年产量1万吨甲苯的精馏工艺装置设计(3)

近几年，随着我国大型石油化工装置的相继投产和对二甲苯需求的增长，甲苯的生产能力快速增长。2007年国内甲苯的生产能力和产量分别为343.5万t／a及289.6万t，甲苯市场自给率已上升到82.6%。国内甲苯的生产能力主要集中在中国石化和中国石油两大公司，占国内甲苯总生产能力的95.1%。2008年我国新增甲苯生产能力约50万t／a左右，总生产能力达到398.6万t／a。新增产能主要来自金陵石化的20万t／a甲苯生产装置和宁波中金集团公司的18.6万t／a的甲苯生产装置、山西煤化工有限公司新建3.3万t／a甲苯生产装置等。 1.3.2国外情况

2008年世界石油甲苯生产能力约为2846.0万t／a，平均开工率为74%。从产能分布看，亚洲甲苯生产能力位居世界第一，占世界甲苯总产能的47.6%；其次是北美，占25.6%；西欧、中东欧、中东所占比例较少，各占11.2%、5.9%、6.0%。从2002-2008年世界各地区甲苯产能的增长率来看，亚洲地区甲苯产能年均增长率最快，为6.1%，远远大于世界年均增长率(世界年均增长率为2.9%)；其他地区的增长率都低于世界平均增长率，东欧为1.7%，中东为1.5%，南美、西欧各为0.7%和0.4%，北美、非洲、大洋洲均未增长。

2002-2008年，世界范围内各地区甲苯生产商的开工率为66%-76%，保持较高水平，供应充足，市场需求较旺，市场供需基本平衡。2008年世界石油甲苯消费量为2062.9万t，其中，亚洲甲苯消费量最多为1090.3万t，占世界甲苯总消费量的52.9%；其次是北美地区，甲苯消费量为591.6万t，占世界甲苯总消费量的8.3%。2002-2008年世界平均甲苯产量增长率为5.9%，其中亚洲的增长率最快为8.1%，其次是中东地区为6.2%。

预计2008-2012年，世界甲苯下游产品的需求增长比较快，纯苯的需求增长率为3.7%、己内酰胺的需求增长率为6.9%、TDI的需求增长率为6.8%。据上述甲苯下游产品的需求估算，世界甲苯需求增长率为1%-2%，到2012年世界甲苯年需求量将达到2224.2万t。其中，中东的甲苯需求增长率最快为5.1%，需求量为140.2万t；亚洲甲苯需求

增长率为3.9%，需求量为1204.4万t，亚洲仍是需求量最大的地区

1.4．精馏原理

化工生产过程中需要进行液体混合物的分离达到提纯或回收有用组分的目的。互溶液体混合物的分离有多种方法，精馏是其中最常用的一种。

精馏过程的实质就是利用混合物中各组分挥发度的不同，及在同一温度下各组分蒸汽压的不同这一性质，是液相中的轻组分转移到汽相中，而汽相中的重组分转移到液相中，从而实现精馏的目的。各液 体的挥发度能力不同，因此液体混合物挥发后所生成的蒸汽组成与原来液体的组成是有差别的，蒸馏酒是借液体混合物中各组分挥发性的差异而惊醒分离的一种操作。

精馏在化工，炼油、石油化工等工业得到广泛应用。精馏过程是在能量计的驱动下，使气、液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各相挥发度不同，是挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分向液相转移。实现原料混合物组分分离该过程是同时进行传质传热的过程。

1.5 主要设备

塔设备是化工、石油化工、炼油化工和炼油等生产中重要的设备之一，它可以使

汽-汽或液-液相紧密接触，达到相际传热及船只的目的。塔设备中常见的塔设备为板式塔和填料塔两大类。作为主要传质过程的塔设备，首先必须使汽（气）液两相能充分接触，已获得高的传质效率。此外，为满足工业生产的需要，塔设备还必须满足以下要求：1.生产能力大；2.操作稳定，弹性大；3.流体流动阻力小；4.结构简单，材料耗用少，制造和安装容易；5.耐磨蚀和不易阻塞，操作方便，调节和检修容易。

因为板式塔处理量大，效率高，清洗检修方便且造价低，故工业上多采用板式塔。 工业上常见的几种板式塔机器优点：

Ⅰ．浮法塔：在塔板开孔上方安装可浮动的阀片，浮阀可随气体流量的变化自动调节开度，可避免漏液，操作弹性大，造价低，且安装检修方便，但对抗腐蚀性能要求高。

Ⅱ．筛板塔：结构简单，造价低廉，筛板塔压降小，液面落差小，生产能力及塔板效率都比泡罩塔高，故应用广泛。

Ⅲ．泡罩塔：其气体通道是升气管和泡罩，由于气管道高出塔板，即使在气体负荷很低时也不会发生严重漏液，操作弹性大，升气管为气液两相提供了大量传质界面。但泡罩塔版结构复杂，成本高，安装检修不方便，生产能力小。

1.5.1 浮阀塔 (1)优点：

1、浮阀塔可以根据气速大小自由升降、关闭或开启。当气速变化时开启大小可以自动调节，因此它的操作“弹性”大,适于生产量波动和变化情况。 2、浮阀塔生产能力较大，比泡罩塔高20%～40%，与筛板塔相近。 3、气液两相接触充分，因此塔板效率较高，一般比泡罩塔高15%左右。

4、气体沿阀片周边上升时只经过一次收缩、转弯和膨胀，因此比泡罩塔的塔板压力降小。

5、浮阀塔与泡罩塔相比结构较简单，制造容易，检修方便，因此制造费用仅是泡罩塔的60%～80%。 (2)缺点：

因为阀片活动，在生产过程中有可能松脱或被卡住，造成阀孔处的气液通过状况失常，为了避免阀片生锈后与塔板粘连以盖到阀孔而不能浮动，浮阀及塔板都用不锈钢制成。但是，对于较粘性蔽体或液体中有固体颗粒介质都不宜采用浮阀塔，因为这类介质易将阀片粘住或使阀片被架起导致阀孔盖不上。 1.5.2再沸器

优点：结构简单、坚固。取材范围广，处理能力大，适应性强，操作弹性较大，尤其在高温、高压和大型装置中使用更为普遍。

作用：将塔内最下面的一块塔板流下的液体进行加热，使其中一部分液体发生汽化变成蒸汽而重新回流入塔以提供塔内上升的气流，从而保证塔内板上气液两相的稳定传质。 1.5.3冷凝器

作用：将塔顶上升的蒸汽进行冷凝使其成为液体，之后将一部分冷凝液从塔顶回流进塔内以提供塔内下降的液流，使其与上升气流进行逆流传质接触。

1.6.操作条件

1.6.1操作条件的确定

确定设计方案是指确定整个精馏装置的流程、各种设备的结构型式和某些操作指

标。例如组分的分离顺序、塔设备的型式、操作压力、加料方式、进料热状态、塔顶蒸

汽的冷凝方式、加热方式、余热利用方案以及安全、调节机构和测量控制仪表的设置等。下面结合课程设计的需要，对某些问题作些阐述。 1.6.2 操作压力

蒸馏操作通常在常压、加压和减压下进行。一般情况，打都采用常压蒸馏，对于沸点较高且又是热敏性的混合液，则可采用减压蒸馏。对于沸点低的混合物系，常压、常温下呈气态，或者常压下沸点甚低、冷凝较困难者，则采用加压蒸馏确定操作压力时，必须根据所处理物料的性质，兼顾技术上的可行性和经济上的合理性进行考虑。本设计在常压下进行。 1.6.3 加料方式.

加料分两种方式：泵加料和高位槽加料通过控制液位高度，可以得到稳定流量，但要求搭建塔台，增加基础建设费用；泵加料属于强制加料方式，泵加料易受温度影响，流速忽大忽小，流量也不太稳定，影响传质效率。靠重力的流动方式可省去一笔费用。本设计进料可选用泵加料，泵和自动装置配合控制。 1.6.4 进料状态.

进料状态与塔板数、塔径、回流量及塔的热负荷都有密切的联系。在实际的生产中，加入精馏塔中的原料可能有以下五中状态。

1）冷液体进料(q>1)原料液温度低于泡点的冷液体。

2）饱和液体进料(q=1)原料液温度为泡点的饱和液体，又称泡点进料。 3）汽-液混合物进料(q为0~1)原料温度介于泡点和露点之间的汽-液混合物。 4）泡点蒸气进料(q=0)原料温度为 …… 此处隐藏：2961字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……