年产10W吨粗苯精制工艺设计

济源职业技术学院

毕业设计（论文）

(冶金化工系)

题目年产10万吨粗苯精制工艺设计专业应用化工技术

班级化工xxx班

完成日期2011.05.08—2011.10.10

目录

摘要 (1)

第一章粗苯精制的综述 (2)

1.1粗苯的性质和用途 (2)

1.2粗苯精制原理 (2)

1.3初步精馏 (3)

1.4设计的依据 (4)

第二章工艺流程的说明 (6)

2.1化学精制工艺的选择 (6)

2.2粗苯的精制 (6)

2.3生产设备的选择 (7)

2.3.1精馏塔类型的选择 (7)

第三章粗苯精制的物料衡算 (11)

3.1初步精馏计算 (11)

3.1.1初馏塔全塔的平均温度 (11)

3.2化学精制 (12)

3.3纯苯塔的物料衡算 (13)

第四章热量衡算 (15)

4.1冷凝器的热量衡算 (15)

第五章粗苯精制中的危害因素与防护 (17)

5.1防火 (17)

5.2原料、产品、及中间产品的储存 (17)

5.3废气的处理 (18)

第六章粗苯精制的发展方向 (19)

6.1现状 (19)

6.2展望 (19)

致谢 (20)

参考文献 (21)

附图1 (22)

附图2 (23)

摘要

粗苯中主要成分是苯，是纯苯的主要来源。苯的用途很多，是有机合成的基础原料，可制成苯乙烯、苯酚、丙酮、环己烷、硝基苯、顺丁烯二酸酐等，进一步可制合成纤维、合成橡胶、合成树脂以及染料、洗涤剂、农药、医药等多种产品。

本设计首先是先介绍粗苯的组成、性质以及制得粗笨之后的用途。之后又介绍工艺流程，使得我们更清晰地了解到本设计的原理与目的。经过设备的对比选择最适合本设计的设备，最后经过物料衡算与热量衡算，得出本设计所需要的原料与热量。

本设计的产品有纯苯、甲苯、二甲苯、不饱和化合物及少量含硫、氮、氧的化合物。其中最主要的产品是纯苯、甲苯和二甲苯。

关键词：粗苯精制酸洗精制法粗苯

第一章粗苯精制的综述

粗苯精制目的是得到苯、甲苯、二甲苯等产品，它们都是宝贵的基本有机化工原料。粗苯精制包括酸洗或加氢、精馏分离、初馏分中的环戊二烯加工以及高沸点馏分中的茚与古马隆的加工利用。

1.1粗苯的性质和用途

粗苯产率以干煤计约为0.9～1.1%。其中含苯及其同系物为80～95%；不饱和化合物为5～15

主要集中于79℃以前低沸点馏分和140℃以上的高沸点馏分中，它们主要为环戊二烯、茚、古马隆及苯乙烯等；硫化物含量为0.2 ～2.0%；饱和烃为0.3～2.0%。此外，粗苯中还含有来自洗油的轻馏分、萘、酚和吡啶等成分。

粗苯中主要成分是苯，是纯苯的主要来源。苯的用途很多，是有机合成的基础原料，可制成苯乙烯、苯酚、丙酮、环己烷、硝基苯、顺丁烯二酸酐等，进一步可制合成纤维、合成橡胶、合成树脂以及染料、洗涤剂、农药、医药等多种产品。甲苯和二甲苯也是有机合成的重要原料。

1.2粗苯精制原理

粗苯中主要成分为苯、甲苯、二甲苯，它们在101Kpa压力下的沸点如下：苯80.1℃；间二甲苯139.1℃；甲苯110.6℃；对二甲苯138.4℃；邻二甲苯144.9℃；乙苯136.2℃。

由上述数据可见，沸点有差别，即挥发度不同，可以很容易分离出苯和甲苯、二甲苯的三种异构体和乙苯的沸点差甚小，难于利用精馏方法进行分离。

粗苯中与苯的沸点相近的有硫化物和不饱和化合物，故欲得纯苯较难。例如，噻吩和环己烷的沸点分别为84.07℃和81℃，精馏时分不开。由于以苯为原料进行催化加工时。硫化物能使催化剂中毒，不饱和化合物在储存时能聚合或产生暗色物，在催化加工时，易使催化剂结焦。所以要求从苯中必须除掉这些杂质。

由于精馏方法不能脱除本中噻吩和不饱和化合物，所以在精馏之前采用化学净化方法。为此，可采用加入化学试剂或催化加氢，使之生成易于分离的产物，达到净化目的。

采用化学净化办法，需要消耗化学试剂和损失原料，所以仅对精馏分离不掉的硫化物和不饱和化合物，采用化学净化方法。不同沸点馏分中不饱和化合物和硫化物含量不同，在低于苯沸点的初馏分中含量高。

在二甲苯高沸点馏分中不饱和化合物含量很高，很明显分出高沸点馏分不用化学净化方法，而只对沸点较低的馏分进行化学净化，这不仅减少了化学净化消耗，而且可以分别利用个馏分。例如初馏分低于苯沸点馏分含有环戊二烯，是合成橡胶、药品和合成树脂的原料，此外，还有二硫化碳。高沸点馏分富集有茚、古马隆、苯乙烯，可作为古马隆茚树脂原料，该树脂可制造油漆、颜料和绝缘材料等。

粗苯精制流程包括下述过程：

（1）初步精馏使低沸点化合物、高沸点含硫化合物和不饱和化合物分开。

（2）化学精制把粗苯主要组分沸点范围内所含的硫化物和不饱和化合物

脱除。

（3）最终精馏得到合乎标准的纯产品。

1.3初步精馏

粗苯初步精馏可由两个精馏塔完成，粗苯在第一个初馏塔顶分出初馏分；在第二个苯、甲苯、二甲苯(BTX)混合馏分塔顶分出BTX馏分,塔底分出重苯。假如粗苯回收工段把粗苯已分成轻苯和重苯，则不在需要第二个塔。

初馏塔很重要，初馏分要分离的很干净，否则二硫化碳进入BTX馏分中，进一步留在苯中。此外，使BTX馏分的化学净化难度增大。

环戊二烯反应能力大，粘度高，能形成高分子聚合物。初馏分塔采用效率足够高的精馏塔，塔板数为30-50。回流比为40-60，空塔气速为0.6-0.9m/s 。

轻苯的初馏分产率为1.0-1.2%，其组成约为: 环戊二烯等50-60%；二流化