苯甲苯二甲苯烴聯(lián)合裝置文獻(xiàn)綜述

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1、第2章文獻(xiàn)綜述摘要芳烴是重要的基本有機(jī)化工原料,尤其是苯、甲苯和二甲苯,在現(xiàn)代國(guó)民經(jīng)濟(jì)中有著極其重要的地位和作用。芳烴的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)是通過現(xiàn)代化芳烴聯(lián)合裝置實(shí)現(xiàn)的,其加工流程復(fù)雜,伴有芳烴間的相互轉(zhuǎn)化過程。碳八芳烴臨氫異構(gòu)化反應(yīng)和甲苯歧化與芳烴烷基轉(zhuǎn)移過程是芳烴聯(lián)合裝置中重要的兩個(gè)芳烴轉(zhuǎn)化工藝,其目的分別是將異構(gòu)體鄰二甲苯、間二甲苯和乙苯轉(zhuǎn)化為價(jià)值更高的對(duì)二甲苯和將直接用途較少、相對(duì)過剩的甲苯和芳烴轉(zhuǎn)化成用途廣泛但供應(yīng)不足的苯和二甲苯。關(guān)鍵詞苯甲苯二甲苯烴聯(lián)合裝置2.1芳烴簡(jiǎn)介當(dāng)今世界在石油和化學(xué)工業(yè)中芳輕是非常重要的基本有機(jī)化工原料，尤其以苯、甲苯和二甲苯等非常重要，在

2、現(xiàn)代國(guó)民經(jīng)濟(jì)中有著極其重要的戰(zhàn)略地位和作用[1]。對(duì)二甲苯是芳輕中最重要的化合物，主要應(yīng)用于化纖、合成樹脂、農(nóng)藥、醫(yī)藥、塑料等諸多化工生產(chǎn)領(lǐng)域[2]。但從石油溜分催化重整油、裂解汽油和煤焦油中得到的甲苯、二甲苯（鄰、間二甲苯）相對(duì)過剩，對(duì)二甲苯往往不能滿足工業(yè)需求，故需要利用異構(gòu)化、歧化與燒基轉(zhuǎn)移等芳炫間相互轉(zhuǎn)化技術(shù)，來(lái)調(diào)節(jié)對(duì)二甲苯的需求。發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)、倡導(dǎo)低碳生活已逐漸成為世界發(fā)展新趨勢(shì)。工信部制定的《工業(yè)節(jié)能“十二五”規(guī)劃》已對(duì)芳烴聯(lián)合裝置節(jié)能提出了具體要求:“優(yōu)化操作流程，實(shí)現(xiàn)蒸汽能級(jí)的合理利用。通過降低加熱爐有效負(fù)荷、提高加熱爐熱效率等措施，降低加熱爐燃料消耗量。推

3、廣新型高效催化劑(吸附劑)，提高裝置能源利用效率和經(jīng)濟(jì)效益?！保?］。2.2精餾技術(shù)的發(fā)展化學(xué)工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，分離技術(shù)則為化工生產(chǎn)過程中的原料凈化、產(chǎn)品提純和廢物處理等提供了技術(shù)保證。隨著化學(xué)工程技術(shù)的發(fā)展，分離技術(shù)逐漸向著多元化發(fā)展。常規(guī)的化工分離技術(shù)包括精餾、吸收、萃取、結(jié)晶、吸附、膜分離等。精餾仍是應(yīng)用最廣泛、技術(shù)最成熟的分離方法之一，在工業(yè)生產(chǎn)中占有相當(dāng)?shù)谋戎亍＞s塔伴隨著板式塔和填料塔交替式發(fā)展，兩者各有其優(yōu)缺點(diǎn)，現(xiàn)呈現(xiàn)出并行發(fā)展的趨勢(shì)。板式塔具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)、造價(jià)較低、易于放大等特點(diǎn)；填料塔具有高效率、高通量、低壓降、低持液等優(yōu)勢(shì)。盡管隨著精餾塔的

4、廣泛應(yīng)用，人們對(duì)精餾塔的認(rèn)識(shí)越來(lái)越深刻，但由于塔內(nèi)部流體流動(dòng)及傳質(zhì)過程的復(fù)雜性，致使精餾塔的設(shè)計(jì)仍依靠大量的經(jīng)驗(yàn)和半經(jīng)驗(yàn)的數(shù)據(jù)。塔內(nèi)流體力學(xué)、傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)、過程動(dòng)態(tài)學(xué)的計(jì)算等基礎(chǔ)傳遞問題的研究仍需重視，盡可能地?cái)[脫經(jīng)驗(yàn)的束縛。同時(shí)，隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，生產(chǎn)大型化、優(yōu)化節(jié)能、高效填料與新型塔板的開發(fā)與應(yīng)用等問題仍需探索。因此，對(duì)精餾塔的研究非但不能削弱，而是需要進(jìn)一步加強(qiáng)，以迎接新的挑戰(zhàn)。2.3精餾塔類型精餾塔按塔內(nèi)件結(jié)構(gòu)不同，分為板式塔和填料塔。20世紀(jì)70年代前，板式塔的研究及應(yīng)用處于領(lǐng)先地位。70年代后，填料塔的研究取得了較大進(jìn)展，填料塔與板式塔相比，具有壓降低、效率高、處

5、理量大和持液量低等優(yōu)點(diǎn)。2.3.1板式塔1813年，CELLIER首次提出泡罩塔板，已有200多年歷史。板式塔具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，特別適合于加壓和多側(cè)線采出的工藝流程[4]，板式塔主要包括泡罩塔板、篩孔塔板、浮閥塔板和其他新型塔板。（1）泡罩塔板CELLIER[2]提出的泡罩塔板，最早應(yīng)用在釀造業(yè)，后來(lái)被推廣到精餾、吸收等單元操作中。泡罩塔板具有適用范圍廣、操作彈性大、不易堵塞和便于操作等優(yōu)點(diǎn)；但是，泡罩塔板具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高、壓降大等缺點(diǎn)[5]。美國(guó)SoconyMobilOilCompany[6]開發(fā)了一種新型的S形塔板，該塔板兼顧泡罩塔板的優(yōu)點(diǎn)，但造價(jià)明顯低于泡

6、罩塔板。研究者在條形泡罩塔板的基礎(chǔ)上開發(fā)出了槽式泡罩塔板，GUERRIERI等[7]指出，槽式泡罩塔板具有壓降低，漏液少等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在石油化工與精細(xì)化工中。（2）篩孔塔板19世紀(jì)30年代，研究者開發(fā)出了篩孔塔板，并首先應(yīng)用于釀造工業(yè)。但是早期人們對(duì)篩孔塔板的研究不充分，認(rèn)為其操作不易穩(wěn)定而未得到廣泛應(yīng)用。直到20世紀(jì)50年代，人們對(duì)篩孔塔板的結(jié)構(gòu)、性能進(jìn)行了充分的研究，使篩孔塔板的應(yīng)用日趨廣泛。隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，人們開發(fā)出了很多新型篩孔塔板。MD篩板[8]是美國(guó)聯(lián)碳公司開發(fā)的用于高液量的氣液傳質(zhì)元件。美國(guó)環(huán)球油品公司（UOP）在此基礎(chǔ)上又開發(fā)出了ECMD、EEMD、V

7、GMD等新型多降液管塔板。國(guó)內(nèi)浙江工業(yè)大學(xué)開發(fā)的DJ塔板[9]是對(duì)MD篩孔塔板的改進(jìn)，主要對(duì)塔板結(jié)構(gòu)和流型作了改進(jìn)，主要有DJ-1型、DJ-2型和DJ-3型3種型號(hào)。Linde公司開發(fā)的導(dǎo)向篩板[12]最早應(yīng)用于空分裝置，之后開始用于乙苯-苯乙烯的分離裝置中，取得了顯著的效果。（3）浮閥塔板20世紀(jì)50年代，美國(guó)最先開發(fā)出了浮閥塔板，其兼有泡罩塔板和篩孔塔板的優(yōu)點(diǎn)，具有生產(chǎn)能力大、操作彈性大和傳質(zhì)效率高等優(yōu)點(diǎn)[10]，廣泛應(yīng)用于石油、化學(xué)工業(yè)中。國(guó)內(nèi)外開發(fā)了多種形式的浮第6期任海倫等：精餾技術(shù)研究進(jìn)展與