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二 装置流程图及其说明
粗苯的精制包括下述三个过程：
（1）初步精馏：将噻吩和吡啶，C5与苯烃进行分离，得到初馏分和苯，甲苯，二甲苯等苯类混合馏分。
（2）化学精制：把经过初步精馏得到的苯类混合馏分中含有沸点与苯族烃相近的不饱和化合物及硫化物除去。
（3）最终精馏：经过连续精馏得到合乎标准的纯产品。
2.1生产设备的选择
2.1.1精馏塔类型的选择
气－液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。精馏操作既可采用板式塔，也可采用填料塔，板式塔为逐级接触型气－液传质设备，其种类繁多，根据塔板上气－液接触元件的不同，可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮动舌形塔和浮动喷射塔等多种。
板式塔在工业上最早使用的是泡罩塔(1813年)、筛板塔(1832年)，其后，特别是在本世纪五十年代以后，随着石油、化学工业生产的迅速发展，相继出现了大批新型塔板，如S型板、浮阀塔板、多降液管筛板、舌形塔板、穿流式波纹塔板、浮动喷射塔板及角钢塔板等。目前从国内外实际使用情况看，主要的塔板类型为浮阀塔、筛板塔及泡罩塔，而前两者使用尤为广泛。
筛板塔也是传质过程常用的塔设备，它的主要优点有：
(１) 结构比浮阀塔更简单，易于加工，造价约为泡罩塔的60％，为浮阀塔的80％左右。
(２) 处理能力大，比同塔径的泡罩塔可增加10～15％。 (３) 塔板效率高，比泡罩塔高15％左右。
(４) 压降较低，每板压力比泡罩塔约低30％左右。
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筛板塔的缺点是：
(１) 塔板安装的水平度要求较高，否则气液接触不匀。 (２) 操作弹性较小(约2～3)。
(３) 小孔筛板容易堵塞。
浮阀塔是在泡罩塔的基础上发展起来的，它主要的改进是取消了升气管和泡罩，在塔板开孔上设有浮动的浮阀，浮阀可根据气体流量上下浮动，自行调节，使气缝速度稳定在某一数值。这一改进使浮阀塔在操作弹性、塔板效率、压降、生产能力以及设备造价等方面比泡罩塔优越。但在处理粘稠度大的物料方面，又不及泡罩塔可靠。浮阀塔广泛用于精馏、吸收以及脱吸等传质过程中。塔径从200mm到6400mm，使用效果均较好。国外浮阀塔径，大者可达10m，塔高可达80m，板数有的多达数百块。
浮阀塔之所以这样广泛地被采用，是因为它具有下列特点：
(１) 处理能力大，比同塔径的泡罩塔可增加20～40％，而接近于筛板塔。 (２) 操作弹性大，一般约为5～9，比筛板、泡罩、舌形塔板的操作弹性要大得多。
(３) 塔板效率高，比泡罩塔高15％左右。
(４) 压强小，在常压塔中每块板的压强降一般为400～660N/m2。 (５) 液面梯度小。
(６) 使用周期长。粘度稍大以及有一般聚合现象的系统也能正常操作。
(７) 结构简单，安装容易，制造费为泡罩塔板的60～80％,为筛板塔的120～130％
据此本课程设计选取浮阀塔。
2.1.2化学精制工艺的选择
由于不饱和化合物与苯类产品之间的沸点温度相差很小，不能用精馏的方法把它们分开，要用化学的方法分离。工业上有两种方法：酸洗精制法和加氢精制法。
酸洗精制法具有工艺流程简单、操作灵活、设备投资少，材料易得，常温常压下运行，但有液体废物产生。该方法在中国焦化厂已经广泛采用。加氢精制法
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工艺复杂，对设备材质要求较高，所的产品质量好，用途广，售价较高，没有液体废物产生，有利于保护户环境，宜在粗苯集中加工厂采用。 本设计采用酸洗精制法。
2.2粗苯的精制
粗苯的精制包括下述三个过程：
（1）初步精馏：将低沸点的二硫化碳和戊烯等不饱和化合物与苯烃进行分离，得到初馏分和苯，甲苯，二甲苯等苯类混合馏分。
（2）化学精制：把经过初步精馏得到的苯类混合馏分中含有沸点与苯族烃相近的不饱和化合物及硫化物除去。
（3）最终精馏：经过连续精馏得到合乎标准的纯产品。
粗苯经初馏塔初步精馏，塔顶得到初馏分低沸点的二硫化碳和戊烯等不饱和化合物，塔底得到苯，甲苯，二甲苯等苯类混合馏分。初馏塔由重沸器供热，由于塔底含有不饱和化合物形成的聚合物，进入重沸器之前需经过过滤器滤出聚合物，以减轻设备的堵塞。
初步精馏得到的苯类混合物中含有沸点与苯族烃相近的不饱和化合物及硫化物，不能用精馏法把它们除去，为了制取合格产品，必需将它们预先除去，除去这些杂质用硫酸处理。用硫酸进行洗涤。
经过硫酸洗涤的混合馏分带有碱性，首先进入吹苯塔，把苯，甲苯，二甲苯吹出。吹出苯由泵送入纯苯塔。纯苯塔的蒸汽温度控制在80℃左右，在此温度下逸出的蒸汽经冷凝器冷却把油和水分离，所得到的纯苯一部分作为回流送入塔顶，一部分作为产品采出。塔底纯苯残液温度为124-128℃，由塔底排除，送入纯苯残油槽。
纯苯残油积累到一定量后，用泵连续送入甲苯塔进行精馏。蒸汽经冷凝器冷却把油和水分离，所得到的甲苯一部分作为回流送入塔顶，一部分作为产品采出。塔底甲苯残液由塔底排除，送入纯苯残油槽。甲苯残液要求不含甲苯。
处理甲苯残液，用泵连续送入二甲苯塔进行精馏。塔顶逸出的蒸汽经冷凝器冷却把油和水分离，所得到的二甲苯一部分作为回流送入塔顶，其余部分作为产品采出。
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粗苯精制工艺流程图如下图：
苯初馏分硫酸添加剂碱液纯净BTX甲苯二甲苯溶剂油盐溶液水残液蒸汽水釜残液残液蒸汽酸焦油再生酸图2-1粗苯精制工艺流程图
三 装置的工艺计算
3.1初步精馏计算
初步精馏塔如下图：
图3-1 初馏塔
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3.1.1原始数据获取
回收的粗苯：2+0.1×19＝3.9万吨
全年生产时间：300天，其余时间为维修时间。 则粗苯进料流量：39000×1000÷(300×24)＝5417kg/h
表3-1 原料各组分数据汇总
组分 产生粗苯：39000吨/年 C4H4 C5H5N 0.0035 84 18.960 0.2257 0.0036 0.003 79 16.251 0.2057 0.0033 C5 0.007 70 37.979 C6H6 0.705 78 3819 C7H8 0.125 92 677 7.36 C8H10 0.042 106 227.5 2.146 C9 0.072 120 390 3.25 ? Wi 0.9575 M m n Xi 分离要求 5186.8 62.69 1.0000 0.5426 48.96 0.0087 0.781 0.1176 0.034 0.0518 苯的纯度：99.8％ 甲苯的纯度：93％ 3.1.2初馏塔清晰分割物料衡算
工艺要求：此段精馏过程在常压下进行要求苯在塔顶的回收率99.8％，甲苯在塔底的回收率93％。
根据设计计算，按清晰分割，选苯为轻关键组分，甲苯为重关键组分。
fl?5417?0.705?78?48.96kmol/h fh?5417?0.125?92?7.36kmol/h
塔顶产品：
dl?0.998?48.96＝48.862kmol/h dh?7.36?(1?0.93)?0.5152kmol/h
塔底产品：
wl?48.96?48.862?0.098kmol/h
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