1、第2章 文献综述 摘要 芳烃是重要的基本有机化工原料,尤其是苯、 甲苯和二甲苯,在现代国民经济 中有着极其重要的地位和作用。 芳烃的大规模工业化生产是通过现代化芳烃联合 装置实现的,其加工流程复杂,伴有芳烃间的相互转化过程。 碳八芳烃临氢异构化 反应和甲苯歧化与芳烃烷基转移过程是芳烃联合装置中重要的两个芳烃转化工 艺,其目的分别是将异构体邻二甲苯、间二甲苯和乙苯转化为价值更高的对二甲 苯和将直接用途较少、 相对过剩的甲苯和芳烃转化成用途广泛但供应不足的苯和 二甲苯。 关键词苯甲苯二甲苯烃联合装置 2.1 芳烃简介 当今世界在石油和化学工业中芳轻是非常重要的基本有机化工原料， 尤其以 苯、甲苯和
2、二甲苯等非常重要，在现代国民经济中有着极其重要的战略地位和作 用 1。 对二甲苯是芳轻中最重要的化合物，主要应用于化纤、合成树脂、农药、医 药、塑料等诸多化工生产领域 2。但从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（邻、间二甲苯）相对过剩，对二甲苯往往不能满足工业 需求，故需要利用异构化、歧化与烧基转移等芳炫间相互转化技术，来调节对二 甲苯的需求。 工业节能“十二五”规划已对芳烃联合装置节能提出了具体要求:“优化操 作流程，实现蒸汽能级的合理利用。通过降低加热炉有效负荷、提高加热炉热效 率等措施，降低加热炉燃料消耗量。推广新型高效催化剂(吸附剂)，提高装置能 源利用效率和经
3、济效益。” 3。 2.2 精馏技术的发展 化学工业是国民经济的支柱产业， 分离技术则为化工生产过程中的原料净化、 产品提纯和废物处理等提供了技术保证。随着化学工程技术的发展，分离技术逐 渐向着多元化发展。常规的化工分离技术包括精馏、吸收、萃取、结晶、吸附、 膜分离等。精馏仍是应用最广泛、技术最成熟的分离方法之一，在工业生产中占 有相当的比重。 精馏塔伴随着板式塔和填料塔交替式发展，两者各有其优缺点，现呈现出并 行发展的趋势。板式塔具有结构简单、适应性强、造价较低、易于放大等特点； 填料塔具有高效率、高通量、低压降、低持液等优势。尽管随着精馏塔的广泛应 用，人们对精馏塔的认识越来越深刻，但由于塔
4、内部流体流动及传质过程的复杂 性，致使精馏塔的设计仍依靠大量的经验和半经验的数据。塔内流体力学、传质 动力学、过程动态学的计算等基础传递问题的研究仍需重视，尽可能地摆脱经验 的束缚。同时，随着化学工业的发展，生产大型化、优化节能、高效填料与新型 塔板的开发与应用等问题仍需探索。因此，对精馏塔的研究非但不能削弱，而是 需要进一步加强，以迎接新的挑战。 2.3 精馏塔类型 精馏塔按塔内件结构不同，分为板式塔和填料塔。20 世纪 70 年代前，板式 塔的研究及应用处于领先地位。70 年代后，填料塔的研究取得了较大进展，填 料塔与板式塔相比，具有压降低、效率高、处理量大和持液量低等优点。 2.3.1
5、板式塔 1813 年，CELLIER 首次提出泡罩塔板，已有 200 多年历史。板式塔具有结构 简单、造价低等优点，特别适合于加压和多侧线采出的工艺流程 4，板式塔主要 包括泡罩塔板、筛孔塔板、浮阀塔板和其他新型塔板。 （1）泡罩塔板 CELLIER2提出的泡罩塔板，最早应用在酿造业，后来被推广到精馏、吸收等单 元操作中。 泡罩塔板具有适用范围广、 操作弹性大、 不易堵塞和便于操作等优点； 但 是 ， 泡 罩 塔 板 具 有 结 构 复 杂 、 造 价 高 、 压 降 大 等 缺 点 5 。 美 国 SoconyMobilOilCompany 6开发了一种新型的 S 形塔板，该塔板兼顾泡罩塔板
6、的 优点，但造价明显低于泡罩塔板。研究者在条形泡罩塔板的基础上开发出了槽式 泡罩塔板，GUERRIERI 等 7指出，槽式泡罩塔板具有压降低，漏液少等特点，被 广泛应用在石油化工与精细化工中。 （2）筛孔塔板 19 世纪 30 年代，研究者开发出了筛孔塔板，并首先应用于酿造工业。但是早期 人们对筛孔塔板的研究不充分，认为其操作不易稳定而未得到广泛应用。直到 20 世纪 50 年代，人们对筛孔塔板的结构、性能进行了充分的研究，使筛孔塔板 的应用日趋广泛。随着化学工业的发展，人们开发出了很多新型筛孔塔板。MD 筛板 8是美国联碳公司开发的用于高液量的气液传质元件。美国环球油品公司 （UOP）在此基础上又开发出了 ECMD、EEMD、VGMD 等新型多降液管塔板。国内浙 江工业大学开发的 DJ 塔板 9是对 MD 筛孔塔板的改进，主要对塔板结构和流型作 了改进，主要有 DJ-1 型、DJ-2 型和 DJ-3 型 3 种型号。Linde 公司开发的导向筛 板12最早应用于空分装置，之后开始用于乙苯-苯乙烯的分离装置中，取得了 显著的效果。 （3）
