化工原理课程设计总论

第一章总论。

1. 1概述。

苯、甲苯、二甲苯，俗称“三苯”，一级基本化工原料。芳烃装置分馏单元的产品苯、邻二甲苯、及碳十以上芳烃，在工业上有着十分广泛的用途。

邻二甲苯可以作为汽油添加组分，以提高汽油的辛烷值，增加汽油的使用效果；邻二甲苯可以通过异构化转化为对二甲苯，对二甲苯是聚酯纤维的工程塑料的重要原料；邻二甲苯可以用来生产邻苯二甲酸酐即苯酐，苯酐是聚酯树脂、增塑剂、合成染料、合成纤维的原料，其地位十分重要。碳八芳烃中各个同分异构体都是重要的工业原料，可广泛用于合成各种有重要用途的医药产品、家药产品及特殊材料。

碳九芳烃可用于生产碳九石油树脂，碳九石油树脂在常温下为玻璃态热塑性固体主要用于粘合剂、涂料、油墨、橡胶等。目前，由裂解c9馏分生产c9石油树脂，总生产能力约9.33万t/a，2024年实际产量为2.

0万吨。但产品普遍色相较深、油溶性差，达不到生产高档油漆、油墨的要求。如能生产高档的c9树脂，在涂料行业取代醇酸树脂涂料中的干性油，以及取代轮胎生产中的古马龙树脂，都有着较好的市场前景。

此外，如能生产出松香改性的c9树脂，用来取代高档油墨生产中所用的酚醛树脂，市场需求也比较大。

芳烃装置分馏单元是采用精馏的方法从混合芳烃中分离苯、甲苯、邻二甲苯、碳八芳烃、碳九芳烃及碳十以上芳烃等，其中苯、邻二甲苯、及碳十以上芳烃作为产品，甲苯、碳九芳烃送往歧化单元做原料，碳八芳烃送往吸附单元做原料。

40万吨/年芳烃装置分馏单元工艺，其原料为来自分馏单元甲苯塔塔底液，年处理能力40万吨，开工时间为8000小时/年，相当于333.3天/年。

1.2 节能与环保。

1.2.1节能问题。

化工厂和炼油厂合理利用能量、降低能耗对充分利用石油资源和降低成本有重要意义。

芳烃装置分馏单元以石油为原料生产各类石油产品，是重要的能源生产基地，但是在加工石油的过程中同时也消耗着相当多的能量，而且所消耗的这些能量主要来自石油及其产品本身。因此，减少能耗就意味着从同样数量的**中生产出更多的石油产品。

分离多元混合物的精馏塔组的流程优化，包括精馏塔排列顺序的优化和系统间各物流之间的组合，充分体现出节能的思想。

1）、采用系统优化法。

系统优化方法是指通过建立数学模型，用优化方法求得系统的最优设计方案和最优操作条件。换热流程的最优化通常包括以下内容：1、确定“最大”的总**热量；2、换热网络的合成；3、选择最佳的换热网络。

然后还要考虑某些定性的因素，例如安全可靠性、可操作性、产生污染的可能性等，对所选定的方案进行某些必要的修改、调整。

2）、低温余热的利用。

所谓低温余热一般是指温度低于130℃的物流所携带走的热量。低温余热在炼厂总能耗中占有相当大的比例，有的高达60％，它主要是由冷却水、冷却空气、加热炉排出烟气带走。由于低温余热在炼厂总能耗中占的比例很大，因此部分热能**利用有很大的吸引力。

炼厂低温余热的主要利用途径：1、通过换热直接利用；2、采用热泵技术；3、低温位余热发电。

1.2.2环保问题。

石油加工过程中不可避免的要产生各种废水、废气和废渣，如果不加以治理，必将严重污染环境，危害人民的健康。

碳八芳烃的各种同分异构体均有毒性，在常温下为无色透明油状液体，有特殊的芳香气味，沸点在140℃左右，挥发性较差，但是，也是易燃物。因此在安全生产的同时要严格治理各种废水、废气和废渣。

石油化工生产过程中往往将其废水分为含油废水、含硫废水、含盐废水和含碱废水等，可分别进行收集和处理。含硫废水的预处理可以使用空气氧化法和蒸汽汽提法。

废气处理主要措施有：气体脱硫及硫磺**；氧化沥青尾气的处理；锅炉及加热炉的烟气脱硫。

对于“三废”可能造成的污染，可以采用如下措施：

1）设备和管道的连接应尽量采用焊接方式，减少法兰，必须用法兰时采用榫槽面法兰。

2）含有毒性的气体排放前应经过洗涤，或者用烟囱排至高空，使其扩散后降低浓度。

3）从装置排放含有汞，镉等毒性物质的液体，在排放前应尽量从工艺上采取措施使其达到要求。

4）对于含有有害物质的固体，应尽可能采用燃烧的办法，使有害物质分解后排空。对于有毒而有无法改变其毒害性的废渣只能采取埋地的办法，但这种情况。

只能适用于极少量的废渣。

5）设备采用露天布置。若不可能，要配置足够的通风设施。

6）要保证毒气散发时现场人员能安全撤离，设置安全梯、紧急出口，并有急救设备、淋浴和洗眼设施。

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