苯、甲苯、二甲苯混合物中甲苯的回收装置设计
粗苯(毕业设计)
1 文献综述
1.1 产品简介
粗苯是多种芳烃和其他化合物组成的混合物，粗苯主要成分是苯、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，在所得的粗苯中有少量的洗油轻质馏分，粗笨是焦炭生产过程中副产物，常温下是一种淡黄色易挥发的液体。
粗苯的各主要组分在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，通常把180℃前馏出量当作100%来计算，故以其180℃前的馏出量作为馏出量质量的指标之一。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℃前的馏出量越多，粗苯的质量就越少，一般要求180℃前的馏出量为93—95%粗苯。
粗苯是淡黄色的透明液体，比水轻，不溶于水。在储存时，由于轻质不饱和化合物的氧化和聚合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。粗苯是易燃的物质，闪点12℃。粗苯蒸汽在空气中的浓度在1.4—7.5%（体积）范围内时，能形成爆炸性混合物，此工段要求严禁烟火。
由于粗笨是一种初级化工产品，成分复杂，不能直接用于化工生产，也不能直接被终端客户消费，因此需要精苯生产企业把粗笨分理出纯苯、甲苯、二甲苯以及重质苯后，再到消费者手中。
苯、甲苯、二甲苯（简称BTX）等同属于芳香烃，是重要的基本有机化工原料，芳香烃衍生的下游产品，广泛用于三大合成材料（合成塑料、合成纤维、合成橡胶）和有机原料及各种中间体的制造。
苯主要用于合成乙苯、异丙苯环己烷，一部分也用于合成苯胺、马来酸、环氧树脂、尼龙和氯苯等。其中氯苯是重要的制药和染料工业的中间体，而苯胺则广泛用于染料、医药、农药、炸药、助剂、香料等精细化学品的生产，也用于合成材料工业[1]。
甲苯回收装置工艺流程
甲苯回收装置工艺流程
英文回答：
Toluene recovery is a crucial process in various industries, including petrochemical, pharmaceutical, and paint manufacturing. The process aims to separate and purify toluene from a mixture containing other compounds. The following is a general overview of the process steps involved in a toluene recovery plant:
1. Feed Preparation: The first step is to prepare the feed mixture, which typically consists of toluene, along with impurities such as benzene, xylene, and other hydrocarbons. The feed is usually obtained from various sources, such as crude oil refining or chemical synthesis.
2. Distillation: The feed mixture is then fed into a distillation column, where it undergoes fractional distillation. This process exploits the difference in boiling points between toluene and other compounds to
苯甲苯精馏塔设计
化工原理课程设计
常压、连续精馏塔分离苯-甲苯设计
班级：化学工程系2011级1班
姓名：
学号：
指导老师：贾鑫老师
完成时间：2014年6月26日
化工系
常压、连续精馏塔分离苯-甲苯设计
一、前言
1.1设计任务及条件：
泡点进料（q=1），塔顶进入全凝器，塔釜间接蒸汽加热，塔板压降:(0.5-0.7)KPa
1.2物系用途及性质
(1)苯的性质：摩尔质量78.11g/mol，密度0.8786 g/mL，相对蒸气密度(空气=1)：2.77，蒸汽压（26.1℃）：13.33kPa，临界压力：4.92MPa，熔点278.65 K (5.51 ℃)，沸点353.25 K (80.1 ℃)，在水中的溶解度 0.18 g/ 100 ml 水，标准摩尔熵So（298.15K）：173.26 J/mol·K，标准摩尔热容 Cpo：135.69 J/mol·K (298.15 K)，闪点 -10.11℃（闭杯），自燃温度 562.22℃，结构：平面六边形，最小点火能：0.20mJ，爆炸上限（体积分数）：8%，爆炸下限（体积分数）：1.2%，燃烧热：3264.4kJ/mol，溶解性：微溶于水，可与乙醇、乙醚、乙酸、汽油、丙酮、四氯化碳和二硫化碳等有机溶剂互溶。它有机化合物，是组成结构最简单的芳香烃，在常温下为一种无色、有甜味的透明液体，并具有强烈的芳香气味。苯可燃，有毒。苯难溶于水，易溶于有机溶剂，本身也可作为有机溶剂。苯是一种石油化工基本原料。苯的产量和生产的技术水平是一个国家石油化工发展水平的标志之一。苯具有的环系叫苯环，是最简单的芳环。
从二甲苯混合物中分离对二甲苯的方法
从二甲苯混合物中分离对二甲苯的方法
近年来，随着科学技术的发展，二甲苯的重要性和应用日益增多。二甲苯是一种重要的工业原料及溶剂，主要用于石油、化学、军事、汽车制造业和电子产品的生产。它在许多科学领域的应用和研究中扮演着重要的角色。因此，分离对二甲苯是一个重要的研究课题。
二甲苯混合物中分离对二甲苯的方法有很多。其中，常用的分离方法有分子筛吸附法、气相色谱法、薄层色谱法、水萃取法、液-液萃取法、离子交换法和离子沉淀法等。这些方法也可以相互结合使用。本文将对上述几种分离方法进行详细的探讨。
1.子筛吸附法
分子筛吸附法是一种沉淀分离技术，是一种在温和条件下分离各种化合物的有效方法。它利用固定床中的分子筛特定的表面特性以及淋洗条件来实现对目标分子的有效分离。分子筛吸附法是通过电位和大小来选择和吸附二甲苯。分子筛吸附法能有效分离二甲苯与其他任何组分，同时还可以通过淋洗条件和温度调节来改变二甲苯的吸附条件，从而实现更高的结果。
2.相色谱法
气相色谱法是利用不同物质在不同温度下的分离特性，通过气相层析的方法分离对二甲苯，也称为气相色谱（GC）。气相色谱法能够在室温下对二甲苯进行高精度的分离，而且器件易于操作，且在分离度方面有很高的针对性。气相色谱法还可以降低交叉污染，可以很好地解决污染源和应用中累积污染的问题。
3.层色谱法
薄层色谱法（TLC）是改变溶剂组成和比例来实现液相分离的方法。它是以吸附沉淀或溶剂析出为主，以色谱、萃取、混沉、蒸发等方式分别实现的。它的优点是使用简便、分离迅速，而且能够在一次实验中实现多种条件的分离，能够分析混合物各组分的比例，并能够较好地识别二甲苯混合物中的其他组分。
苯,甲苯和二甲苯的测定—科标检测
大气中苯、甲苯和二甲苯检验方法
（气相色谱法）
1 主题内容与适用范围
本标准规定了用气相色谱法侧定居住区大气中苯、甲苯和二甲苯的浓度。
本标准适用于居住区大气中苯、甲苯和二甲苯浓度的测定。也适用于室内空气中苯、甲苯和二甲苯浓度的测定。
1.1 检出下限
当采样量为10L，热解吸为100mL气体样品，进样1mL时，苯、甲苯和二甲苯的检出下限分别为0.005mg/m3，0.01mg/m3和0.02mg/m3；若用1mL二硫化碳提取的液体样品，进样1µL时，苯、甲苯和二甲苯的检出下限分别为0.025mg/m3，
0.05mg/m3和0.1mg/m3。
1.2 测定范围
当用活性炭管采气样10L，热解吸时，苯的测量范围为0.005~10mg/m3，甲苯为0.01~10mg/m3 ，二甲苯为0.02~10mg/m3；二硫化碳提取时，苯的测量范围为0.025~20mg/m3，甲苯为0.05~20mg/m3，二甲苯为0.1~20mg/m3。
1.3 干扰与排除
当空气中水蒸气或水雾量太大，以致在炭管中凝结时，严重影响活性炭管的穿透容量及采样效率，空气湿度在90%时，活性炭管的采样效率仍然符合要求，空气中的其他污染物的干扰由于采用了气相色谱分离技术，选择合适的色谱分离条件已予以消除。
2 原理
空气中苯、甲苯和二甲苯用活性炭管采集，然后经热解吸或用二硫化碳提取出来，再经聚乙二醇6000色谱柱分离，用氢火焰离子化检测器检测，以保留时间定性，峰高定量。
3 试剂和材料
3.1 苯：色谱纯。
3.2 甲苯：色谱纯。
3.3 二甲苯：色谱纯。
苯,甲苯和二甲苯的测定—科标检测
大气中苯、甲苯和二甲苯检验方法
（气相色谱法）
1 主题内容与适用范围
本标准规定了用气相色谱法侧定居住区大气中苯、甲苯和二甲苯的浓度。
本标准适用于居住区大气中苯、甲苯和二甲苯浓度的测定。也适用于室内空气中苯、甲苯和二甲苯浓度的测定。
1.1 检出下限
当采样量为10L，热解吸为100mL气体样品，进样1mL时，苯、甲苯和二甲苯的检出下限分别为0.005mg/m3，0.01mg/m3和0.02mg/m3；若用1mL二硫化碳提取的液体样品，进样1µL时，苯、甲苯和二甲苯的检出下限分别为0.025mg/m3，
0.05mg/m3和0.1mg/m3。
1.2 测定范围
当用活性炭管采气样10L，热解吸时，苯的测量范围为0.005~10mg/m3，甲苯为0.01~10mg/m3 ，二甲苯为0.02~10mg/m3；二硫化碳提取时，苯的测量范围为0.025~20mg/m3，甲苯为0.05~20mg/m3，二甲苯为0.1~20mg/m3。
1.3 干扰与排除
当空气中水蒸气或水雾量太大，以致在炭管中凝结时，严重影响活性炭管的穿透容量及采样效率，空气湿度在90%时，活性炭管的采样效率仍然符合要求，空气中的其他污染物的干扰由于采用了气相色谱分离技术，选择合适的色谱分离条件已予以消除。
2 原理
空气中苯、甲苯和二甲苯用活性炭管采集，然后经热解吸或用二硫化碳提取出来，再经聚乙二醇6000色谱柱分离，用氢火焰离子化检测器检测，以保留时间定性，峰高定量。
3 试剂和材料
3.1 苯：色谱纯。
3.2 甲苯：色谱纯。
3.3 二甲苯：色谱纯。
苯、甲苯及二甲苯分离过程工艺设计说明书
化工过程及CAD课程设计任务书
项目一、CAD
1.题目
化工单元操作设备CAD 图（以化工原理课程设计手工图纸为基础）
2.提交材料
1）电子版图纸（图幅：A1；文件格：*.dwg；CAD 版本：2010及以前的版本）
2）纸质材料：将电子版A1 图纸用A3 制进行打印。
项目二、化工过程设计（工作间：330d/a）
题目
4）苯、甲苯、二甲苯分离过程设计（进料：苯含量20‐40%；甲苯：15‐30%；分离后苯的纯度不小于98%；甲苯纯度不小98%；二甲苯纯度不小97%）。
2.要求
1）查阅文献资料，完成工艺流程设计，按化工制图中对流程图的要求绘制工艺流程图；2）采用流程模拟软件，进行全流程流程模拟；
3）编辑得到流程模拟的物料平衡表、热量平衡表；
4）对其中一个精馏塔进行塔体工艺尺寸计算，以及敏感性分析；
5）编制工艺设计报告应报包括：文献调研情况，设计依据——
年工作时间、原料规格、加热蒸汽机冷却水规格等、工艺流程设计——
工艺流程图及工艺流程简述，全流程模拟结果——物料平衡与热量平
衡，塔设备工艺尺寸结果，塔设备敏感性分解结果图表。
6）格式与排版要求：见附件
年处理量万吨三苯分离项目工艺设计说明书
第一章总论
1.1 项目概况
本项目为在任务书的要求下设计一个简单的三苯分离工艺。由于苯、甲苯、二甲苯之间沸点温差相差明显，存在较大温差，故可用传统精馏操作即可分离，无需太过复杂的工艺要求。对于三元混合物的分离，应采用连续精馏流程。连续精馏具有生产能力大，产品质量稳定等优点。采用全凝器为主，以使于准确的控制回流比。利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝达到轻重组分的分离。
三苯精馏
第一章项目总论
1.1概述
1.1.1项目名称
三苯精馏设计
1.1.2项目性质
化工设计课程设计
1.1.3编制依据
苯、甲苯以及二甲苯三种液体物质的挥发度存在差异。苯的沸点为80.1℃，甲苯的沸点为110.6℃，二甲苯的沸点为138.35～144.42℃。
1.1.4编制原则
蒸馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝大道轻、重组分分离的方法、蒸馏操作在化工、石油化工、轻工等工业生产中占有重要的地位。
蒸馏过程按蒸馏方式可分为简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏和特殊精馏。本设计的任务为分离苯-甲苯-二甲苯混合液。对于三元混合液的分离，应当采用连续精馏流程。连续精馏具有生产能力大，产品质量稳定等优点。采用全凝器为主，以便于准确的控制回流比。利用液体混合物种各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝达到轻重组分的分离。本设计中采用泡点进料，将原料通过预加热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸汽采用全冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却后送至储罐。该物质属易分离无锡，最小回流比比较小，故操作回流比取最小回流比的两倍。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。
1.2项目背景
据统计，1997年全球甲苯生产能力为1690万吨/年，同年消费量1297万吨/年。2003年生产能力和需求量分别达1870万吨/年和1480万吨/年。我国1997年甲苯产量40.5万吨，同年消费量为79.5万吨/年。2000年甲苯生产能力上升到
60万吨/年，2000年到2005年全球邻二甲苯需求的平均增长率约达4.2%。在此后的几年中伴随化工行业和社会科学的不断发展进步，社会对苯、甲苯以及二甲苯的需求量逐年上升。
苯、甲苯、二甲苯分离过程工艺设计说明书
化工过程及CAD课程设计任务书
项目一、CAD
1.题目
化工单元操作设备CAD 图（以化工原理课程设计手工图纸为基础）
2.提交材料
1）电子版图纸（图幅：A1；文件格：*.dwg；CAD 版本：2010及以前的版本）
2）纸质材料：将电子版A1 图纸用A3 制进行打印。
项目二、化工过程设计（工作间：330d/a）
题目
4）苯、甲苯、二甲苯分离过程设计（进料：苯含量20‐40%；甲苯：15‐30%；分离后苯的纯度不小于98%；甲苯纯度不小98%；二甲苯纯度不小97%）。
2.要求
1）查阅文献资料，完成工艺流程设计，按化工制图中对流程图的要求绘制工艺流程图；2）采用流程模拟软件，进行全流程流程模拟；
3）编辑得到流程模拟的物料平衡表、热量平衡表；
4）对其中一个精馏塔进行塔体工艺尺寸计算，以及敏感性分析；
5）编制工艺设计报告应报包括：文献调研情况，设计依据——
年工作时间、原料规格、加热蒸汽机冷却水规格等、工艺流程设计——
工艺流程图及工艺流程简述，全流程模拟结果——物料平衡与热量平
衡，塔设备工艺尺寸结果，塔设备敏感性分解结果图表。
6）格式与排版要求：见附件
年处理量18.86万吨三苯分离项目工艺设计说明书
第一章总论
1.1 项目概况
本项目为在任务书的要求下设计一个简单的三苯分离工艺。由于苯、甲苯、二甲苯之间沸点温差相差明显，存在较大温差，故可用传统精馏操作即可分离，无需太过复杂的工艺要求。对于三元混合物的分离，应采用连续精馏流程。连续精馏具有生产能力大，产品质量稳定等优点。采用全凝器为主，以使于准确的控制回流比。利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝达到轻重组分的分离。
＜冶金行业＞焦炉煤气中粗苯的回收工艺设计
（冶金行业）焦炉煤气中粗苯的回收工艺设计
设计说明
本次毕业实习的地点是在中平能化集团河南京宝焦化有限公司，具体工作岗位是工艺技术部粗苯蒸馏工段。经过近两个月的岗位工作，作者对焦化厂粗苯回收工艺流程有了一定程度的了解和掌握，所以将毕业设计题目定为：15000 m3/h 焦炉煤气中粗苯的回收工艺设计。
粗苯回收工艺主要分终冷洗苯和粗苯蒸馏两个过程，根据河南京宝焦化有限公司的粗苯回收工艺流程以及自己对粗苯回收相关内容的一些了解，本设计采用的是常压填料吸收塔进行焦炉煤气中粗苯的吸收，用管式炉加热富油生产一种苯的方法进行粗苯的蒸馏。主要流程为焦炉煤气首先自上而下经过横管式终冷塔，在此依次用32°C的循环水和18°C的低温水除去煤气中的萘，然后煤气自下而上进入洗苯塔，塔顶向下喷洒27°C左右的吸油，气、液逆向接触，使洗油充分吸收煤气中的粗苯而成为富油。富油送往管式加热炉预热到135°C，之后从第15层塔板处进入脱苯塔，在此富油被加热到180°C，粗苯蒸汽由塔顶采出，塔底则为贫油。然后粗苯蒸汽依次经过油气换热器和冷凝冷却器后成为液体进入粗苯储槽。洗苯塔操作压力0.1，填料塔高度13，塔径为，入塔煤气中粗苯含量25 g/m3 ～40 g/m3，出塔含量为4 g/m3以下。
本设计中的计算内容主要有吸收塔中气液相的物料衡算和管式炉加热脱苯工序的热量衡算，以及吸收塔设备的相关工艺计算。完成的图纸有带控制点的粗苯回收工艺流程图、物料衡算图和主设备洗苯塔和脱苯塔的剖面图。
关键词：焦炉煤气、粗苯回收、粗苯蒸馏、常压、洗苯塔、管式炉、
分离工程作业答案
二 4.一液体混合物的组成为：苯0.50；甲苯0.25；对二甲苯0.25(摩尔分率)。分别用平衡常数法和相对挥发度法计算该物系在100kPa 时的平衡温度和汽相组成。假设为完全理想系。 苯：1n =20.7936-2788.51/
（T -52.36）；
甲苯：1n =20.9065-3096.52/（T -53.67）；
对 -二甲苯：1n =20.989 1-3346.65/（T -57.84）；
解1：(1)平衡常数法。 假设为完全理想系。设t=95℃
苯： 96.11)36.5215.27395/(5.27887936.20ln 1=-+-=s
P ； 甲苯： 06.11)67.5315.27395/(52.30969065.20ln 2
=-+-=s P ； 对二甲苯：204.10)84.5715.27395/(65.33469891.20ln 3
=-+-=s P ；
569.110
10569.155
1
1
=⨯==P P K s ；6358.02
2
==P P K s 选苯为参考组分：552.1011.1569.11=='
K ；，由P P K s
11=Pa P s 5
110552.1⨯=
解得t 2=94.61℃
∴05.11ln 2=s P ；
Pa P s 4210281.6⨯=
19.10ln 3=s P ； Pa P s 43106654.2⨯=
∴2K =0.6281
3K =0.2665
∴19997.025.02665.025.06281.05.0552.1≈=⨯+⨯+⨯=∑i i x K
故泡点温度为94.61℃，且776.05.0552.11=⨯=y ；
化工原理课程设计苯对二甲苯分离结构设计
化工原理课程设计：苯对二甲苯分离结构设计
1. 引言
分离技术在化工领域中具有重要的应用价值，特别是对于混合物的分离和纯化过程。在本次化工原理课程设计中，我们将讨论苯和二甲苯的分离问题，并提出相应的结构设计方案。苯和二甲苯是具有广泛应用的化工原料，其分离对于化工工艺的优化和产品质量的提升至关重要。
2. 分离原理
苯和二甲苯之间的分离主要基于它们在物理和化学特性上的差异。苯和二甲苯在常温下均为液体，但其沸点存在明显差异。苯的沸点为80.1℃，而二甲苯的沸点为138.5℃。因此，通过调节温度，可以实现苯和二甲苯的蒸馏分离。此外，苯和二甲苯在极性上也存在一定的差异，可以通过不同的溶剂体系实现其选择性的分离。
3. 设计方案
在进行苯对二甲苯的分离结构设计时，可以考虑以下几个因素：
3.1 分离方式
根据分离原理的不同，可以选择蒸馏分离、萃取分离或吸附分离等方式。在本次设计中，我们将以蒸馏分离为主要分离方式，以实现苯和二甲苯的高效分离。
3.2 设备选择
在蒸馏分离中，传统的塔式蒸馏设备是一种常用的选择。由于苯和二甲苯的沸点差异较大，可以采用常压下的精馏塔。根据分离要求的不同，可以选择不同的塔板数和塔板类型。
3.3 温度控制
苯和二甲苯的沸点差异较大，因此可以通过调节温度来实现其分离。根据系统的压力和沸点曲线，可以确定合适的温度范围，并通过控制加热和冷却系统来保持温度稳定。
3.4 操作优化
在蒸馏过程中，操作的优化对于分离效果至关重要。可以通过调整进料速率、回流比以及提馏剂的使用量等操作参数，提高分离效率和产品纯度。
1.3 化工工艺计算
3．产率（或选择性S）
产率表示了参加主反应的原料量与参加反应的原料量 之间的数量关系。反映原料的利用是否合理。 即参加反应的原料有一部分被副反应消耗掉了，而没有 生成目的产物。产率越高，说明参加反应的原料生成的目 的产物越多。
产率＝
×100%
例3 用乙烷作裂解原料生产乙烯，在一定的生产条件 下，通入裂解炉的乙烷量为7000kg/h，反应后，尾气中含乙 烷2450kg/h，得到乙烯量为3332 kg/h，求乙烯的产率。
⑶ 化学反应过程中涉及的焓变
式中涉及到的焓变有三类
① 相变过程的焓变
② 反应的焓变
③ 显焓变 （只有温度、压力的变化过程的焓变）
例：甲烷气蒸汽转化过程的能量衡算
1.画出物料流向及变化示意图
CH4，0.25kmol/h H2O(g)，1.50 kmol/h CO，0.50 kmol/h CO2，0.25 kmol/h H2，2.5 kmol/h
总含有一定数量的惰性气体，如氩气和甲烷。为了 防止循环氢气和氮气中惰性气体的积累，应设置驰 放装置，如图所示：
循环气R
F2 反应器 冷凝器 液氨F3
驰放气F4
12.5%惰性气体
原料气F1 1%氩、甲烷
假定原料气的组成（摩尔分数）N224.75%， H274.25%，惰性气体1.00%。N2的单程转化率为25%， 循环物料中惰性气体为12.5%，NH33.75%，试计算 各股物流的流率和组成。
粗 苯 精 制
粗苯精制
前言
粗苯精制的目的是将粗苯或轻苯，通过净化及精馏的方法加工成苯类产品。
目前，粗苯精制净化的主要方法有硫酸洗涤精制法，加氢精制法及新型莱托尔法（Litol），即加氢转化精制法等。现在国内一般仍采用硫酸洗涤精制法。在精馏方面连续化程度逐步提高，国内对于年处理轻苯两万吨以上规模的精苯装置已普遍采用热油连续精馏流程。汽相串联新工艺也在不少厂取得成功。对于一万吨规模的粗苯精制装置，目前仍采用半连续或分段连续流程：我厂精馏、洗涤采用连续流程。
一、粗苯的组成、性质与应用
（一）、粗苯的组成
粗苯是由多种有机化合物组成的混合物，其主要成分为苯、甲苯、二甲苯、三甲苯等芳香族化合物。此外，尚有少量脂肪烃、环烷烃、不饱和烃、酚类、吡啶类、含硫化合物、洗油低沸点馏份及其它杂质。生成量约为炼焦用干煤量的1.0%～1.2%。目前我国粗轻苯标准执行国标GB3059——82（标准附后）。
1、芳香族（苯族）碳氢化合物：
苯：C6H6
甲苯：C6H5CH3CH3
H
C
H-C
H-C
C-H
C-H
H
C
二甲苯：C6H4（CH3）2有三种：
邻位二甲苯(1、2）CH3
CH3
近式三甲苯(1、2、3）
CH 3
CH 3
CH 3 CH 3
丙苯：C 6H 5C 3H 7
C 3H 7
CH 3
2、不饱和碳氢化合物： 戊烯：C 5H 6 环戊二烯：C 5H 6
苯乙烯：C 6H 5C 2H 3
C 2H 3
间位二甲苯(1、3）
CH 3
CH 3
对位二甲苯(1、4）
CH 3
CH 3
乙苯：C 6H 5C 2H 5
C 2H 5
三甲苯：C 6H 3（CH 3）3 有三种：
对二甲苯装置的设计优化和节能措施
对二甲苯装置的设计优化和节能措施
摘要：某炼化600 kt/a 对二甲苯联合装置采用独立自主的技术建成。吸附分离单元采用模拟移动床技术，使用RAX-3000 吸附剂和对二乙苯解吸剂，单程收率和
产品纯度，可以最大限度地利用原料多产PX，能耗水平较同类装置比取得了显著
的节能效果。本文分析了二甲苯装置的设计优化和节能措施。
关键词：二甲苯装置；设计优化；节能措施；
对二甲苯（PX）是一种重要的基本有机化工原料，主要用于生产精对苯二甲
酸（PTA），进而生产聚酯。如何通过新技术的应用，对现有PX生产装置进行节
能与扩能改造，既满足PX市场需求又能提高企业经济效益，已成为一项重要的
研究课题。
一、二甲苯装置的设计优化
1.二甲苯塔高度集成的热联合。对二甲苯装置在用能方面的重要特点是其分
离换热系统网络的关联性较强。二甲苯塔塔底再沸加热炉为整个装置精馏塔塔底
再沸系统的热联合中心。其中，以二甲苯塔顶汽相（1.37MPa，275℃）作为塔底
再沸热源的塔有邻二甲苯塔、抽余液塔、抽出液塔和成品塔，以二甲苯塔底液相（1.52MPa，318 ℃）热交换供热的精馏塔有歧化汽提塔、重芳烃塔、抽出液塔、解吸剂再蒸馏塔、脱庚烷塔以及二甲苯单元白土塔的进料预热换热器。
2.0.45MPa低压蒸汽发电。吸附分离装置抽余液塔顶蒸汽发生器可产0.45MPa 的低压饱和蒸汽121 t/h，抽出液塔顶蒸汽发生器可产0.45MPa 的低压饱和蒸汽
41 t/h。以上两个蒸汽发生器产的蒸汽和歧化装置甲苯塔顶送出的14.1 t/h 蒸汽共
计176.1 t/h，一起送至二甲苯重热炉的对流段过热至185 ℃，过热后的蒸汽分别
油气回收装置
油气回收装置
一、概述
经济的高速增长和汽车保有量的快速攀升，中国的石油能源供应日趋紧张，对国外原油进口的依赖性日益增大。据统计，中国的原油进口已达到1亿吨/年，仅次于美国。国际形势的变化将直接影响国内的石油供应，甚至导致油价的大幅上涨。另外，酝酿中的费改税改革可能会导致油价的大幅上涨。
有资料显示，2003年全国消耗汽油5000万吨，在运、转、销过程中至少排放2.8亿立方米油气，每立方米油气中至少含有1.2千克汽油。据统计，2003年我国仅油气挥发一项造成的经济损失就高达13亿人民币[2.8亿立方米×1.2千克/立方米×4000元/吨（汽油单价）=13.44亿人民币]；据不完全统计，2004年我国因油气挥发造成的经济损失高达20亿人民币。以一个年加油量为6000吨的加油站为例，一年的油气挥发率为千分之六以上，即36吨汽油被白白挥发掉。按照目前汽油5000元/吨价计算，一年损失的总金额就达18万多元。这还没把油价可能继续上涨的因素考虑进来。
另外油气挥发造成油品质量下降。油品蒸发损耗的是其较轻的组分，随着轻镏分蒸发，汽油的初馏点升高，蒸气压下降，启动性能变差，辛烷值降低。据有关资料介绍，航空汽油在其损耗率达到1.2 %时，起初馏点升高3℃，蒸气压下降20%，辛烷值下降0.5个单位。
在油站的卸油和加油过程中，会导致大量的油气排放。油气主要成分有丁烷、戊烷、苯、二甲苯、乙基苯等，多属致癌物质，平均的油气浓度在10～35 vol.％。油气对人体造成的危害也不能忽视。油气被紫外线照射以后，会与空气中其他气体发生一系列光化学反应，形成毒性更大的污染物，这对在加油站的操作人员的身体危害非常严重，也影响进入加油站的客户的身体健康。同时对油站周边的大气环境造成严重的污染，这在闹市区尤其如此。在北京，城区内的加油站已被全部要求加装油气回收系统，以适应北京2008年绿色环保奥运的要求。
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苯、甲苯、二甲苯混合物中甲苯的回收装置设计
摘要：目前国内采用传统颗粒活性炭装置，吸附能力低，资源浪费严重，本文采用了性能优越的吸附材料和先进的工艺设计，使甲苯的回收率达到95%以上，而且甲苯的品质好，可以直接作为原料使用，实现了清洁生产和废弃资源化，收到了很好的环境效益和经济效益。为此本文设计了一个吸附柱，柱高为4.5m，底面直径为0.6m，选用活性炭作为吸附剂。该吸附柱可用于甲苯的回收，处理能力为10000cm3/h。
关键词：吸附柱；活性炭；甲苯回收；废物资源化
Benzene, toluene, xylene, toluene mixture design recovery
Yang Wei Wei
(Mechanical and Electrical Engineering machine from 10-3 classes 0310967) Abstract: At present, the traditional granular activated carbon unit, the adsorption capacity is low, serious waste of resources, this article uses the superior performance of adsorption materials and advanced process design, toluene recovery rate of 95%, and toluene of good quality, can be directly as a raw material used to achieve cleaner production and waste recycling, received a very good environmental and economic benefits. This paper designs an adsorption column, column height of 4.5m, bottom diameter of 0.6m, use activated carbon as adsorbent. The toluene
adsorption column can be used for the recovery, processing capacity of 10000cm3 / h.
Keywords: adsorption column; activated carbon; toluene recovery; waste recycling
0. 前言
芳烃是石油化工工业的重要基础原料，在总数约为800万种的已知有机化合物中，芳烃化合物占了约30%，其中BTX芳烃（苯、甲苯、二甲苯）被称为一级基本有机原料。BTX芳烃主要来自石油馏分催化重整生成油和裂解汽油，少部分来自煤焦油。近年来通过轻质烃类芳构化及重芳烃轻质化来生产BTX芳烃的技术得到了较快的发展。由于科学技术的飞速进步以及人们对生活和文化的需求日益提高，促进了以芳烃为基础原料的化学纤维、塑料、橡胶等合成材料以及品种繁多的有机溶剂、农药、医药、染料、香料、涂料、化妆品、添加剂、有机合成中间体等生产的迅猛发展。苯最大的用途是生产苯乙烯、环己烷和苯酚。其次是硝基苯、顺酐、氯苯、直链烷基苯等；甲苯大部分用作汽油组分，它的化工利用主要是生产硝基甲苯（TNT）、苯甲酸、异氰酸酯等；二甲苯中用量最大的是对二甲苯，是生产聚酯纤维和薄膜的主要原料，邻二甲苯是制造增塑剂、醇酸树脂、不饱和聚酯树脂的原料。
二战期间甲苯被大量用于制作TNT，作为炸药原料；战后甲苯用于制作TNT的比例减小，而大部分用作汽油的掺和组分和溶剂，用作化工原料的比例较小，C9芳烃则大都用作汽油的掺和组分，作为燃料烧掉了。为了充分利用甲苯和C9芳烃资源，解决苯和二甲苯的需求，人们将直接用途较少相对过剩的甲苯和C9芳烃通过甲苯歧化或甲苯与C9芳烃烷基转移反应生成用途广泛、供不应求的苯和二甲苯，满足市场需求。
传统的甲苯回收装置存在很多缺点和回收装置设计上的问题，使得甲苯的回收成本较高，回收率较低，品质差，大都不能直接作为配胶原料继续使用。在甲苯歧化与烷基转移反
应生产苯和二甲苯的过程中，未转化的甲苯需要从产品中回收后，从新作为原料循环使用，以提高甲苯的最终转化率。本文设计了一固定床吸附住可用于上述过程中，甲苯的回收和再利用。
1. 吸附剂的选择
由于活性碳是比较非极性的物质，对有机质具有很强的亲和性；即使在有水分的存在，吸附性能下降的也不大；而且比较廉价等原因，它在有机溶剂类的吸附中用的很多。特别是回收溶剂中常用的成型颗粒活性炭，它是以煤、石油、木材、椰子壳等为原料，经过炭化、粉碎、成型、烧成（炭化）及水蒸气活化，制成的粒度为2-5mm 的产物。此外，也使用将原料炭化、破碎、筛分以后，用水蒸汽活化过的、粒度为1mm 以下的破碎状活性炭。纤维状活性炭是将再生纤维素、聚丙烯酯、酚醛树脂及沥青系纤维等，经过炭化、活化处理制成的。
活性炭的吸附性能由孔隙大小与比表面积决定。可以认为，孔隙的大小决定对吸附质的选择性，而比表面积的大小决定吸附容量。活性炭的特点是比表面积及比孔容积大，单位重量的吸附量也大。
根据活性炭吸附剂的上述特点及本设计中拟采用固定床吸附柱，因此本设计中，拟采用以石油沥青为原料，制造的耐磨性能好的直径0.5-1mm 的球形活性炭作为吸附剂。使用这种活性炭，回收装置的吸附、脱附操作能够连续进行。
2. 吸附时间的确定
在间歇操作装置，吸附器吸附床层和再生设备需要配套使用，整套装置一般需要有两个吸附柱，一个在使用，一个再生，外加一个加热器和冷却器，冷凝器等附属设备。这套设备要能经济地连续操作使用，必须使
吸附操作时间≥加热时间＋冷却时间
吸附时间τs :
w
B w s M
C uA V G 00ετ= 式中V w -吸附器的工作容器
G 0-不计吸附质的吸附剂用量
加热时间τh
⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎣⎡∆+∆∆=''0h pf M h pf M w h ps h t C th C G M t GC ρλρτ 式中 G-吸附剂重量加吸附相当量和贮器当量之和；
C pc －吸附剂的比热；
C ps －吸附相的比热；
C pw －贮器的比热；
Δt －再生时，床层温度升高的差值；
G c －贮器的重量；
τh －加热时间
Δt h ’－加热时，再生气入口和出口之间的平均温度差。
冷却时间τc
0'
0pc c w s
c M pf c w GC t C M G C t V ττρ∆=∆