五万吨每年粗苯精制毕业设计剖析.doc

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。 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。轻苯和重苯须分别进行加工。 90~95℃，塔底压力低于0.35公斤。由塔底排出的混合馏分经冷却器冷却至25~35℃后，自流入混合馏分中间槽，作为酸洗净化的原料。 轻苯经初步精馏后所得的苯、甲苯，二甲苯的混合馏分中，含有的不饱和化合物及硫化物的沸点与苯类的沸点相差甚小，不能用精馏方法将其分开，因此在提取纯产品之前，需加以净化处理，以除去其中的不饱和化合物及硫化物。 混合馏分在用浓硫酸洗涤时，其中所含的不饱和化合物及硫化物会生成很复杂的产物。其中呈黑褐色的深度聚合物称为酸焦油，比重较大，可从混合物中分离出来；聚合程度较轻的产物，可溶于混合馏分及硫酸中，在对已洗混合馏分精馏时，可与苯类产品分开。 在酸洗过程中，混合馏分中的吡啶碱类呈硫酸吡啶分离出来，而酚类则在以碱液中和的过程中呈酚盐分离出来。 带微碱性的已洗混合馏分首先需进行吹苯（简单蒸吹），然后对吹出苯（苯族烃混合物）进行最终精馏。大、中型焦化厂的精苯车间按生产规模的不同采用半连续或全连续精馏系统进行已洗混合馏分的最终精馏对年处理轻苯2 万吨以上的精苯车间，可采用连续精馏系统。即以吹出苯为原料一直连续精馏到提取出二甲苯，对于较大规模的精苯车间，还可以从二甲苯残油再提取三甲苯。全连续流程具有产品产率高、质量好、操作简单、投资省、便于自控等优点。 我国大型焦化厂目前采用的全连续精制轻苯的系统主要有两种： 热油连料连续精馏： 是将未经冷却的纯苯残油和甲苯残油直接用热油泵送到下一精馏塔作精馏原料。吹出苯经纯苯塔开停工槽用泵连续送入纯苯塔，塔顶纯苯蒸汽经冷凝冷却、油水分离后，一部分用泵送至塔顶作回流，其余作产品采出。在各塔正常运转情况下，纯苯残油不经冷却而直接用热油泵送至甲苯塔。甲苯残油同样直接用热油泵送至二甲苯塔。二甲苯残油则经套管冷却器后入二甲苯残油贮槽。 热油连续工艺要求各塔的原料组成、进料量、回流比、蒸汽压力、塔顶温度及塔底液面相对稳定。若三塔中出现一个产品不合格时，须进行大循环重蒸，同时适当减少吹苯塔进料量或停塔，以免造成物料不平衡。 气相串联连续精馏： 目前，国内一些焦化厂已实现了吹苯塔和纯苯塔之间的汽相串联生产，即从吹苯塔出来的吹出苯蒸汽直接进入纯苯塔作为精馏原料，纯苯塔以后仍按热油连料进行连续精馏。 汽相串联精馏操作尚存在一些有待解决的问题，但具有操作稳定简单、设备少及水、电、蒸汽消耗省等优点。 设计题目与要求 3.1设计题目 五万吨/年粗苯精制纯苯塔设计 3.2 经过初馏、酸洗、吹苯后原料的组成 序号 1 2 3 4 5 6 组分 初馏分 苯 甲苯 二甲苯