煤化工工艺设计粗苯精制

煤化工工艺设计粗苯精制内容摘要：

类混合物中含有沸点与苯族烃相近的不饱和化合物及硫化物，不能用精馏法把它们除去，为了制取合格产品，必需将它们预先除去，除去这些杂质用硫酸处理。 用硫酸进行洗涤。 经过硫酸洗涤的混合馏分带有碱性，首先进入吹苯塔，把苯，甲苯，二甲苯吹出。 吹出苯由泵送入纯苯塔。 纯苯塔的蒸汽温度控制在 80℃ 左右，在此温度下逸出的蒸汽经冷凝器冷却把油和水分离，所得到的纯苯一部分作为回流送入塔顶，一部分作为产品采出。 塔底纯苯残液温 度为 124128℃ ，由塔底排除，送入纯苯残油槽。 纯苯残油积累到一定量后，用泵连续送入甲苯塔进行精馏。 蒸汽经冷凝器冷却把油和水分离，所得到的甲苯一部分作为回流送入塔顶，一部分作为产品采出。 塔底甲苯残液由塔底排除，送入纯苯残油槽。 甲苯残液要求不含甲苯。 处理甲苯残液，用泵连续送入二甲苯塔进行精馏。 塔顶逸出的蒸汽经冷凝器冷却把油和水分离，所得到的二甲苯一部分作为回流送入塔顶，其余部分作为产品采出。 粗苯精制工艺流程图如下图： 8 盐溶液碱液蒸汽残液水初馏分 硫酸添加剂纯净BTX酸焦油再生酸蒸汽残液溶剂油釜残液水苯 甲苯 二甲苯 9 四、粗 苯精制的工艺计算 初步精馏计算 初步精馏塔如下图： 图 41 初馏塔 原始数据获取： 经查资料获得粗苯中组分的组成以及精制要求如下： 已知： 10 万吨褐煤 煤气产率： 330380 tm/3 取： 350 tm/3 回收粗苯前粗苯含量： 30 3/mg 回收粗苯后粗苯含量： 2 3/mg 取： 1 3/mg 回收的粗苯： 101510)130(3501010 64  吨 全年生产时间： 300 天，其余时间为维修时间。 则粗苯进料流量： hkg /1 4 1)243 0 0(1 0 0 01 0 1 5  表 41 原料各组分数据汇总 处理量： 10 万吨褐煤 /年 产生粗苯： 1015 吨 /年 组分 2CS 105HC 66HC 87HC 88HC 108HC 129HC  iW 10 M 76 70 78 92 104 106 120 m n 101992 iX 分离要求 苯的纯度： % 甲苯的纯度： 98% 二甲苯的纯度： 98% 初馏塔清晰分割物料衡算： 轻苯的初步精馏的目的是将低沸点的二硫化碳和戊烯等不饱和化合物与苯烃进行分离，得到初馏分和苯，甲苯，二甲苯等苯类混合馏分。 工艺要求：此段精馏过程在常压下进行 要求戊烯在塔顶的回收率达 ％。 苯在塔底的回收率达到 ％。 根据设计计算， 按清晰分割，选戊烯为轻关键组分，苯为重关键组分。 塔顶产品： hkm olCSD /0 1 8 )( 2  hk mo lHCD /0 8 0 8 0 )( 105  hk mo lHCD /0 0 6 3 7 )( 66  塔底产品： hk mo lHCW /)( 105  hk mo lHCW / 0 6 3 7 )( 66  塔顶、塔底产品的组成计算如下表： 表 42 清晰分割物料衡算计算结果汇总 组分 2CS 105HC 66HC 87HC 88HC 108HC 129HC  iZ if id 0 0 0 0 11 DiX 0 0 0 0 iW 0 WiX 0 用 露点 方程计算 初馏塔 塔 顶 温度： 首先 相平衡常数 iK 确定 ： 当汽相是理想气体组成的理想溶液，液相也是理想溶液：这种体系的压力一般不高于 202KPa，混合物有化学结构相近﹑分子量相差不大的化合物形成在这种情况下，汽液相均可看做为理想溶液。 相平衡常数可表示为： 0ii pK P 对于低压物系有安托因方程： 0lni BpA CT 来确定饱和蒸汽压 0ip 经查资料得安托因系数 A﹑ B﹑ C 如下表： 表 43 各组分安托因系数 组分 A B C 105HC 66HC 87HC 88HC 108HC 129HC 用 安托因方程 计算 K 值， 由露点方程11 1cciiiiiyx K确定露点温度，计算要采用试差法，看是否满足1 1 c ii iyK  初设 塔顶温度 40Dt ℃ ，计算结果如下表： 表 44 露点方程计算塔顶温度 结果 12 组分 2CS 105HC 66HC  DiX ik iDi kX / 在所设的 40Dt ℃ ， | iDi kX / 1|,符合要求。 所以塔顶温度为 40℃。 用泡点方程计算 初馏塔 塔底温度： 初设 塔底温度 90Wt ℃ ，计算结果如下表： 表 45 泡点 方程计算塔 底 温度 结果 组分 105HC 66HC 87HC 88HC 108HC 129HC  WiX 90℃ ik WiiXk ℃ ik WiiXk 在所设的 ℃ 条件下， | WiiXk 1|, 符合要求。 所以塔底温度为： ℃。 所以初馏塔全塔的平均温度为：  WDF ttt℃。 化学精制 粗苯初步精制得到的苯类混合物馏分中，含有沸点与苯族烃相近的不饱和化合物如戊烯和苯乙烯。 不能用精馏法将它们除去，为了制取合格的产品，必须将它们预先除去，除去这些杂质的方法就是用硫酸处理。 用硫酸精制具有工艺流程简单，操作灵活，设备投资少，材料易得，常温常压下进行。 该法在中 13 国的焦化厂得到广泛的应用。 用硫酸洗涤时，同时进行多种化学反 应，其中主要的反应如下（清除不饱和化合物反应）： ① 不饱和化合物反应。 不饱和化合物在浓硫酸的作用下很容易发生聚合作用，生成各种复杂的聚合物。 聚合反应的第一阶段是生成酸式酯，聚合反应的第二阶段是酸式酯不饱和化合物生成二聚物。 例如 : 42322322332233222322333222)()()()()()()()()(SOHCHCHCHC H C HCHCHCHCHCHS O HCHCHCHCHCHCHCHCHS O HCHCHHH O S OCHCHCHCH 此反应可继续进行，生成深度的聚合物。 ② 不饱和化合物的加成反应，生成中式酯： 2332423222 ))(()(2 CHCHOCSOS。