年產(chǎn)三萬(wàn)噸對(duì)二甲苯生產(chǎn)的工藝設(shè)計(jì)10000字

在經(jīng)濟(jì)與科技飛速發(fā)展的現(xiàn)在，對(duì)二甲苯的重要性也逐漸顯現(xiàn)，中不可或缺的的一種，根據(jù)過(guò)去幾年的需求增長(zhǎng)量來(lái)看，在今后的很多日子里對(duì)二甲苯的生的增長(zhǎng)速度快速增長(zhǎng)，其消費(fèi)水平增長(zhǎng)速度也將達(dá)到25.2%,但國(guó)內(nèi)對(duì)生產(chǎn)對(duì)二甲苯的生產(chǎn)本文主要闡述年產(chǎn)三萬(wàn)噸對(duì)二甲苯生產(chǎn)的工藝設(shè)計(jì)，概述了甲基化工藝、分離提純對(duì)二甲苯工藝等工藝對(duì)生產(chǎn)對(duì)二甲苯的研究與進(jìn)展，并對(duì)各種工藝進(jìn)行對(duì)比分析、深入研究與介紹了各項(xiàng)工藝的缺點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)。的資料與文獻(xiàn)，進(jìn)行工藝流程的物料衡算、能量衡算以及所要用的精餾塔、塔附件、溢流裝 11.1對(duì)二甲苯性質(zhì)及用途 11.2工藝生產(chǎn)現(xiàn)狀 22市場(chǎng)分析 32.1生產(chǎn)鏈條 32.2生產(chǎn)需求 32.3國(guó)內(nèi)具體情況 43原料路線 54生產(chǎn)工藝 74.1生成混合二甲苯的工藝 74.1.1選擇性甲苯歧化工藝 7 74.1.3分離提純對(duì)二甲苯工藝 84.2生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)展 94.2.1歧化和烷基轉(zhuǎn)移法 4.2.2甲苯-甲醇烷基化 4.3結(jié)論與建議 5生產(chǎn)方法及工藝流程的選擇 5.1對(duì)二甲苯生產(chǎn)方法 6物料衡算 6.1計(jì)算參數(shù) 6.2實(shí)際產(chǎn)量計(jì)算 6.2.1烷基化反應(yīng)系統(tǒng)物料衡算 6.2.2催化劑用量計(jì)算 6.2.3各種原料用量 7能量計(jì)算 7.1電能消耗 7.2水量消耗 8設(shè)備選型 8.1塔徑的計(jì)算 8.2精餾塔總有效高度的計(jì)算 8.2.1精餾塔有效高度 8.2.2塔附件及總高度的計(jì)算 8.2.3溢流裝置計(jì)算 8.2.4踏板布置 8.2.5塔板的流體力學(xué)校核 8.2.6塔板負(fù)荷性能圖 9廠址的選擇 9.1廠址選擇的基本原則 28 11綜述1.1對(duì)二甲苯性質(zhì)及用途對(duì)二甲苯(Paraxylene)為有機(jī)化合物的一種，分子式是C8H10,分子結(jié)構(gòu)式如圖1.1,是非常重圖1.1對(duì)二甲苯分子圖式表1.1對(duì)二甲苯基本理化性質(zhì)沸點(diǎn)熔點(diǎn)閃點(diǎn)相對(duì)密度(水=1)蒸氣壓25(℃)相對(duì)蒸氣密度(空氣=1)對(duì)二甲苯的用途十分廣泛，是生產(chǎn)松油苯二甲酸(又叫純對(duì)苯二酸或?qū)μ?與其衍生物的必要原材料之一，在日常生活中對(duì)二甲苯對(duì)我們也很重要，還可以作為衣物中的滌綸纖維材質(zhì)制造出貼身舒適的衣物供生活中使用，為我們帶來(lái)極大的方便快捷，汽車(chē)的輪胎也是由對(duì)酞還是它也是制成我們生活中用滌綸纖維制成舒適衣服的重要原料之一，給我們的生活帶來(lái)很大方便的原料，汽車(chē)的輪胎也是由對(duì)酞酸與乙二醇進(jìn)行聚酯反應(yīng)得來(lái)的，除了常見(jiàn)的輪胎還有可食用的香油以及日常生活中寫(xiě)字所用中性筆中的墨都少不了運(yùn)用對(duì)二甲苯，并且PET樹(shù)脂還可以制成塑料合金等其他的工業(yè)原件等，用還可以在芳烴產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮其重大的作用?，F(xiàn)在，在對(duì)二甲苯運(yùn)用中，其中大約有97%都用于生產(chǎn)制成精對(duì)苯二甲酸。其系列產(chǎn)品如圖1.2所示：2對(duì)二甲苯對(duì)苯二甲酰氯工程塑料圖1.2對(duì)二甲苯系列產(chǎn)品關(guān)系圖在近些年以來(lái)，因?yàn)榫埘スI(yè)的轉(zhuǎn)移(是由中國(guó)代表的亞洲國(guó)家的轉(zhuǎn)移),造成了目前對(duì)二甲苯的生產(chǎn)能力得到了飛度提升，幾年前國(guó)內(nèi)使用對(duì)二甲苯的量已經(jīng)超過(guò)了1000萬(wàn)噸，相較于以前大約增長(zhǎng)了五分之一；并且根據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示，近幾年我國(guó)的對(duì)二甲自給率達(dá)到58%,一半以上需要進(jìn)口能我國(guó)近幾年的數(shù)據(jù)報(bào)告檢查結(jié)果表明，國(guó)內(nèi)內(nèi)部對(duì)于對(duì)二甲苯的需求量遠(yuǎn)大于國(guó)內(nèi)生產(chǎn)對(duì)二甲苯的水平，其原因在于遇到技術(shù)人才短缺、原材料的生產(chǎn)不能滿足需求、工業(yè)排放的廢氣廢水不能很好得好處理、生產(chǎn)場(chǎng)地難找等難題，近幾年來(lái)我國(guó)的對(duì)二甲苯生產(chǎn)技術(shù)一直未有突破，生產(chǎn)設(shè)備的生產(chǎn)年時(shí)對(duì)二甲苯的有效產(chǎn)量達(dá)到10.30百萬(wàn)噸。對(duì)二甲苯行業(yè)的發(fā)展的重要的時(shí)間轉(zhuǎn)折在2019年，在這32市場(chǎng)分析石油是對(duì)二甲苯原料的主要來(lái)源。通過(guò)一定的工藝流程過(guò)程能從石油中產(chǎn)出一定量的石腦油(又叫輕汽油)。產(chǎn)業(yè)鏈如圖2-1所示。絲長(zhǎng)絲長(zhǎng)瓶片纖維石化行業(yè)上游環(huán)氧液體天然氣紡織品化纖行業(yè)乙烯石油棉花氧氣短纖紗圖2-1PX產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)在各國(guó)對(duì)于對(duì)二甲苯的需求一直在不停的上漲，并且大部分對(duì)二甲苯都被用作生產(chǎn)松油苯二甲酸，此物質(zhì)在生活中運(yùn)用廣泛，因此需求量較大，世界上絕大部分的對(duì)二甲苯都被用來(lái)生產(chǎn)松油苯二甲酸。目前由于其產(chǎn)品二甲色胺的較為市場(chǎng)低迷，從而影響了對(duì)二甲苯的消費(fèi)量。我國(guó)PTA產(chǎn)業(yè)正值迅猛發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，依法采取反傾銷(xiāo)等貿(mào)易救濟(jì)措施，維護(hù)公平貿(mào)易秩序，站在全球貿(mào)易的角度來(lái)看，對(duì)二甲苯的主要出口地在美國(guó)，其PTA的產(chǎn)量達(dá)到400萬(wàn)噸，消耗的的對(duì)二甲苯量有近270萬(wàn)噸，并且目前來(lái)看，美國(guó)的對(duì)二甲苯產(chǎn)能已經(jīng)超過(guò)500萬(wàn)噸，主要出口在亞從供需角度看，全球的對(duì)二甲苯的供需狀況是產(chǎn)能大于消費(fèi)量，并且這兩者都有穩(wěn)步上升的趨勢(shì)。就目前而言，產(chǎn)業(yè)的發(fā)展正呈現(xiàn)欣欣向榮之狀，如圖2.2。4能/萬(wàn)噸019901992199419961998圖2.2近20年內(nèi)世界PX產(chǎn)能和消費(fèi)情況2.3國(guó)內(nèi)具體情況根據(jù)調(diào)查顯示，近幾年我國(guó)的對(duì)二甲苯需求量逐漸增大，帶動(dòng)了這個(gè)行業(yè)的的快速發(fā)展。我國(guó)對(duì)二甲苯不論從生產(chǎn)能力生產(chǎn)效率還是需求量都有很大幅度的增加。2011萬(wàn)噸/年不變，產(chǎn)量增至669.3萬(wàn)噸，進(jìn)口量增至498.2萬(wàn)噸，表觀消費(fèi)量增至1132.7萬(wàn)噸，自給率降至59.06%3。兩大集團(tuán)公司，這兩大公司掌控著我國(guó)近全部的煉油產(chǎn)業(yè)，故原料資源基本不在市場(chǎng)流通，所以導(dǎo)致民營(yíng)和合資企業(yè)在對(duì)二甲苯的收尾工作具有相當(dāng)大的難度，而收尾工作又與物料平衡離不開(kāi)，最終結(jié)果只能由這兩大公司集中生產(chǎn)對(duì)二甲苯并將其發(fā)展。具體分布情況圖2.3。5圖2.3我國(guó)國(guó)內(nèi)PX生產(chǎn)廠家分布情況3原料路線對(duì)二甲苯的原料路線十分簡(jiǎn)單，就是通過(guò)甲苯和C9芳烴經(jīng)過(guò)芳烴之間的一系列反應(yīng)生成對(duì)二甲苯。而這一系列反應(yīng)包括甲苯歧化與烷基轉(zhuǎn)移工藝，這種工藝相當(dāng)成熟，原料廉價(jià)，過(guò)程簡(jiǎn)單，生成的對(duì)二甲苯產(chǎn)量高，完全可以達(dá)到國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求量4。甲苯歧化反應(yīng)：甲苯通過(guò)歧化反應(yīng)生成苯和二甲苯的反應(yīng)；烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)：C9芳烴和甲苯的烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)(就是甲苯與三甲苯在催化劑條件下生成二甲苯的現(xiàn)在，全球各地的對(duì)二甲苯生產(chǎn)技術(shù)主要包括選擇性甲苯甲基化工藝，甲苯歧化工藝，對(duì)二甲苯的分離工藝三類(lèi)同。石腦和混合的二甲苯油成為合成對(duì)二甲苯的主要原料。加入甲苯歧化工藝，可以使石腦油進(jìn)料的固定裝置生產(chǎn)二甲苯的產(chǎn)量大幅度增長(zhǎng)?；旌衔锏母鞣N工藝所使用原料都不相同，具體見(jiàn)表3.1。具體工藝6?？松梨诘腜xMax工藝UOP的PXPlus工藝甲苯與來(lái)自甲苯塔的循環(huán)甲苯和循環(huán)富氫物流混合?？松梨诘腗STDP工藝從選擇性甲苯歧化工藝產(chǎn)品回收對(duì)二甲苯選擇性甲苯歧化工藝產(chǎn)品甲苯甲基化法甲苯，甲醇，氫和水續(xù)表3.1對(duì)二甲苯分離法對(duì)二甲苯的分離工藝混合C8餾分，吸附劑通常是ADS-27,4種工藝流體(即混合二甲IFP的Eluxyl吸附工藝高性能吸附劑(SPX3000),甲苯作溶劑，進(jìn)料C9芳烴結(jié)晶法分離技術(shù)二甲苯異構(gòu)體異構(gòu)化工藝其他工藝中使對(duì)位和鄰位二甲苯異構(gòu)體含量減少了的C8芳烴組成，補(bǔ)充和循環(huán)氫74生產(chǎn)工藝現(xiàn)代工業(yè)有許多生產(chǎn)對(duì)二甲苯的工藝方法，不同的的公司有不同的生產(chǎn)方法基本方法是一樣的。首先反應(yīng)生產(chǎn)粗二甲苯，再進(jìn)行分離提純得到精制二甲苯?，F(xiàn)在我國(guó)常用的對(duì)二甲苯分離提純的方法有：結(jié)晶分離法、吸附分離法、絡(luò)合分離法、異構(gòu)分離法。4.1生成混合二甲苯的工藝甲苯歧化工藝的本質(zhì)是將部分甲苯轉(zhuǎn)化成二甲苯和笨。甲苯通過(guò)歧化反應(yīng)可以生成二甲苯產(chǎn)物，且產(chǎn)物較為豐富。將得到的產(chǎn)物放入Parex裝置或者單段結(jié)晶中，可以得到純度較高的對(duì)二甲苯(PX)。這個(gè)裝置也存在一部分缺陷，在得到所需的對(duì)二甲苯的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的笨與混合二甲苯。甲苯甲基化是指甲醇與甲苯烷基化生產(chǎn)二甲苯的過(guò)程。有許多公司投入大量資金與精力研究此方8現(xiàn)在，廣泛使用的機(jī)理是：首先，甲醇分子被吸附在了催化劑分子的酸性位置上，在發(fā)生多次有效碰撞后轉(zhuǎn)化為較為活躍的給電子基，進(jìn)一步與甲苯分子產(chǎn)生所需要的二甲苯物質(zhì)；二甲苯結(jié)構(gòu)中的甲基分子可以促使甲苯產(chǎn)物的生成，但由于太過(guò)活潑，空間穩(wěn)定性較差，所以二甲苯能快速轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的二甲苯異構(gòu)體分布。4.1.3分離提純對(duì)二甲苯工藝是指利用對(duì)二甲苯與二甲苯的溶解度不同，通過(guò)改變溫度將對(duì)二甲苯分離出的一種方法。這種方法是世界上最早開(kāi)始使用的一種方法之一，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，分離提純對(duì)二甲苯的工藝不斷進(jìn)步，出現(xiàn)了分子曬吸附法等方法，使得對(duì)二甲苯的收率不斷提高。例如有個(gè)公司的GT-Cryst對(duì)二甲苯因?yàn)閿U(kuò)大了設(shè)備規(guī)模、提高了產(chǎn)物產(chǎn)量和設(shè)備可靠性，所以在同行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力比較高。對(duì)二甲苯具有與其他物質(zhì)關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)的特性，但是比較容易與吸附性較強(qiáng)的C8芳烴異構(gòu)體吸附從而達(dá)到提高二甲苯的回收率。從一些脫庚烷塔底流出的C8芳烴與復(fù)雜的二甲苯衍生物一起進(jìn)入二甲苯的分離塔中，二甲苯與較輕的物質(zhì)可在塔頂?shù)玫剑琢骺梢灾谱髌偷腃9芳烴重組分。Parex裝置負(fù)責(zé)處理塔頂產(chǎn)物。此設(shè)備用的是固定床。用吸附來(lái)篩選對(duì)二甲苯，從而對(duì)對(duì)二甲苯進(jìn)行分離。絡(luò)合分離法是指借助堿性的烴類(lèi)物質(zhì)與酸性的絡(luò)合萃取劑從而制成的酸堿絡(luò)合物對(duì)其進(jìn)行分離的辦法。絡(luò)合分離的過(guò)程中有一種物質(zhì)既是催化劑(液相的異構(gòu)反應(yīng))也可以當(dāng)作萃取劑，氣相反應(yīng)的溫度是高于液相的異構(gòu)化反應(yīng)的，這是有助于生成對(duì)二甲苯的，一定程度上也有利于減少混合二甲苯的損失(例如烷基化反應(yīng)、歧化反應(yīng)因高溫而出現(xiàn)的浪費(fèi))。異構(gòu)分離法可以大程度的回收有關(guān)二甲苯的異構(gòu)物從C8芳烴的混合物中。其中混合二甲苯是指包含對(duì)二甲苯以及各種二甲苯和乙苯混合物的C8芳烴。此工藝使用范圍較廣，除了回收對(duì)二甲苯經(jīng)常使用此項(xiàng)工藝，回收鄰、間二甲苯也常有此項(xiàng)工藝。在回收對(duì)二甲苯時(shí)，在對(duì)二甲苯裝置中可加入混合的二甲苯作為進(jìn)料物質(zhì)，最先萃取二甲苯異構(gòu)物。再把分離裝置9中產(chǎn)生的提余液加入到異構(gòu)化裝置中，并確定異構(gòu)化裝置內(nèi)的異構(gòu)化二甲苯的平衡分配。事實(shí)上，在余下的的間、鄰二甲苯中也能提取到對(duì)二甲苯，接著將其重新投入到對(duì)二甲苯的分離裝置內(nèi)，并加以重新提取對(duì)二甲苯，得以將間位上的異構(gòu)體消除。三種工藝比對(duì)見(jiàn)表4.1。表4.1分離工藝對(duì)比分離工藝回收率特點(diǎn)結(jié)晶分離法技術(shù)沉穩(wěn)，設(shè)備可靠，但回收率較低吸附分離法回收率較高，技術(shù)成穩(wěn)，有多種工藝流程回收率高，成本低且高效，但處于研發(fā)階段異構(gòu)分離法回收率高，可得到其他副產(chǎn)物，但流程繁瑣起初，提取對(duì)二甲苯的技術(shù)是將石腦油通過(guò)催化重整后在其產(chǎn)物石油芳烴中取得，隨著時(shí)代的進(jìn)步技術(shù)的發(fā)展，提取對(duì)二甲苯的技術(shù)也得到了進(jìn)一步提升，現(xiàn)在通常使用芳烴轉(zhuǎn)化來(lái)制作對(duì)二甲苯，不僅提高了效率，也增加了產(chǎn)量。對(duì)二甲苯的技術(shù)目有了很大進(jìn)步，創(chuàng)新出利用C8以上的芳烴作為新型來(lái)源提取，并且進(jìn)一步改進(jìn)了對(duì)二甲苯的分離工藝。歧化和烷基轉(zhuǎn)移法在之前己進(jìn)行詳細(xì)介紹，現(xiàn)在不再詳細(xì)說(shuō)明。例如ARCO使用的二甲苯增量法等。發(fā)展到現(xiàn)在，歧化和烷基轉(zhuǎn)移工藝主要在新方式和更優(yōu)催化劑兩個(gè)部分進(jìn)行的改進(jìn)。其中各個(gè)公司的主要技術(shù)革新見(jiàn)表4.2。表4.2各公司的主要技術(shù)革新工藝來(lái)源特點(diǎn)對(duì)華甲菜流化床工藝岐美國(guó)Mobil公司反%過(guò)器時(shí)選摔墊得高6到延長(zhǎng)催化劑來(lái)的選某一結(jié)晶技術(shù)與此項(xiàng)PXPlus甲苯歧化工藝UOP公司工藝一起使用，可以將芳烴聯(lián)合生產(chǎn)裝置擴(kuò)大且具有吸引力?；に?.使用原料甲醇成本低，可大程度的提高對(duì)二甲苯的轉(zhuǎn)化率，且不易出現(xiàn)苯2.可生產(chǎn)出低成本的對(duì)二甲苯3.對(duì)二甲苯回收裝置的費(fèi)用較低，可降低起始投資的費(fèi)用；工藝從規(guī)劃到開(kāi)始MobilOil高效甲苯制對(duì)二甲苯流化床工藝中國(guó)石化集團(tuán)公司上海石油化工研究院操作平穩(wěn)。Oparis異構(gòu)化沸石催化劑穩(wěn)定性好、活性較高選擇性甲苯歧化(STDP)技術(shù)?？松梨诠居?0%,生成的對(duì)二甲苯也較以前提高了5%。續(xù)表4.24.2.2甲苯-甲醇烷基化對(duì)二甲苯的合成的工藝是甲醇-甲苯烷基化合成的。此項(xiàng)工藝最大的特點(diǎn)是使用原料價(jià)格低，反應(yīng)過(guò)程簡(jiǎn)單，生成的產(chǎn)物產(chǎn)量高。在十八世紀(jì)中期，曾有人研究發(fā)現(xiàn)，混合的二甲苯可以通過(guò)甲苯甲醇進(jìn)行烷基化而得到。4.3結(jié)論與建議遠(yuǎn)觀未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，我國(guó)的聚酯行業(yè)將不斷壯大，也就意味著對(duì)二甲苯行業(yè)也面臨危機(jī)與機(jī)遇，技術(shù)創(chuàng)新將能使對(duì)二甲苯行業(yè)得到更進(jìn)一步單的提升。但對(duì)于處在下游的對(duì)二甲苯的能量產(chǎn)出不斷增加，一些裝置集中產(chǎn)能，為對(duì)二甲苯的供給造成了一定程度上的困擾，在往后的時(shí)間里，國(guó)內(nèi)的對(duì)二甲苯行業(yè)將始終面臨自給率低的難題。所以，提高我國(guó)生產(chǎn)對(duì)二甲苯的技術(shù)，發(fā)展好的對(duì)二甲苯項(xiàng)目是目前重要的任務(wù)之一，不僅可以增強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新動(dòng)力，還何以擴(kuò)展發(fā)展前景。1.根據(jù)調(diào)查顯示，全球有很多優(yōu)秀的生產(chǎn)對(duì)二甲苯的技術(shù)，但國(guó)內(nèi)的對(duì)二甲苯生產(chǎn)技術(shù)仍較為落后，雖然一直在研究，但仍無(wú)法找到工藝技術(shù)的關(guān)鍵突破點(diǎn)。因此，除了要引進(jìn)其他國(guó)家的先進(jìn)技術(shù)外，還要提升自我的工藝技術(shù)，從而盡早擺脫多方面專(zhuān)利的限制。2.現(xiàn)在煉油與生產(chǎn)乙烯成為使用對(duì)二甲苯最多的工藝，這兩項(xiàng)工藝都具有資源充足的自然優(yōu)勢(shì)，但是依然存在一些問(wèn)題，有些企業(yè)的生產(chǎn)能力較低，在某種程度上缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，所以需要統(tǒng)籌分配資源，調(diào)整產(chǎn)業(yè)布局，讓小企業(yè)有更好的發(fā)展空間。3.我國(guó)的對(duì)二甲苯的市場(chǎng)目前仍面臨很多的困難，雖然研究的一些生產(chǎn)裝置取得了一定的成果，但還是任然無(wú)法與國(guó)外一些發(fā)展先進(jìn)的企業(yè)的技術(shù)相比較，并且天然資源稀缺，這對(duì)我國(guó)的對(duì)二甲苯行業(yè)的發(fā)展十分不利。因此，我國(guó)應(yīng)該促進(jìn)國(guó)內(nèi)企業(yè)與國(guó)外資源豐富的企業(yè)公司進(jìn)行共同發(fā)展，加大建設(shè)對(duì)二甲苯的發(fā)展項(xiàng)目。4.從最近幾年的發(fā)展情況來(lái)看，國(guó)內(nèi)的對(duì)二甲苯行業(yè)及其衍生行業(yè)已經(jīng)有了很大的進(jìn)步，但是體現(xiàn)出了很多弊端，工廠的建設(shè)布局區(qū)域錯(cuò)位明顯，這導(dǎo)致聚酯行業(yè)的不能平衡發(fā)展，并且使其生產(chǎn)的成本增大。因此，現(xiàn)下我們的重要目標(biāo)是平衡各地的產(chǎn)業(yè)鏈布局。5.1對(duì)二甲苯生產(chǎn)方法使用甲苯—甲醇法來(lái)生產(chǎn)對(duì)二甲苯，其特點(diǎn)如下1.制成對(duì)二甲苯所需的原料甲苯較少，能節(jié)約原料；2.原料甲醇較為容易獲取且物美價(jià)廉；3.生成的副產(chǎn)物苯也可以忽略不計(jì)；4.擇形催化能夠在甲苯-甲醇上更好的發(fā)揮其作用，增加其生產(chǎn)效率。5.2對(duì)二甲苯工藝流程選擇：1.對(duì)二甲苯與間二甲苯對(duì)通過(guò)結(jié)晶分離制成對(duì)二甲苯此方法是利用對(duì)二甲苯與間二甲苯的熔點(diǎn)不同來(lái)對(duì)其進(jìn)行低溫結(jié)晶使其分離，其使用的辦法主要為深冷式分步結(jié)晶，這個(gè)技術(shù)已經(jīng)逐被廣泛使用，與其他的生產(chǎn)工藝比較有較大優(yōu)勢(shì)。但也有一定的缺陷，這種生產(chǎn)方法所使用的設(shè)備體型較大且對(duì)二甲苯本身也有共熔點(diǎn)的局限，回收率不高最高只能達(dá)到70%。2、甲苯烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)此方法的基本原理是利用異構(gòu)化來(lái)得到對(duì)二甲苯，甲烷烷基化反應(yīng)具有很多優(yōu)勢(shì)，流程和操作簡(jiǎn)單、有較高的轉(zhuǎn)化率等，也有一點(diǎn)不足，操作不夠環(huán)保綠色且所需的費(fèi)用較高，選3、甲苯—甲醇合成對(duì)二甲苯此工藝法所使用的的原料較易購(gòu)得，操作與流程簡(jiǎn)便，可以體現(xiàn)出較好的擇形催化性能在甲苯-甲醇上，其各自轉(zhuǎn)化率較高，能達(dá)到目前常用工藝生產(chǎn)率的4倍多。6物料衡算6.1計(jì)算參數(shù)生產(chǎn)時(shí)間：7200小時(shí)生產(chǎn)周期：300小時(shí)損耗：車(chē)間總收率98.3%。總損耗2%聚合材料：(以生產(chǎn)的對(duì)二甲苯量141.72kg/h)催化劑6.2實(shí)際產(chǎn)量計(jì)算對(duì)二甲苯年產(chǎn)量為30000噸，根據(jù)研究顯示產(chǎn)率能達(dá)到98.3%。重量空速到2h的甲苯-甲醇混合物料，其催化劑用量為：全年物料衡算甲苯的消耗量物料用量圖6.1組分出料甲醇非芳苯1苯8甲苯8甲乙苯1二乙苯4水9反應(yīng)氣體9載氣N2總計(jì)7能量計(jì)算7.1電能消耗固定設(shè)備是消耗電能的主要源頭，還有其他的設(shè)備也會(huì)產(chǎn)生能量消耗，例如照明設(shè)備等。(1.2×2+1.5+1.5+6.4×2不經(jīng)常使用的設(shè)備電量大約達(dá)到90000KW.h。平均每噸耗電量為：7.2水量消耗換熱器效率：80%則實(shí)際第二次換熱：所以t=287.6℃將第二次換熱器中的產(chǎn)物再經(jīng)過(guò)冷凝器，使其降低至40℃,再連續(xù)經(jīng)過(guò)三個(gè)精餾塔，最后使對(duì)二甲苯從氣體變?yōu)檫_(dá)到40℃的物質(zhì)。則實(shí)際：8設(shè)備選型物性參數(shù)如表8.1:表8.1精餾段物理參數(shù)8.1塔徑的計(jì)算塔板間距的選擇對(duì)于精餾塔來(lái)說(shuō)有重要作用的，決定它選取的因素也有很多，例如有塔高、物系性質(zhì)、安裝等都有關(guān)系?？蓞⒄毡?.2所示經(jīng)驗(yàn)關(guān)系選取。表8.2板間距與塔徑關(guān)系由于其中C由式,其中C20由圖中查取，圖的橫坐標(biāo)為：取板間距為0.45m;取板上液層高度hL=0.07m根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以將安全系數(shù)選定為0.6;按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為塔截面積為實(shí)際空塔氣速為8.2精餾塔總有效高度的計(jì)算根據(jù)設(shè)計(jì)要求需要在進(jìn)料板兩側(cè)各設(shè)計(jì)一個(gè)人孔其高度為0.8m;1.塔頂空間Hp為了安裝人孔及破沫網(wǎng)取塔頂Ho=0.8m2.進(jìn)料板高度HF安裝人孔及氣液相進(jìn)料HF=0.8m3.塔底空間Hw假設(shè)儲(chǔ)存的液量在塔底能至多留1.0米故塔底空間Hw=2.0m裙座高度H?根據(jù)上述計(jì)算，筒體的高度需要高于10m塔徑2.2m>1m塔壁厚計(jì)算根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)每年腐蝕的壁厚可達(dá)1.5mm,由于使用年限限制在15年，所以最終塔壁厚年限到時(shí)降低到δ=4mm那么壁厚δmm=(4+1.5×15)mm=26.5mm故按標(biāo)準(zhǔn)，取壁厚28mmR頂高度m底空間頭m座m558.2.3溢流裝置計(jì)算由于塔徑D=2.2m所以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選取可使用雙溢流弓形液管，使用的受液盤(pán)是凹形。2.溢流堰的高度hw選用平直堰，堰上高度how由式：hw=h-how=0.070-0.043=0.3.弓形降液管寬度Wa和截面積Af由查圖得：可檢驗(yàn)降液管中液體通過(guò)的時(shí)間，即：降液管底隙高度ho根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般uo=0.07-0.25m/s,取uo=0.15m/s;根據(jù)以上計(jì)算降液管底隙高度設(shè)計(jì)合理；因D≥800mm故塔板采用分塊式。計(jì)算開(kāi)孔區(qū)面積Aa4.篩孔數(shù)n與開(kāi)孔率φ:取篩孔的孔徑d0為5mm,正三角形排列，一般碳質(zhì)的板厚為3mm,取t/d0=3.0則孔中心距為t=3.0×5=15.0mm篩孔數(shù)因此篩孔數(shù)為11469個(gè)。(在5-15范圍內(nèi))8.2.5塔板的流體力學(xué)校核1.氣相通過(guò)塔板的壓強(qiáng)降1)干板壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨萮e查《干篩孔的流量系數(shù)》圖，得Co=0.772;2)板上充氣液層阻力：用于是苯和甲苯的混合物分離，其中提到的液相就上碳?xì)浠衔铩?)可取充氣系數(shù)εo=0.5,有液體表面張力所造成的阻力：此阻力很小，忽略不計(jì)。因此，與氣體流經(jīng)一層浮閥塔板的壓強(qiáng)降所相當(dāng)?shù)囊褐叨葹椋篽p=he+h?=0.0551+0.035=0.0901m液柱則單板壓降：P=hp×PL×g=0.0901×640.210×9.81=565.8Pa<0.7KPa為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降液管內(nèi)液層高度Hd應(yīng)滿足Ha≤φ(H+h)苯-甲苯物系屬理想物系，取ψ=0.5,則ψ(H1+hw)=0.5×(0.45+0.030)=0.23m而Hd=hp+h1+hd,板上不設(shè)進(jìn)口堰，h=0.153×(u?)2=0.153×0.152=0.0034m液柱，即Ha≤φ(H+h)因此設(shè)計(jì)合理不會(huì)出現(xiàn)液泛現(xiàn)象。板上液體流徑長(zhǎng)度ZL=D-2Wd=2.2-2×0.194=1.812m板上流液面積Ab=Ar-2Ar=3.8-2×0.1596=3.48m2主要脫掉大部分的水，為正常系統(tǒng)，取物性系數(shù)K=1.0,又查圖得泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù)CF=0.2,將以上數(shù)值代入公式1得：計(jì)算出的泛點(diǎn)率在80%以下，因此滿足要求。依下式做出，即取泛點(diǎn)率為80%:根據(jù)整理出的式子，在范圍內(nèi)隨意取3個(gè)Ls值，計(jì)算出Vs的值以確定霧沫表7.2液泛線Φ(HT+hw)=hp+hL+hd=hc忽略式中h0,則有：由于塔板結(jié)構(gòu)尺寸一定，則H,hw,ho,lw,Pv,PL,εo及φ均為定值式中閥孔數(shù)N與孔徑d?不變，則Vs和Ls的關(guān)系為：=0.5×0.45+(0.5-0.5-1)×0.根據(jù)整理出的式子，在范圍內(nèi)隨意取3個(gè)Ls值，計(jì)算出Vs的值以確定液相取堰上液層高度how=0.006m作為液相負(fù)荷的下限條件，計(jì)算出Ls的下限值：依此做出液相負(fù)荷下限線，該線與氣相流量無(wú)關(guān)的豎直線。根據(jù)以上各線方程，可作出篩板塔的精餾段負(fù)荷性能圖，如圖所示。一一液泛線一一屆液線4p281)該篩板塔的操作下限為漏液線控制，操作上限為液相負(fù)荷上限線控制。2)按照固定的液氣比，查出塔板的氣相負(fù)荷上限以及下限計(jì)算出操作彈性9廠址的選擇1.廠址的選擇需要貼近國(guó)家工業(yè)的布局要求，符合城市的規(guī)劃布局。2.廠址的選取應(yīng)該要使購(gòu)買(mǎi)原料等便捷，也要使產(chǎn)品的出售方便。3.廠址需要環(huán)境適合發(fā)展，例如應(yīng)該要在供水便利，水質(zhì)較好的地方建廠。4.廠址要建在交通便利的地方，要能使材料運(yùn)輸方便，人員出行方便。5.廠址的選擇要有基本的設(shè)施保障，要能正常使用供電、熱等設(shè)施。6.廠址選取應(yīng)該要規(guī)劃合理，不能侵占農(nóng)場(chǎng)地等，合理規(guī)劃場(chǎng)地的使用。7.廠址選擇的地段要有一定的安全性，盡量避開(kāi)易滑坡、易發(fā)洪水等地段，能有效避免或保證不受自然的影響8.工廠應(yīng)綠色發(fā)展，避免或盡量減少對(duì)環(huán)境的影響，需要在廠址周?chē)ㄔO(shè)污水處理等相關(guān)裝置，愛(ài)護(hù)周?chē)h(huán)境。9.廠址的選擇不應(yīng)破壞或過(guò)分影響周?chē)霓r(nóng)業(yè)的發(fā)展與種植，盡量不要隨意拆遷等。10.廠址的選取要滿足各種地質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)條件，例如需滿足工程與水文等的地質(zhì)條件。10結(jié)論對(duì)二甲苯(PX)的用途十分廣泛，對(duì)我們的生活有很大的印象，它是制成PTA、DMT、PET等的重要原材料，是十分重要的有機(jī)化工材料。在工業(yè)上生成對(duì)二甲苯的方法有很多種，但是大部分企業(yè)通常采用的是甲苯歧化工藝法和二甲苯異構(gòu)化工藝法來(lái)制得對(duì)二甲苯。這兩種工藝對(duì)比其他工藝來(lái)說(shuō)有工藝流程簡(jiǎn)單，選擇性能高、轉(zhuǎn)化率高等特點(diǎn)，為對(duì)二甲苯的發(fā)展提供的了好的方向。目前，研究者們發(fā)現(xiàn)了新的制成對(duì)二甲苯的工藝：甲苯甲醇烷基化工藝，此項(xiàng)工藝使得原料得以更好地利用，提高了苯的利用率，并且此項(xiàng)工藝的發(fā)現(xiàn)也補(bǔ)充了C1領(lǐng)域的空根據(jù)國(guó)內(nèi)的自然資源特色，我國(guó)的對(duì)二甲苯發(fā)展需要依靠國(guó)內(nèi)充足且豐富的煤炭資源，我國(guó)的天然油氣較少，所以對(duì)工藝技術(shù)提出了更高的要求，提高工藝技術(shù)才能確保國(guó)內(nèi)聚酯產(chǎn)業(yè)鏈能長(zhǎng)足有效的發(fā)展。目前，為了增加對(duì)二甲苯的產(chǎn)量，需要將技術(shù)較為發(fā)達(dá)的芳烴技術(shù)與聯(lián)合甲醇甲苯計(jì)劃性烷基化進(jìn)行連接?？梢酝ㄟ^(guò)革新行業(yè)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，已達(dá)到技術(shù)的創(chuàng)新，這對(duì)工業(yè)技術(shù)又帶來(lái)了新的要求，不僅要充分運(yùn)用好我國(guó)的煤炭資源，還要加大石油化工的前景創(chuàng)新，以實(shí)現(xiàn)我們的綠色協(xié)調(diào)環(huán)境友好型的發(fā)展理念的方案，為綠色清潔能源的使用提供保障，相應(yīng)國(guó)家的各項(xiàng)政策與號(hào)召，不斷實(shí)現(xiàn)技