畢業(yè)設(shè)計(jì)：年產(chǎn)焦炭80萬噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設(shè)計(jì)（定稿）

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)：年產(chǎn)焦炭80萬噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設(shè)計(jì)定稿 第 一 章 緒 論 1.1、焦?fàn)t煤氣凈化及苯族回收的意義： 煤在煉焦時(shí)一般72%-78%轉(zhuǎn)化為焦炭，其中22%-28%轉(zhuǎn)化為荒煤氣，苯族烴是煤干餾過程中產(chǎn)生的芳香烴化合物中分子較低的局部，其產(chǎn)率占煉焦干煤臟入量的0.8%-1.4%產(chǎn)率的波動主要受煉焦煤料的性質(zhì)煉焦溫度的影響，近年來，由于石油化學(xué)工業(yè)的迅速開展，可以提供苯類，苯酚類等產(chǎn)品，對煤煉焦化學(xué)工業(yè)產(chǎn)生了巨大的影響，但是焦化工業(yè)提供的許多種芳香族化合物和雜環(huán)化合物是石油化學(xué)工業(yè)所不能代替的，它們不可能或者不能經(jīng)濟(jì)的從石油加工過程中獲得，今后這類產(chǎn)品主要依賴煉焦化學(xué)產(chǎn)品的吸收

2、與加工，因此這些化學(xué)產(chǎn)品對綜合利用煤炭資源和我國社會主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)有著重要意義。 荒煤氣必須經(jīng)過凈化后成為潔凈燃?xì)猓拍芡ㄟ^煤氣管道外送及供用戶使用。在焦?fàn)t煤氣凈化過程中，經(jīng)過冷卻、吸收、解析、化學(xué)轉(zhuǎn)化、蒸餾別離等化工單元操作，可以別離出交友、氨水、粗苯或輕苯、重苯，并將煤氣和氨水中的氨、硫化氫、氰化氫等有害物質(zhì)去除且制成有用的化學(xué)產(chǎn)品。 苯族烴回收精制加工后，可得到的輕苯，重苯，精苯，甲苯，二甲苯，溶劑油等產(chǎn)品。甲苯，二甲苯，三甲苯，乙基甲苯，古馬隆，茚，噻吩，酚。這些產(chǎn)品具有極為廣泛的用途，是塑料合成纖維，合成橡膠，染料，涂料，醫(yī)藥，耐高溫材料及國防工業(yè)極為珍貴的原料，對于我國的社會主義建設(shè)

3、具有十分重大的政治意義和經(jīng)濟(jì)意義。 1.2粗苯的性質(zhì)： 粗苯在常態(tài)下為淡黃色透明溶體，此水輕，不溶于水，在貯存時(shí)，由于其中的戊烯類，環(huán)戊二烯等不合和化合物的氧化合聚合而形成樹脂狀物質(zhì)，故使粗苯差色變暗，粗苯易燃易爆，閃點(diǎn)為12攝氏度，粗苯苯氣在空氣中的濃度在1.4%-7.5%體積范圍內(nèi)時(shí)，能形成爆炸性混合物。 粗苯的各主要成分皆在180攝氏度前餾出，180攝氏度以后餾出的是粗苯中所含的洗油輕質(zhì)餾分，稱為溶劑油。在測定粗苯中各組分的含量和計(jì)算其加工過程中的產(chǎn)量時(shí)，通常將180攝氏度前的餾出量作為鑒別粗苯質(zhì)量的指標(biāo)之一。粗苯在180攝氏度前的餾出量取決于粗苯的工藝流程和操作制度。180攝氏度前的餾

4、出量越多，粗苯的質(zhì)量就越好，一般要求粗苯在180攝氏度前餾出量達(dá)93%-95%，粗苯中除了主要的苯類物質(zhì)之外，還有飽和化合物和硫化物，這是由于從煤氣中回收粗苯的同時(shí)，煤氣中的烯烴，一氧化碳等等的膠質(zhì)生成物及有機(jī)硫化合物也一同進(jìn)入了粗苯中。 粗苯的組成取決于煉焦配煤的組成及煉焦產(chǎn)物在炭化室內(nèi)熱解的程度。粗苯各組成的平均含量如表11.0%之間，吡啶堿類的含量不超過0.5%。當(dāng)硫銨工段從煤氣回收吡啶堿類時(shí)，那么粗苯中的吡啶堿類含量不超過0.01%。各產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)見表11、12、13。 粗苯中各組分的含量 表1-1 組 分分 子 式含量 %苯 甲苯 二甲苯 三甲苯 不飽和化合物 其中：環(huán)戊二烯 苯乙

5、烯 苯并呋喃及同系物 茚及同系物 硫化物按硫計(jì) 其中：二硫化碳 噻吩C6H6 C6H5CH23 C6H4CH22 C6H3CH23 C5H6 C6H5CHCH2 C8H6O C9H5 7.5%體積范圍內(nèi)時(shí)，能形成爆炸性混合物，因此該工段要嚴(yán)禁煙火，電機(jī)防爆。 重苯和重質(zhì)苯的質(zhì)量指標(biāo) 表1-2 指標(biāo)名稱重 苯 參考指標(biāo)重質(zhì)苯Y(jié)B 30364一級二級餾程： 初餾點(diǎn)，139160160150前餾出量，Wt%10200前餾出量，Wt%508580水分，Wt%0.50.5 粗苯和輕苯的質(zhì)量指標(biāo) 表1-3 指標(biāo)名稱加工用粗苯溶劑用粗苯輕 苯外觀黃色透明液體比重，d42°0.8710.900.90

6、00.880餾程：75前餾出量，V%3180前餾出量，wt%9391餾出96%V%的溫度，150水分室溫1825下目測無可見不溶解的水 第 二 章 操 作 及 設(shè) 計(jì) 參 數(shù) 2.1設(shè)計(jì)任務(wù)： 本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是根據(jù)國內(nèi)外冶金焦化行業(yè)的根本情況,進(jìn)行年產(chǎn)焦炭80萬噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設(shè)計(jì), 初選主機(jī)設(shè)備；進(jìn)行粗苯工段工藝流程選擇設(shè)備的選型計(jì)算及相關(guān)非工藝設(shè)計(jì)。 2.2設(shè)計(jì)參數(shù)： 1要求工段年平均工作日360天，煤氣及粗苯組成見下表，其余參數(shù)結(jié)合實(shí)習(xí)企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)技術(shù)參數(shù)。 焦?fàn)t煤氣的組成表 指標(biāo)名稱NH3H2SHCN萘粗苯焦油指標(biāo) g/Nm3 7.56.31.60.25350.0

7、1凈化煤氣的質(zhì)量指標(biāo)表 指標(biāo)名稱NH3H2SHCN萘粗苯焦油指標(biāo) g/Nm3 0.050.10.30.25 30.01粗苯的組成表 指標(biāo)名稱苯甲苯二甲苯溶劑油指標(biāo)質(zhì)量%732463本設(shè)計(jì)采用焦油洗油吸收煤氣中的苯族烴，對焦油洗油的質(zhì)量要求見下表 焦油洗油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) YB 297-64 名 稱指 標(biāo)比重 餾程: 230前餾出量 容 ,% 300前餾出量 重量 ,% 酚含量 容 ,% 萘含量 重量 ,% 黏度 °E25 水分,% 15結(jié)晶物1.041.07 3 90 0.5 13 2 1.0 無 2廠址所在地區(qū)年平均氣溫16，最高氣溫38，最低氣溫-27；常年主導(dǎo)風(fēng)向東風(fēng)、東北風(fēng)。 3煤在

8、煉焦時(shí)一般75%為焦炭，其中25%為荒煤氣。即每年用煤106.7萬噸，年生產(chǎn)荒煤氣26.7萬噸。 第三章 焦?fàn)t煤氣凈化回收工藝過程及工藝選擇 煤氣凈化過程主要有以下幾個(gè)工段組成:冷凝鼓風(fēng)工段、脫硫工段、蒸氨工段、硫銨工段、終冷洗苯工段、粗苯蒸餾工段、油庫工段、脫水工段、生化工段等組成。 化產(chǎn)工藝流程 冷凝鼓風(fēng)工段： 一工藝方法：可分為冷凝和鼓風(fēng)兩局部。其中冷凝又可分為直接冷卻、間接冷卻和直接間接混合冷卻三種。 1直接冷卻：與煤氣直接接觸，冷卻效果好，但產(chǎn)生污水量大。 2間接冷卻：不直接與煤氣接觸，通過換熱設(shè)備間接冷卻，污染小，蒸氨設(shè)備效率高，使用較廣泛。 3混合冷卻：可以兼得直接冷卻和間接冷卻

9、兩者的優(yōu)點(diǎn)。 鼓風(fēng)局部：主要為粗煤氣加壓，使其能通過后續(xù)凈化系統(tǒng)的設(shè)備和管路，并起到脫除粗煤氣中局部焦油霧的作用。 電捕焦油器：脫除粗煤氣中的焦油 二工藝流程： 來自焦?fàn)t80C的荒煤氣，與焦油和氨水沿吸煤氣管道流至氣液別離器，氣液別離后的荒煤氣由別離器上部出來，進(jìn)入四臺并聯(lián)操作的橫管初冷器上部，在此用32C的循環(huán)水將煤氣冷卻至35C；由橫管初冷器下部排出的煤氣，進(jìn)入直冷塔下部，用直冷塔循環(huán)水噴灑煤氣，將煤氣冷卻至22C；由直冷塔上部排出的煤氣，進(jìn)入三臺并聯(lián)操作的電捕焦油器，捕集煤氣中夾帶的焦油，再由煤氣鼓風(fēng)機(jī)壓送至脫硫工段。 為了保證橫管初冷器冷卻效果，在初冷器上部連續(xù)噴灑來自機(jī)械化氨水澄清槽

10、中部的焦油、氨水混合液，在其頂部用熱氨水定期沖洗，以去除管壁上的焦油、萘等雜質(zhì)。初冷器底部排出的冷凝液經(jīng)水封槽流入冷凝液槽，再送至機(jī)械化氨水澄清槽。 從直冷塔底部出來的循環(huán)液加兌一定量氨水后,用泵經(jīng)直冷塔循環(huán)水冷卻器用低溫水冷卻至21C，送到直冷塔頂部循環(huán)噴灑，多余局部送至機(jī)械化氨水澄清槽。 由氣液別離器別離下來的焦油和氨水進(jìn)入機(jī)械化氨水澄清槽，在此進(jìn)行氨水、焦油和焦油渣的別離。上部的氨水流入循環(huán)氨水中間1槽，再由循環(huán)氨水泵送至焦?fàn)t冷卻煤氣；其中一局部氨水定期經(jīng)高壓氨水泵加壓送至焦?fàn)t，一局部氨水去初冷器、電捕頂部噴灑，以去除管壁積存的萘、焦油等雜物。多余局部作為剩余氨水經(jīng)過剩余氨水中間槽沉淀澄清、除焦油器除油后送入剩余氨水貯槽，再用剩余氨水泵送至氨水蒸餾裝置處理。 機(jī)械化氨水澄清槽下部的焦油靠靜壓流入焦油別離器，進(jìn)一步進(jìn)行焦油與焦油渣的沉降別離。別離出的焦油自流入焦油中間槽，用焦油泵送至焦油蒸餾油庫的焦油貯槽。機(jī)械化氨水澄清槽和焦油別離器刮出的焦油渣，排入焦油渣車，定期送往煤場，摻入煉焦煤中。 三工藝選擇： 裝置采用混合冷卻工