3万吨每年粗苯精制工艺设计毕业论文.doc

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1、3万吨每年粗苯精制工艺设计毕业论文目录设计说明IDesignspecificationI主要符号说明iv引言11设计总论21.1概述21.1.1粗苯的主要组分及性质21.1.2粗苯精制产品及用途21.1.3粗苯精制的意义31.2文献综述31.3设计任务的依据31.3.1反应温度31.3.2硫酸浓度41.3.3酸化反应时间41.4主要原材料及公用工程情况42生产流程确定53生产流程说明64物料衡算74.1初馏塔物料衡算74.2酸洗反应器物料衡算84.3吹苯塔物料衡算84.4纯苯塔物料衡算104.4.1纯苯塔产品产

2、量核算114.4.2吹苯塔产品产量核算124.4.3酸洗塔产品产量核算144.5甲苯塔物料衡算154.6二甲苯塔物料衡算175能量衡算206塔设备计算206.1吹苯塔计算206.1.1吹苯塔塔径的计算206.1.2吹苯塔塔高的计算216.2纯苯塔的计算216.2.1回流比的计算216.2.2塔板层数的确定236.3精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算246.3.1操作压力计算246.3.2操作温度计算246.3.3平均摩尔质量的计算246.3.4进料板平均摩尔质量计算246.3.5平均密度计算256.3.6液体

3、平均表面张力计算266.3.7液相平均粘度的计算276.4精馏塔的塔体工艺尺寸计算276.4.1塔径计算276.4.2精馏塔有效高度得计算286.5塔板主要工艺尺寸的计算296.5.1溢流装置计算296.5.2塔板布置306.6筛板的流体力学验算：316.6.1塔板压：316.6.2液面落差316.6.3液沫夹带316.6.4漏液326.6.5液泛326.7塔板负荷性能图326.7.1漏液线326.7.2液沫夹带线336.7.3液相负荷下限线336.7.4液相负荷上限线346.7.5液泛线347设备稳定性及机械

4、强度校核计算387.1塔高估算387.2筒体强度计算387.2.1精馏塔壁厚387.2.2封头的选取397.3塔设备所承受的各种载荷计算397.3.1质量载荷397.3.2风载荷40设计结果42主要参数一览表42物料衡算数据一览表42塔设备计算数据一览表43附录45主要参考文献45致谢46主要符号说明项目符号单位平均压强PmmmHg平均温度Tm℃流量气相VSKmol/s液相LSm3/s实际塔板数N块板间距HTm塔的有效高度Zm塔径Dm空塔气速um/s堰长lwm堰高hwm溢流堰宽度wdm管底与受液盘距离h0m板上

5、清液层高度hlm孔径d0mm孔间距tmm孔数n个开孔面积Aam2筛孔气速u0m/s塔板压降hpKPa液体在降液管中停留时间S降液管内清液高度Hdm雾沫夹带kg液/kg气气相最大负荷LS,maxm3/s液相最大负荷LS,maxm3/s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。我国传统的粗苯精制的方法是酸洗法，由于酸洗精制法工艺简单，该法在我国焦化厂得到广泛应用。焦化粗苯加工和分离是一个极其复杂的工艺过程，粗苯

6、中除含有苯、甲苯、二甲苯等主要成分外，可定量的其余组分就有九十多种。焦化粗苯经初步预精馏得到的轻苯馏分中含有的不饱和化合物及硫化物的沸点与苯、甲苯的沸点相差很小，不能通过精馏法进行分离。当前脱除不饱和化合物及硫化物的主要方法有硫酸精制法和催化加氢精制法。硫酸精制法的优点是试剂便宜、过程设备简单和操作方便等，在早期的国内外焦化粗苯加工中应用十分广泛，工艺比较成熟。酸洗法就是混合馏分（BTX）用含量为93%~95%的硫酸洗涤时不饱和化合物及硫化物发生化学反应，生成复杂的产物。不饱和烃在硫酸作用下发生聚合反应，生成酸

7、式酯，此反应还可以深度进行，生成三聚物和和深度聚合物。聚合物呈现黑褐色，简称酸焦油，密度较大，可从混合物中分离。噻吩能与硫酸发生磺化反应，但是苯，甲苯，二甲苯的磺化反映速率很慢。同时噻吩还能与其他不饱和化合物反应生成稳定的烷基化噻吩，其沸点毕本的沸点高60~70℃。噻吩主要集中在苯馏分中，其中不饱和化合物较少，故其中噻吩很难除去。这时可以对苯、甲苯、二甲苯的混合馏分进行酸洗，其中不饱和化合物的含量为4%~6%，已将噻吩及其同系物除去，切硫酸耗量少，焦油生成量也少。1设计总论1.1概述粗苯精制的生产工艺，是以粗苯

8、为原料，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。目前粗苯精制的方法主要有酸洗精制法和加氢精制法。酸洗精制法工艺简单，但有液体废物产生。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，所得产品质量好，没有液体废物产生，有利于环境保护。该法在我国也得到了应用。1.1.1粗苯的主要组分及性质粗苯中的苯、甲苯和二甲