(完整版)年產(chǎn)160萬噸焦炭焦化廠粗苯回收工藝畢業(yè)論文.doc

1、。畢業(yè)設(shè)計(jì)題目年產(chǎn) 160 萬噸焦炭焦化廠粗苯回收工藝學(xué)生。指導(dǎo)教師。年級。專業(yè)。系部。2011年 5月鄭重聲明本人的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是在指導(dǎo)教師。 。的指導(dǎo)下獨(dú)立撰寫完成的。如有剽竊、抄襲、造假等違反學(xué)術(shù)道德、學(xué)術(shù)規(guī)范和侵權(quán)的行為，本人愿意承擔(dān)由此產(chǎn)生的各種后果，直至法律責(zé)任，并愿意通過網(wǎng)絡(luò)接受公眾的監(jiān)督。特此鄭重聲明。畢業(yè)設(shè)計(jì)作者：年月日摘 要苯族烴是寶貴的化工原料， 隨著原油價(jià)格的不斷增長，粗苯的價(jià)格也在不斷增長，而焦炭價(jià)格穩(wěn)中有降，因此各焦化企業(yè)對焦?fàn)t煤氣中苯的回收更加重視，粗苯的銷售已成為一些企業(yè)的主要經(jīng)濟(jì)利潤來源。焦化廠的粗苯回收工藝主要包括洗苯和脫苯。洗苯塔是填料吸收塔，脫苯塔是

2、板式精餾塔。板式塔為篩板塔，主要參數(shù)為，塔高20 米，塔徑 2 米，篩孔數(shù)目12371，開孔率10.1%。輔助設(shè)備主要包括：冷凝器、預(yù)熱器, 其中冷凝器采用全凝器。塔附件主要有：接管、群座、人孔。其中進(jìn)料管采用直管進(jìn)料管；回流管采用直流回流；裙座采用圓角形，由于裙座內(nèi)徑約800mm,取裙座厚度 16mm，考慮到使用再沸器 , 裙座高度取 2m。根據(jù)所得數(shù)據(jù)，繪制篩板式板式塔的CAD圖，溢流裝置畫出放大剖面圖，塔頂塔底和人孔部位局部放大。關(guān)鍵詞160 萬噸粗苯回收板式塔設(shè)備參數(shù)CAD 圖外文頁The Technology Process of Crude Benzene Recovery in

3、1.6 million tons coke plant every yearSong Jierandirected byWang AibingAbstract Aromaticis an important kind of chemical raw materials. The priece of oil and crude benzene is growing,but the price of coal is discreasing.So coking enterprise to pays more attention to the recovery of benzene, crude be

4、nzene sales economic profits in some enterprises. Cokes crudebenzene recovery process mainly include benzene washing and removing The washing benzene tower is an absorption tower,and removing benzene tower is a plate column. While the plate column is a sieve-plate column.The main parameters for siev

5、e-plate column is that the is 10.1%. Subsidiary equipment mian includes: condenser,andpreheater, while the condenser adopts whole coagulation device.The accessories of sieve-plate column mainly includes: take over, crowd subside, manholes.While the channel of anticipate is a straight conduit ,.the b

6、ackward flow conduit is direct current backward flow ; the crowd subside is round shape, because of crowd subsidediameter,is 800mm,taking the thickness of crowd subside is 16mm, consider using the again boiling installation the , drow the enlarge sectional picture of overflow installation, and paint

7、 the part enlarge sectional chart of. manholesKeywords 160 tons，crude benzene recovery ， plate tower ，equipment parameter ， CAD目錄摘 要I1 總論11.1 粗苯回收概述11.2 粗苯的性質(zhì)11.3設(shè)計(jì)任務(wù)、條件和要求12 綜述22.1 粗苯工藝流程簡述22.2 影響粗苯回收的因素22.3 前景展望33 粗苯生產(chǎn)工藝流程33.1 粗苯工藝的基本原理33.2 工藝流程53.3主要設(shè)備的工藝計(jì)算和選型84 計(jì)算說明書94.1 計(jì)算條件94.2 精餾塔的物料衡算104.3 塔

8、板數(shù)的確定114.4 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的的計(jì)算144.5 精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算164.6 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算174.7 篩板的流體力學(xué)驗(yàn)算194.8 塔負(fù)荷性能圖214.9 篩板塔的計(jì)算結(jié)果255 結(jié)論 .276塔體結(jié)構(gòu)及附屬設(shè)備的設(shè)計(jì).276.1冷凝器選擇 : .276.2接管 .286.3裙座 .286.4人孔 .287設(shè)計(jì)方案和廠區(qū)布置 .297.1粗苯工藝的廠區(qū)布置圖 .297.2操作崗位的確定及崗位定員.317.3防火防爆和采暖通風(fēng) .327.4供氣和給排水 .328三廢的處理及環(huán)境的保護(hù) .338.1環(huán)境保護(hù)概述 .338.2煤化工生產(chǎn)中的主要污染物.338.

9、3煤化工污水的處理 .348.4煤化工煙塵和廢氣的處理.358.5焦化廢渣的處理方法 .359設(shè)計(jì)體會和收獲 .35參考文獻(xiàn) .36致 謝 .371 總論1.1 粗苯回收概述煤在煉焦的過程中，除有75左右轉(zhuǎn)變?yōu)榻固客?，還有25 左右生成各種化學(xué)產(chǎn)品和煤氣。 1每煉 1t 焦炭，約可以產(chǎn)生430m。左右的煤氣，荒煤氣經(jīng)過冷卻和各種回收系統(tǒng)處理后可以提取煤焦油、氨、萘、硫化氫、氰化氫及粗苯等化學(xué)品并得到凈焦?fàn)t煤氣。以年產(chǎn)焦炭 160 萬 t 的企業(yè)來說，每年可回收粗苯約16000t ， 2 苯族烴是寶貴的化工原料，焦?fàn)t煤氣中一般含苯族烴在25 40 gNm之間。粗苯是各焦化企業(yè)回收的主要對象，隨著

10、原油價(jià)格的不斷增長，粗苯的價(jià)格也在不斷增長，而焦炭價(jià)格穩(wěn)中有降，因此各焦化企業(yè)對焦?fàn)t煤氣中苯的回收更加重視， 粗苯的銷售已成為一些企業(yè)的主要經(jīng)濟(jì)利潤來源。3-5 可見，粗苯的有效回收在企業(yè)增加利潤的意義上顯得尤為重大。1.2 粗苯的性質(zhì)粗苯是多種芳烴族和和其它多種碳?xì)浠衔锝M成的復(fù)雜混合物，粗苯的主要成分是苯、二甲苯、甲苯及三甲苯等。此外，還含有一些不飽和化合物，硫化物及少量的酚類和吡啶堿類。在用洗油回收煤氣中的苯族烴時(shí)，則尚有少量輕質(zhì)餾分摻雜在其中。粗苯是談黃色的透明液體，比水輕，不溶于水。在貯存時(shí)，由于輕質(zhì)不飽和化合物的氧化和聚合所形成的樹脂狀物質(zhì)能溶于粗苯使其著色并很快地變暗。在常溫下，

11、粗苯的比重是 0.82 0.92kgL 。粗苯是易燃易爆物質(zhì)，閃點(diǎn)12 . 粗苯蒸氣在空中的濃度達(dá)到1.4 7.5%（體積）范圍內(nèi)時(shí)，及形成爆炸性的混合物。粗苯的組成取決于煉焦配煤的組成及煉焦產(chǎn)物在碳化室內(nèi)熱解程度，粗苯各組分的平均含量見表1-11.3設(shè)計(jì)任務(wù)、條件和要求（ 1）設(shè)計(jì)任務(wù)本設(shè)計(jì)是160 萬 ta 焦化廠粗苯回收工段的工藝設(shè)計(jì)。（ 2）設(shè)計(jì)要求本工段用焦油洗油吸收粗苯，富油經(jīng)脫苯塔蒸餾，得到粗苯，粗苯產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)。表 1-1 粗苯各組分的平均含量組分分子式含量%備注苯C6H65575甲苯C6 HCH53二甲苯C6 H5(CH) 2三甲苯和乙基甲苯C6 H5(CH) 3不飽和化合

12、物，其中：25643CH CHCH環(huán)戊二烯C5H6苯乙烯C6 H5CHCH2苯并呋喃C8H6O茚C9H8硫化物，其中：二硫化碳CS2噻吩C4H4S飽合物2 綜述2.1 粗苯工藝流程簡述11222.5 6同分異構(gòu)體及乙基苯1 2同分異構(gòu)體總和7 120.6 1.00.5 1.01.0 2.0包括同系物1.5 2.50.3 1.8按硫計(jì)0.3 1.40.2 1.60.6 1.5現(xiàn)階段焦化廠粗苯回收主要包括洗苯和脫苯兩個(gè)部分。煤氣進(jìn)入洗苯塔底部，與塔頂噴淋的循環(huán)洗油逆流接觸，吸收了煤氣中的粗笨的洗油被稱為富油。富油經(jīng)泵送冷凝冷卻器和貧富油換熱器換熱后送去管式加熱爐，加熱到180后送脫苯塔，塔底來自管

13、式爐的400過熱蒸汽將粗苯蒸汽從塔頂帶出，洗油變成貧油，進(jìn)入塔底，貧油經(jīng)換熱器后進(jìn)入循環(huán)槽中循環(huán)使用。粗苯蒸汽從塔頂溢出后經(jīng)冷凝冷卻進(jìn)入分離器，分離出水分后經(jīng)過計(jì)量槽自動流入貯存槽，部分粗苯用回流泵送回塔頂，成品粗苯可經(jīng)泵外送。2.2 影響粗苯回收的因素在現(xiàn)階段生產(chǎn)中，影響粗苯回收率的因素有：（1）配合煤揮發(fā)份的影響粗笨的產(chǎn)率取決于配合煤的揮發(fā)份和煤的變質(zhì)程度，并隨著配合煤中揮發(fā)份含量的增加而增加，配合煤揮發(fā)份增大，粗苯的產(chǎn)率也增大。同時(shí)，粗苯產(chǎn)率還隨著配煤中碳?xì)浔鹊脑黾酉鄳?yīng)提高；（ 2）焦?fàn)t加熱條件的影響；煉焦操作中，溫度的控制是關(guān)鍵，尤其是爐墻溫度和爐頂空間溫度。（ 3）循環(huán)洗油的質(zhì)量；在

14、粗苯回收要求洗油具有較好的吸收能力，在加熱是又能使粗苯很好的分離出來，同時(shí)還應(yīng)具有足夠的化學(xué)穩(wěn)定性，即使長時(shí)間使用吸收能力也不降低，而且不能與水發(fā)生乳化作用，并易與水分離，能夠再生以保證粗苯回收能正常進(jìn)行。（ 4）洗油吸收溫度的影響；吸收溫度是洗苯塔內(nèi)煤氣和洗油接觸的平均溫度，它取決于煤氣和洗油的溫度。一般情況下溫度低有利于苯的吸收，但是溫度過低洗油的粘度增加，影響洗油的循環(huán)量。當(dāng)吸收溫度在10 以下時(shí)，會從洗油中析出沉淀物；當(dāng)吸收溫度大于30時(shí)，塔后含苯量增加，降低粗苯的回收。因此，溫度為25 度為宜。（5）貧油中粗苯含量的影響；入塔中粗苯含量越高。則塔后煤氣中苯的含量越大，損失也越大。（6

15、）富油溫度的影響（ 7）脫苯塔塔頂溫度的影響（8）貧油二段后溫度的影響62.3 前景展望綜上所述，現(xiàn)在國內(nèi)各焦化廠所使用的粗苯的回收工藝比較成熟技術(shù)可靠效益可觀，是充分體現(xiàn)資源綜合利用的重要手段之一，也是完善，完整焦化不可分割的一部分。近年來，工藝設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域正向著高效節(jié)能化方向發(fā)展，特別是當(dāng)前粗苯銷售價(jià)格持續(xù)走高的形勢下，合理選擇粗苯回收工藝，選用合理的化工設(shè)備和管道，可有效地提高回收效率降低能耗，是資源得以合理利用，有效地保證粗苯回收裝置安全穩(wěn)定清潔高效運(yùn)行，給企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。3 粗苯生產(chǎn)工藝流程3.1 粗苯工藝的基本原理3.1.1洗油吸收苯族烴的基本原理用洗油吸收煤氣中

16、的粗苯烴是物理吸收過程，服從亨利定律和道爾頓定律，當(dāng)煤氣中苯族烴的分壓大于洗油液面上苯族烴的平衡蒸氣壓時(shí)，煤氣中的苯族烴即被洗油吸收，二者差值越大，則洗收過程進(jìn)行的越容易，吸收速率也越快。目前，吸收過程的機(jī)理仍建立在被吸收組分經(jīng)穩(wěn)定的界面薄膜擴(kuò)散傳遞的概念上，即液相與氣相之間有相界面，假定在相界面的兩側(cè)，分別存著不呈湍流的薄膜，在氣相側(cè)的稱為氣膜，在液相側(cè)的成為液膜，擴(kuò)散過程的阻力及等于氣膜和液膜的阻力之和。吸收系數(shù)大小取決于所采用的吸收劑的性質(zhì)，設(shè)備的構(gòu)造及吸收段過程進(jìn)行的條件（溫度、煤氣流速、噴淋量及壓力等）。顯然，這些因素對吸收速率也具有同樣的影響。3.1.2影響苯族烴吸收的因素煤氣中的

17、苯族烴在洗苯塔內(nèi)被吸收的程度稱為吸收率，吸收率的大小取決于以下因素：（ 1）吸收溫度吸收溫度是指洗苯塔內(nèi)氣液兩相接觸面積的平均溫度，它取決于煤氣和洗油的溫度，也受大氣溫度的影響。吸收溫度是通過吸收系數(shù)和吸收推動力的變化而影響吸收率的，提高的吸收溫度，可使吸收系數(shù)略有增加，但不顯著，而吸收推動力卻顯著減小。對于洗油吸收煤氣中的苯族烴來說，洗油分子量及煤氣總壓的波動很小，可視為常數(shù)，而粗苯的蒸氣壓是隨溫度的變化而變化，溫度升高，粗苯的蒸氣壓力也升高，當(dāng)煤氣中的苯族烴的含量一定時(shí)，溫度愈低，洗油中與其呈平衡的粗苯含量愈高；而當(dāng)提高溫度時(shí)，洗油中與其呈平衡的粗苯含量則有較大的降低。當(dāng)入塔貧油含量一定時(shí)

18、，洗油液面上苯族烴的蒸氣壓隨吸收溫度升高而增大，吸收推動力則隨之減小，致使洗苯后煤氣中的苯族烴7含量（塔后損失）增高, 粗苯的回收率降低。因此，吸收溫度不宜過高，但也并非越低越好，在低于 15時(shí)洗油的粘度將顯著增加，使洗油輸送及其在塔內(nèi)均勻分布和自由流動均發(fā)生困難，當(dāng)洗油溫度低于10時(shí)，還可能從油中析出固體沉淀物。因此適宜的吸收溫度約25，實(shí)際操作波動于20 30之間。另外，操作中洗油溫度應(yīng)略高于煤氣溫度，以防止煤氣中毒水氣冷凝進(jìn)入洗油中，一般規(guī)定，洗油溫度在夏季比煤氣溫度高2左右，冬季搞4左右。為了保證吸收溫度，煤氣進(jìn)洗苯塔前，應(yīng)在終冷期內(nèi)冷卻至20 28，循環(huán)油冷卻至小于 30 .（ 2）

19、洗油的吸收能力及循環(huán)量當(dāng)其他條件一定時(shí)，洗油的分子量變小，將使洗油中粗苯含量變大，即吸收得愈好，同類油劑的吸收能力與其分子量成反比。吸收劑與溶質(zhì)的分子量愈接近，則吸收得愈完全。在回收等量粗苯的情況下，如洗油的吸收能力強(qiáng) , 使富油含苯量高 , 則循環(huán)洗油量也可以相應(yīng)地減少。但洗油的分子量不宜過小，否則洗油中吸收過程中揮發(fā)損失較大，并且脫苯蒸餾時(shí)不易與粗苯分離。為了滿足從煤氣中回收和制取粗苯的要求，洗油應(yīng)具有如下性能：常溫下對苯族烴有良好的吸收能力，在加熱時(shí)又能使粗苯很好的分離出來。有足夠的化學(xué)穩(wěn)定性，即在長期使用中其吸收能力基本穩(wěn)定。在吸收操作溫度下，不應(yīng)析出固體沉淀物。易與水分離，且不生成乳

20、化物。有較好的流動性，易于用泵抽送并能在填料上均勻分布。增加循環(huán)油量可降低洗油中粗苯的含量，增加氣液間的吸收推動力，從而可以提高粗苯的回收率 , 但循環(huán)洗油量不宜過大，以免過多增大電、蒸氣的耗量和冷卻水用量。在塔后煤氣含苯量一定的情況下，隨著吸收溫度的升高，則需要的循環(huán)洗油量隨之增加。（ 3）貧油含苯量貧油含苯量是決定塔后煤氣含苯族烴量的主要因素之一，當(dāng)其它條件一定時(shí)，入塔貧3油中的含苯量越高，則塔后損失愈大，按現(xiàn)行規(guī)定，塔后煤氣中粗苯含量不大于 2gNm。如進(jìn)一步降低貧油中的粗苯含量，雖然有助于降低塔后損失，但將增加脫苯蒸餾時(shí)代蒸氣耗量，使粗苯產(chǎn)品的 180前餾出率減少，并且是洗油含量增加。

21、近年來，國外一些焦化廠，塔后煤氣含粗苯量控制在34gNm左右，甚至更好，這一指標(biāo)對大型焦化廠的粗苯回收是經(jīng)濟(jì)合理的。另外，從一般粗苯粗苯和回爐煤氣中分離出來的苯族烴的性質(zhì)可以看出，由回爐煤氣中得到的苯族烴，硫含量比粗苯高3.5 倍，不飽和化合物的含量高 1.1 倍，由于這些物質(zhì)很容易聚合，故會增加粗苯的回收和精致難度，因此，塔后煤氣含苯量控制高一些也合理。（ 4）吸收表面積的影響為使洗油充分吸收煤氣中的苯族烴，必須使氣液兩相之間有足夠的接觸面積（即吸收面積）。填料塔的吸收面積即為塔內(nèi)填料表面積，填料表面積愈大，則煤氣與洗油接觸時(shí)間愈長，回收過程進(jìn)行的愈完全。適當(dāng)?shù)奈彰娣e即能保證一定的粗苯回收

22、率，又使設(shè)備費(fèi)8和操作費(fèi)經(jīng)濟(jì)合理。（ 5）煤氣壓力與流速當(dāng)增大煤氣壓力時(shí)，擴(kuò)散系數(shù)將隨之減少，因而使吸收系數(shù)有所降低。但隨著壓力的增加，煤氣中的苯族烴分壓將成比例地增加，使吸收推動力顯著增加，因而，吸收速率也將增加。煤氣速度的增大也可提高吸收系數(shù)，并且可以提高氣液相接觸的湍動接觸程度和提高洗苯塔的生產(chǎn)能力，所以，加大煤氣速度可以強(qiáng)化吸收過程，但煤氣速度太大時(shí)，容易使洗苯塔阻力和霧沫夾帶量急劇增加。3.1.3脫苯原理脫苯原理實(shí)際上是精餾原理，由揮發(fā)度不同的組分的混合液中精餾塔內(nèi)多次地進(jìn)行部分氣化和部分冷凝，使其分離幾乎純態(tài)的組分的過程，在精餾過程中，當(dāng)加熱互不相容的液體混合物時(shí)，如果塔內(nèi)的總壓力

23、等于個(gè)混合組分的飽和蒸氣分壓之和時(shí)，液體開始沸騰，但從富油中蒸出粗苯，達(dá)到過苯蒸出粗苯，達(dá)到脫苯原理時(shí)，必將富油加熱到250 300，這實(shí)際上是不可行的。3.1.4影響脫苯的因素脫苯塔內(nèi)的脫出率的影響因素主要有在塔底油溫下各組分的蒸氣壓；塔內(nèi)操作壓力；加料板以下的塔盤；3.2 工藝流程3.2.1粗苯工藝流程詳述經(jīng)過脫硫后的煤氣進(jìn)入終冷器，溫度由45 度左右降低到24 度左右，進(jìn)入洗苯塔。在洗苯塔上端噴淋洗油，煤氣由下端進(jìn)入和洗油逆向接觸，洗油吸收煤氣中的苯族烴類形成富油，富油首先與脫苯塔塔頂出來的粗苯蒸汽進(jìn)行一次換熱，溫度升高到60 度左右，接著與脫苯塔塔底的貧油進(jìn)行第二次換熱，這次換熱也被稱

24、作油油換熱。換熱后升溫到110 度左右，然后由管式加熱爐繼續(xù)進(jìn)行加熱，溫度到達(dá)180 度進(jìn)入脫苯塔，在塔內(nèi)利用精餾將不同沸點(diǎn)的粗苯收集。從脫苯塔頂部出來的油汽進(jìn)入油汽換熱器及冷凝冷卻器，所得粗苯流入油水分離器。分離出水后的粗苯進(jìn)入回流槽，經(jīng)粗苯回流泵送至脫苯塔頂部作為回流用，其余的流入粗苯中間槽，用粗苯產(chǎn)品泵送往油庫工段裝車外送。在脫苯塔上部設(shè)有斷塔板，將塔板積存的油和水引出，流入到脫苯塔油水分離器，將水分離后，油進(jìn)入下層塔板。脫苯塔底部采出的 170熱貧油，經(jīng)一段貧油換熱器換熱后進(jìn)入脫苯塔下部的熱貧油槽。用熱貧油泵送至二段貧富油換熱器、貧油一段冷卻器、貧油二段冷卻器，冷卻至30后，送到終冷洗

25、苯工段洗苯塔循環(huán)使用。10為保持穩(wěn)定的洗油質(zhì)量，同管式爐加熱后的富油管線引出1.5%的富油進(jìn)入再生器，用管式爐來的被加熱到400的過熱蒸汽直接蒸吹再生，再生器頂部出來的汽體進(jìn)入脫苯塔下11部，再生器底部排出的殘?jiān)ㄆ谂欧胖翚堅(jiān)郏帽盟偷接蛶旃ざ蔚慕褂唾A槽。粗苯油水分離器、脫苯塔油水分離器分離出來的水進(jìn)入控制分離器，進(jìn)一步將油水分離。分離出來的油流入油放空槽，用液下泵送到富油槽，分離出來的水流入水放空槽，用液下泵送到冷凝鼓風(fēng)工段。粗苯質(zhì)量的好壞以蒸餾時(shí)180前蒸餾出量的百分?jǐn)?shù)來確定，粗苯的沸點(diǎn)范圍是75200，若 180前溜出量越多，粗苯質(zhì)量越好；若在180后的溜出物則為溶劑油。3.2.2洗苯

26、工藝目前洗苯工藝的回收方法主要有洗油吸收法；吸附法；凝結(jié)法。焦油洗油是高溫煤焦油中230 -300的餾分，容易得到，所以設(shè)計(jì)中應(yīng)用焦油洗油。3.2.3洗苯工藝流程（ 1）用焦油洗油回收粗苯, 生產(chǎn)流程見圖3-1 。煤氣經(jīng)最終冷卻到25 27后， 進(jìn)入洗苯塔。 塔前的煤氣含粗苯32 40克標(biāo)m3，塔后的煤氣中含粗苯低于2 克標(biāo)m3。煤氣14貧油3熱水去分縮器2冷水1-填料洗苯塔2-富油泵3- 貧油中間槽4- 貧油冷卻器圖 3-1 洗苯工藝流程圖從脫苯工序來的貧油，含苯0.2 0.4%，進(jìn)入貧油槽，用貧油泵進(jìn)入洗苯塔頂部，從塔頂噴淋而下，含苯量增至2.5%左右。用富油泵將富油從塔底抽出，送往脫苯工

27、序。脫苯后的貧油送回貧油槽循環(huán)使用。3.2.4脫苯工藝由洗苯工序過來的含苯富油需進(jìn)行脫苯。12 脫苯工藝主要有蒸氣加熱法和管式爐加熱法。管式爐加熱法，即富油經(jīng)貧富油換熱器后用管式爐加熱至180 200后，在進(jìn)入脫苯塔，如圖3-2管式爐加熱的富油具有以下優(yōu)點(diǎn)：富油在管式爐內(nèi)加熱至180左右，脫苯程度高，貧油中粗苯含量可降至0.1%左右，從而使粗苯的塔后損失減小，粗苯的回收率可高達(dá)95 97%蒸氣耗量低， 每生產(chǎn)一噸180前的粗苯耗蒸氣約1 1.05 噸且不受蒸氣壓力波動的影響，操作穩(wěn)定。酚水含量少，蒸氣法脫苯，每噸180前粗苯要產(chǎn)生3 4 噸工業(yè)酚水，而管式爐法只產(chǎn)生 1.05 噸以下的酚水。設(shè)

28、備費(fèi)用低，蒸氣耗量顯著降低，大大縮小了冷凝冷卻和蒸餾設(shè)備的尺寸，從而使設(shè)備費(fèi)用大為降低。因此，本設(shè)計(jì)選用管式爐加熱法。1- 脫水塔 2- 管式爐 3- 再生器 4- 脫苯塔 5- 脫苯塔油水分離器6- 油氣換熱器7- 冷凝冷卻器8- 富油泵 9- 貧富有換熱器10- 貧油泵 11- 貧油冷卻器12- 粗苯分離器13- 回流槽 14- 控制分離器15 會流泵 16- 粗苯槽17- 萘油槽 18- 殘油槽 19- 粗苯產(chǎn)品回收泵20 萘油泵 21 殘油泵圖 3-2 管式爐加熱富油脫苯從脫苯塔底排出的貧油溫度比富油的預(yù)熱溫度約低3 5（ 130 140）熱貧油流入貧富有換熱器，與富油換熱并被冷卻至1

29、10 120后，在回到脫苯塔底的熱貧油槽中，在此用用熱貧油泵送到噴淋式貧油冷卻器，冷卻至2530后，在送往洗苯塔循環(huán)噴灑。由于洗油在循環(huán)使用的過程中質(zhì)量會變壞，為保持循環(huán)洗油的質(zhì)量，將循環(huán)油量的11.5%有富油入塔前的管路或脫苯塔加料板以下的一塊塔板處引入洗油再生器，洗油被1012kgfcm 2 的間接蒸氣加熱至160 180，并用過熱直接蒸氣直接蒸吹，從再生器頂部蒸吹出來的溫度，留在再生器底部的高沸點(diǎn)聚合物及油渣稱為殘?jiān)?。可以靠設(shè)備內(nèi)地蒸氣壓力間歇地或連續(xù)地排至殘?jiān)筒?。從再生器排出的殘?jiān)停?00前的餾出量要求低于40%，若餾出量過高會大大增加洗油耗量。3.3主要設(shè)備的工藝計(jì)算和選型3.3

30、.1粗苯工藝應(yīng)用主要的設(shè)備終冷器為橫管式冷卻器。洗苯塔為填料塔，填料一般選用比表面積大的球型和孔板波紋填料。脫苯塔為板式塔，主要有泡罩和浮閥兩種。管式加熱爐貧油再生器冷凝冷卻器3.3.2設(shè)備選型（ 1）終端冷卻器采用逆流接觸的工藝論證焦?fàn)t煤氣流經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)時(shí)被壓縮而獲得熱量，終冷器的作用就是轉(zhuǎn)煤氣獲得的熱量轉(zhuǎn)移掉。冷凝器中煤氣走管道，冷卻水走管間。逆流接觸使冷卻水和高溫煤氣充分接觸，使煤氣溫度最大化降低。13 在煤氣進(jìn)入洗苯塔后繼續(xù)與洗油逆向接觸，此時(shí)如果溫度過高，會使洗油汽化，影響洗油的吸收效率。（ 2）粗苯蒸汽使用分凝器的工藝論證在粗苯工藝中，粗苯蒸汽的冷卻分了兩步，第一次與富油進(jìn)行換熱，使富

31、油升溫到60度左右，粗苯蒸汽降溫，接著使用冷卻水對粗苯蒸汽進(jìn)行第二次降溫。因?yàn)榻?jīng)過第一步冷卻后粗苯的溫度過高，所以必須使用分凝器，對苯進(jìn)行兩部冷卻。見圖3-3 。（ 3）貧油冷卻器的選型論證我國焦化廠應(yīng)用的貧油冷卻器主要有：空氣水噴淋式冷卻器、浮頭式冷卻器和螺旋板冷卻器三種，國內(nèi)應(yīng)用較多的是浮頭管殼式貧油冷卻器，今年來，螺旋板換熱器在我國焦化廠得到的廣泛采用，除可作為貧油冷卻器使用外，還可以作為貧富有換熱器、蒸氨廢水換熱器等。本設(shè)計(jì)采用螺旋板換熱器作為貧油冷卻器。（ 4）洗油的技術(shù)要求為了滿足生產(chǎn)需要洗油應(yīng)具有以下性能，（ 1）常溫下對苯族烴有良好的吸收能力，加熱時(shí)又能使苯族烴能很好的分離出來

32、；（ 2）具有化學(xué)穩(wěn)定性，即長期使用中其吸收能力基本穩(wěn)定；（ 3）在吸收操作溫度下不析出固體沉積物；（ 4）易與水分離，且不生成乳化物；（ 5）有較好的流動性，易于用泵送并能在填料上均勻分布。圖 3-3 冷卻器工作原理流程圖4 計(jì)算說明書4.1 計(jì)算條件采用年產(chǎn)1t焦炭為基準(zhǔn)計(jì)算，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如表4-1表4-1原始數(shù)據(jù)產(chǎn)品精煤焦炭煤焦油凈煤氣粗苯苯t431715016751751125粗苯和洗油物系屬于易分離物系，分離條件如下：1、用連續(xù)精餾2、全凝器冷凝塔內(nèi)上升蒸汽3、操作回流比取最小回流比的1.5 倍4、原料的處理量 F=0.0609 = 23.79取操作回流比 R=1.5 Rmin =1.5

33、 23.79=35.7求精餾塔的氣液相負(fù)荷L=RD=35.7 1.54 10-4=5.50 10-4V=(R+1)D=36.7 1.54 10-4 =5.65 10-4 4 10-3L=L+F=5.50 10-4+6.64 10 =1.21V =V=5.65 10操作線方程-4精餾段操作線方程為y=D =0.973xn+0.027提餾段操作線方程為y=W =2.142x,n 0.007相平衡方程：y=用逐板計(jì)算法計(jì)算理論塔板數(shù)：見表4-6理論塔板數(shù) N 精 12N 提5表 4-6 粗苯洗油的氣液相組成x 1x 2x 3x 4x 5x 6x 7x 8x 90.9900.9760.9460.880

34、0.7560.5700.3640.2020.106y1y2y3y4y5y6y7y8y90.9960.9900.9770.9470.8830.7630.5820.3810.224x10x 11x 12x 13x 14x 15x 16x 170.0530.0360.0260.0210.0160.0110.0070.003y10y11y12y13y14y15y16y170.1300.0830.0620.0490.0380.0270.0170.0084.3.2 實(shí)際塔板數(shù)的求算總塔效率的求取80.1粗苯的 0.300，洗油的 0.315 AV xi i 0.025 0.300 0.975 0.35 0

35、.354相對揮發(fā)度 2.43 AV 2.43 0.354 0.86查閱文獻(xiàn) 19得，塔板效率E 0.52實(shí)際塔板數(shù)的計(jì)算精餾段實(shí)際塔板數(shù)N 精 120.5224提餾段實(shí)際塔板數(shù)N 提 50.52 104.4 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的的計(jì)算4.4.1 操作壓力計(jì)算塔頂操作壓力pD =101.3+18.21=119.51kPa每層塔板的壓降P=0.7kPa進(jìn)料板壓力PF=119.5+0.7 24=136.31kPa精餾段平均壓力Pm=(119.5+136.31) 2=127.914 kPa4.4.2 操作溫度計(jì)算依據(jù)操作壓力，由泡點(diǎn)方程通過試差法計(jì)算出泡點(diǎn)溫度，其中苯、甲苯的飽和蒸汽壓由安

36、托尼方程計(jì)算，計(jì)算過程略。計(jì)算結(jié)果如下：塔頂溫度tD =80.1進(jìn)料板溫度tF =109.3精餾段平均溫度tm=(80.1+109.3) 2=94.7 4.4.3 平均摩爾質(zhì)量計(jì)算由 xD=y1 =0.996, x1=0.990M VDM =0.996 78.11 (1 0.996)92.3=78.17 kmolM LDM =0.990 78.11 (1 0.990)92.3=78.25 kmol進(jìn)料板平均摩爾質(zhì)量計(jì)算由逐板計(jì)算法，相平衡方程得xF =0.029,yF=0.068M VFM 0.0602 78.11 (1 0.0602)92.13 91.26 kmolM LFM 0.026 7

37、8.11 1 0.026 92.13 91.77 kmol精餾段平均摩爾質(zhì)量M VM 78.17 91.26 2 84.72 kmolM LM 78.25 91.77 2 85.01 kmol4.4.4 平均密度的計(jì)算、氣相平均密度的計(jì)算由理想氣體狀態(tài)方程計(jì)算，即 vm=127.91 m31403.158.314273.15、液相平均密度的計(jì)算液相平均密度依下式計(jì)算，即1 tm aipi、塔頂液相平均密度的計(jì)算由 tD =80.1，查手冊得 A 820, B 810 m3 LDm 1819.9 m30.995 / 8200.005 / 810、進(jìn)料板液相平均密度的計(jì)算由 tF =109.3，查

38、手冊得， A 795, B 793 m3進(jìn)料板液相的質(zhì)量分率a0.02678.110.02278.110.9740.02692.13 LFm 1793.0 m30.022 / 7950.978 / 793精餾段液相平均密度為 Lm= m34.4.5 液體平均表面張力的計(jì)算液相平均表面張力依據(jù)下式計(jì)算，即 Lm = xi i塔頂液相平均表面張力的計(jì)算由 tD =80.1，查手冊得 A 18.9 mNm B 19.1mNm Lm =0.996 18.9+0.004 19.1 18.9mNm進(jìn)料板液相平均表面張力的計(jì)算由 tF =109.3，查手冊得， A 17.8 mNm B 18 mNm Lf =0.026 17.8 0.974 18 18.0 mNm精餾段液相平均表面張力為 Lm =（ 18.9+18.0） 2 18.45 mNm4.4.6 液相平均黏度的計(jì)算液相平均黏度依據(jù)下式計(jì)算即lg Lm xi lg i塔頂液相平均粘度的計(jì)算由 tD =80.1，查手冊得 A 0.300mPa?s B 0.355 mPa ?slg LDm 0.996lg(0.300) 0.004lg(0.355) LDm 0.300 mPa?s進(jìn)料板液相平均粘度的計(jì)算由 tF