08二甲苯精馏基础知识.docx

保密内部资料不得外传大连健大化石油化工开工资料之二芳煌根底学问二甲装分馆装置大连福佳大化石油化工2023年十月第一章Wi1六、精埔塔的操作方程20第六节双级分精储的操作型的计算35一、精慵过程的操作量计算35三、喷射接触状态41二、干板不降43二、空间上的不均匀流淌46一、点效率52一、效率与气液负苻61三、塔板的压力牌66二、进料规格68三、加热炉对流段的热联合利用73四、装置内设备间进展热利用74第四节停工检作80二,悴车留意事项80二、二甲米再蒸馅塔82五、塔釜温度85二、二甲苯分谯单元关键部位87二、工作人员在现场工作时，瞿所意的事项87第一章概述第一节二甲荤精馆在PX装置中的作用二甲苯精做单元在联合装置中起承上启下的作用，该装置接收来自联合装置上游芳燃抽提装置的领原料Uft芳烧及联合装园内异构化所产生U芳爆，经过周密分懒，除了分别出100x1.0”a纯度98%以上的翎二甲苯产品外，G(I芳垃将作为吸附分别的进料，二甲茶精馅装置具体作用如卜.：1 .利用向土塔脱出出整原料和异构化原料中的烯燃，防止烯堤进入吸附分别局部.2 .重修油分做塔将申整石肽油进展分慵.分做出其中的C7组分.3 .:甲茶再蒸储塔将啦整原料和异构化原料中的C芳烧与C芳烧分别，894 .二甲聚分做塔将异构化原料进展分惘,塔顶为据OX的O芳烧，塔底为富含OX的产品,85 .邻二甲紫塔上要作用是将二甲苯分慵塔塔底来的物流分慵出合格的OX产品.6,:甲君再然慵塔和一甲苯分储塔塔顶和塔底物流作为热我体为推个联合装W.供给热源二甲米精幅单元与联合装置的各装置除了亲热的物料联系外还有亲热的热物流联合利用关系.甲苯:慵单元在PX联合装置中的地位可以从下面的图形中可以看出1DaMnFgF¼rocho*uf.PXgea其次节二甲莘精馆的特点1、二甲米Mt装置设有两台二甲弟塔,其中一台为二甲米再蒸福塔，主要处理外来预原料和大局部异物化的C为除J将其全部C芳检从塔顶分除，塔底为C芳华.另一台二甲苯分惆塔.处理来自异构化的C芳沿，将所需的邻二甲苯产品印花塔底物流中作为邻二甲苯塔进料.这方案在国内同类装置中是首次承受，其主要目的是避开由于上游至拉装以原料变化而导致C芳除中含有少量CP+叫而影响邻二甲米产品纯度,以确保邻二甲藻纯度98%指标的实现.其次也可以削减一套大型化塔系统带来的工程上的燃烟.2,二甲米精塔装置处理址很大，二甲米再蒸福塔和二甲米分懦塔塔顶物流含有丰富的潜热资源,同时塔底又需很大热负荷的加热炉供热.而联合装置中其他装也的一些塔又缺乏热海.因此承受两台塔适当提压操作后，塔顶物流可分别供给抽余液塔和抽出液塔、邻：甲米塔、近整油分情塔所需刑疥.此外，两台塔底菰沸炉除满足本身塔所需供给热信外还可作为热钱体给温位高的双芳嫌塔、重整油分储塔塔底进臼士塔塔底前换热器和解吸剂再蒸饵!塔的塔底物流供热.承受这些方案将使联合装置的能耗大大降低，3、二甲米再蒸愉塔和二甲米分皤塔承受热I可流方案.供给下游黜t热进料，均有利于节能降耗.4、二甲米再装德塔和二甲米分储塔由于汽液相负荷很大，塔盘多达213层.5,二甲装再蒸做塔水沸炉和二甲羊分慵塔很沸炉的对流段分别加热来自异构化品.芳燃进料.此外.两炉烟气分别设置余热13收系统,炉子效率达90%.其次章精慵根本学问第一节接述化工生产常需进展液体混合物的分别以到达提纯或回收有用组分的目的“互溶液体混合物的分别有多种方法，蒸惘及柏慵是其中最常用的一种蒸悟分别的依据是液体均具有挥发而成为蒸汽的力气，但各种液体的挥发性各不一样.因此.液体混合物部份汽化所生成的汽相组成9液相组成将有差异.依据这一差异.实行适当的措施可整液体混合物加以分别.设在确定温度下以空气拂过盛fA、B两出分组成的混合液外衣.假设A的挥发力气大于B.则空气中的A、B两组分的浓度之比必大于混合液中A、B浓度之比,即y/y>xx(2-2-1)BAB式中y、y一气和中A*B两组分的摩尔分率；ABx、X一一液相中A、B两俎分的摩尔分率。AB自然，由于空气的存在，y可能小于X,但y/>必定大于Xx.AAABAB底部产物图2-2-1平衡蒸馈I一加热卡12一节流饵：3一分别战，4一冷寂图2-2-2简洁蒸慵1一蒸Ia后：2-冷凝然,3一产丛受柳通常.并不使空气参与这一过程,以免除以后产物与空气的分别.为此,可格液体混合物加热沸腾使之局部汽化，所得的汽相不仅满足式(2-2-1),且必有yj>x,此即为蕉检操作,可见，恭储旗作是耕混合液中各组分挥发性的差异而到达分别目的的。习惯上,混合物中的易挥祖分有时也称为轻俎分，艰挥发俎分则称为丑处分.平衡蒸情又称闪蒸.系连续定态过程.其流程如图221所示.原料连续地进入加热炉.在炉内被加热至确定温度，然后经节流减压至预定压强，由F压强的突然降低，过热液体发生自蒸发，液体局部汽化.汽、液两相在分别器中分开,汽相为顶部产物,其中易挥发Jf1.份较为富集,液相为底部产物,其中难挥发组分获科r增浓.简沽然慵为间敬操作过程。将一批料液参与如图222所示的蒸淄釜中，在恒压卜加热至沸艇，使液体不断汽化,间续产生的蒸汽经冷凝后作为顶部产物,其中易挥发物相对地潮集.在蒸濡过程中.釜内液体的易挥发物浓度不断下降.蒸汽中的易挥发物浓便也相应地随之降低.因此.通常是分摊收集顶部产物，最终将釜液一次排出。由于混合液中轻、亚组分都具有确定的挥发性，上述两个过程只能到达有限程度的提浓而不行能满足高纯度分别的要求.如何依据组分挥发性的差异开发一个过程.以实现高纯度的分别是蒸储方法能否广泛应用的核心同时，为此提出了相愉过程，蒸懦操作的费用和操作压强蒸慵操作是通过汽化、冷凝到达提浓的目的.加热汽化需要耗热，汽相冷凝则需要供给冷却fit.因此,加热和冷却费用是蒸储过程的上要操作费用.如何以最少的加热峡和冷却量:获得Ai大程度的提纯是蒸储和料输过程争论的正要任务，此外，对于同样的加兹Jft和冷却及，所牖费用还与加熟温度和冷却温僮有关，汽相冷凝温度如低于常湿，则不能用一般的冷却水,而须使用其它冷冻剂,费用将大大增加。加热温度超出一般水蒸汽加热的范阿，就要用高温找热体加热，加热决用也将增加，蒸馅过程中的液体沸腌温度和蒸汽冷凝温度均与操作压强有关，1.业蒸馈的撩作压强应进展适”，的选择，加压蒸惘可使冷凝汨度捉高以避开使用冷冻剂：减出蒸做则可使沸点降低以避开使用高温我热体，另外，当组分在S5温卜简沽发生分解聚A等变侦现象时，必需承受减压蒸临以降低乱度：相反.当混合物在通常条件下为气体，则首先必蠹通过加压与冷冰将其液化标才能进展精馈.如空气的精慵分别。待分别混合液中可能含有多个组分,但其蒸储的根本原理一样.其次节汽-液相平衡一、双根分溶液的汽波相平衡汽液相平衡是指气、液两种不同状态的混合物存在于一个系统中，在两相之中进展物版传递，最终系统的温度、压力保持恒定各相的组成保持不变,这样的状态称之为汽液平衡.在石油蒸情过程中汽液平衡主要争论温度、压力等操作参数与汽液组成之间的关系，1 .汽液两相平衡共存时的自由度依据相律，平衡物系的自由度F为F=N+2(2-2-2)现组分数N=2,相效=2,故平衡物系的自由度为2.平衡物系涉及的参数为温度、1.K的与汽、液两相的组成.气液两相的祖成通常以摩尔分率表示.对双组分物系，一相中某一组分摩尔分率确定后另一组分的摩尔分率也随之而定,液相或汽相组成均可用冷金致表示。这样，温度、压强和液相组成或气相小成)三者之中任意规定两个，则物系的状态被唯一地确定.余下的参数已不能任意选择.精做过程常系恒压操作，压强一旦确定初系只剜一个自由度。例如,当指定料液相如成,则两相平衡我存时的温度及汽相组成必随之而不能任意变动。换而言之，在恒压卜的双组分平衡物系中必存在着：液相(或气相)如成与海度间的一一对应关系：汽、液组成之间的一一对应关系.2 .双组分抱负物系的液相组成温度(泡点)关系式抱负物系包括两个含义ID液相为抱负溶液，听从拉乌尔(Raou1.t)定律;2)气相为抱负气体，听从抱倒气体定律或道尔顿分压定律。依掘拉乌尔定律.液相上方的平衡蒸汽压为P=P1.1.XAAAP=PoXBBR式中P.P液相上方A、B两组分的蒸汽压IBX、X液相中A、B两组分的浓度,摩尔分率：BP-P在溶液温度(t)下纯染分A、B的饱和蒸汽压,它们均是温度的函数，即Po=f(t)P.=f(t)（八）nIK混合液的流腾条件矩各组分的蒸汽乐之和等于外压,即P+P=PBP°X+P-(1.-)=PAABA于是(2-2-3)P-P-×=s_aP'-P-AB或p-fX-fw-/(t)A8由此可知.只要A、B两纯组分的饱和蒸汽乐P、P与温度的关系为则式(2-2-4)给出I液相组成与湿度(泡点)之间的定装关系,泡点，可直接计算液相组成；反之，组成也U1.兜出泡点，但股需经试差，这是由于fIt)和f(t)通常系非线性函数的缘山.AB纯组分的饱和蒸汽压P与温傻t的关系通常可表示成如下的阅历式：B1.og产'=A(2-2-5)t+C称为安托因(AntoiIne)方程，A.B、C为该断分的安托因常数，常用液体的A、B.C值可由手册自得.3 .汽液两相平衡组成间的关系式联立道尔顿分压定律与拉q尔定律可得pp-×y=_1.=-_.(2-2-6)pP引入相平衡常数K.y=Kx(2-2-7)A式中K=p/pA由此可见，相平衡常数K实际并格外数，当总压不变时，KKIB而变，因而液随温度而变O混A合液组成的变化.必引起泡点的变化,故平衡常数K不能保持定值.平衡常数K是温度和总乐的函数汽液相平衡常数K,是指汽、液两相到达平衡时，在系统的温度、压力条件卜.，系统中某一殂分i在汽相中的摩尔分率八与液相中的摩尔分率Xj的比值，即=yxi(2-2-8)相平衡常数½石油蒸蚀过程相平衡计算时/很要的参数，汽相组成与温度(露点)的定冰我达式.联立式(2-2-5)和(2-2-2)即可得到气相组成与温度(露点)的关系为P'PTf（OP-fy=H=a,（2.2-9）4 PP-PPJS-f（/）AZTAAIX（y）图和y-x图在总压P为恒定的条件下，汽（液）相组成与制度的关系可表示成图2-2-3所示的曲现.该图的横座标为液相（或汽相）的浓度,皆以轻组分的摩尔分率X（或y）及示（以下所述均同）.图2-2-3中AEBC的线林为泡点出殂成为X的液体在给定总压下升温至B点到达该溶液的泡点，产生第一个汽泡的祖成为yo曲线ADFC称为隔点线，确定组成的汽相冷却至D点到达该源合汽的露点，分放出第一个液满的组成为N。当某混合物的温度与总组成位于G点时，则此物系必分I成互成平衡的汽液两H1.液相的组成在E点，汽相组成在F点.图2-2-1及示在恒定总压、不同温度下互成平衡的汽液两相组成y与X的关系：对于抱京物系，汽相组成y恒大于液相如成X,故相平衡曲线必位于对角戏的上方）此外，应留意在y-x曲线上各点所对应的温度是不同的。y-x的近似表达式与相对挥发度a纯组分的他和蒸汽压只反映了纯液体挥发性的大小.在溶液中各如分的挥发性因受其它组分的影响而与纯组分不同,故不能用各用分的饱和蒸汽基表示。溶液中各组分的挥发性应使刖各组分的