粗苯加氢精制工艺工艺计算与设备选型方案.docx

两苯塔苯

两苯塔

苯

粗

料

原

纯苯塔

粗苯加氢精制工艺工艺计算与设备选型方案

1.1、系统物料衡算

轻苯

纯苯

BTXS

XS

B

预

精

馏

塔

BT

低沸物

萃取

精馏

系统

甲苯

1.1.1、操作条件

生产能力：15万吨/年(料液)

年工作日：7500小时计

原料中含有：苯70.8%,甲苯11.2%,二甲苯3.5%

苯乙烯1.5%重质苯10%(质量分率，

下同)

1.1.2、原料粗苯处理量

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150,000吨/年(折算

为100%Q)。全年生产时间为7500小时，剩余时间为大修、

中修时间，则每小时的生产能力为：

150000/7500=20,000kg/h

1.1.3、两苯塔进出料

由图可知，进入两苯塔的料液量即为20,000kg/h

两苯塔塔顶出料为轻苯(BTXS),其流量为：

W1=W*(70.8%+11.2%+3.5%+1.5%)=20000*90%=18000

kg/h

两苯塔塔底出料为重苯，其流量为：

W1’=W*10%=2000kg/h

1.1.4、预精馏塔进出料

从两苯塔出来的BTXS经过加氢脱轻后直接进入预精馏

塔，所以进入预精馏塔的流量就是W1=18000kg/h

预精馏塔顶出料为BT,其流量为：

W2=W*(70.8%+11.2%)=20000*85%=17000kg/h

预精馏塔塔底出料为XS,其流量为：

W2’=W*(3.5%+1.5%)=20000*5%=1000kg/h

1.2、纯苯塔的设计计算

精馏工段主要有四个塔，即预精馏塔，萃取精馏塔，纯

苯塔，二甲苯塔。这里只对纯苯塔进行计算。

1.2.1、纯苯塔的作用：分离产品苯甲苯使产品纯度达到

99.9wt%,同时，产品回收率达到99.0%。在此目标下对该

塔进行计算，寻找达到该分离要求的最佳操作条件。

1.2.2、操作条件

具体工艺参数如下：

料液组成：70.8%苯，11.2%甲苯(质量分率，下同)

产品组成(纯苯塔):馏出液99.9%苯，釜液1%甲苯

操作压力：常压(塔顶：100.5kPa进料：101.3kPa

塔底：133kPa)

进料温度：泡点

进料状况：泡点

加热方式：间接蒸汽加热

回流比：R=(1.2～2)Rmin

1.2.3、物料衡算：

1、全塔物料衡算

苯的摩尔质量：M?=78kg/kmol

甲苯的摩尔质量：M?=92kg/kmol

纯苯塔的原料处理量F=20000*(70.8%+11.2%)=17000

原料中苯的质量分数：x,=70.8/(70.8+11.2)=0.83

根据以上三个方程，运用试差法可求出P?,P

当xa=0.83时，假设t=84℃,P=111.066kPa,P?=41.496

kPa

当xa=0.999时，假设t=80℃,P=100.524kPa,

P?*=38.826kPa

当xa=0.01时，假设t=120℃,P=298.735kPa,Pg=131.29

kPa,

t=84℃,既是进料口的温度，

t=80℃是塔顶蒸汽需被冷凝到的温度，

t=120℃是釜液需被加热的温度。

3、平均相对挥发度：α

80℃时，苯的饱和蒸汽压P=100.524kPa

甲苯的饱和蒸汽压Pa*=38.826kPa

120℃时，苯的饱和蒸汽压P=298.735kPa

甲苯的饱和蒸汽压P?=131.29kPa,

得：

由

80℃时，

所以平均相对挥发度：α=√a?o=√2.59×2.28=2.43

4、最小回流比Rmin

由于泡点进料，则x?=xr

=0.81

回流比R=1.5Rmin=1.2

5、基础数据整理

a=2.43.

所以平衡方程为

Y?=xn=0.999带入平衡方程可得=0.998

1.精馏段

液相平均温度：

在平均温度下查得p?=811.8

液相平均密度为：

kg/m°p=802.9kg/m2

其中，平均质量分数

所以，p。=813.8kg/m3

精馏段的液相质量流量

L=RD=1.2*14095.05=16911.06kg/h

精馏段的液相体积流量

精馏段气相质量流量V=(R+1)D=

2.2*14095.05=31009.11Kg/h,

平均压力：

标准状况下的体积：

操作状况下的体积：V=8905.18

=5801.45m3/h

气体负荷：

气体密度：

2.提馏段

平均温度：

在平均温度下查得p?=812.5kg/m°p?=802.6kg/m3

液相平均密度为：

其中，平均质量分数

所以，p=806.73kg/m2

因为泡点进料，所以进料热状态q=1

所以，提馏段液相质量流量：

L=L+qF=16911.06+1×17000=33911.06kg/h

提馏段液相体积流量