中国石油大学胜利学院本科毕业设计(文献综述)
表3-8原料中杂质指标
项目 硫,wtppm 氮,wtppm 氯,wtppm 溶解氧,wtppm
3.5化学品规格
本装置使用的化学品有溶剂环丁砜、消泡剂、单乙醇胺(MEA),其质量规格分别列于表3-9
表3-9环丁砜规格
指标 0.5 0.5 <1.0 1.0 项目 外观 流程(760mmHg) 硫含量 环丁砜含量 密度 水 热稳定值 PH值
表3-10消泡剂规格
项目 硅质物质含量 密度(20℃) 运动粘度(40℃) 开口闪点 单位 - kg/m3 mm 2/s
表3-11单乙醇胺(MEA)规格
单位 - 540 °F 550°F W% W% 30℃,kg/m3 W% MgSO2/h.kg 规格 无色透明 ≤5% ≥95% 26.0-27.0 ≤0.3 1260-1270 ≤3 ≤65 6-9 规格 100% 970-1000 220-250 6-9
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项目 外观 比重(20℃) 当量 沸点(760MMHG) 颜色(PT-CO) 单位 - - ℃ AHPA 规格 无色透明液体 1.017-1.027 61-63 160-170 ≤25 2.6产品规格
本装置的主要产品混合芳烃,副产品为抽余油。混合芳烃进入下游单元经过白土处理和精馏分离得到苯、甲苯产品。
4.0工艺操作参数
4.1抽提蒸馏塔
抽提蒸馏塔是利用溶剂抽提蒸馏分离芳烃和非芳烃的关键设备。
设计为70块塔板,塔径及切线高度2200/3800/5200*49300。来自上游重整汽油C6-C7馏分在塔第25塔板进入,系统循环溶剂在第9块塔盘进入,C6-C7馏分进料口以上为抽提精馏段,下段为芳烃提浓段。溶剂与进料在塔内进行多级萃取精馏,塔顶得到非芳烃产品,塔底得到含芳烃的富溶剂。
抽提蒸馏塔的控制目标是塔底芳烃中非芳烃含量小于1000ppm(脱溶剂基),而塔顶非芳烃中芳烃含量应小于0.14%。该塔的操作控制是保证产品质量和收率的关键。在抽提蒸馏塔的操作中,必须选择适当的塔压、溶剂温度和溶剂水含量、溶剂比及回流比,使塔板上维持正常的汽-液两相或处在临界互溶区操作,以确保气液传质的效率和水力学流动的稳定性。在所推荐的操作参数范围内,可保证抽提蒸馏塔稳定工作在单液区。如果在塔板上产生气液液三相,则会显著降低塔板的分离效率,严重时会产生泛塔。
定性地讲,较低的塔压、较高的溶剂比和溶剂温度和溶剂温度、较低的溶剂水含量和较低的非芳烃含量有利于避免气液液三相的形成。塔的压力不可过高,否则容易产生两个液相;塔压也不可过低,否则塔底温度塔底,会给后面的回收塔再沸器造成过重的负担。溶剂比高,非芳烃的相对挥发度大,有利于提高芳烃产品的纯度和回收率,但过大的溶剂比又会降低装置装置的处理能力并增加能耗。适当提高溶剂温度,有利于避免塔板上两个的液相的形成,对稳定操作有一定好处,但过高的溶剂温度,容易造成抽余油中芳烃失增加,特别是苯的失。溶剂的水含量越低,对烃的溶解能力越强,有利于避免两个液相,然而保持0.5-1.0%的水含量方可有效降低溶剂回收塔底温度,对提高溶剂的选择性也有一定好处。
在保证抽提蒸馏塔稳定操作的前提下,通过控制抽提蒸馏塔的操作参数实现芳烃产品的高纯度和高收率。这些操作参数包括溶剂比、溶剂入塔温度、灵敏板温度和贫溶剂烃含量等。
4.1.1溶剂比
抽提蒸馏塔溶剂从塔第9块塔盘进入,溶剂比是指循环溶剂总量与原料的质量比。当溶剂比介于4.0到6.0时,甲苯回收率在99.8%以上,几乎不受溶剂比影响。而此时苯收率和芳烃纯度随溶剂比增加而增加。当溶剂比小于4.2时,混
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合芳烃中非芳烃超过0.2%,产品纯度不合格。当溶剂比为4.5-5.5时,芳烃产品纯度合格且具有满意的产品回收率。
4.1.2贫溶剂温度
贫溶剂温度的影响。随着贫溶剂入塔温度升高,灵敏板的控制温度也应相应提高,才能保证达到同样的产品纯度。例如,贫溶剂温度为115℃时,适宜的灵敏板温度控制值约为138℃;而当贫溶剂的温度为121℃,灵敏板温度应控制约为141℃。随着贫溶剂入塔温度的提高,抽余油中失的苯有所增加。一般而言,贫溶剂入塔温度高,有利于避免抽提蒸馏塔内两个液相的形成,对稳定操作有利。稍低的贫溶剂温度,对降低抽余油中苯的含量有好处,但过低的温度,容易造成抽提蒸馏塔形成两个液相,使装置的操作难度加大。
4.1.3灵敏板温度
抽提蒸馏塔灵敏板温度对分离效果的影响。总的趋势是随灵敏板温度的控制值的提高,芳烃的纯度改善,而抽余油中的苯相应增加。灵敏板温度在某一范围内变化如136-142℃时,对芳烃纯度和抽余油中的苯的含量影响不大,这就是适宜操作区。当灵敏板温度过低时,芳烃中的非芳烃含量迅速上升。灵敏板温度适当升高一些,系统的抗干扰能力增强,但灵敏板温度过高时,则抽余油中损失的苯将大幅度提高。因此,灵敏板温度的控制值必须控制在合理范围内。过高或过低,灵敏板都将不成其为灵敏板,对分离效果不利。但在实际操作中应密切关注灵敏板区温度的变化,必要时进行手动超前调节,并注意调整的幅度不能过大。
4.1.4贫溶剂中苯含量
贫溶剂中苯含量对抽提蒸馏的影响。对一定的溶剂比、灵敏板温度控制在合理范围时,抽余油中苯含量几乎随着贫溶剂中的苯含量的增加而直线上升。这是抽提蒸馏过程中,为了达到要求芳烃纯度,必须将原料中较重的非芳烃从抽提蒸馏塔顶蒸上去,这就不可避免的将溶剂中携带的苯随着非芳烃完全蒸出,而在合理的灵敏板温度操作区,原料中的苯几乎不被蒸出,因此抽余油中的苯含量与贫溶剂中的苯含量便成线性关系。所以,实际操作中,应保证贫溶剂中苯含量不大于0.05%。
总体来说,对抽提蒸馏塔的操作,必须维持在合理的塔压力、溶剂比、溶剂含水量、溶剂温度等参数,主要通过灵敏板的温度来控制产品的质量及收率,该塔是保证芳烃纯度和收率的关键设备,操作必须十分谨慎,特别要注重灵敏板温度的控制。
4.2溶剂回收塔
溶剂回收塔的主要作用将芳烃和溶剂分开。该塔塔板数为30块,塔径切线高度5200*28200。来自抽提蒸馏塔塔底的富溶剂在此塔内进行减压、水蒸气汽提分馏,分理出混合芳烃和贫溶剂。
影响该塔操作的主要因素有塔压力、回流比、汽提水比和塔底温度等。塔的残压低,有利于芳烃和溶剂的分离但如果残压太低,塔顶空冷冷却效果将出现困难。
4.2.1回收塔回流比
回收塔回流比在0.4-0.8的范围内变化时,混合芳烃中均不含环丁砜,但当回流比小于0.4时,特别是小于0.35时,环丁砜含量急剧上升。因此,为了确保芳烃中不含环丁砜,且具有足够的抗干扰能力,适宜的回流比可控制为0.5-0.7的
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范围为宜。 4.2.2汽提水
汽提水比对溶剂中烃含量有显著影响。回收塔底温度控制在170-177℃下,当汽提水比由0.008上升至0.012时,贫溶剂的甲苯含量迅速降低,而汽提水比由0.016进一步提高到0.02时,对降低贫溶剂中甲苯含量的作用明显减小。因此,比较适合的汽提水比范围大约为0.012-0.018。
4.3溶剂再生塔
溶剂再生塔实质上是一个减压蒸发器,其作用是将溶剂中的聚合物和固体残渣去除,使溶剂得到净化,从而保持整个系统的洁净。影响溶剂再生塔的主要因素有残压、再生塔塔底温度。溶剂再生塔塔顶气直接回到溶剂回收塔底,其操作压力由溶剂回收塔操作压力决定的。为了避免溶剂热降解,溶剂再生温度一般控制在170-177℃。
环丁砜在有氧条件下,分解加速,生成有腐蚀性的磺酸。为了避免设备腐蚀,溶剂的PH值要控制在6-9。单乙醇胺作为缓蚀剂加入溶剂系统中以调节溶剂系统的PH值。单乙醇胺(MEA)加入溶剂系统可以中和酸性物质调节PH,但生成的盐类物质过多积累会影响换热设备和塔盘的效率。因此,保证溶剂系统的PH值得最佳途径应该是做好系统的气密性,最大限度减少溶剂降解。
2.1.2 歧化及BT分馏单元
二、歧化及BT分馏单元 1、工艺设备描述 ⑴进料缓冲罐
进料缓冲罐时垂直放置的罐。来自上游的物料量在瞬间变化时,进料缓冲罐就成为代替的储存系统。这个设备是用不锈钢制造的,可以防止来自氢气的腐蚀。
⑵联合进料换热器(板换或联合进料换热器CFE)
板式换热器时高效率和低压降的换热器,钢板凹槽是先形成的,然后保留尽可能长的边缘焊接在一起。用热冷板束替代热冷管道,这些板束在两连接,物流通过分配器和收集器进行分配和收集,整个管束被装在压力容器内。
冷热液流通过两个板束之间的通道进行逆流换热。由于板束的表面间隔和所形成的形状和折流板,使板换有了极大的换热效率。扰动湍流相对较低的压降使板换具有很好的热传导效果。液体物料通过管板间的分配器喷淋头进入板换,并且被喷送到板束间的通道。
这些板换根据设计要求,必须要小心操作,微小物质能够阻塞板束间的微小间隙。
为了避免堵塞板束间的间隙,在进料分配器管线上游要安装进料蓝氏过滤器(设置两个,清洗过滤器时,备用),其内部有30目不锈钢网筛覆盖的钢盘。
一个锥形过滤器被安装在反应器下游物料管线上,用来收集来自反应器的杂
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