3.9万吨年粗苯精制工艺设计(5)

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V=

Vn?vn=

16051.08=3003.01m3/h=0.83 m3/s

5.345取适宜速度uV?2.0m/s，那么

d?4?0.83=0.23m

2.0?10?经圆整选取热轧无缝钢管(YB231-64)，规格：?273?8mm 实际管内流速：usv?⑵.回流液进口管 回流液体积流量 Vl?4?0.83=16.01m/s

??0.3592Ln?ln=

8407.71=10.33m3/h=0.0029 m3/s 813.8利用液体的重力进行回流，取适宜的回流速度uL?0.5m/s，那么

d?4?0.0029=0.086m 0.5?经圆整选取热轧无缝钢管(YB231-64)，规格：?102?4.5mm 实际管内流速：usv?⑶进料管

进料液体密度为?0 则

4?0.0029=0.43 m/s

??0.09321?0?xf?A?1?xf?B

查得84℃时?A=814.57kg/m3 ,?B=802.87 kg/m3 代人

1?0?0.8231?0.823 ?814.57802.87??0=813.01 kg/m3

进料体积流量Vl?F?0=

9520=11.710m3/h=0.00325m3/s 813.01取适宜的输送速度uf?2.0m/s，故

d?

4?0.00325=0.045m 2?18

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经圆整选取热轧无缝钢管(YB231-64)，规格：?50?3mm 实际管内流速：ul?⑷釜残液出料管

查得120℃时?A=810.43kg/m3 ,?B=802.33 kg/m3 代人得

4?0.00325=2.14m/s

??0.04421?l??xw?A?1?xw?B

1?l0.0191?0.019 ?810.43802.33?l=803.21 kg/m3

釜残液的体积流量：

Vl?W1876.63==2.336m3/h=0.00065 m3/s ?l803.21取适宜的输送速度uw?0.5m/s，则

d?4?0.00065=0.041m 0.5?经圆整选取热轧无缝钢管(YB231-64)，规格：?42?2.5mm 实际管内流速：uw?4?0.00065=0.61m/s 2??0.037四 存在的问题及建议

4.1改进设计

粗苯原料中含有一定量的噻吩，噻吩在加氢反应后变成四氢噻吩，四氢噻吩很容易氧化成环丁砜。但是一般工艺中易产生中毒污染物，必须改进催化剂，使之能够在温和条件下氧化成环丁砜。环丁砜作为萃取剂，属于大量易耗品，并且现在市场价较高，有一定的研究价值。由噻吩转化环丁砜的工艺中，研究方向为找寻合理的催化剂，降低能耗，减少污染物排放标准。

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4.2萃取溶剂的选择

采用N-甲酰吗啉的气液相萃取蒸馏工艺时，由于N-甲酰吗啉具有遇水分解成甲酸和吗啉的性质，不可避免地存在甲苯偏碱性、纯苯偏酸性的质量问题，同时造成苯和甲苯的全氮含量相对较高。苯的主要用于制取苯乙烯生产工艺和甲苯制取异二氰酸醋(TDI）的生产工艺对苯和甲苯的全氮含量要求均很高。使用N-甲酰吗啉作为萃取剂就不可避免地提高了苯和甲苯进入苯乙烯和TDI应用市场的难度。N-甲酰吗啉分解使得产品质量稍逊，环丁砜在这一点上则优于N-甲酰吗啉。

建议综合考虑企业既定产品的市场方案，合理选用萃取剂，做到产品质量、投资等性价比的最优化。

4.3三废治理和综合利用

4.3.1废气的处理技术

低温法粗苯加氢装置的主要污染源为排污槽和脱轻塔等排气管、导热油炉和反应器加热炉烟囱、真空泵、安全阀、汽车、火车装车处和苯类贮槽等排放的污染物，主要为苯、SO2、NOx、烟尘等。

一般采用的处理方法有：N2气封法；接煤气负压系统；将废气集中进行洗涤法；低温冷凝废气法；接洗苯前的煤气系统；采用浮顶储槽；水封式检液口等，可因地制宜地选用。从国内的实践看，N2气气封法、低温冷凝法、采用浮顶储槽与水封式检液口等较易推广应用。

4.3.2废水

1生产净废水

生产净废水净循环水系统的排污水，其水质除含有少量悬浮物外，其他污染物含量较少。

2生产污水

生产污水主要为苯加氢分离水槽排出的分离水、脱轻塔、纯苯塔、甲苯塔和二甲苯塔回流槽排出的污水、洗罐站的清洗水、地坪冲洗水、生产系统的15min初期雨水等，一般含有较高浓度的COD、BOD、挥发酚、氰化物、石油类等污染物。

3废水处理方式

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为了减少生产废水的外排量及污染物浓度，建议采取以下的控制措施： (1) 将苯加氢分离水槽排出的分离水、脱轻塔、纯苯塔、甲苯塔和二甲苯塔回流槽排出的污水等先集中送往油库油的水分离器进行两级控制分离，充分除油后送至机械化氨水澄清槽，再经进行蒸氨处理后送至酚氰废水处理站。

(2) 地坪冲洗水和洗罐站的清洗水经收集后送至酚氰废水处理站处理。 (3) 建议建设初期雨水收集装置，将生产系统的15min初期雨水收集后送酚氰废水处理站处理。

(4) 建议酚氰废水处理站采用AA00生物脱氮处理工艺。污水经均和、稀释等预处理过程后送至生物处理系统，进一步去除污水中的挥发酚、氰化物、COD、氨氮、石油类等污染物。

(5) 建议装置内部设置地坪、污水井、地沟、地坑及设置必要的防渗结构层，以防止地下水的污染。

4.3.3固体废弃物

精苯装置产生的固体废弃物主要是废催化剂、溶剂的再生残液。废催化剂含Al2O3、Ni-Mo、Co-Mo等。Al2O3与Co-Mo为一般固体废渣， Ni-Mo为危险固体废渣。再生残渣含聚合物和多聚物为危险废料。

建议采取如下的处理办法：

(1) 废Co-Mo催化剂和废Ni-Mo催化剂根据其活性定期更换，其中废Co-Mo催化剂由催化剂生产厂回收，废Ni-Mo催化剂可委托有危险废物处理资质的单位处理。

(2) 溶剂的再生残液建议配入炼焦煤中，不外排。

4.4总结

综上所述，在低温苯加氢装置的建设中，笔者倾向于使用地面火炬,尝试使用国产催化剂, 用环丁砜作为萃取剂，重视三废处理，严格达标排放，选用内浮顶槽，合理利用反应余热提高加热炉的热效率，加强原料粗苯的质量管理。

4.5收获

本次煤化工课程设计旨在使我们了解煤化工工艺基本原理、重要工艺过程、设备的构造及工程设计基本内容，初步掌握化工工艺设计的主要程序及方法，锻

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炼和提高我们综合运用理论知识和技能的能力、收集和查阅文献资料的能力、分析和解决工程实际问题的能力、独立工作和创新能力。通过这次课程设计，我想我们基本上完成了本次课程设计的任务，同时也使我们熟悉了化工工艺设计的主要内容，使我们对理论知识有了进一步的认识。锻炼和提高我们综合运用理论知识和技能的能力、收集和查阅文献资料的能力、分析和解决工程实际问题的能力、独立工作和创新能力。

本次课程设计应该是我们大学以来最难的一次课程设计。虽然通过对煤化工工艺的学习，我们已经基本掌握了煤化工工艺基本的方法，但作为这次设计，由于工艺的参数、任务的设定等许多内容都需要我们自己来设定，刚开始这给我们带来了很大的困难。我们经过多次向徐老师的请教，查找了许多资料的详细参数，终于基本上完成了这次设计，通过这次设计，我们获得了许多知识。

首先，通过课程设计资料的搜索以及对数据的计算中，让我对煤化工工艺有了更加清晰、深刻的认识，课程设计本身的完成过程，其实也是自己对煤化工工艺轮廓的理解，对内容的把握的过程，这样可以更加丰富的了解煤化工工艺的全貌，对自己的专业知识学习也更加深刻，不再流于表面。通过本次课程设计提高了我的逻辑思维能力以及对材料的整合和筛选能力，这对于我今后的研究和学习有很大的帮助，通过了整个课程设计方案的描述，让我更加全面的拓宽自己的思考能力。在良好的互动环境下我们大家都很努力认真，不仅是为了取得成绩，更是为了能在知识上，在能力上都有所提高。特别使对一些参考文献的使用，和对图表的查询都有了实质性的操作，动手能力有了显著提高，使我们大家都很高兴。

其次，我感觉到合作的重要性。独自完成课程设计是相当困难的，这次设计的完成与徐老师的指导和各位同学的合作是分不开的。刚开始设计时，我们感觉非常困难，在徐的指导下，找到突破口，怎么来设计。在具体计算的过程中，我们又遇到许多困难，例如：粗苯中那么多组分，怎么计算组分组成，化学精制中怎么计算物料衡算，三个精馏塔的计算问题怎么简化成我们学习过的模型等等。在我们共同的努力下，终于把这些问题都解决了。因此，在今后的工作中一定要注意团队合作，这样会事半功倍。

当然这次设计中也有一些问题。在精馏塔的计算中和化学精制的计算过程中，由于时间的原因，资料的有限，为了能便于计算，我们简化了模型，使整个过程

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