五万吨年粗苯精制纯苯塔设计详细分解.doc

目录 目录 1 一、总论 1 1.1 粗苯的组分简介 1 1.2 粗苯的性质 1 二、精制原理与方法选择 2 2.1 粗苯的质量指标 2 2.2 粗苯精制的目的 2 2.3 精制的方法 2 2.4 精制原理 2 三、设计题目与要求 5 3.1 设计题目 5 3.2 经过初馏、酸洗、吹苯后原料的组成 5 3.3 质量要求 5 3.4 操作条件确定 5 四、全塔的物料衡算 7 4.1 轻重关键组分的确定 7 4.2 摩尔组成计算 7 4.3 塔顶塔底物料组成及塔顶塔底温度确定。 7 4.4 最小理论塔板数（用芬斯克方程） 13 4.5 最小回流比（Rm）的计算（恩德伍德法） 13 4.6 理论板数确定（吉利兰法）： 14 4.7 总版效率计算（奥康奈尔法）： 15 4.8 进料位置的确定 15 五、物性数据计算 17 5.1 全塔平均温度 17 5.2 平均分子量的计算 17 5.3 相平均密度 17 5.4 气相平均密度 18 5.5 液体表面张力 18 5.6 精馏气液负荷计算 18 六 、塔体尺寸计算 20 6.1 塔径尺寸计算 20 6.2 溢流装置计算 21 6.3 降液管的宽度Wd与降液管面积Af 21 6.4 降液管底隙高度 21 6.5 塔板的布置 22 6.6 筛孔数n与开孔率 22 七 、塔的流体力学计算 24 7.1 气体通过液体压降相当的液柱高hp 24 7.2 雾沫夹带量ev的验算 25 7.3 漏液的验算 25 7.4 液泛验算 25 7.5 雾膜夹带线（1） 26 7.6 液泛线 26 7.7 液相负荷上限线 28 7.8 漏液线 28 7.9 液相负荷下限线 28 7.10 操作点确定 29 八、附属设备计算及选取 30 8.1 塔顶空间 30 8.2 塔底空间 30 8.3 人孔 30 8.4 塔高计算 30 8.5 确定塔体各接管及材料 31 九、冷凝器和再沸器热量衡算 33 9.1 冷凝冷却器热负荷 33 9.2 塔顶换热器热负荷 33 9.3 塔底再沸器热负荷 34 9.4 塔底换热器热负荷 34 十、塔体强度校核 35 10.1 风载荷的计算 35 10.2 塔体壁厚 36 十一、设计结果总结及表示符号说明 37 十二、参考文献 38 十三、设计心得 39 十四、致 谢 40 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。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