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1、化工毕业设计 化工毕业设计 1 1总论 1.1概述 苯族烃是宝贵的化工原料, 焦炉气一般含苯族烃2540g/m3, 因此。经过脱氨后的煤气需进行苯族烃的回收并制取粗苯。 从焦炉煤气中回收苯族烃采用的方法有洗油吸收法, 活性炭吸收法和深冷凝结法。其中洗油吸收法工艺简单, 经济可靠, 因此得到广泛应用。 洗油吸收法依据操作压力分为加压吸收法, 常压吸收法和负压吸收法。加压吸收法的操作压力为8001200kPa,此法可强化吸收过程, 适于煤气远距离输送或作为合成氨厂的原料。常压吸收法的操作压力稍高于大气压, 是各国普遍采用的方法。负压吸收法应用于全负压煤气净化系统。 吸收了煤气中苯族烃的洗油称为富油
2、。富油的脱苯按操作压力分为常压水蒸气蒸馏法和减压蒸馏法。按富油加热方式又分为预热器加热富油的脱苯法和管式炉加热富油的脱苯法。各国多采用管式炉加热富油的常压水蒸气蒸馏法。 因此, 该设计对于化工生产来说也是一个很重要的课题。经过毕业设计能够使我们初步掌握该工艺的基本原理, 重要的工艺过程及设备的构造, 使我们综合运用所学专业课知识独立解决实际问题的能力得到了提高, 培养和提高我们的决策能力、计算能力, 结构设计与绘图能力。 - 1 - 1.2粗苯的理化性质 粗苯主要含有苯、甲苯、二甲苯、和三甲苯、等芳香烃。另外, 还含有不饱和化合物、硫化物、饱和烃、酚类和吡啶碱类。当用洗油回收煤气中的苯族烃时,
3、 粗笨中尚含有少量的洗油轻质馏分。 另外, 粗苯中酚类的质量含量一般为0.1%1.0%, 吡啶碱类的质量含量一般不超过0.5%。当硫酸铵工段从煤气中回收吡啶碱类时, 则粗苯中吡啶碱类质量含量不超过0.01%。 粗苯的各主要组分均在180前馏出, 180后的流出物称为溶剂油。在测定粗苯中各组分的含量和计算产量时, 一般将180前的馏出量当作100%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前馏出量愈多, 粗苯质量就愈好。一般要求粗苯的180前馏出量为93%95%。 粗苯是黄色透明液体, 比水轻, 微溶于水。在贮存时
4、, 由于低沸点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, 使其着色变暗。粗苯易燃, 闪点为12。粗苯蒸气在空气中的体积浓度为1.4%7.5%时, 能形成爆炸性混合物。 1.3影响苯族烃吸收的因素 1.3.1吸收温度 - 2 - - 3 - 吸收温度系指洗苯塔内气液两相接触面的平均温度, 它取决于煤气和洗油的温度, 也受大气温度的影响。 吸收温度是经过吸收系数和吸收推动力的变化而影响粗苯回收率的。提高吸收温度, 可使吸收系数略有增加, 但不显著, 而吸收推动力却显著减小。 总的来说, 吸收温度不宜过高, 但液不宜过低。在低于15时, 洗油的黏度将显著增加, 使洗油输送及其在塔内均
5、匀分布和自由流动都发生困难。当洗油温度低于10时, 还能够从油中析出固体沉淀物。因此适宜的吸收温度为25左右, 实际操作温度波动于2030之间。 操作中洗油温度应略高于煤气温度, 以防止煤气中的水汽冷凝而进入洗油中。一般规定洗油温度在夏季比煤气温度高2左右, 冬季高4左右。 为保证适宜的吸收温度, 自硫酸铵工序来的煤气进洗苯塔前, 应在最终冷却器内冷却至1828, 贫油应冷却至低于30。 1.3.2洗油的吸收能力及循环油量 由式0m a p C 2.24M p ?=?可见, 当其它条件一定时, 洗油的相对分 子质量减小将使洗油中粗苯含量增大, 即吸收能力提高。同类液体吸收剂的吸收能力与其相对分
6、子质量成反比, 吸收剂与溶质的相对分子质量愈接近, 则愈易相互溶解, 吸收得愈完全。在回收等量粗 - 4 - 苯的情况下, 如洗油的吸收能力强, 使富油的含苯量高, 则循环洗油量也可相应减少。 但洗油的相对分子质量也不宜过小, 否则洗油在吸收过程中挥发损失较大, 并在脱苯蒸馏时不易与粗苯分离。 送往洗苯塔的循环洗油量可根据下式求得: 1221a a V L(C C )1000 -?=- 式中 V 煤气量, 3m /h ; 1a ,2a 洗苯塔进、 出口煤气中苯族烃含量, g /3m ; L 洗油量, kg /h ; 1C ,2C 贫油和富油中粗苯的含量, %。 由上式可见, 增加循环洗油量, 可降低洗油中粗苯的含量, 增加吸收推动力, 从而可提高粗苯回收率。但循环洗油量也不宜过大, 以免过多地增加电、 蒸汽的耗量和冷却水用量。 在塔后煤气含苯量一定的情况下, 随着吸收温度的升高, 所需要的循环洗油量也随之增加。 实际的循环洗油量可下述方法计算: 理论最小量计算确定: b m v min 1p m q q 22.4p = min q 理论最小循环洗油量 kg/h 1p 入塔煤气压力 kPa b p 纯苯的饱和蒸汽压 kPa