P
=
对于低压物系有安托因方程：0ln i B
p A C T
==
+来确定饱和蒸汽压0i p 经查资料得安托因系数A ﹑B ﹑C 如下表：
表3-3 各组分安托因系数
用安托因方程计算K 值，由露点方程1
1
1i
i i i i
x K ====∑∑
确定露点温度，计算要采用试差法，看是否满足
110.01c
i
i i
y K =-≤∑ 初馏塔顶温度41=D t ℃，计算结果如下表：
表3-4 露点方程计算塔顶温度结果
在所设的41=D t ℃，|i Di k X /-1|<0.01,符合要求。 所以塔顶温度为41℃。
3.1.4用泡点方程计算初馏塔塔底温度
初设塔底温度89=W t ℃，计算结果如下表：
表3-4 泡点方程计算塔底温度结果
在所设的85.8℃条件下，|Wi i X k -1|<0.01, 符合要求。 所以塔底温度为：85.8℃。 所以初馏塔全塔的平均温度为：4.632
8
.85412=+=+=
W D F t t t ℃。 3.2化学精制
粗苯初步精制得到的苯类混合物馏分中，含有沸点与苯族烃相近的不饱和化合物如戊烯和苯乙烯。不能用精馏法将它们除去，为了制取合格的产品，必须将它们预先除去，除去这些杂质的方法就是用硫酸处理。用硫酸精制具有工艺流程简单，操作灵活，设备投资少，材料易得，常温常压下进行。该法在中国的焦化厂得到广泛的应用。
用硫酸洗涤时，同时进行多种化学反应，其中主要的反应如下（清除不饱和化合物反应）：
① 不饱和化合物反应;不饱和化合物在浓硫酸的作用下很容易发生聚合作用，
生成各种复杂的聚合物。聚合反应的第一阶段是生成酸式酯，聚合反应的第二阶段是酸式酯不饱和化合物生成二聚物。例如:
42322322332233222322333222)()()()()()()()()(SO H CH CH CH CHCH CH CH CH CH CH SOH CH CH CH CH CH CH CH CH SOH CH CH H HOSO CH CH CH CH +-=→-+--=-→+--=
此反应可继续进行，生成深度的聚合物。
② 不饱和化合物的加成反应，生成中式酯：
2332423222))(()(2CH CH OC S O SO H CH CH CH CH →+-=
酸洗工艺流程图如下图：
碱液
初馏分
硫酸
图3-2 酸洗流程图
为了得到比较纯净的苯系化合物，不饱和化合物通过酸洗，消耗的硫酸的量为：
h kmol S H C n /2257.0)(44= h kmol C C n /8963.1)(95=+
则：3.1497109830024122.2)(342'=????=-SO H m 吨 选用93%的浓硫酸洗，则消耗的酸的质量为：
161093
.03
.1497)(42==
SO H m 吨 所以消耗93％的浓硫酸为1610吨。
3.3最终精馏
经过酸洗净化，把混合苯馏分中的戊烯、苯乙烯除去，得到苯、甲苯、二甲苯的混合馏分，经过吹苯塔，吹出苯、甲苯、二甲苯组分。苯、甲苯、二甲苯组分进入精馏过程，本精馏过程采用全连续精馏流程（热油连料全连续精馏装置），全连续精馏流程具有生产稳定，产品产率高，质量好，操作简单，投资少，便于自动化控制的优点。
最终精馏工艺流程图：
蒸汽
溶剂油
苯
甲苯
二甲苯
图3-3 最终精馏工艺图
3.3.1甲苯塔的物料衡算
甲苯塔的进料组成如下表：
表3-5 甲苯的进料组成
99.8％。
根据组分，设甲苯为轻关键组分，二甲苯为重关键组分，由清晰分割法计算甲苯塔的物料衡算，结果如下表：
表3-6 甲苯塔的物料衡算结果
3.3.2用露点方程计算甲苯塔塔顶温度
初设塔顶温度110=D t ℃，操作压强为101.33KPa 。计算结果如下表：
表3-7 露点方程计算甲苯塔塔顶温度
在所设的8.110=D t ℃，|i Di k X /-1|<0.01,符合要求。 所以塔顶温度为110.8℃。
3.3.3用泡点方程计算甲苯塔塔底温度
初设塔底温度150=W t ℃，计算结果如下表:
表3-8 泡点方程计算甲苯塔塔底温度
在所设的147.6℃条件下，|Wi i X k -1|<0.01, 符合要求。 所以塔底温度为：147.6℃。 所以纯苯塔全塔的平均温度为：2.1292
6
.1478.1102=+=+=W D F t t t ℃。 甲苯的产量：
3.1333002410106
0013.0921975.0780027.0)(3
87=???+?+?=
H C m 吨
3.4热量衡算
生产能力：3.9万吨/年(料液) 年工作日：7200小时计
原料中含有：苯70.5%，甲苯12.5%，二甲苯4.2%，C 5 0.7%，C 9 7.2%，噻吩0.35%，吡啶0.3%(均为质量分数)
根据工艺的操作条件可知：根据设计任务，料液的年生产能力为39，000吨/年。全年生产时间为7200小时，剩余时间为维修时间，则每小时的生产能力为：39000÷7200≈5417kg/h
预精馏塔顶出料为苯、噻吩和C5， 其流量为：
W 2=W ×(70.5％+0.35％+0.7％)=5417×71.55％=3875.86kg/h 预精馏塔塔底出料为甲苯、二甲苯、吡啶和C9，其流量为： W 2’=W ×(12.5％+4.2％+0.3％+7.2％)=5417×％=1311kg/h
3.4.1初馏塔的热量衡算 3.4.1.1塔顶冷凝器的热量衡算
冷凝器体系选取如下图：
图3-4 冷凝器
下表为基准焓值为40℃时饱和液相焓值，列汇总表如下：
表3-9 塔顶冷凝器热量衡算计算表
组分
S H C 44 5C 66H C
∑
i Y
0.1758 0.7609 0.0633 i γ
26.74 25.20 30.76
i i Y γ
7.7009
19.1747
1.9471
25.8227
h kJ Y n Q i i C /3897.27388827.25101058.0=??==∑3.4.1.2塔底再沸器的热量衡算
图3-5 再沸器
下表为基准焓值为84.7℃时饱和液相焓值，列汇总表如下：
表3-10 塔底再沸器热量衡算计算表
组分
5C 66H C 87H C 108H C 9C
∑
i n
0.0001 1.331 0.1992 0.0399 0.0118 i γ
25.20
30.76
33.18
36.82
39.25
i i Y γ
0.0025 40.9416 6.6095 1.4691 0.4632 49.4859
h kJ Q B /9.49485104859.49=?=
3.4.2甲苯塔的热量衡算 3.4.2.1塔顶冷凝器的热量衡算
下表为基准焓值为110.8℃时饱和液相焓值，列汇总表如下：
表3-11 塔顶冷凝器热量衡算计算表
h kJ Q C /668410684.6=?=
3.4.2.2塔底再沸器的热量衡算
下表为基准焓值为147.6℃时饱和液相焓值，列汇总表如下：
表3-12 塔底再沸器热量衡算计算表
h kJ Q B /8.1888108888.1=?=
3.5常压塔主要尺寸确定
① 壁厚
塔筒体选用Q 235-A 钢为材料,由于是双面焊接,焊接系数为0.85,查的80-120℃范围内Q 235-A 钢的需用应力为[]t
δ=113Mpa,则筒体计算厚度δ
操作压力为P=101.325kPa,则c P =1.45P
[]c
t
i
c p D p -=
φδδ2=1.07m,经圆整到标准厚度3mm 考虑地震，风力，腐蚀，钢板负偏差等因素需加上厚度附加两Ｃ
Ｃ＝21C C +，双面腐蚀裕量2C 取4mm,钢板负偏差1C 取0.22mm,由此得实际壁厚t δ=7.22mm,综合考虑,t δ取10mm,型材为Q 235-A 标准钢材。
② 封头
采用标准椭圆封头，材料为Q 235-A 钢，壁厚与塔体相同，即：
S n =10mm ，由于采用标准椭圆封头，则标准封头形状系数K=1，由???
?
???????? ??+?=2
2261i h
D K 计算得到i h =1400mm
③ 裙座
采用筒形裙座,以235D=1400mm ，高度为2m ，裙座与简体的连接采用对焊不校核强度。
④ 塔高设计
精馏段有效高度计算：
Z =(N e -1) ?H T =(30-1) ?0.45=13.05m
开6个人孔，开人孔处 (中间的两处人孔)塔板间距增加为 0.7m 塔两端空间,上端头留 1.5m ，下端留 3.0m,
所以，最后的塔体高为：()13.05 1.5 3.060.70.4519.05m +++?-=
⑤ 吊柱设计
吊柱设计是为了方便塔内件定期更换而设计，塔吊柱设计结合塔顶平台综合考虑。吊柱的主要作用是在检修是掉渣un 个零部件用的，吊柱主要尺寸主要根据吊装部件的重量，旋转半径来选择，根据本设计中的数据，本吊柱高取3000mm ，半径为1000mm 。
⑥ 基础环设计
基础环用Q 235-A 钢，内径取900mm ，外径为1500mm ，基础环高取40mm ，螺栓选用M36螺栓20颗。
⑦ 接管尺寸设计
⑴.塔顶蒸汽出口管 塔顶上升蒸汽的体积流量：
过程工艺与设备课程设计 丙烯——丙烷精馏塔设计 课程名称：化工原理课程设计 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 完成时间：
前言 本设计说明书包括概述、流程简介、精馏塔、再沸器、辅助设备、管路设计和控制方案共7章。 说明中对精馏塔的设计计算做了详细的阐述，对于再沸器、辅助设备和管路的设计也做了正确的说明。 鉴于设计者经验有限，本设计中还存在许多错误，希望各位老师给予指正 感老师的指导和参阅！
目录第一节：标题丙烯—丙烷板式精馏塔设计 第二节：丙烯—丙烷板式精馏塔设计任务书第三节：精馏方案简介 第四节：精馏工艺流程草图及说明 第五节：精馏工艺计算及主体设备设计 第六节：辅助设备的计算及选型 第七节：设计结果一览表 第八节：对本设计的评述 第九节：工艺流程简图
第十节：参考文献 第一章 任务书 设计条件 1、 工艺条件： 饱和液体进料 进料丙烯含量%65x F = (摩尔百分数)。 塔顶丙烯含量%98x D ≥ 釜液丙烯含量%2x W ≤ 总板效率为0.6
2、操作条件： 塔顶操作压力1.62MPa(表压) 加热剂及加热方法：加热剂——热水 加热方法——间壁换热冷却剂：循环冷却水 回流比系数：R/Rmin=1.2 3、塔板形式：浮阀 4、处理量：F=50kml/h 5、安装地点： 6、塔板设计位置：塔顶 安装地点：。 处理量：64kmol/h 产品质量：进料65% 塔顶产品98% 塔底产品<2%
1、工艺条件：丙烯—丙烷 饱和液体进料 进料丙烯含量65% (摩尔百分数) 塔顶丙烯含量98% 釜液丙烯含量<2% 总板效率为0.6 2、操作条件： 塔顶操作压力1.62MPa(表压) 加热剂及加热方法： 加热剂——热水 加热方法——间壁换热
1.装置概况及工艺过程 1.1装置概况 粗苯加氢装置由制氢、加氢精制、萃取蒸馏、酸性水处理、酸性气处理、公用工程系统等单元组成。年处理焦化粗苯原料10万吨。其主要工艺过程是将粗苯原料经过脱重组分塔脱除C9以上重组分后经两级加氢处理（预加氢和加氢净化）。原料通过预反应器催化剂床层逆流向上，使双烯烃、苯乙烯、二硫化碳进行加氢脱除和双烯饱和，再通过主反应器催化剂床层进行加氢处理，使烯烃发生饱和反应生成饱和烃。硫、氧、氮等化合物被加氢转化烃类、硫化氢、水及铵盐被脱除，芳烃转化被抑制。处理后的物料经稳定塔除去溶解于物料中的硫化氢后进入萃取蒸馏系统。在环丁砜的作用下将芳烃和非芳烃分离。分离出的混合芳烃经苯塔、甲苯塔、二甲苯塔精馏分离，生产纯度极高的苯、甲苯、混合二甲苯产品及少量的C8—、C8+溶剂油。生产过程中产生的酸性水经酸性水汽提处理后送至污水处理厂，酸性气经酸性气处理装置脱除硫化氢制取硫磺。 1.2工艺流程简述 1.2.1加氢工艺流程 自罐区泵送来的焦化粗苯原料经过滤器FT-1101/A、B，再经主反应产物/脱重组分塔进料换热器E-1101（管程）换热后入脱重组分塔C-1101，在塔内进行轻、重组分分离，塔顶汽相经脱重组分塔顶冷却器E-1102（壳程）冷凝冷却后进入塔顶回流罐V-1101，不凝气经真空机组排放至火炬燃烧。液体经脱重塔回流泵P-1101/A、B加压后部分回流，部分送入加氢进料缓冲罐V-1102。塔底重苯经塔底泵P-1103/A、B 加压后送入脱重组份塔底冷凝器E-1104（管程）冷却后送往罐区。脱重塔底设两台再沸器E-1103/A、B和两台塔底循环泵P-1102/A、B 强制循环。再沸器热源采用导热油。为防止物料聚合结焦在脱重塔进料线注入阻聚剂。 加氢进料缓冲罐V-1102的轻苯经反应进料泵P-1104/A、B 加压后入轻苯预热器E-1105（管程）预热后与K-1101/A、B送来的循环氢气混合后依次进入轻苯蒸发器E-1106/A、B、C（管程），在轻苯蒸发器内被加热蒸发的轻苯和
２００６年１月 第３７卷第ｊ期 ，堂。氇。盅。‰三。３５ 国内焦化粗苯加工发展趋势 吕国志叶煌（中冶焦耐工程技术有限公司，鞍山ＩＪ４００２）摘要：分析了我国焦化粗苯的加工现状，结台苯类产品的市场情况和粗苯的来源，对粗苯加工技术与粗苯加（的发展趋势进行了评述。经比较认为，低温加氢技术有明显的优势，比较适合中国国情。 关键词：粗苯加工低温加氢发展趋势 中图分类号：ＴＱ５２２．６２文献标识码：Ａ文章编号：１００１—３７０９（２００６）ｏｌ一００３５—０４ ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＴｅｎｄｅｎｃｙｏｎＤｏｍｅｓｔｉｃＣｏｋｉｎｇＣｒｕｄｅＢｅｎｚｏｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ＬｕＧｕｏｚｌｌｉＹｅＨｕａｎｇ （ＡＣＲＥＣｏｋｉ”ｇ＆Ｒｅ矗∞￡ｏ巧ＥⅡ画ｎｅｅｄ“ｇＣｏｎｓｕｌｔｉ“ｇｃｏｒｐ．，Ｍｃｃ，Ａｎｓｈａｎ１】４００２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈ８ｐｒｅｓｅｎｔｓｔａｔｕｓｏｆｃｏｋｉ“ｇｃｎｌ山ｂｅｎｉｏｌｐｒｏｃｅｓｓｉ“ｇｉｎＣｈｉｎａｉｓａｎａｌｙｚｅｄ．ＩｎｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｗｊｔｈｔｈｅｍａｒｋｅｔｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｃｎＩｄｅｂｅｎｚｏｌｐｍｄｕｃｔｓａｎｄｓｏｕｒｃｅｏｆｃｎｌｄｅｂｅｎｚ０１，ｃｒｕｄｅｂｅｎ∞ｌｐｒｏｃｅｓｓｉ”ｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａ１１ｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｅｎｄｅｎ。ｙｏｆｃｒｕｄｅｂｅｎｚ０１ｐｍｃｅｓｓｉ“ｇａｒｅｄｅｓｃ曲ｅｄ．Ｂｙｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ，ｉｔｉｓｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｔｈａｔｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｈｙｄｍ～ｒｅ矗ｎｉ“ｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｓｏｂｖｉｏｕｓａｄｖａｎｔａｇｅａｎｄｉｓｍｏｒｅｓｕｉｔａｂｌｅｔ０Ｃｈｉｎａ’ｓｎａｔｉｏｎａｌｓｉｔｕａｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＣｒＬｌｄｅｂｅｎｚｏｌｐｒｏｃｅｓｓｉ“ｇＬｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｈｙｄｍ—ｒｅｎｎｉ“ｇＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｅｎｄｅｌｌｃｙ １苯类产品的用途２苯类产品市场状况 纯苯是重要的基本有机化工原料，广泛用于合成树脂、合成纤维、合成橡胶，并是染料、医药、农药的原料，也是重要的有机溶剂。在炼油行业中用作提高汽油辛烷值的掺和剂。 甲苯是最基本的有机化工原料和溶剂，可以生产苯甲酸、甲苯二异氰酸脂、氯化甲苯、甲酚和对甲苯磺酸等多种化工产品。这些化工产品是制造合成纤维、合成橡胶、炸药、塑料、医药、染料和油漆等的原料，也可用作溶剂和汽油添加剂。 二甲苯也是最基本的有机化工原料。混合二甲苯主要用作溶剂和汽油添加剂，邻二甲苯用于制造苯酐、染料、农药和医药等化工产品，间二甲苯用于制造苯二甲酸、间甲基苯甲酸、间苯二甲腈等有机化工产品。这些产品是生产染料、医药和香料的原料，对二甲苯主要用于生产聚酯树脂和涤纶纤维的原料，也用作农药和染料的原料。 收稿日期：２００５—０７—０６ 作者简介：吕国志（１９６５一），男，高级工程师２．１纯苯市场状况 目前世界上生产苯有以下几种生产路线：催化重整、汽油裂解、甲苯歧化、甲苯加氢脱烷基化（ＨＡＤ）以及从焦炉轻油和煤焦油中得到苯。其中催化重整、汽油裂解各占３８％，甲苯歧化占１３％，甲苯加氢脱烷基化（ＨＡＤ）占６％，轻油和煤焦油中提取占５％。 ２０００年世界苯的消费中，５０％用于乙苯生产，２０％用于异丙苯生产，其余主要由环己烷和硝基苯所消费，其他衍生物还有烷基苯、马来酸酐和氯苯。目前世界苯的生产能力约为４７００万ｔ，产量为３５００万【。世界苯的生产和消费主要集中在亚洲、北美和西欧地区。美国是世界上苯产量和消费量最大的国家，日本位于世界第二。根据目前各国的在建和扩建计划，预计２０ｌｏ年，世界苯的生产能力和产量将分别达到５６００万ｔ和４５００万ｔ，
30000t/年丙烯制异丙醇项目工艺设计 德士古工艺的优点主要有：丙烯单程转化率高、反应操作灵活易控制、阳离子交换树脂催化剂易褥、催化剂对设备腐蚀较弱、能耗低、无污染环境等； （4）开发树脂法丙烯直接水合工艺及配套的耐高温阳离子树脂催化剂，建设高效的国产化异丙醇生产装置十分必要。 1 反应车间 来自总厂的质量分数为99.7%、压力为1.25Mpa、温度为25℃的丙烯经三级单螺杆泵（P0101A/B、P0102A/B、P0103A/B）压缩至8Mpa,再经U型管换热器（E0101、E0102）加热至135℃，然后分成三股物流进入三台并联的固定床反应器（R0101A、R0101B、R0101C）；脱盐水（电导率≤5μS/cm）经三级单螺杆泵（P0104A/B、P0105A/B、P0106A/B）压缩至8Mpa,再经U型管换热器（E0103）加热至120℃，然后分成三股分别进入固定床反应器（R0101A、R0101B、R0101C）的三段床层，三段床层进水量的比为4.14:1:1。 本工艺采用强酸性阳离子交换树脂作为催化剂，催化剂的床层温度要控制在130℃-165℃，因为当温度高于165℃时，磺酸根基团的脱落速度将加快，导致反应的转换率迅速降低，并且异丙醇的选择性也开始下降。当温度小于130℃时，丙烯时空收率将减低。在本反应中，总水稀摩尔比为12，大水稀比一方面有利于增加反应推动力，同时产物异丙醇在水中的浓度也较低，可抑制副产品二异丙醚的生成，因而提高目标产物异丙醇的选择性：另一方面，由于丙烯水合为放热反应，大水稀比有利于控制床层的反应温度，并可使催化剂表面能得到充分浸润，能及时移走催化剂床层的反应热，防止催化剂超温失活。
第一节粗苯精制苯基本原理 精苯车间加工的原料是外购粗苯和轻苯。其主要组分是苯及同系物、苯、甲苯、二甲苯等占80％—95％，此外还有脂肪烃、环烷烃、不饱合化合物以及少量硫化物、吡啶碱类、酸类如洗油的低沸点馏份。 粗苯的各种主要组份皆在180℃前馏出。 由于粗苯、轻苯是一种比较复杂的混合物，故其本身用途不大、但经加工以后所得的多和纯产品的却是重要的化工原料，具有很高的经济价值。粗苯精制的目的在于获得尽可能多的苯族纯产品，同时对其它组份尽可能加以综合得用。 （一）硫酸洗涤净化法基本原理 粗苯中含有5—12％的不饱合化合物及其它杂质，并主要分布在14℃以后和79℃以前馏出物中。 粗苯经两苯塔是除去140℃以后重苯中的不饱合化合物，以获得轻苯和重苯两种产品。 轻苯初馏的目的是切除79℃以前不饱合化合物及二硫化碳。所得混合馏份还含有与苯族产品沸点相接近不饱合化合物及硫化物杂质，可以采用化学方法加以净化。 1、经常使用的是硫酸洗涤净化法，其主要化学方法如下： (1)不饱合化合物的聚合反应 不饱合化合物在硫酸作用下很容易发生聚合反应，低沸点化合物易生成粘度大，不溶于混合份及硫酸的极深度的聚合物。引起化合物的夹带损失。所以必须先经过初馏除去低沸点不饱合化合物。高沸点不饱合化合物聚合程度较差，一般只生成可溶混合份的二聚物，三聚物。 (2)加成反应 硫酸各不饱合化合物还能生成酸式脂和中式脂，前者溶于硫酸中，后者溶于混合份中。低沸点不饱合化合物与硫酸生成中性脂，在吹苯中，中性脂加热分解，放出腐蚀设备的酸性物质，故初馏时尽可能地把低沸点物质清除。 （3）清除噻吩反应 噻吩在浓硫酸的催化作用下能和高沸点不饱合化合物共聚生成溶于混合物的共聚物，反应迅速完全，噻吩还能直接溶于硫酸中，但溶解速度很慢。 （4）苯族烃和不和化合物共聚反应 苯族烃在浓酸的催化作用下和不饱合化合物发生共聚反应生成能溶解于混合物的共聚物。（5）苯族烃的磺化反应 苯族烃与浓硫酸作用能发生磺化反应而造成苯族烃的损失。 2、影响硫酸洗涤的方要因素 （1）反应温度 最适宜的反应温度为35—45℃，温度过低反应缓慢而达不到净化要求，温度过高苯族烃磺化反应以及不饱合化合物的共聚反应加剧，因而使苯族烃损失增加。 （2）硫酸浓度 硫酸浓度过低达不到净化要求，浓度过高磺化反应加剧，苯族烃损失增加，因此先择较适宜的硫酸浓度为93—95％。 （3）硫酸和混合份的比例 在保证洗涤质量要求的前提下，酸油比例愈小愈好。不仅降低酸耗，而且可以减轻苯族烃的磺化反应。 （4）反应时间 酸洗净化反应所需时间与反应温度、硫酸浓度、酸油化、搅拌合程度等因素有关。一般反应时间为十分左右，时间过短，反应效果差，势必增加酸耗，时间过长，磺化反应加剧，苯族烃损失增加，所以反应器必须立即加水，使浓硫酸反应终止。
2018年粗苯精制行业 分析报告 2018年11月
目录 一、行业管理体制、主要法规及政策 (4) 1、行业主管部门及相关组织 (4) 2、行业相关法律法规、经济政策 (5) （1）行业主要法律法规 (5) （2）产业政策 (5) 二、行业发展情况 (7) 1、国内苯产品市场发展情况 (7) 2、粗苯精制（萃取精馏法）主要生产企业产能情况 (8) 三、下游应用情况 (9) 9 1、苯乙烯 ................................................................................................................ 9 2、环己酮 ................................................................................................................ 10 3、苯酚 .................................................................................................................. 四、行业利润水平的变动趋势 (10) 五、行业主要壁垒 (11) 11 1、资金壁垒 .......................................................................................................... 11 2、政策壁垒 .......................................................................................................... 六、影响行业发展的因素 (12) 12 1、有利因素 .......................................................................................................... 12 2、不利因素 .......................................................................................................... （1）行业内企业规模不及石油苯生产企业，缺少产品定价权 (12) （2）原材料供应紧张 (13) （3）加氢苯产品价格及行业利润存在较大波动 (13)
粗苯加氢精制生产工艺的优化与探究 张文 四川省达州钢铁集团有限责任公司四川达州635002 【摘要】：四川省达钢集团50Kt/a粗苯加氢精制装置生产五年来，随着生产的进行越来越多的工艺情况逐渐显现，很多情况呈规律性发生。这里将装置过去五年生产中所遇工艺、设备、废气排放等情况及相应处理、优化方法做一个归纳总结。 【关键字】：重组分循环气过滤器物料堵塞 【前言】：近年来，公司认真贯彻落实科学发展观，准确把握国家产业政策要求，以创新为抓手，及时调整企业发展战略，努力转变发展方式，抢抓市场成长机遇，走长期可持续发展道路。为进一步落实公司向化工产业转型规划，公司于2009年上马一套50Kt/a粗苯加氢精制装置，装置于2010年3月正式投产。现在年生产量能够达到设计值50Kt/a,其中纯苯精制率达到99.95%以上，甲苯精制率达到98.00%以上，三苯回收率达到98.50%以上。 【装置介绍】：50Kt/a粗苯加氢精制装置工艺采用甲醇驰放气变压吸附提纯氢气和粗苯加氢脱硫精制纯苯等技术，生产控制上采用DCS集散控制系统,由DCS系统进行监视、操作、报警、联锁和控制，尤其对关键电器和运转设备进行远程控制，实现自动化管理。同时本装置三废排放少，对环境影响小，安全消防上采用气防、消防联锁系统，并与DCS系统挂接且互为冗余，措施较完善，抗风险能力较强。 加氢精制生产能力为50Kt/a，三苯回收率≥98%，可以年产精
制纯苯34000t/a，甲苯5000t/a，二甲苯2000t/a，同时还有少量非芳烃及溶剂油。同时由于装置采用了加氢法，替代了高污染的硫酸法处理焦化苯，更产生了巨大的社会效益。 1、原料预处理工序 1、1压力与自动调节 两苯塔作为一个常压精馏塔，在生产过程中属于工艺性能比较稳定的设备。因为它的工艺指标稳定性能较好，在生产过程中整个工序均可以采取自动调节，以减少人工操作强度。值得注意的是两苯塔的稳定性主要基于其塔内压力变化，而塔内压力与蒸发器（T301）底部采出量有直接关系。因此，当蒸发器（T301）底部采出量变化较大以及两苯塔内部压力变化较大时，我们要注意塔内原料、回流以及重组分物料采出的量的变化。做到及时调整，以保证两苯塔的质量平衡和气液平衡。 1、2关于废油的回收 废油的主要构成是水和原料油，并且水的量远远大于原料油的量。因此，在废油回收时，要特别注意两苯塔内的压力变化。通过控制废油量的大小，以避免油水共沸现象的发生。通过控制热源（蒸汽）量的供给大小，以保证塔内的热量平衡。 1、3关于二甲苯塔塔底重组分的回收 本装置设计二甲苯塔采用间歇蒸馏的方式生产，所以在生产一段时间后需要对其塔底重组分物料进行回收。首先，在回收过程中需保证二甲苯塔内压力处于非负压状态下。最好采用打开塔顶放散阀，使
丙烯精制毕业设计方案 我们毕业设计的题目是1.6或1.8万吨/年pp装置丙烯精制装置工段设计。本设计是以锦州石化公司聚丙烯车间丙烯精制装置为设计原型。主要数据来至于生产实际并在设计中根据专业理论知识结合生产实际对旧设备、旧工艺进行改进。 一、基础数据的确定： 首先我们对锦州石化公司聚丙烯车间丙烯精制装置进行实际考察摸 索生产流程及丙稀单耗、丙烯质量指标、副产品指标。确定了本次 设计的基础数据。 二、流程方案的选择 1.生产流程方案的确定： 原料主要有三个组分：C 2°、C 3 ＝、C 3 °，生产方案有两种：（见下图A，B）如任务书规定： C 2° C 3 ＝ C 3 ° iC 4 ° iC 4 ＝∑ W% 5.00 73.20 20.80 0.52 0.48 100 图（A）为按挥发度递减顺序采出，图（B）为按挥发度递增顺序采出。在基本有机化工生产过程中，按挥发度递减的顺序依次采出馏分的流程较常见。因各组分采出之前只需一次汽化和冷凝，即可得到产品。而图（B）所示方法中，除最难挥发组分外。其它组分在采出前需经过多次汽化和冷凝才能得到产品，能量（热量和冷量）消耗大。并且，由于物料的内循环增多，使物料处理量加大，塔径也相应加大，再沸器、冷凝器的传热面积相应加大，设备投资费用大，公用工程消耗增多，故应选用图（A）所示的是生产方案。 2.工艺流程分离法的选择： 在工艺流程方面，主要有深冷分离和常温加压分离法。脱乙烷塔，丙烯精制塔采用常温加压分离法。因为C2，C3在常压下沸点较低呈气态采用加压精馏沸
点可提高，这样就无须冷冻设备，可使用一般水为冷却介质，操作比较方便工艺简单，而且就精馏过程而言,获得高压比获得低温在设备和能量消耗方面更为经济一些，但高压会使釜温增加，引起重组分的聚合，使烃的相对挥发度降低，分离难度加大。可是深冷分离法需采用制冷剂来得到低温，采用闭式热泵流程，将精馏塔和制冷循环结合起来，工艺流程复杂。综合考滤故选用常温加压分离法流程。 三、工艺特点： 1、脱乙烷塔：根据原料组成及计算:精馏段只设四块浮伐 塔板,塔顶采用分凝器、全回流操作 2、丙烯精制塔：混合物借精馏法进行分离时它的难易程度取决 于混合物的沸点差即取决于他们的相对挥发度丙烷－丙烯的 沸点仅相差5—6℃所以他们的分离很困难,在实际分离中为 了能够用冷却水来冷凝丙烯的蒸气经常把C3馏分加压到20 大气压下操作，丙烷－丙烯相对挥发度几乎接近于1在这种 情况下，至少需要120块塔板才能达到分离目的。建造这样 多板数的塔，高度在45米以上是很不容易的，因而通常多 以两塔串连应用，以降低塔的高度。 四、操作特点： 脱乙烷塔1、压力：采用不凝气外排来调节塔内压力，在其他条件不 变的情况下，不凝气排放量越大、塔压越低：不凝气排 放量越小、塔压越高。正常情况下压力调节主要靠调节 伐自动调节。 2、塔低温度：恒压下，塔低温度是调节产品质量的主要手 段，釜温是釜压和物料组成决定的，塔低温度主要靠重 沸器加热汽来控制。当塔低温度低于规定值时，应加大 蒸汽用量以提高釜液的汽化率塔低温度高于规定值时， 操作亦反。 五、改革措施： 丙烯精制塔顶冷却器由四台串联改为两台并联，且每台 冷却器设计时采用的材质较好，管束较多，传热效果好。.六、设想：若本装置采用DCS控制操作系统，这样可以使操作 者一目了然，可以达到集中管理，分散控制的目的。能 够使信息反馈及时，使装置平稳操作，提高工作效率。 为了降低能耗丙烯塔可以采用空冷。
粗苯加氢精制 粗苯精制的目的是将粗苯加工成苯、甲苯、二甲苯等产品，这些产品都是 宝贵的化工原料。苯是重要的化工原料，广泛用作合成树脂、合成纤维、合成 橡胶、染料、医药、农药的原料，也是重要的有机溶剂。我国纯苯的消费领域 主要在化学工业，以苯为原料的化工产品主要有苯乙烯、苯酚、己内酰胺、尼 龙66盐、氯化苯、硝基苯、烷基苯和顺酐等。在炼油行业中用作提高汽油辛烷值的掺和剂。甲苯是一种无色有芳香味的液体，广泛应用于农药、树脂等与大 众息息相关的行业中，国际上其主要用途是提高汽油辛烷值或用于生产苯以及 二甲苯，而在我国其主要用途是化工合成和溶剂，其下游主要产品是硝基甲苯、苯甲酸、氯化苄、间甲酚、甲苯二异氰酸酯等，还可生产很多农药和医药中间体。另外，甲苯具有优异的有机物溶解性能，是一种有广泛用途的有机溶剂。 二甲苯的主要衍生物为对二甲苯，邻二甲苯等。混合二甲苯主要用作油漆涂料 的溶剂和航空汽油添加剂，此外还用于燃料、农药等生产。对二甲苯主要生产PTA以及聚酯等。邻二甲苯主要用于生产苯酐等。 生产苯、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 高温裂解汽油和焦化粗苯。这3种原料占总原料量的比例依次为：70%、27%、3%。以石油为原料生产芳香烃的工艺都采用加氢工艺，以焦化粗苯为原料生产 芳香烃的工艺有酸洗精制法和加氢精制法。 酸洗法仍在发展中国家被大量采用，其工艺落后、产品质量低、无法与 石油苯竞争，而且收率低、污染严重，产生的废液很难处理。在发达国家都已 采用加氢精制法，产品可达到石油苯的质量标准。国内有很多企业已建成投产 或正在建设粗苯加氢装置。20世纪80年代，上海宝钢从日本引进了第一套 Litol法高温加氢工艺，90年代石家庄焦化厂从德国引进了第一套K.K法低温 加氢工艺，1998年宝钢引进了第二套K.K法加氢工艺，还有很多企业正在筹建 加氢装置。随着对产品质量和环保的要求越来越严格，粗苯加氢工艺的应用是 大势所趋。 1、粗苯加氢精制的原理 粗苯加氢根据其催化加氢反应的温度不同可分为高温加氢和低温加氢。 在低温加氢工艺中，由于加氢油中非芳烃与芳烃的分离方法不同，又分为萃取 蒸馏法和溶剂萃取法。 高温催化加氢的典型工艺是Litol法，在温度为600～650℃、压力6.0MPa条 件下进行催化加氢反应。主要加氢脱除不饱和烃，加氢裂解把高分子烷烃和环 烷烃转化为低分子烷烃，并以气态形式分离出去。加氢脱烷基，把苯的同系物 最终转化为苯和低分子烷烃。故高温加氢的产品只有苯，没有甲苯和二甲苯， 另外还要进行脱硫、脱氮、脱氧的反应，脱除原料有机物中的S、N、O，转化 成H2S、NH3、H2O除去，对加氢油的处理可采用一般精馏方法，最终得到产品 纯苯。
粗苯资源现状及精制技术进展 （长岭分公司技术开发处 414012） 摘要：本文简要介绍了粗苯资源的来源及性质，并对其资源供需现状及精制技术进展进行了分析、评价。最后结合长岭地区计划建设粗苯加氢项目利弊进行了分析，并提出了建议。 1概述 粗苯是煤热解生成的粗煤气中的产物之一,经脱氨后的焦炉煤气中含有苯系化合物，其中以苯含量为主，称之为粗苯。自煤气回收粗苯最常用的方法是洗油吸收法。粗苯为淡黄色透明液体，比水轻，不溶于水。储存时由于不饱和化合物，氧化和聚合形成树脂物质溶于粗苯中，色泽变暗。粗苯主要用于深加工制苯、甲苯、二甲苯等产品，苯、甲苯、二甲苯都是宝贵的基本有机化工原料。 粗苯是焦炭生产过程中的副产物，因此上游焦炭产品的生产状况对我国粗苯的市场供应起着决定性作用，而下游精苯生产企业对粗苯的需求对其市场价格也起到拉动或制约作用。 由于粗苯是一种初级化工产品，成分复杂，不能直接用于化工生产，也不能直接被用户最终消费，这就产生了把粗苯深加工成纯苯的精苯生产企业，由精苯生产厂家把粗苯分离成纯苯、甲苯、二甲苯以及重质苯后，再到消费客户手中。这就形成了焦炭-粗苯-纯苯的生产链条。 2我国粗苯资源现状 2.1我国粗苯生产现状 从焦炉煤气中回收粗苯一般均采用焦油洗油作吸收剂，其工艺包括洗涤和蒸馏两个部分。 粗苯洗涤：焦油洗油吸苯的工艺流程见图1
图1 焦油洗油吸苯的工艺流程 粗苯蒸馏：目前国内各焦化厂均普遍采用我国自行设计的管式炉加热富油脱苯工艺。这种工艺可以有双塔生产轻苯、重质苯以及单塔生产粗苯和单塔生产轻苯、重苯三种方法。管式炉加热富油双塔脱苯工艺流程见图2。 图2 管式炉加热富油双塔脱苯工艺流程 粗苯质量按GB/T5022-93标准执行，见表1。 表1 粗苯质量指标 指标名称 粗苯 轻苯加工用溶剂用 外观黄色透明液体 密度（20℃）.g/cm 0.871-0.900 ≤0.900 0.870-0.880 馏程℃75℃前馏出量（容）. % 不大于- 3 - 180℃前馏出量（重）.% 不小于93 91 - 馏出量96%（容）温度℃.不大于- - 150
第40卷第9期2012年9月化学工程 CHEMICAL ENGINEERING （CHINA ）Vol．40No．9Sep．2012 收稿日期：2011-11-01作者简介：曹媛维（1979—），女，硕士，工程师，主要从事乙烯装置的工艺设计工作，电话：（010）58676692， E-mail ：caoyuanwei@hqcec．com 。乙烯装置丙烯精馏塔优化设计 曹媛维 （中国寰球工程公司，北京100029） 摘要：针对近年来大型乙烯装置中的丙烯精馏塔操作不稳定、能耗大的问题，利用PRO /Ⅱ软件模拟分析该塔流程，总结出随着装置规模大型化该塔采用多溢流塔板形式，计算中应考虑塔板形式对板效率取值的影响。当进料组成与设计工况不符或装置负荷增大时导致产品不达标的情况，可增设进料口在非设计工况下不同位置进料以满足分离的要求， 并且塔顶冷凝器和塔底再沸器需要考虑充分的设计余量。并创造性提出了，在传统工艺流程基础上在塔顶冷凝器后增设排放冷凝器进一步回收丙烯的节能优化方案，为实际生产提供建议性指导。关键词：丙烯精馏塔；操作波动；PRO /Ⅱ模拟中图分类号：TQ 051．81 文献标识码：B 文章编号：1005-9954（2012）09-0074-05DOI ：10．3969/j．issn．1005-9954．2012．09．0017 Optimization design of propylene rectifying column in ethylene plant CAO Yuan-wei （China HuanQiu Contracting ＆Engineering Corporation ，Beijing 100029，China ） Abstract ：According to high energy consumption and instable operation problems of propylene rectifying column in large-scale ethylene plants ，the propylene rectifying column system was simulated with PRO/Ⅱsoftware．The conclusion is that the influence of the tray type on the tray efficiency should be considered in calculation ，and it is better to use multi-overflow tray type for large-scale ethylene plant．If the propylene product is substandard in the inconsistent feed composition case or the increased duty case ， the added feed nozzles are prefered to switch the diffierent feed location for different case．Enough design margin should be considered for the top condenser and the bottom reboiler．The energy saving optimization scheme that adding a new vent condenser after the top condenser to recover more propylene product is creatively put forward ，which provides the constructive guidance for the actual production．Key words ：propylene rectifying column ；operation fluctuation ；PRO /Ⅱsimulation 丙烯主要用于生产聚丙烯、丙烯腈、环氧丙烷以 及异丙醇等， 是仅次于乙烯的重要石油化工原料［1］ 。丙烯衍生物的快速发展带动了丙烯需求的快速增长， 据估计从2006年到2015年全球范围内丙烯需求仍以4．9%的速度持续增长，中国的丙烯需求预计年均 增长达到6．3%［2］ 。目前从市场份额看，来自乙烯装置的丙烯占到59%，从炼厂轻烃分离装置回收的丙烯占到35%。本文针对乙烯装置实际运行中丙烯精馏塔进料组成和负荷波动大导致产品不合格、能耗高的问题，利用流程模拟软件PRO /Ⅱ优化该塔操作参数，并探索性地提出在冷凝器出口增设排放冷凝器进一步回收丙烯产品的工艺，为丙烯精馏塔在实际操作 中低能耗、平稳运行提供理论指导和建议。1原始工况的模拟计算 1．1 模拟计算条件 本模拟计算以80万t /a 乙烯装置丙烯精馏塔为例，该塔进料组成条件如表1所示。采出丙烯产品的规格按照GB/T 7716—2002中聚合级丙烯优等品（摩 尔分数99．6%），塔釜丙烯控制指标为摩尔分数≤2%。1．2模拟过程1．2．1 模拟图与模拟参数选择 工业生产中由于受到运输和加工制造的限制，将丙烯精馏塔分成双塔串联或并联操作，但在模拟
国内外市场情况预测 1 项目主要产品及用途 本项目主要产品是轻油、洗油、酚油、工业萘、改质沥青、柴油、石脑油、纯苯、甲苯、二甲苯、重苯等化工产品。 1.1焦油加工产品 1．轻油：轻油是170 ℃前的馏份，主要是苯及同系物，可提取苯、甲苯、二甲苯。 2．洗油：洗油是230-300 ℃的馏份，可提取多种产品，主要用于吸收焦炉煤气中含的苯及其同系物，也可以进一步精馏切取窄馏份，以提取甲基萘、吲哚、联苯、苊、氧芴和芴等产品。 3．工业萘：工业萘用途广泛，主要用于生产β萘酚，萘磺酸系列产品、邻苯二甲酸酐、萘磺酸系列产品、扩散剂、混凝土减水剂等，是化工、农药、染料、涂料及建筑行业的重要原料。目前，主要用于生产萘系染料中间体如二萘酚和混凝土减水剂。 4．酚油：用于生产焦化苯酚、间对甲酚、邻甲酚，是合成除草剂、香料、染料及合成树脂的重要原料，酚油也可直接用于防腐涂料、粘结剂等的合成。 5．蒽油：一蒽油是蒽醌染料、炭黑、菲、咔唑的原料；二蒽油是萤、蒽、炭黑的原料，广泛应用于医药、染料及橡塑助剂等的生产领域。 本项目蒽油用于加氢生产柴油和石脑油。 6．改质沥青：改质沥青占焦油量的50%以上，改质沥青应用于各种炭素材料的粘结剂及筑路油的原料，改质沥青各项性能优良，是
理想的炭素粘结剂。目前，广泛应用于石墨电极度、阳极糊、铝阴极、铝阳极等生产。 1.2 蒽油加氢产品 1. 柴油 柴油是轻质馏分型燃油，具有十六烷值高、腐蚀小、燃烧性、挥发性、低温流动性、贮存安定性良好等特点，是高速柴油机最优良的燃料，也可用于中等马力中速船舶柴油机。 2. 石脑油 本项目所产清洁石脑油是重要的石油化工原料，可用于化工溶剂油、工业试剂、金属加工用溶剂油，也是潜在的催化重整制芳烃原料。 1.3 粗苯精制产品 1. 纯苯（精苯） 纯苯是重要的基本有机化工原料，广泛用作合成树脂、合成纤维、合成橡胶、染料、医药、农药的原料，也是重要的有机溶剂。在炼油行业中用作提高汽油辛烷值的掺和剂。 2. 甲苯是最基本的有机化工原料和溶剂，可以生产苯甲酸、甲苯二异氰酸脂、氯化甲苯、甲酚和对甲苯磺酸等多种化工产品，这些化工产品是制造合成纤维、合成橡胶、炸药、塑料、医药和染料、油漆等产品的原料，也可用作溶剂和汽油添加剂。 3. 二甲苯也是最基本的有机化工原料。混合二甲苯主要用作溶剂和汽油添加剂；邻二甲苯用于制造苯酐、染料、农药和医药等化工产品；间二甲苯用于制造苯二甲酸、间甲基苯甲酸、间苯二甲腈等有机化工产品，这些产品是生产染料、医药和香料的原料；对二甲苯主要用于生产聚酯树脂和涤纶纤维的原料，也用作农药和染料的原料。
年产5.4万吨丙烯精馏塔 的工艺设计
目录 摘要............................................................. I 第1章绪论.. (2) 1.1丙烯的性质 (2) 1.1.1 丙烯的物理性质 (2) 1.1.2 丙烯的化学性质 (2) 1.2丙烯的发展前景 (2) 1.3丙烯的生产技术进展 (3) 1.3.1 概况 (3) 1.3.2 丙烯的来源 (3) 1.3.3 丙烯的生产方法 (3) 1.3.4 丙烯生产新技术现状及发展趋势 (4) 第2章丙烯精馏塔的物料衡算及热量衡算 (4) 2.2.1 确定关键组分 (5) 2.2.2计算每小时塔顶产量 (5) 2.2.4物料衡算计算结果见表2.5 (7) 2.3塔温的确定 (8) 2.3.1 确定进料温度 (8) 2.3.2 确定塔顶温度 (8) 2.3.3 确定塔釜温度 (8) 第3章精馏塔板数及塔径的计算 (10) 3.1塔板数的计算 (10) 3.1.1 最小回流比的计算 (10) 3.1.2 计算最少理论板数 (11) 3.1.3 塔板数和实际回流比的确定 (11) 3.2确定进料位置 (11) 3.3全塔热量衡算 (12)
3.3.1 冷凝器的热量衡算 (12) 3.3.2 再沸器的热量衡算 (13) 3.3.3 全塔热量衡算 (13) 3.4板间距离的选定和塔径的确定 (14) 3.4.1 计算混合液塔顶、塔釜、进料的密度及气体的密度 (14) 3.4.2 求液体及气体的体积流量 (16) 3.4.3 初选板间距及塔径的估算 (17) 3.5浮阀塔塔板结构尺寸确定 (18) 3.5.1塔板布置 (18) 3.5.2 溢流堰及降液管设计计算 (19) 3.6塔高的计算 (21) 第四章流体力学计算及塔板负荷性能图 (22) 4.1水利学计算 (22) 4.1.1 塔板总压力降的计算 (22) 4.1.2 雾沫夹带 (23) 4.1.3 淹塔情况校核 (26) 4.2浮阀塔的负荷性能图 (27) 4.2.1 雾沫夹带线 (27) 4.2.2 液泛线 (28) 4.2.3 降液管超负荷线 (29) 4.2.4泄露线 (29) 4.2.5 液相下限线 (30) 4.2.6 操作点 (30) 总论 (32) 致谢 (33) 参考文献 (35) 附录 (38)
年产0W吨粗苯精制工艺设计设计
济源职业技术学院 毕业设计（论文） (冶金化工系) 题目年产10万吨粗苯精制工艺设计专业应用化工技术 班级化工xxx班 完成日期 2011.05.08—2011.10.10
目录 摘 要 (1) 第一章 粗苯精制的综述 (2) 1.1粗苯的性质和用途 (2) 1.2粗苯精制原理 (2) 1.3初步精馏 (3) 1.4设计的依据 (4) 第二章 工艺流程的说明 (6) 2.1化学精制工艺的选择 (6) 2.2粗苯的精制 (6) 2.3生产设备的选择 (7) 2.3.1精馏塔类型的选择 (7) 第三章 粗苯精制的物料衡算 (10) 3.1初步精馏计算 (10) 3.1.1初馏塔全塔的平均温度 (10) 3.2化学精制 (11) 3.3纯苯塔的物料衡算 (12) 663134.97830.492()2430095896.810 m C H ?+?=??=吨.............. 13 第四章 热量衡算 (14) 4.1冷凝器的热量衡算 (14) 第五章 粗苯精制中的危害因素与防护 (16) 5.1防火 (16) 5.2原料、产品、及中间产品的储存 (16) 5.3废气的处理 (17) 第六章 粗苯精制的发展方向 (18) 6.1现状 (18) 6.2展望 (18) 致谢 (19) 参考文献 (20) 附图1 (21) 粗苯精制工艺流程图 (21) 附图2 (22) 精馏塔设备图 (22)
摘要 粗苯中主要成分是苯，是纯苯的主要来源。苯的用途很多，是有机合成的基础原料，可制成苯乙烯、苯酚、丙酮、环己烷、硝基苯、顺丁烯二酸酐等，进一步可制合成纤维、合成橡胶、合成树脂以及染料、洗涤剂、农药、医药等多种产品。 本设计首先是先介绍粗苯的组成、性质以及制得粗笨之后的用途。之后又介绍工艺流程，使得我们更清晰地了解到本设计的原理与目的。经过设备的对比选择最适合本设计的设备，最后经过物料衡算与热量衡算，得出本设计所需要的原料与热量。 本设计的产品有纯苯、甲苯、二甲苯、不饱和化合物及少量含硫、氮、氧的化合物。其中最主要的产品是纯苯、甲苯和二甲苯。 关键词：粗苯精制酸洗精制法粗苯
年产2.9万吨丙烯精馏浮阀塔结构设计的设计方案 第一部分工艺计算 设计方案 本设计任务为分离丙烯混合物，在常压操作的连续精馏塔分离丙-丙烯混合液：已知塔底的生产能力为丙烯3.6万吨/年，进料组成为0.50（苯的质量分率），要求塔顶馏出液的组成为0.98，塔底釜液的组成为0.02。 对于二元混合物分离采用连续精馏流程，设计中进料为冷夜进料，将原料液通过泵送入精馏塔，塔顶上升蒸汽采用全冷凝器冷凝，冷凝液一部分回流至塔，其余部分经产品冷却器冷却送至储罐。该物系属易分离物系，最小回流比小，故操作回流比取最小回流比的1.2倍。塔釜采用间接加热，塔底产品冷却后送至储罐。 1.1原始数据 年产量：2.9万吨丙烯 料液初温：25~35℃ 料液浓度： 50%（丙质量分率） 塔底产品浓度： 98%（丙烯质量分率） 塔顶苯质量分率不低于 97% 每年实际生产天数：330天（一年中有一个月检修） 精馏塔塔顶压强：4 kpa（表压） 冷却水温度：30℃ 饱和水蒸汽压力：2.5kgf/cm2(表压) 设备型式：浮阀塔 =45㎏/㎡，地质：地震烈度7级，土质为Ⅱ类场地土，气厂址：地区（基本风压：q 温：-20~40℃）
1.2选取塔基本参数 40.0=苯F x 60.0x F =甲苯 98.0y D =苯 02.0y F =甲苯 03.0x W =苯 97.0x W =甲苯 1.3确定最小回流比 1.3.1 汽液平衡关系及平衡数据 表1-1 常压下苯—甲苯的汽液平衡组成 1.3.2 求回流比 （1）M 苯=78.11 kg/mol, M 甲苯=92.13kg/mol 苯摩尔分率：XF=(50/78.11)/(50/78.11+50/92.13)=0.5412 XD=（97/78.11）/（97/78.11+3/92.13）=0.9744 XW=(2/78.11)/(2/78.11+98/92.13)=0.0235 表1-1 常压下丙烯的汽液平衡组成
毕业设计 题目：8万吨/年粗苯精制工艺设计 系别：化学与化学工程系 专业：化学工程与工艺 姓名： 学号： 指导教师：
设计说明 此设计的任务是处理量为8万吨/年的粗苯精制工艺设计，它采用了粗苯低温加氢工艺流程，选用了连续精馏筛板塔的化工设备。 原料粗苯经过两苯塔实现轻重组分分离，其中塔釜重质苯做为产品回收，塔顶轻苯在加氢反应器中进行加氢反应后进入脱轻塔脱除硫化氢，氨气等低沸物，然后依次进入预精馏塔 萃取精馏塔 纯苯塔和二甲苯塔，最终得到纯净合格苯、甲苯的产品。 为达到设计要求，此设计通过物料衡算、热量衡算、塔的工艺尺寸计算、塔板负荷性能验算及附属设备计算，得到符合要求的一系列工艺流程参数，包括进料量F=106.055Kmol/h,塔顶液体流量D=90.945Kmol/h,塔底釜液流量W=15.11Kmol/h ，塔径D=1.6m,塔高h=24.45m,板间距m 5.40T =H ，精馏段实际塔板数块精17N =，提馏段塔板数块提17N =，设置7个人孔，出塔顶塔底人孔 外其他人孔处的板间距为H=0.7m,进料处板间距H=1m 等。 根据这一系列工艺流程参数绘制工艺流程图、物料衡算图及主设备图。 关键词：低温加氢精制、连续精馏筛板塔、两苯塔、苯、甲苯
Design elucidation This design task is productivity for eight million tons/year cuben refining process design, it adopted cuben cryogenic hydrogenation process, choose the continuous distillation tower chemical equipment sieve. Raw material cuben after two benzene tower, which achieve weight component separation tower kettle heavy benzene as product recycling, tower light benzene in hydrogenation reactor in hydrogenation reaction took off after removal from the light tower into hydrogen ammonia and other low boiling, which in turn into that gets distillation column of pure benzene tower and extract xylene tower, and ultimately the pure qualified benzene, toluene products. To achieve the design requirements, this design through the material calculation, heat calculation, tower craft size calculation, tower plate load performance checking and affiliated equipments calculation, get to meet the requirements of a series of process parameters, including into 106.055 Kmol feed F = liquid flow, being/h D = 90.945 Kmol/h, bottom kettle fluid flow W = 15.11 Kmol/h, tower diameter D = 1.6 m, high tower 24.45 m, board h = distance, rectifying section number and mention actual tower plate, plate number distillated section tower set seven people hole, a tower in the bottom and the other manhole manhole for h = 0.7 board spacing, feeding place board m distance h = 1-m etc. According to this series of process parameters rendering process flow diagram, material calculation chart and main equipment figure. Keywords: low temperature hydrotreating, perforated continuous distillation tower, two benzene tower, benzene, toluene