粗苯(畢業(yè)設(shè)計)分析

11文獻綜述1.1產(chǎn)品簡介粗苯是多種芳烴和其他化合物組成的混合物，粗苯主要成分是苯、甲苯、二甲苯及三甲苯等，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。當(dāng)用洗油回收煤氣中的苯族烴時，在所得的粗苯中有少量的洗油輕質(zhì)餾分，粗笨是焦炭是一種淡黃色易揮發(fā)的液體。粗苯是淡黃色的透明液體，比水輕，不溶于水。在儲存時，由于輕質(zhì)不飽和化合暗。粗苯是易物，此工段要求嚴禁煙火。被終端客戶消費，因此需要精苯生產(chǎn)企業(yè)把粗笨分理出純苯、甲苯、二甲苯以及重質(zhì)芳香烴衍生的下游產(chǎn)品，廣泛用于三大合成材料(合成塑料、合成纖維、合成橡膠)2苯主要用于合成乙苯、異丙苯環(huán)己烷，一部分也用于合成苯胺、馬來酸、環(huán)氧樹脂、尼龍和氯苯等。其中氯苯是重要的制藥和染料工業(yè)的中間體，而苯胺則廣泛用于酐)的原料，鄰二甲苯酰酐主要用于增塑劑的制備；對二甲苯用作生產(chǎn)對二甲酸的原組分分子式含量%苯CH6655~706523652312~226422C64222.0~6甲苯632363232.0~5不飽和化合物7~12其中：環(huán)戊二烯CH560.6~1.2苯乙烯CHCHCH6520.5~1.0苯并呋喃及同系物CHO61.0~2.0茚及同系物CH951.5~2.5硫化物(按硫計)0.3~1.5其中：二硫化碳20.3~1.5CHS440.2~1.2(1)酸洗法生產(chǎn)純苯現(xiàn)狀3遷；國家考慮到人們健康的要求，早已限制酸洗苯在某些領(lǐng)域的使用，國家發(fā)改委也將酸洗法工藝列入了淘汰技術(shù)目錄予以限制，這樣導(dǎo)致了酸洗苯產(chǎn)量的增幅下降。據(jù)本，因此，酸洗苯受下游產(chǎn)品需求的支援，預(yù)計產(chǎn)量將保持一段平穩(wěn)后，逐步進入下降通(2)苯加氫工藝生產(chǎn)純苯現(xiàn)狀右。苯加氫工藝生產(chǎn)的純苯，在質(zhì)量上不僅完全達到了石油苯的技術(shù)指標要求，而且價格上卻有很大的優(yōu)勢，目前以粗笨為原料的加氫苯生產(chǎn)成本與以石油為原料的石油方向。4率比較高,環(huán)境污染也比較小,而一些小型煉焦裝置的焦爐氣回收技術(shù)既落后又不完,不僅粗苯回收率低,而且也污染了再加上資金不足,造成焦爐氣回收裝置不能及時的配套建設(shè),因此,國家對焦炭企業(yè)治理除了采取強制手段外,還需在焦爐氣回收方面給予一定的政策鼓勵和資金投入[2]。(1)煤氣的最終冷卻及除萘工藝目前我國焦化廠所采用的煤氣終冷及除萘工藝主要有四種:煤氣終冷和機械除萘工藝;煤氣終冷和焦油洗萘工藝;洗油萘和煤氣最終冷卻工藝;橫管終冷噴灑輕質(zhì)焦油洗17]。煤氣在終冷塔內(nèi)自下而上流動,與經(jīng)由隔板孔眼噴淋而下的冷卻水流密切接觸而含萘冷卻水由塔底經(jīng)水封管進入機械化刮萘槽,在此水和萘分離,水流入涼水架冷5該流程的優(yōu)點是操作穩(wěn)定,便于管理,缺點是出冷卻塔煤氣含萘量較高;終冷水和萘,建設(shè)費用煤氣在終冷塔內(nèi)的過程同前所述。含萘冷卻水從終冷塔底流出，經(jīng)液封管導(dǎo)入焦油洗萘器底部并向上流動。熱焦油通過洗萘器中的篩板孔眼向下流動，在與含萘冷卻從洗萘器上部流出的水進入澄清槽，經(jīng)與焦油分離后自流到?jīng)鏊芾鋮s，分離出流程的優(yōu)點是不僅可以把冷卻水中的萘幾乎全部清除，而且對水中的酚有一定復(fù)雜，出口煤氣含萘量高，用水量大，后期仍需進行污水處理[8]。架，經(jīng)冷卻后自流入冷水池。再用泵送至終冷塔的上下兩段，送往上6段的水須經(jīng)間冷器用低溫水冷卻，由于終冷器只冷卻煤氣，所以終冷循環(huán)水量可減至因而可減少含酚污水的排放量。缺點是該流程洗萘在較為高的溫度下進行，塔后煤氣含萘量仍較高，煤氣溫度波動；操作復(fù)雜，洗油耗量大，脫苯困難，仍需進行污水處理[7]。煤氣的終冷和除萘都在橫管終冷塔中進行，煤氣從上部導(dǎo)入終冷洗萘塔，從終冷塔下部導(dǎo)出；而水從下往上與煤氣逆流而行，且與煤氣間接接觸，煤氣在預(yù)冷段內(nèi)冷，循環(huán)噴灑輕質(zhì)焦油霧滴，捕霧后的煤氣進入洗苯塔。為使循環(huán)輕質(zhì)焦油中的萘含量保持穩(wěn)定，輕質(zhì)焦油由泵導(dǎo)入循環(huán)槽的同時，從循。(2)洗苯工藝7要求低于2g/Nm3。從貧油槽來的貧油則從最后一臺洗苯塔頂噴淋而下，與煤氣逆向而行密切接觸，吸收煤U入該槽，槽內(nèi)油位應(yīng)保持穩(wěn)定。最后一臺洗苯塔噴頭上面捕霧層，以捕集煤氣夾帶的用石油洗油回收苯族烴的工藝與用焦油洗油回收苯族烴的工藝流程一樣,只是在設(shè)計貧油槽時,需要考慮經(jīng)常排出油渣和可能生成的乳濁物。易，具脫苯蒸餾時的蒸汽耗量也大。此外在洗苯過程中生成的難容油渣容易堵塞換熱設(shè)備，含有油渣的洗油與水容易形成乳濁液，影響正常操作。由于上述工藝流程缺點較多，]。(3)脫苯工藝8的直接蒸汽從再生器供入。從脫苯塔底部排出的熱貧油自流入貧富油換熱器，然后回脫苯塔底部貧油槽，再大部分洗油蒸汽和部分水蒸氣被冷凝下來，形成輕重分縮油，分別進入分離器與水分離后兌入富油中。從分縮器底部出來的粗苯蒸汽和水蒸氣進入兩苯塔，在此分離成輕苯和重苯。重苯呈液態(tài)從塔底經(jīng)重苯冷卻器流入貯槽，再由泵送出。從兩苯塔頂部出別從塔的上部和下部的既定塔板引出液體到相應(yīng)的油水分離器，分離出水后的油再返此外，洗油在循環(huán)使用過程中質(zhì)量會變壞。為保持循環(huán)洗油量，從預(yù)熱器后富油管引富油換熱器后的富油不是進入預(yù)熱器中用中壓蒸汽加熱，而是進入管式爐加熱到9；2蒸汽耗量低，且受蒸汽壓力波動影響小，操作穩(wěn)定；量低；餾和冷凝冷卻設(shè)備的尺寸，從洗氣洗氣器塔粗苯的生產(chǎn)工藝越來越關(guān)注。本課題要求對現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝進行全面、系統(tǒng)的分析，并結(jié)合企業(yè)對粗苯回收的生產(chǎn)，對現(xiàn)有技術(shù)進行理論分析，進而對生產(chǎn)進行診斷，對生產(chǎn)原料的選取及工藝的可行性進行論證，選；且經(jīng)濟效益客觀。希望通過本設(shè)計，一方面對我國粗苯回收的生產(chǎn)現(xiàn)狀，存在的問題有一個比較具體的了解和清晰的認識。在對其生產(chǎn)工藝進行全面系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)前企業(yè)的生產(chǎn)情況，對其技術(shù)進行理論分析，進而對生產(chǎn)進行診斷和評析，最終提出優(yōu)化的對以往課堂上不明白的知識，工藝流程、課后習(xí)題等方面遇到的問題將會得到進一步用到實踐中去。2物料衡算與熱量衡算2.1計算依據(jù)22(占裝煤量)：1%2.2橫管終冷洗萘塔的物料及熱量衡算2.2.1橫管終冷洗萘塔物料衡算1干煤氣的體積流量和質(zhì)量流量VNmhG=31824×0.454=14448.1㎏/h煤氣煤氣2煤氣中含HS量22HSHSHS2223煤氣中粗苯含量G=G×粗苯的回收率+V×塔后煤氣含苯量粗苯煤煤氣V=G/p=999.648/3.667=272.6Nm3/h粗苯粗苯粗苯4三種氣體流量之和總5塔前煤氣中水蒸氣量(Gkg/h和VNm3/h)塔前塔前塔前塔前6塔后煤氣中水蒸汽量(G塔后kg/h和塔后煤氣溫度T2=22℃,露點塔后塔后管終冷洗萘塔熱量衡算1帶入熱量HSHS2t氣塔前溫度，℃2帶出熱量HSHS2Q-Q=9826923KJ入出入出mln1lnmln1lnt42m2.3洗苯塔的物料衡算入塔濕煤氣量：煤氣硫化氫12油氣比取為1.7L/m3煤氣，油度取γ=1.06kg/L,則油W=V×油氣比×γ油4塔前煤氣含粗苯量:5塔后煤氣含粗苯量:1C=C＋回收的苯量/(洗油量＋苯的回收量)212.4管式爐的物料衡算和熱量衡算4.1管式爐的物料衡算y6洗油量=貧油量-富油中萘量分分子量洗油萘苯二甲苯溶劑油水共計 BTXSMN苯二甲苯溶劑油洗油萘共計Q1q1=洗油量(包括萘)×比熱×溫度q=水量×比熱×溫度3含萘洗油帶走的熱量q4=洗油量(包括萘)×比熱×溫度洗油蒸汽帶走熱量(含萘蒸汽)含萘洗油蒸汽熱焓是135KcaL/Kg2.5再生器的物料衡算η=i洗油與萘在提餾段的蒸發(fā)率的公式i1(lk)1+(n2)im2.6脫苯塔的物料衡算1提餾段的計算全部蒸發(fā),則洗油ηM=(4.090.2878)81=0.02472精餾段的計算脫苯塔提餾段的蒸發(fā)進料粗苯萘洗油水蒸汽管式爐油汽再生器油汽提餾段蒸發(fā)計2.7貧富油換熱器的物料及熱量衡算2.7.1貧富油換熱器的物料衡算gh量衡算出2C=0.384+0.00093t1C=0.383+0.001043t2入出CkJkg.℃洗苯洗苯3設(shè)備選型3.1橫管終冷洗除萘塔的設(shè)計3.2洗苯塔的設(shè)計填充分數(shù)m%Kg/m3XZD3.3管式爐的設(shè)計F5873.46×5%+779790.06723.4脫苯塔的設(shè)計入脫苯塔脫苯。脫苯塔多采用泡罩塔，塔盤泡罩為條形或分氣相質(zhì)量流量Kg/h苯萘洗油水蒸氣共計S82.212816018273900液相洗油密度(180℃)為：y=15==989.68e1+0.00040(t15)1+0.00040(-)V=Ceg=0.044=1.196gVDVDS=幾4幾u幾4塔徑高塔板層板間距數(shù)3.5貧富油換熱器的設(shè)計tmtmtm 格型號橫管終冷冷凝器111再生器1式爐貧油冷卻器貧富油換熱器分縮器冷凝冷卻器輕焦油滿流槽輕質(zhì)焦油貯槽旋風(fēng)捕霧器新洗油槽控制分離器輕分縮油油水分離器重分縮油油水分離器粗苯中間槽貧油泵Φ2000×6000Φ1800×4000Φ1800×4500Φ1800×450012211111111121122226DA-8X2輕質(zhì)焦油泵36DA-8X2終冷水泵2貧油冷卻器用水泵24生產(chǎn)車間布置4.1車間布置設(shè)計的意義車間布置設(shè)計是工廠設(shè)計中很重要的一環(huán)，一個合理的車間布置設(shè)計，不僅可在建設(shè)投資經(jīng)濟效益等方面取得良好效果,并且對今后的正常安全生產(chǎn)﹑車間管理﹑設(shè)備維修﹑能量利用﹑物料運輸﹑人流往來等多方面有極大影響。4.2車間布置的原則車間平面布置首先必須適合全廠總平面布置的要求，應(yīng)盡可能使各車間的平面布4.3車間設(shè)備布置保證工藝流程的通暢，即保證工藝流程在水平方向和垂直方向的連續(xù)性，以便生建操作、安裝和維修的困難。有移出通道，并接近主道路布置。通道的寬度取決于運輸工具、運輸物件的外形尺寸及人流、貨流通過量，主干道寬度7~8m，車間通道寬4~5m。⑹采暖和通風(fēng)本工廠采用集中采暖式的蒸汽采暖，能量來自于本廠鍋爐房。辦全距離序號項目凈安全距離/m1泵與泵的距離2泵離墻的距離3泵列與泵列間的距離(雙泵列間)4計量罐間的距離0.4~0.65儲罐與儲罐間的距離(指車間中一般小容量)0.4~0.66換熱器與換熱器間的距離7塔與塔的間距1.0~2.08離心泵周圍通道9過濾機周圍通道1.0~1.8反應(yīng)罐蓋上傳動裝置離天花板距離反應(yīng)罐底部與人行通道距離不小于1.8~2.0反應(yīng)罐卸料口至離心機的距離不小于1.0~1.5起吊物品與設(shè)備最高點距離往返運動機械的運動部件離墻距離反應(yīng)罐離墻距離不小于0.8~1.0反應(yīng)罐相互間距離不小于0.8~1.2通廊、操作臺通行部分的最小凈空高度不小于2.0~2.5不常通行的地方，凈高不小于操作臺梯子的斜度(一般情況)控制室、開關(guān)室與爐子之間的距離產(chǎn)生可燃性氣體的設(shè)備和爐子間距離工藝設(shè)備和通道間距離車間設(shè)備布置的任務(wù)，是確定設(shè)備在車間空間的位置，確定建、構(gòu)建物及場地的優(yōu)良的車間布置設(shè)計，不僅要符合總圖要求，符合工藝流程物料走向原則，符合緊湊、整齊、美觀。為此，必須充分熟悉與掌握總圖布置條件和工藝流程；必須充分2.5設(shè)備布置設(shè)計注意的問題布置。對不允許有顯著溫度變化，不能收大氣影響的設(shè)備，以及經(jīng)常要監(jiān)測，就近操作的設(shè).5.2生產(chǎn)流程化布置般說，流程化布置，可以節(jié)約管線，可以使設(shè)備緊湊，節(jié)約投資。所以布置時應(yīng)充分按設(shè)備位差布置；在不影響流程順序的原則下，可將較高設(shè)備集中布置，以充分利用空間，減少廠房結(jié)構(gòu)的變化。一般將高位槽、計量槽布置在最高層，儲槽布置在最底層，以利用流體位差進行輸送；在保證流程在垂直方向連續(xù)性的同時，應(yīng)避免房中的操作人員多次往返于樓層之間。4.5.3集中化布置和操作。例如煉油廠，將上百臺換熱器集中在一起，合理的組織熱量交換，以節(jié)約熱將不同的塔體放在一起，布置在一個塔架上，可以減少投資和維修費用。4.5.4操作、安裝與檢修要求(1)必須留有足夠的操作空間工人必須看到所有監(jiān)測點的現(xiàn)場儀表，必須保證工人在工段巡回的道路和到操作點的通道暢通。(3)必須保證設(shè)備有足夠的檢修位置和空間，保證設(shè)備或檢修工器具方便進出通(4)設(shè)備之間要留有適當(dāng)?shù)拈g距吊裝孔及相應(yīng)空間。如不設(shè)永久性的起重吊裝設(shè)備，應(yīng)考慮安裝臨時起重運輸設(shè)備的場地及預(yù)埋吊鉤和相應(yīng)的空間，如廠房內(nèi)設(shè)永久性的起重吊裝設(shè)備，則要考慮起重運輸設(shè)備本身的高度，并使起重高度大于沿途運輸中通過的最高設(shè)備的高度，且有被拆4.5.5設(shè)備布置與廠房建筑伸縮縫。工業(yè)爐等盡可能布置在底層。振動設(shè)備的基礎(chǔ)，不能和建筑物的柱、墻連在一起。(3)設(shè)備特別是高大設(shè)備，不要布置在窗前以免影響采光。安全衛(wèi)生炸、易燃危險的設(shè)備、最好露天布置。(2)有毒的、有粉塵和排放腐蝕氣體的設(shè)備，如若必須放在室內(nèi)，應(yīng)集中布置，并做好通風(fēng)排毒防腐處理。(3)處理腐蝕性物料的設(shè)備，最好布置在底層，并設(shè)置在鋪砌有耐腐蝕材料的圍(4)易燃易爆車間，每層必須設(shè)置暢通的道路和應(yīng)急通道，以利于人員疏散和消(1)根據(jù)生產(chǎn)流程、生產(chǎn)性質(zhì)、生產(chǎn)階段、原料性質(zhì)以及各專業(yè)要求，按照車間在總平面上的位置和設(shè)計規(guī)范，初步劃分生產(chǎn)、輔助生產(chǎn)和生活區(qū)，并確定廠房的平(3)按同樣的比例(1：100)，用紙板支座全部設(shè)備平面圖，按工藝流程和生產(chǎn)性電氣等有關(guān)專業(yè)的意見。最后選出其中最好的，并進行必要的修改、調(diào)整。(5)對選定的方案，繪出設(shè)備布置初稿，初稿要明確表示廠房的大小、層數(shù)、層化學(xué)工業(yè)，由于生產(chǎn)上的特點，火災(zāi)、爆炸的危險性以及環(huán)境污染的問題比其它重視的[16]。化工生產(chǎn)中由于設(shè)計、施工建設(shè)、生產(chǎn)組織管理、生產(chǎn)操作忽視了安全防火都必然造成火災(zāi)、引發(fā)爆炸等事故，任何一種違背安全原則的設(shè)計方案都不能采用，無論其技術(shù)是多么先進、經(jīng)濟效益是多么誘人?；馂?zāi)與爆炸所造成的損失不僅是事故工廠化工廠發(fā)生火災(zāi)與爆炸的原因很多，也很復(fù)雜，一般可歸納為以下三點：(2)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，如可燃物質(zhì)溫度達到自燃點，危險物品的相互作用，物料設(shè)計出現(xiàn)錯誤，不符合防火或(1)溫度的控制(2)防止可燃物與空氣共存，本設(shè)計中也存在著很多危害環(huán)境的因素：放會造成水質(zhì)污染等后果。將排放出的鈉鹽及其他雜質(zhì)收集，再處理分離后，作為副產(chǎn)物進行銷售，達到創(chuàng)(2)在回收過程中易產(chǎn)生甲苯二甲苯等有害物質(zhì)，吸入后會對人體產(chǎn)生危害，甚至危害到生命安全，且粗苯是易燃的物質(zhì)，粗苯蒸汽在空氣中的濃度在1.4—7.5%(體積)范圍內(nèi)時，能形成爆炸性混合物。在易于積存苯處，設(shè)置防火防爆裝置，如阻力火器等。使用密封儲罐進行存放，并將儲罐至于陰涼處，防止其揮發(fā)。工廠中配備防毒面具等應(yīng)急設(shè)備，以防其揮發(fā)對工人造成身體傷害。存放處標明嚴謹驗貨字樣，防止發(fā)生爆炸。此工段要求嚴有限的礦藏和生長設(shè)以節(jié)水、節(jié)地、節(jié)能、節(jié)材、節(jié)約其他資源和保護環(huán)好型社會；按照“減量化、再使用、資源化”的原為核心，努力實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)生態(tài)化；實現(xiàn)化工行業(yè)的6經(jīng)濟衡算和經(jīng)濟評估6.1經(jīng)濟衡算發(fā)展，是企業(yè)的永恒主題，降低成本，則是企業(yè)改革與管理的重要課題?；て髽I(yè)生產(chǎn)工序繁多，經(jīng)濟核算涉及到各個環(huán)節(jié)，核算資料來源復(fù)雜，能否好做好該項工作，是直接關(guān)系到企業(yè)效益總體目標能否實現(xiàn)，甚至關(guān)系到企業(yè)的生死存亡的關(guān)鍵環(huán)在進行經(jīng)濟衡算時，需要考慮以下幾個方面：(1)對附近類似的工廠進行考察，，市場是在萎縮還者及建成后如何運轉(zhuǎn)，只有這樣，才能使所建廠在激烈的市場中占有一席之地。備費用費(1)蒸汽費(2)冷卻水費用量(t／h)用量(t／年)冷塔貧油冷卻器分縮器冷凝冷卻器共計(5)電費在設(shè)備的折舊年限內(nèi)，平均地分攤設(shè)備損耗的價值。即假