河南城建12.5万吨粗苯加氢精制工艺设计

项目背景：近年来，随着化工行业的快速发展，苯加氢技术在石化领域得到了广泛应用。

苯加氢是一种将苯转化为环己烷的过程，环己烷可作为汽油的添加剂，用于提高汽油的辛烷值和提高燃烧效率。

目前我国对环保和高效能源的需求不断提高，而苯加氢具有节能减排、增效降耗的优势，因此该项目有望在市场上获得巨大的潜力和回报。

项目目标：建设一座年产量为5万吨的苯加氢装置，以满足国内汽油市场需求，并提高我国汽油的品质。

通过引进国际先进的苯加氢技术，提高产品的质量和产能，并实现节能减排，有效降低环境污染。

市场分析：1.苯加氢产品在汽车工业中的广泛应用，使市场需求持续增长；2.我国汽油市场潜力巨大，苯加氢产品有望在市场上占有一席之地；3.越来越多的汽车制造商将苯加氢产品作为优质汽油的重要组成部分；4.环境保护意识的增强和政府对石化行业的环保要求，推动苯加氢技术的发展。

项目内容：1.苯加氢装置的建设：引进国际先进的苯加氢技术设备，建设一座年产量为5万吨的苯加氢装置；2.厂区建设：建设标准化厂房及周边设施，满足生产需要，并考虑未来扩建的可能性；3.原材料采购：与合作方签订长期稳定的原材料供应合同，确保原材料的稳定供应；4.产品销售：与国内汽车制造商签订合作协议，确保产品销售渠道畅通。

项目效益：1.提高我国汽油质量，满足市场需求；2.节能减排，降低环境污染；3.增加就业机会，促进当地经济发展；4.提高企业技术水平和竞争力。

风险及对策：1.市场风险：建立合理的市场营销策略，与合作方签订长期合作协议，降低市场风险；2.技术风险：引进国际先进的技术设备，并培训相关技术人员，降低技术风险；3.政策风险：关注国家相关政策，积极配合并遵守政府的环保要求。

项目预算：1.设备及厂房建设费用：X万元；2.原材料采购费用：X万元；3.人工费用：X万元；4.运营及管理费用：X万元；5.其他费用：X万元。

项目实施计划：1.项目立项及前期准备：2024年1月-2024年6月；2.设备采购及厂房建设：2024年7月-2023年6月；3.装置调试及试生产：2023年7月-2023年12月；4.投产及正式运营：2024年1月。

毕业设计[论文]题目：3万吨每年粗苯精制工艺设计学院：化学与材料工程学院专业：煤炭深加工与利用姓名：学号：指导老师：精选资料.完成时间：2013年5月27日河南城建学院专科毕业设计设计说明设计说明粗苯精制工艺，是将粗苯经化学加工转换为气体，液体和固体产物，并将气体和液体产物进一步加工成一系列化学产品的过程。

目前粗苯精制工艺过程有：酸洗精制法和加氢精制法。

酸洗精制法工艺简单，该法在我国焦化厂得到广泛应用。

加氢精制法工艺复杂，对设备材质和自动控制要求高，该法在我国也得到一定的应用。

本设计采用酸洗精制对粗苯精制工艺进行了设计计算，着重设计计算了粗苯精制过程的关键设备。

主要包括物料衡算，主要塔设备的工艺尺寸计算，并对关键设备进行了机械强度校核。

通过物料衡算得到苯每小时产量为4.17 t/h；按清晰分割计算得：轻苯进料量为5.796 t/h；酸洗反应器进料量为5.723 t/h；吹苯塔进料量为5.715 t/h；按非清晰分割计算得：纯苯塔进料量为5.4863 t/h甲苯塔进料量为1.3125 t/h；二甲苯塔进料量为0.5302 t/h。

通过对关键设备工艺尺寸计算得到：吹苯塔塔高H=27.45m；纯苯塔塔高为17.966m，塔径为1.1m。

通过对关键设备机械强度校核得到：纯苯塔质量载荷为7942.18Kg；风载荷：1-1截面为84503.059 N·m。

关键字：粗苯、精制、苯通过设计计算，得到以下主设备图纸Design specificationCrude benzol refining process, is the chemical processing of crude benzol is converted into a gas, liquid and solid products, and the gas and liquid product is further processed into a series of chemical products . Crude Benzol currently refining process are: Pickling and refined method of hydrogenation. Pickling refined method of simple, but there are liquid waste. The law in China's coke plant is widely used. Hydrogenation process of complex, 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 4.17 per hour; Calculated in accordance with a clear division: benzene into the light feed traffic to 5.796; pickling reactor feed traffic to 5.723; benzene tower blown the feed traffic to 5.715; On non-clear segmentation in the calculation: Refining benzene tower into the feed traffic to 5.4863 toluene tap into feed traffic to 1.3125; xylene tower into the feed traffic to 0.5302. Through the key equipment of size calculated: high winds benzene high tower H = 26.35m; Refining benzene high tower as 27.45 m, Tower Drive for 1.1 m. Through the mechanical strength of key equipment check by Refining benzene tower load for the quality of 7942.18 Kg; wind load: a cross-section of 84503.509N m .Keywords: Crude benzol、Benzene 、Refining目录设计说明 (I)Design specification (I)主要符号说明................................................................................................................................... i i 引言 .. (1)1 设计总论 (2)1.1概述 (2)1.1.1粗苯的主要组分及性质 (2)1.1.2粗苯精制产品及用途 (2)1.1.3粗苯精制的意义 (3)1.2文献综述 (3)1.3设计任务的依据 (3)1.3.1反应温度 (4)1.3.2硫酸浓度 (4)1.3.3酸化反应时间 (4)1.4主要原材料及公用工程情况 (4)2 生产流程确定 (5)3 生产流程说明 (6)4 物料衡算 (7)4.1初馏塔物料衡算 (7)4.2酸洗反应器物料衡算 (8)4.3吹苯塔物料衡算 (8)4.4纯苯塔物料衡算 (10)4.4.1纯苯塔产品产量核算 (11)4.4.2吹苯塔产品产量核算 (12)4.4.3酸洗塔产品产量核算 (14)4.5甲苯塔物料衡算 (15)4.6二甲苯塔物料衡算 (17)5 能量衡算 (20)6 塔设备计算 (20)6.1吹苯塔计算 (20)6.1.1吹苯塔塔径的计算 (20)6.1.2吹苯塔塔高的计算 (21)6.2纯苯塔的计算 (21)6.2.1回流比的计算 (22)6.2.2塔板层数的确定 (24)6.3精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (25)6.3.1操作压力计算 (25)6.3.2操作温度计算 (25)6.3.3平均摩尔质量的计算 (25)6.3.4进料板平均摩尔质量计算 (25)6.3.5平均密度计算 (26)6.3.6液体平均表面张力计算 (27)6.3.7液相平均粘度的计算 (28)6.4精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (28)6.4.1塔径计算 (28)6.4.2精馏塔有效高度得计算 (29)6.5塔板主要工艺尺寸的计算 (30)6.5.1溢流装置计算 (30)6.5.2塔板布置 (31)6.6筛板的流体力学验算： (32)6.6.1塔板压： (32)6.6.2液面落差 (32)6.6.3液沫夹带 (33)6.6.4漏液 (33)6.6.5液泛 (33)6.7塔板负荷性能图 (33)6.7.1漏液线 (33)6.7.2液沫夹带线 (34)6.7.3液相负荷下限线 (35)6.7.4液相负荷上限线 (35)6.7.5液泛线 (35)7 设备稳定性及机械强度校核计算 (39)7.1塔高估算 (39)7.2筒体强度计算 (39)7.2.1精馏塔壁厚 (40)7.2.2封头的选取 (40)7.3塔设备所承受的各种载荷计算 (40)7.3.1质量载荷 (40)7.3.2风载荷 (41)设计结果 (44)主要参数一览表 (44)物料衡算数据一览表 (44)塔设备计算数据一览表 (46)附录 (49)主要参考文献 (49)致谢 (50)主要符号说明引言粗苯是煤炼焦过程的副产品，其中含有苯、甲苯、二甲苯等工业原料和大量杂质，粗苯精制就是通过物理或化学方法去除这些杂质，得到高纯度的苯类产品的过程。

粗苯加氢装置工艺路线方案的确定一、工艺概述：焦化粗苯的精制最早是采用酸洗法，由于该工艺存在脱硫效率低、芳烃损失高、产率低、产品质量差、生产成本高、副产酸焦油和残渣处理难度大等问题，造成了不可避免的环境污染。

随着我国有机化工高端产品的迅速发展，对原料质量的要求也越来越高，酸洗法所得的芳烃产品质量已无法满足高端化工产品生产的需求，在发达国家早已被淘汰。

我国一些企业相继开发了粗苯催化加氢精制工艺，所得焦化苯的品质已经有了很大提高，已能完全替代石油苯。

目前，国外采用的粗苯加氢精制工艺按反应温度区分有高温法（600～630℃）和低温法（320～380℃）两种。

低温法主要以美国的Axens低温气液两相加氢技术和德国的Uhde低温气相加氢技术为代表。

高温法主要以胡德利开发、日本旭化成应用于粗苯加氢的高温热裂解法生产纯苯的Litol法技术为代表。

目前粗苯精制工艺应用最多的主要有酸洗精制法和加氢精制法。

酸洗法是我国传统的粗苯加工方法，因该法具有工艺流程简单，操作灵活，设备简单，材料易得，在常温常压下运行等优点，对于中小型焦化厂仍不失为一种切实可行的粗苯精制方法，所以目前许多粗苯加工企业仍在采用。

但是这种方法与加氢法相比存在许多难以克服的致命弱点，特别是产品质量、产量和环境保护（初馏份、再生残渣、酸焦油至今无有效的治理方法）等方面更为突出。

酸洗法粗苯精制工艺与加氢法相比较有以下不足之处：（1）苯类产品产率较低、质量较差；（2）生产的酸焦油、初馏份等副产品难以综合利用，同时也难以治理；极易污染环境；（3）苯类大气污染物排放相对较大，难以控制；（4）由于生产工艺较多的的洗涤废液，因此高浓度的生产污水产生量较大。

加氢法与酸法相比，解决了酸洗法存在的问题，展现以下的优点：（1）产品质量高：产品质量高是加氢法的突出优点，尤其是含硫低，这一点从产品质量指标就可以明显看出；（2）产品收率高：粗苯在加氢过程中损失少，因工作压力高几乎没有挥发损失，只有稳定塔的尾气和少量系统外排气带出的少量损失（比酸洗法收率提高8～10%）；（3）环境效益好：加氢法工艺过程中废渣、废液产量很少，并可有效控制苯类污染物的排放；（4）经济效益好：加氢法产品质优价高，可以出口创汇，增产的非芳烃可以作为燃料销售，三苯收率增加8～10%。

粗苯加氢精制工艺生产方法和工艺流程的确定1.1、工艺技术的比较与选择1.1.1、主要生产工艺技术简介目前已工业化的粗苯加氢工艺有莱托(Litol )法、萃取蒸馏低温加氢(K.K)法和溶剂萃取低温加氢法，第一种为高温加氢，后两种为低温加氢。

(1)、Litol法粗苯加氢高温催化加氢的典型工艺是Litol工艺，在温度为6-650°C，压力6.0MPa条件下进行催化加氢反应。

主要进行加氢脱除不饱和烃，加氢裂解把高分子烷烃和环烷烃转化为低分子烷烃，以气态分离出去；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、0，转化成H2S、NH3、H2O的形式除去，对加氢油的处理可采用一般精馏方法，最终得到苯产品。

Litol法发生的主要反应①脱硫反应+4H2-C4H10+H2S可使噻吩脱到0.3 土0.2ppm②脱烷基反应C6H5R+H2fC6H6 + RH③饱和烃加氢裂解烷烃与环烷烃几乎全部裂解成低分子烷烃C6H12 + 3H2-3C2H6C7H16 + 2H2 - 2C2H6 + C3H8④环烷烃脱氢一+3H2⑤不饱和烃加氢+H2- +H2- +C2H6⑥脱氧和脱氮 C5H5N+5H2-C5H12+NH3该法的工艺过程大致为：粗苯一预蒸馏、获得轻苯一预加氢一主加氢一稳定塔一白土塔一精馏。

可见，加氢用原料实质上是轻苯，这里的预蒸馏相当于国内的两苯塔。

国内回收苯族烃广为采用生产两苯（轻苯与重苯）的工艺，因此，Litol加氢技术应用于我国，应以轻苯直接作为加氢原料比较合理。

Litol加氢工艺的特点是能够将苯环上的烷基脱除，故只能获得一种产品：纯苯，但产率高达114%。

预蒸馏采用减压操作，旨在降低温度，以避免不饱和化合物在蒸馏过程中发生聚合。

预加氢采用Co-Mo系催化剂，但必须先硫化，以适当降低催化剂的活性、并提高不饱和化合物加成反应的选择性。

一、总论1.1粗苯的组分简介粗苯是由多种芳烃和其他化合物组成的复杂混合物。

粗苯的主要组分是苯、甲苯、二甲苯及三甲苯等。

此外，还含有一些不饱和化合物、硫化物及少量的酚类和吡啶碱类。

当用洗油回收煤气中的苯族烃时，在所得粗苯中尚含有少量的洗油轻质馏分。

粗苯中各组分的含量常因配煤质量和组成以及炼焦工艺条件的不同而有较大的波动。

1.2粗苯的性质粗苯是淡黄色的透明液体，比水轻，不溶于水。

在贮存时，由于轻质不饱和化合物的氧化和聚合所形成的树脂状物质能溶解于粗苯中，使其着色并很快地变暗。

粗苯易燃，闪点为11.1。

粗苯蒸汽在空气中的浓度在1.2- 7.0% （体积）范围内时，能形成爆炸性混合物。

粗苯是易流动、不溶于水的淡黄色色透明液体混合物，极易燃烧，其蒸汽与空气混合能生成爆炸性混合物。

二、精制原理与方法选择2.1粗苯的质量指标粗苯的各主要组分均在180℃前馏出，145-180℃的馏出物称为溶剂油。

在测定粗苯中各组分的含量和计算产量时，通常将180℃前的馏出量来计算，故以其180℃前的馏出量作为鉴别粗苯质量的指标之一。

粗苯在180℃前的馏出量取决于粗苯工段的工艺流程和操作制度。

180℃前馏出量越多，粗苯的质量就越好。

一般要求粗苯的180℃前馏出量为93-95%（生产一种粗苯时）。

2.2粗苯精制的目的粗苯精制的目的是将粗苯加工成苯、甲苯、二甲苯等产品，这些产品是宝贵的化工原料。

2.3精制的方法粗苯精制的方法主要有酸洗精制法和加氢精制法。

目前我国焦化厂广泛采用酸洗精制法，加氢精制法也将得到采用。

2.4精制原理粗苯主要是由苯、甲苯、二甲苯和三甲苯等苯族烃所组成，此外，还有不饱和化合物及少量含硫、氮、氧的化合物。

粗苯中各组分的含量常因配煤质量和组成以及炼焦工艺条件的不同而有较大的波动。

粗苯精制的主要产品为苯、甲苯、二甲苯及三甲苯（溶剂油）。

为了得到合格的苯类产品，首先需将粗苯分离为轻苯和重苯。

苯、甲苯和二甲苯的绝大部分（约95%以上），硫化物的大部分和近50% 的不饱和化合物都集中于轻苯中；苯乙烯、古马隆及茚等高沸点不饱和化合物则集中于重苯中。

第一章工艺设计说明书1.1概述苯加氢项目包括生产设施和生产辅助设施，主要为：制氢、加氢、预蒸馏、萃取、油库、装卸台等。

生产高纯苯、硝化级甲苯、二甲苯、非芳烃、溶剂油等。

苯、甲苯、二甲苯（简称BTX）等同属于芳香烃，是重要的基本有机化工原料，由芳烃衍生的下游产品，广泛用于三大合成材料（合成塑料、合成纤维和合成橡胶）和有机原料及各种中间体的制造。

纯苯是重要的化工原料，大量用于生产精细化工中间体和有机原料，如合成树脂、合成纤维、合成橡胶、染料、医药、农药。

它还是重要的有机溶剂。

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。

在炼油行业中也会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，除用于歧化生产苯和二甲苯外，其化工利用主要是生产甲苯二异氰酸脂、有机原料和少量中间体，此外作为溶剂还用于涂料、粘合剂、油墨和农药与大众息息相关的行业等方面。

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、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。

二甲苯在化工方面的应用主要是生产对苯二甲酸和苯酐，作为溶剂的消费量也很大。

间二甲苯主要用于生产对苯二甲酸和间苯二腈。

焦化粗苯主要含苯、甲苯、二甲苯等芳香烃，另外还有一些不饱和化合物、含硫化合物、含氧化合物及氮化合物等杂质。

粗苯精制就是以粗苯为原料，经化学和物理等方法将上述杂质去除，以便得到可作原料使用的高纯度苯。

近年来，国内许多钢铁企业的焦化项目纷纷上马，焦化粗苯的产量迅速增加，为粗苯加氢精制提供了丰富的原料。

1.1.1项目的来源随着我国化工行业的快速发展，近年来苯下游产品产能增长较快，尤其是苯乙烯、苯酚、苯胺、环己酮等生产装置的大量建设，对苯、甲苯、二甲苯等重要的有机化工原料需求大增，而国内苯系列产品生产能力增长缓慢，不能满足市场需求，有一定的市场空间。

年产5万吨粗苯加氢装置技术操作规程概述1、本装置采用国内自行开发的粗苯中温加氢精制技术。

本装置的原料为从煤中提炼的粗苯和甲醇裂解制备的氢气，本装置生产的产品有纯苯、甲苯、二甲苯、非芳烃和重苯，其中主要的产品为纯苯、甲苯和二甲苯。

2、工艺基本原理：粗苯经过预精馏出去重质组分后，同压缩来的氢气进入加氢工序反应；利用中温加氢将粗苯中以噻吩为主的各种杂质全部除去，其中硫化物全部转化为H2S，氮化物转化为NH3，氧化物转化为H2O，不饱和烃加氢饱和；经加氢后的粗产品进入精馏工序，经常规精馏和萃取精馏后得到纯苯、甲苯和二甲苯等产品。

本装置主体共为六个工序：100＃原料预处理工序、200＃氢气压缩工序、300＃加氢工序、400＃脱轻工序、500＃精馏工序、600＃罐区工序。

本装置所用的公用工程有：配电、循环水、空压站、锅炉、制氢、消防站、废水处理。

第一章原料预处理工序（100#）一. 岗位说明1.工艺说明自罐区粗苯贮罐V601A、B来的粗苯，经粗苯进料泵（P602A、B）打入两苯塔（T101）中部，在两苯塔中进行轻重苯的分离，所需热能由中压蒸汽加热再沸器E101A、B提供。

塔顶溢出轻苯油馏分蒸汽进入两苯塔冷凝冷却器（E102），经冷却后进入两苯塔油水分离器（V101），分离掉水后的轻苯油经两苯塔回流泵（P101A、B），一部分打入两苯塔塔顶作为回流，其余部分送到罐区轻苯贮槽（V603）作为加氢的原料，两苯塔底采出的重质苯通过重质苯泵（P102A、B）送到罐区重苯贮槽V602。

2.工艺控制指标：水运时温度不同，不按以上的指标执行。

二. 岗位操作1.开车前的准备：（1）检查各设备、管道、阀门、分析取样点、仪表等，必须正常完好（特别检查调节阀的动作状态现场与DCS室是否一致）。

（2）检查系统内所有阀门的开、关位置，应符合开车要求。

特别注意与高压系统300单元取通阀是否处于正常状态。

（3）与供水、供电、供汽、供气部门等公用工程联系，确保公用工程电、压缩空气、仪表风、氮气、蒸汽、循环水等满足开工要求。

万吨粗苯精制工艺设计毕业设计题目：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，它采纳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。

原料粗苯通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，最终得到纯洁合格苯、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、塔的工艺尺寸运算、塔板负荷性能验算及附属设备运算，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。

依照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 elucidationThis 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目录设计说明 (II)Design elucidation .......................................................................................................... I II 要紧符号说明 ................................................................................................................. i v 引言 (1)1 生产方法和工艺流程的确定 (4)1.1粗苯加氢精制的原理 (4)1.2 粗苯加氢工艺的比较 (4)1.2.1 莱托（Litol）法 (4)1.2.2 取蒸馏低温加氢法（K.K法） (6)1.3 粗苯加氢工艺比较 (10)1.4粗苯精制方法比较的结论 (11)2 生产流程叙述 (12)2.1技术路线 (12)3 工艺运算与设备选型 (13)3.1、工艺流程图 (13)3.2操作条件 (13)3.3系统物料衡算 (14)3.3.1、原料粗苯处理量 (14)3.3.2、两苯塔进出料 (14)3.3.3、预精馏塔进出料 (14)3.4 纯苯塔的设计运算 (14)3.4.1、纯苯塔的作用 (14)3.4.2精馏流程的确定 (14)3.4.3塔的物料衡算 (15)3.4.4求理论板数 (17)3.4.5全塔总效率 (19)3.4.6实际塔板数 (19)3.5塔的工艺条件及物性数据运算 (19)3.5.1操作压力 (19)3.5.2温度 (20)3.5.3平均摩尔质量 (21)3.5.4平均密度 (22)3.5.5液相表面张力 (23)3.5.6液相粘度 (23)3.5.7气液负荷运算 (24)3.6塔和塔板要紧工艺尺寸运算 (24)3.6.1塔径运算 (24)3.6.2塔板详细运算 (25)3.7筛板的流体力学验算 (29)3.7.1 单板压降 (29)3.7.2．雾沫夹带的验算 (30)3.7.3.漏液验算 (30)3.7.4.液泛运算 (31)3.8塔板负荷性能图 (31)3.8.1精馏段: (31)3.8.2提馏段： (33)3.9 苯、甲苯精馏塔热量衡算 (35)3.9.1塔底热量衡算 (35)3.9.2塔顶热量衡算 (36)3.10、常压塔要紧尺寸确定 (36)3.10.1筒体壁厚 (36)3.10.2封头的设计运算 (36)4 辅助设备设计及选型 (39)4.1再沸器 (39)4.2、冷凝器 (39)4.3、储罐的选择 (39)4.3.1方案选择 (39)4.3.2尺寸运算 (39)4.3.3材料选择 (40)4.4泵的选型 (40)5 公用工程 (41)5.1电 (41)5.2冷却水 (41)5.3蒸汽 (41)5.4导热油 (41)6 其它附属工艺及问题 (42)6.1、萃取溶剂的选择 (42)6.2、三废治理和综合利用 (42)6.2.1、废气的处理技术 (42)6.2.2、废水 (42)6.2.3、固体废弃物 (43)6.3、粗苯中的氯含量 (43)6.4、小结 (43)参考资料 (46)附录 (47)附图1、粗苯加氢精制工艺流程图.dwg (47)附图2、粗苯加氢精制物料衡算图.dwg (47)附图3、粗苯加氢精制主设备图.dwg (47)致谢 (48)要紧符号说明'F —进料量(质量流量)，Kg/h F —进料量(摩尔流量),Kmol/h F x —进料摩尔分率 D —塔顶液体流量, Kmol/h D x —塔顶产品摩尔分率 W —塔底液体流量, Kmol/h W x —塔底产品摩尔分率 y —气相摩尔分率min R —最小回流比 R —回流比T N —理论塔板数,块P N —实际塔板数, 块 T E —总板效率α—相对挥发度 P —操作压力, KPam t —温度, ℃ M —摩尔质量, Kg/Kmolρ—密度, Kg/m 3 L σ—液体表面张力, mN/mL μ—液相粘度,mPa.s S V —气体流率,s m /3S L —液体流率,s m /3 T H —板间距,m20C —气体负荷因子 f u —泛点气速,m/sn u —空塔气速,m/s D —塔径,mW l —堰长,m d A —降液管总面积,2ma A —塔板工作面积,2m o d —孔径,mP t —板厚,m W h —堰高,md w —降液管宽度,m ϕ—开孔率o u —气体通过筛孔的气速,m/s τ—停留时刻,s0h —干板压降,m 水柱 OW h —气体通过泡沫层的压降,m 水柱d H —降液管内的液面高,m P ∆—单板压降,KPaV e —雾沫夹带, Kg 液/Kg 气 σh —表面张力的压降,m 水柱n δ—筒体壁厚,mm i h —封头高度,mm0h —直边高度,mm Z —塔的有效高度,mh —塔高,m V u —蒸汽管中气速,m/sS u —回流液管中液速,m/s F u —进料管中液速,m/sW u —釜液出料管中液速,m/s d —管直径,me h —泵的扬程,m A c —苯的比热容,KJ/(Kg.K)B c —甲苯的比热容,KJ/(Kg.K) r —摩尔潜热,KJ/KgQ —热量,KJ/h A —传热面积, 2mL O H W ,2—冷却水用量,Kg/s引言设计的指导思想与原则生产苯、甲苯、二甲苯的要紧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。

粗苯加氢精制工段设计毕业设计一、选题背景粗苯加氢是常见的石化工艺，其产品主要用于生产苯乙烯、环己烯等有机化工原料。

在粗苯加氢过程中，需要进行精制操作，以提高产品纯度和质量。

因此，对粗苯加氢精制工段进行设计是十分必要的。

二、设计目标本次设计的目标是设计一个高效、稳定、安全的粗苯加氢精制工段，并优化其操作流程和控制系统，以提高产品纯度和质量，并降低生产成本。

三、工艺流程1. 粗苯进料2. 粗苯预处理：去除杂质和不纯物质。

3. 加氢反应：将预处理后的粗苯与催化剂在反应器内进行加氢反应。

4. 分离：将反应后的混合物进行分离，得到目标产物和副产物。

5. 精制：对目标产物进行进一步的精制操作，以提高其纯度和质量。

6. 储存/出料：将精制后的产品储存或出料至下一个生产环节。

四、设备选择与布局1. 反应器：选择具有良好耐腐蚀性和高效传热性能的反应器，并根据生产需求确定其数量和容积。

2. 分离设备：选择适用于该工艺的分离设备，如蒸馏塔、萃取塔等，并根据生产需求确定其数量和规格。

3. 精制设备：选择适用于该工艺的精制设备，如吸附塔、膜分离装置等，并根据生产需求确定其数量和规格。

4. 储存设备：选择适用于该产品的储存设备，如储罐、槽车等，并根据生产需求确定其数量和容积。

5. 设备布局：根据工艺流程和安全要求进行合理布局，确保操作顺畅、安全可靠。

五、控制系统设计1. 控制策略：采用先进的自动控制系统，实现对加氢反应温度、压力、流量等参数进行实时监测和调整，以保证反应过程稳定可靠。

2. 仪表选型：选择精度高、稳定性好的仪表进行监测和控制，如温度计、压力计、流量计等。

3. 自动化程度：尽可能提高自动化程度，减少人为干预，提高生产效率和产品质量。

4. 安全措施：设置多种安全保护措施，如压力传感器、温度传感器、流量传感器等，确保设备和人员安全。

六、经济效益分析1. 投资成本：包括设备采购费用、工程设计费用、土建工程费用等，总投资约为XXX万元。

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。

粗苯加氢精制工艺设计
粗苯加氢精制工艺设计如下：
1. 原料准备：粗苯是原料，需要进行预处理，如离析、脱除杂质。

2. 加氢反应：将预处理后的粗苯与氢气在反应釜中进行加氢反应。

反应条件根据实验结果选择，通常温度为120-200℃，压力为1-10 MPa，反应时间为2-4 h。

3. 分离：反应结束后，将产物通过分离器进行分离。

分离器中的产物主要有苯、环己烷、环己烯、氢气等。

4. 脱气处理：对分离后的产物进行脱除残余氢气，通常使用脱气塔进行脱除。

5. 精制处理：对脱气后的产物进行净化处理，如脱除色度、酸度和杂质，以使之符合工业级苯的规格要求。

6. 最终产品：经过以上步骤处理后，产生的产品为精制苯。

需要注意的是，加氢反应中应选择适当的催化剂，以保证反应顺利进行。

同时，应在反应前对反应器和管道进行彻底的清洗和检查，以防止意外发生。

粗苯加氢工艺技术方案1.工艺技术方案的确定目前国内外在焦化苯精制深加工的工艺技术主要有酸洗法和加氢精制两种方法：1）酸洗法精制酸洗法是我国传统的焦化苯精制方法，虽然该法具有工艺流程简单，操作灵活；设备简单，材料易得，在常温常压下运行等优点，对于中小型焦化厂不失为一种切实可行的方法，所以目前许多厂仍在使用。

但是这种方法与加氢法比较存在许多难以克服的缺点，特别是产品质量、产品收率和环境保护等方面更为突出。

因此酸洗法已不适合可持续发展的要求，将逐渐被加氢法取代。

2）加氢精制加氢精制法是将粗苯中以噻吩为主的各种杂质利用加氢全部除去，其中硫化物全部转化为H2S，氮化物转化为NH3，氧化物转化为H20，不饱和烃加氢饱和；然后采用萃取精馏除去杂质。

从而生产出优质苯。

加氢法与酸洗法相比，解决了酸洗法存在的问题，展现出引人注目的优点：（1)产品质量高：产品质量高是加氢的突出优点，尤其是含硫低。

（2)产品收率高：焦化苯在加氢过程中的损失少。

因操作压力高，几乎没有挥发损失，只有少量的系统外排气带出的少量损失，加氢法比酸洗法的收率提高8~10％。

（3)三废少：加氢法没有外排的废渣、废液、废气，只排少量的易处理废水。

（4)经济效益好：加氢法产品质量高；增产的非芳烃可以作为燃料销售；三苯收率增加8～10％，其收入可观；流程中不使用酸碱，相关的维修费降低。

适合粗苯加氢精制的工艺有两种：低温加氢法、高温高压法。

其比较见下表：低温加氢法和高温高压法工艺技术比较1.采用的主要技术及其特点本工程拟采用低温加氢精制法。

该工艺技术有如下特点：1)采用原料预处理工艺，除去粗苯中重质苯等成分，较大程度的防止易结焦堵塞物质进入加氢反应系统，延长了设备检修周期，同时简化加氢物料汽化工艺；2)加入阻聚剂，防止不饱和化合物的聚合，同样延长了设备检修周期和催化剂再生周期；3)反应条件温和，投资低，脱硫效果好。

3.工艺原理及流程说明1）粗苯加氢精制原理本工艺为低温加氢工艺。

铜化集团有机化工有限责任公司10万吨/年粗苯加氢项目可行性研究报告行政负责人：技术负责人：经济负责人：项目负责人：目录1、总论 (2)1.1、项目及建设单位基本情况 (2)1.2、编制依据及原则 (3)1.3、研究范围 (3)1.4、项目背景及建设必要性 (3)1.5、主要研究结论 (4)２、市场分析与价格预测 (8)2.1、纯苯市场分析 (8)2.2、甲苯市场分析 (10)2.3、二甲苯市场分析 (12)3、装置建设规模、产品方案 (12)3.1、建设规模和装置组成 (12)3.2、原料性质和产品方案 (13)4、工艺装置 (14)4.1、工艺技术选择 (14)4.2、工艺流程概述及操作条件 (16)4.3、主要设备选择 (17)4.4、公用工程消耗 (18)4.5、工艺装置“三废”排放 (19)４.6、工艺技术及设备风险分析 (20)５、辅助材料 (20)6 自动控制 (20)6.1概述 (20)6.2装置自动化 (21)6.3装置自动控制方案 (23)6.4设计采用的主要标准规范 (24)7、总图运输 (25)7.1、装置位置及条件 (25)7.2、装置竖向、道路及排雨水 (27)7.3、厂区绿化 (28)7.4、工厂运输 (28)7.5、主要工程量 (28)7.6、采用规范标准 (28)8、公用工程及辅助生产设施 (29)8.1、油品储运 (29)8.2、给排水 (29)8.3、电气、电讯 (29)8.4、供热 (31)8.5、供风、供氮 (31)8.6、分析化验 (32)8.7、维修及其它辅助设施................................... 错误!未定义书签。

9节能.. (32)9.1编制依据 (32)9.2装置用能特点 (32)9.3节能基本原则 (32)9.4节能措施 (32)10、消防 (33)10.6、建、构筑物的耐火、防爆泄压、通风设计 (35)10.7、电气防火 (36)10.8、人员编制 (36)11、环境保护 (36)11.1、设计原则 (36)11.2、设计采用的标准规范 (36)11.3、主要污染源及污染物 (37)11.4、全厂采取的环保措施及预期效果 (38)11.5、环境监测 (40)12、劳动安全卫生 (40)12.1、主要执行标准 (40)12.2、主要设计原则 (40)12.3、职业危害因素及其影响 (41)12.4、安全防范措施 (42)12.5、劳动安全卫生专用投资 (44)13、组织机构、人力配置和项目实施计划 (44)13.1、组织机构 (44)13.2、新建装置人力配置 (44)13.3、项目实施计划........................................ 错误!未定义书签。