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1、陕西理工学院毕业设计年处理20万t酮苯脱蜡水回收系统的工艺设计 XXX（陕西理工学院化学学院化工专业06级1班，陕西 汉中 723000）指导教师：XXX摘要：酮苯脱蜡是润滑油生产中的一道重要工序，其生产过程一般使用丁酮和甲苯作为溶剂。溶剂在经过油回收系统、蜡回收系统后，已被大量回收，在回收过程中由于使用了水蒸汽直接汽提的方法，所以水中含有少量的溶剂丁酮。本设计就是针对酮苯脱蜡装置溶剂回收中的溶剂脱水（干燥）工艺过程进行设计的。由于丁酮-水体系属于非均相共沸体系，所以一般精馏过程不能实现其分离，为实现组分分离一般采用共沸精馏。非均相共沸精馏基本流程是利用双塔实现分离，同时借助分离器将溶液分层，
2、上下两层分别进入不同的塔。其中酮塔完成丁酮的提浓，水塔完成丁酮的回收，并使塔底排放水达标。主要完成了以下工作：1）共沸精馏用到的酮塔和水塔的塔高、塔径、塔板布置等的设计；2）水收系统所需换热器、泵的计算及选型；3）精馏塔的强度计算；4）厂房布置和人员组织。关键词：酮苯脱蜡，丁酮，水，溶剂回收，强度计算Process design of recycling water on ketone-benzol dewaxing 200,000t/aSun Shuo （Grade06,Class1, Major chemical engineering and technology, School of
3、chemical and environmental sciences, Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723000, Shaanxi）Tutor: Liu Jun-haiAbstract: Ketone-benzol dewaxing is an important process of lubricating oil production. The butanone and toluene are used as asolvent in the production process generally. After oil recov
4、ery system and wax recovery system, solvent has been recycled mainly. The water vapor stripping method is used in the recycling process, so the water contains a little butanone. The purpose of this design is to accomplish solvent dehydration technology process. Because butanone-water system belongs
5、to azeotropic heterogeneous system, this design chooses azeotropic distillation to make butanone and water separate. The azeotropic distillation process contains two towers and a device layered. The mission of one tower is to achieve concentration of butanone and another is to achieve butanone recov
6、ery. At the same time, the water from column bottom reaches the standard. This design mainly completes the following work:1) The tower diameter, pagoda height and tower plate layout of two towers.2) The type of heat exchanger and pump in the water recovery section.3) The strength calculation of dist
7、illation.4) Powerhouse arrangement and personnel assignment.Key words: Ketone-benzol dewaxing, butanone, water, solvent recovery, strength calculation.- II -目录摘要IAbstract:II1概述11.1 酮苯脱蜡简介11.1.1 酮苯脱蜡原理11.1.2 酮苯脱蜡过程11.1.3酮苯脱蜡主要方法11.1.4各溶剂在酮苯脱蜡中的性质与作用21.2 水收系统31.2.1 水收系统原理31.2.2 丁酮脱水原理31.3 共沸精馏41.3.1 共
8、沸物的特性41.3.2 二元非均相共沸精馏原理41.4工艺流程简介51.4.1 工艺流程图51.4.2 工艺流程简述51.5 设计任务61.6 本设计的目的62 主要设备工艺计算72.1 物料衡算72.1.1 互溶度的确定72.1.2 原料液的平均摩尔质量82.1.3 对整个系统做物料衡算82.1.4 操作线的计算82.2 塔理论塔板数计算92.2.1 酮塔（T-1）顶相对挥发度计算92.2.2 酮塔（T-1）理论塔板数计算92.3 工艺条件及有关物性参数的计算102.3.1 操作温度的确定102.3.2 平均摩尔质量计算102.3.3酮塔（T-1）操作压力的计算102.3.4 平均密度计算1
9、12.3.5 平均表面张力计算122.3.6 平均液相平均粘度计算132.4 工艺尺寸计算132.4.1 酮塔气液相体积流率132.4.2 酮塔（T-1）塔径132.4.3塔高的计算142.5 酮塔（T-1）塔板主要工艺尺寸的计算152.5.1 溢流装置的计算152.6 酮塔（T-1）塔板布置162.6.1塔板的分块162.6.2 酮塔（T-1）塔板有效面积的计算162.6.3 酮塔（T-1）筛板计算及排列172.7 酮塔（T-1）作流体力学验算:172.7.1 塔板干板压降172.7.2 液面落差182.7.3 漏夜182.7.4 液泛192.8 酮塔（T-2）塔板负荷性能图192.8.1
10、漏液线192.8.2 液沫夹带线192.8.3 液相负荷下限线202.8.4 液相负荷上限线202.8.5 液泛线213 填料塔工艺计算233.1填料的选择233.2 工艺条件及有关物性参数的计算233.2.1 操作温度的确定233.2.2 水塔（T-2）平均摩尔质量计算233.2.3 平均黏度计算233.2.4 水塔（T-2）平均表面张力计算243.2.5水塔（T-2）气液相体积流率253.3填料塔塔径计算253.3.1泛点气速计算253.3.2塔径计算263.4 填料塔高度的计算263.4.1水塔（T-2）理论塔板数计算263.4.2 填料层高度的计算273.4.3 填料层的分段273.4
11、.4 塔附属高度273.5 液体初分布器和再分布器283.5.1液体初分布器283.5.2 液体在分布器283.6 填料塔的压降284 附属设备的计算304.1 换热器的计算304.1.1 确定换热器（E-1）的类型304.1.2 估算传热面积304.1.3 换热器工艺结构尺寸314.1.4核算总传热系数314.2 罐的计算与选择334.2.1 储罐（V-1）的计算与选择334.2.2 储罐（V-2）的计算与选择344.2.3 储罐（V-3）的计算与选择344.3 管路设计及泵的选型344.3.1进料管线管径344.3.2 泵（p-1）的选择345 强度校核375.1选择材料375.2按压力计
12、算筒体和封头的壁厚375.3塔的质量载荷计算375.3.1塔壳和裙座的质量375.3.2塔内构件质量385.3.3人孔、法兰、接管与附属物质量385.3.4保温材料质量385.3.5平台、扶梯质量385.3.6操作时塔内物料质量385.3.7充水质量395.3.8全塔操作质量395.3.9全塔最小质量395.3.10全塔最大质量395.4塔的自振周期计算395.5地震载荷计算395.6风载荷计算415.6.1风力计算415.6.2风弯矩计算415.7各种载荷引起的轴向应力435.7.1计算压力引起的轴向拉应力435.7.2操作质量引起的轴向压应力435.7.3最大弯矩引起的轴向应力435.8筒
13、体和裙座危险截面的强度与稳定性校核435.8.1筒体的强度与稳定性校核435.8.2裙座的稳定性校核445.9裙座和筒体水压试验应力校核445.9.1筒体水压试验应力校核445.9.2裙座水压试验应力校核455.10基础环设计465.10.1基础环尺寸465.10.2基础环尺寸的应力校核465.10.3基础环厚度475.11地脚螺栓计算475.11.1地脚螺栓承受的最大拉应力475.11.2地脚螺栓直径476酮苯脱蜡水收系统平面设计486.1 平面设计任务486.2 平面设计原则486.3 酮苯脱蜡组织486.4 总平面布置论述486.5 辅助车间设施496.5.1 质检室496.5.2 机修
14、间496.6 供电系统496.6.1 供电要求和相应措施496.6.2 车间配电原则496.7 用水系统496.7.1 酮苯脱蜡用水分类496.7.2 给水系统和配水系统496.7.3 加热水及蒸汽循环系统496.7.4 排水系统497 人力组织507.1 劳动力组织原则507.2 车间劳动制度507.3 酮苯脱蜡人员编制情况507.4 水收岗位人员编制50参考文献51符号说明52致谢53- V -1概述1.1 酮苯脱蜡简介1.1.1 酮苯脱蜡原理酮苯脱蜡的基本原理1是利用酮苯混合溶剂对润滑油料中的油、蜡有不同的溶解度（溶油不溶蜡）和油、蜡熔点差，将原料油和溶剂降温，使蜡结晶析出，通过真空过滤的方法把油蜡分离，从而获得所需凝固点的润滑油料及石蜡原料。脱蜡原料油中的固态烃（蜡）在一定温度下与液态组分（油、溶剂）形成真溶液，随着温度降低，蜡在溶液中的溶解度下降使之达到过饱和状态而结晶。温度继续降低，析出的蜡就会逐渐增多，然后将蜡与油分开，使脱蜡油的凝点下降。这一过程是所有结晶脱蜡的共同原理，酮苯脱蜡也不例外。但是与其他的结晶脱蜡相比，它还有自己独特的地方，这就是在脱蜡过程中采用了酮苯溶剂稀释。酮苯溶剂的粘度比水还小，脱蜡原料油用数倍酮苯溶剂稀释之后，粘度大大下降。把这种低粘度的溶液冷冻降温，达某一数值时，石蜡在溶剂中的溶解
