目录摘要绪论第一章原料与产品1 原料特性2 萘的物理化学性质3 产品质量第二章工业萘连续精馏工艺技术1工业萘的生产工艺技术的选择2 工艺概要3 工艺特点4 设计工艺参数列表第三章工艺计算1 初镏塔的物料衡算1原料处理量2原料组成及各组分含量3初镏塔物料衡算2初镏塔所需要的理论板的层数及回流比 1最小理论塔板数2最小回流比3实际塔板数3初镏塔的热平衡计算1输入热量2输出热量4精馏段、提馏段工艺条件的计算1精馏段工艺条件的确定2提馏段工艺条件的确定第四章其他设备选型及计算1管式炉的计算数据1初镏塔管式炉的计算数据1输入热量2输出热量3初镏塔管式炉的煤气消耗选型2精馏塔管式炉的计算数据1输入热量2输出热量3精馏塔管式炉的煤气消耗选型3原料换热器1计算条件2热量衡算结论参考文献摘要精萘是有机化学工业主要的芳香族原料，广泛应用于生产合成纤维。

橡胶。

树脂。

染料遗迹制取炸药。

农药等工业部门，是一种重要的化工原理。

而精萘又是经过对工业萘的精致取得到的，目前，除少数厂家根据需要生产精萘外，大部分厂家均生产工业萘产品，广泛的用途及用量使工业萘的高效生产量显得尤为重要。

工业萘生产是采用精馏方法将含萘馏分进行分馏，提取出工业萘产品，精馏方法分为间歇式和连续式俩种工艺流程，原料年处理量决定精馏方法，本套设计将采用与年处理量为30万吨焦油蒸馏装置相配套的连续生产工艺，即双炉双塔工业萘连续精馏工艺系统。

下面的设计过程将对工业萘的双炉双塔连续式精馏工艺流程进行详细的叙述并对工艺系统中所使用的主体设备------工业萘初镏塔、工业萘精馏塔和工业萘气化冷凝冷却器进行设计计算。

关键词：工业萘；双炉双塔连续精馏工艺；工业萘初镏塔；工业萘精馏塔；工业萘汽化冷凝冷却器绪论萘是有机化学工业主要的芳香族原料，广泛应用于生产合成纤维、橡胶、树脂、染料以及制取炸药、农药等的工业部门。

萘的资源主要来自焦化萘和石油萘，就其质量来说石油萘大大超过目前的焦化萘，但从资源量上来说，焦化萘具有优异条件。

目前，除少数厂根据需要生产精萘外，大部分厂俊生产工业萘产品。

工业萘一般是指结晶点不小于77.5℃，萘含量不小于95.13％，其他指标符合国家质量指标GB6700——86的萘产品。

我国生产的个工业萘主要用语生产苯酐，再以苯酐为原料制取各种纤维、塑料、增塑剂、树脂和油漆，例如，聚酯树脂和聚酯纤维。

塑料薄膜形成和橡胶增塑剂。

清漆和磁漆的醇酸树脂等。

含萘馏分富集焦油中的萘是作为工业萘生产的原料，在原料馏分中含有极复杂的多种组分，有酸性（主要是酚类）中性及碱性（吡啶碱），每类组分又都还有多种单组分。

为了提高工业萘产品质量及提取这些产品，原料馏分在精馏时，需要进行碱洗和酸洗，为了脱出酚类化合物，需要进行碱洗，为了脱出吡啶碱类需要用浓度为15％-17％的硫酸进行酸洗。

由于目前工业萘大部分用于制取邻苯二甲酸酐，随着苯酐生产工艺的改进，还有少量不饱和化合物的工业萘，对苯酐产品质量及催化剂性能均无不良影响，因此，现在许多焦化厂都用只经碱洗的原料馏分提取工业萘。

工业萘生产是采用精馏方法将含萘馏分进行分馏，提取出产品工业萘。

精馏方法分为间歇式和连续式两种工艺流程。

原料年处理量决定精馏方式，与年处理量为30万吨焦油蒸馏装置相配合的工业萘蒸馏装置采用连续精馏生产工艺。

以焦油蒸馏提取出的含萘馏分作为工业萘生产原料，到完成工业萘的生产过程，一般分为3个阶段，即原料的预处理，初镏和精馏。

原料的预处理即将含萘馏分在馏分洗涤工段中用碱液或酸液进行化学洗涤处理，脱出原料中的酚类或吡啶类化合物，经化学处理后的馏分称为已洗萘油馏分、已洗萘油二混馏分、已洗萘油三混馏分，这些已洗馏分均作为工业萘生产原料进入初镏装置进行精馏。

第一章原料与产品1 原料与特性制取工业萘的原料为焦油蒸馏所得的，经碱洗脱酚后的富集萘的已洗馏分。

按照焦油蒸馏流程及其馏分切取工艺制度的不同，已洗含萘有萘油馏分。

萘洗混合馏分及酚萘洗三混馏分等。

现有装置已洗萘油的质量如下：含萘：72.38％含酚：0.416％蒸馏试验：初镏点208.5℃214℃前镏出量26.2％（v/v）214～221℃馏出量58.1％（v/v）221℃后馏出量12.1％（v/v）干点233℃含萘馏分是多组分混合物，有酸性、中性和碱性三类组成，每类组成均由多种单一化合物组成。

下面列出国内某厂已洗萘洗混合馏分的组成。

含萘馏分的不同，在生产工业萘时的精制率也会略有不同。

萘洗混合馏分的精制率为96%～97%，萘油馏分的可达97%以上，酚萘洗三混馏分的约为94%～95%。

工业上最常用的是已洗萘洗二混馏分或已洗酚萘洗三混馏分，事实上三混馏分作为原料的的产率最好，考虑到与其他组员不重复的原因，本设计选择了二混馏分作为原料。

2 萘的物理化学性质萘在常温下是固体，容易升华成无色片状物或单斜晶体。

萘的沸点（101.3kPa）为217.96℃；熔点为80.28℃；固态密度为1.145 g/cm3,液态密度：85℃时为0.9752 g/cm3，100℃时为0.9623 g/cm3；自燃点：在空气中为690℃，在氧气中为557℃;闪点为80℃。

在80.27—327.5℃时，萘的饱和蒸汽压与温度的关系可用下式表示：lgP=7.1268-1828.04/（212.53+t）式中：P—压力，毫米汞柱；t—温度，℃萘中含有杂质时，其结晶温度下降。

萘的结晶温度与纯度的对应关系如下表，通常用测结晶点的方法即可知道萘的纯度。

3 产品质量不挥发物是指工业萘试样在150℃下烘烤60-80分钟后的残留物，主要是一些不饱和物及其聚合物，如甲基茚、甲基古马隆等。

随着时间的延长或温度的升高，不挥发物会升高。

第二章工业萘连续精馏工艺技术1工业萘的生产工艺技术的选择目前，大规模的工业萘生产装置多采用管式炉加热连续精馏法。

管式炉加热连续精馏法制取工业萘，有双炉双塔、单炉双塔、单炉单塔三种流程。

双炉双塔蒸馏工艺由两台蒸馏塔和两台加热炉组成。

即在初镏塔内切取酚油馏分，在精馏塔内切取工业萘和甲基萘油馏分，两台蒸馏塔分别由两台加热炉供热。

该工艺工业萘产品质量稳定，酚油、甲基萘油含萘低，萘的收率较高，操作稳定，易于控制，但投资大。

单炉双塔蒸馏工艺由一台蒸馏塔和一台管式加热炉组成。

工业萘由蒸馏塔的侧线采出。

蒸馏塔由加热炉供热。

该工艺简单，投资少，由于在一台蒸馏塔内要同时保证酚油、工业萘和甲基萘油三种产品质量都合格，所以比双炉双塔工艺难于调节，适用于原料含苯较高的情况。

单炉双塔蒸馏工艺由两台蒸馏塔和一台加热炉组成。

即在初镏塔内切取酚油馏分，在精馏塔内切取工业萘和甲基萘油馏分，两台蒸馏塔由一台加热炉供热。

该工艺由一台加热炉控制两台蒸馏塔塔底温度，虽然节能但操作难度大。

上述工艺流程均具有各自的特点，适用于不同的场合。

在本次设计中萘产品质量要求比较严，而且萘产品是主要产品，保证工业萘的质量和收率，将直接关系到工程的经济效益，同时考虑为了和年处理量为30万吨焦油蒸馏装置相配套，决定采用双炉双塔连续精馏制取工业萘流程为工艺方案。

2 工艺流程简介中间槽区的已洗混合份，用已洗混合份输送泵，送入工业萘/原料换热器换热后进入初镏塔中段，塔顶油气在酚油冷凝冷却器内冷凝冷却后，经酚油油水分离器分离，酚油进入酚油回流槽，一部分通过初镏塔回流泵作为回流送入初镏塔顶，其余部分送到中间槽区脱酚槽，酚水自流到中间槽区的酚水槽。

初镏塔回流泵将初镏塔底部的萘洗馏分一部分连续送入初镏塔加热，加热后，返回初镏塔底部，作为初镏塔的热源。

其余则送入精馏塔原料换热器冷凝，工业萘气化冷却器冷却到规定温度值后，流至工业萘回流槽。

精馏塔回流泵将部分工业萘送精馏塔顶作为回流，其余的工业萘作为产品送至工业萘高值槽或成品槽区95萘槽。

精馏塔循环泵将精馏塔底的洗油一部分连续送入精馏塔加热炉，加热到规定温度值后，返回精馏塔底部，作为精馏塔热源。

其余作为洗油经洗油冷却器冷却后，送至成品槽区洗油槽。

工艺萘高置槽中的工业萘，自流进入结片机，经冷去、结晶、切片得到固体工业萘，存入工业萘包装机贮斗，再通过包装机自动计量、包装后，由防暴叉车送入仓库。

结片机内通以循环水，升华萘由通风除尘装置回收。

各设备的排气均分类集中至馏分洗涤及酚盐分解装置。

3 工艺特点①该工艺在国内早已应用，技术成熟，易于操作。

②产品质量稳定，萘的收率较高。

③利用原料与工业萘换热，降低了煤气耗量和冷却水用量。

4 设计工艺参数列表项目与指标已洗萘洗二混馏份初馏系统精馏系统原料含萘量，% 60-65原料水分，% 0.5原料温度，℃75-90管式炉出口温度，℃270-275 275-282塔顶温度，℃190 217-219塔底温度，℃240 245-250酚油冷却器出口温度，℃75-85工业萘汽化冷凝冷却器出口温度，℃ 100-110回流比 18 2管式炉煤气耗量(m3/h) 292.5 866.8第三章 工艺计算一、初镏塔的物料衡算1 原料处理量根据生产设计任务要求年处理30Wt ，按照每年工作日为300天，每天设备工作24h ，则可计算原料每小时处理量为：hkg /420003002410001000030≈⨯⨯⨯2 原料组成及各组分的含量切取的萘洗二混馏分为原料，其中有21％的馏分为已洗馏分，即42000×0.21=8820kg/h ；其中主要是中性组分约为90％左右，其余是碱性、酸性组分。

由书籍资料可确定数据分析，列于表中已洗萘洗二混馏分中性组分的组成组分质量摩尔分数 Kg/h Kmol/h 相对分子量 1，3,5-三甲苯 0.02 0.017 1.764 0.0147 120 1,2,3-三甲苯 0.05 0.042 4.41 0.037 120 四甲苯 0.50 0.373 44.1 0.329 134 茚 0.29 0.25 25.6 0.22 116 邻、对甲酚 0.25 0.2 22.05 0.17 108 四氢化萘 5.05 4.6 445.41 4.13 132 萘 63.1349.3556843.5128已洗萘洗二混馏分中性组分的组成组分 质量 摩尔分数 Kg/h Kmol/h 相对分子量 硫茚1.36 1 120 0.89 134 α—甲基萘4.14 2.9 365.2 2.58 142 β—甲基萘8.30 5.9 743.2 5.16 142 2,6-二甲基萘 2.18 1.4 192.2 1.23 156 联苯 1.80 1.2 158.8 1.03 154 1,2-二甲基萘 0.26 0.17 22.93 0.15 156 1,5-二甲基萘0.350.2230.870.201561,6-二甲基萘 1.39 0.9 122.6 0.79 156苊 5.97 5.01 526.6 3.42 154苊烯0.23 0.15 20.3 0.133 152氧笏 2.19 1.46 193.2 1.28 150笏0.56 0.4 49.4 0.37 135合计100 8820 65.643 初馏塔物料衡算按照表4—1，取四氢化萘为轻关键组分，萘为重关键组分，那么已洗馏分中四氢化萘摩尔分数X1f =4.6％，；萘的摩尔分数X2f=49.3％。