富油脫苯工藝系統(tǒng)設(shè)計

緒論煤焦化學(xué)是研究以煤為原料，經(jīng)高溫干餾獲得焦炭和粗煤氣，并經(jīng)合理的方法將粗煤氣別離和精制成化學(xué)產(chǎn)品的技術(shù)和工藝原理的學(xué)科。其中，煤焦化學(xué)產(chǎn)品的回收和加工占主要地位。目前有些國家生產(chǎn)的煉焦化學(xué)產(chǎn)品品種已達500多種。中國目前經(jīng)過生產(chǎn)試制，包括小批量生產(chǎn)的大約為150余種，正式生產(chǎn)的有70多個品種。這70多個品種的含量占煤中所含化學(xué)產(chǎn)品的95%，搞好這些煉焦化學(xué)產(chǎn)品的回收與精制，對經(jīng)濟建設(shè)將起到重大的作用。粗苯和煤焦油是煉焦化學(xué)產(chǎn)品回收中最重要的兩類產(chǎn)品，在石油工業(yè)中曾被稱為根底化工原料的八種烴類有苯、甲苯、二甲苯、萘四類從粗苯和煤焦油產(chǎn)品中提取。目前。中國年產(chǎn)焦炭到達兩億多噸，可回收的粗苯資源達200多萬噸。雖然從石油化工可生產(chǎn)這類產(chǎn)品，但焦化工業(yè)仍是苯類產(chǎn)品的重要來源，因此從焦爐煤氣中苯族烴具有重要的意義。粗苯是黃色透明的油狀液體，比水輕，微溶于水。在儲存時，由于低沸點不飽和化合物的氧化和聚合所形成的樹脂狀物能溶解于粗苯中，使其著色變暗。粗苯是由多種芳烴和其他化合物組成的復(fù)雜混合物。粗苯中主要含有苯、甲苯、二甲苯和三甲苯等芳香烴，易燃易揮發(fā)閃點為12℃，初餾點40～60℃富油脫苯就是將通過洗油吸收法在焦爐煤氣中回收的粗苯解析出來的過程，20世紀80年代以前,我國絕大局部焦化廠均是沿用原蘇聯(lián)的蒸汽加熱富油脫苯工藝，這種工藝陳舊，蒸汽消耗量大，設(shè)備龐大，產(chǎn)品質(zhì)量差。1976～1979年間，我國自行設(shè)計的脫苯裝置相繼在新〔新余〕鋼焦化廠和濟鋼焦化廠建成，分別采用管式爐加熱富油，脫苯塔打回流的30層單塔脫苯生產(chǎn)粗苯和45層單塔脫苯生產(chǎn)兩種苯〔輕苯、重苯〕的裝置，經(jīng)過攻關(guān)、調(diào)試投入正常生產(chǎn)，并取得了“單塔脫苯工藝及新型脫苯塔創(chuàng)造專利〞。目前國內(nèi)各焦化廠均普遍采用了管式爐加熱富油脫苯工藝。這種工藝可以有雙塔生產(chǎn)輕苯、重質(zhì)苯以及單塔生產(chǎn)粗苯和單塔生產(chǎn)輕苯、重苯和單塔生產(chǎn)輕苯、重苯和萘溶劑油的方法。本設(shè)計富油脫苯工藝系統(tǒng)設(shè)計，主要包括工藝流程方案的選型，主要設(shè)備的設(shè)計和選型。第一章富油脫苯的工藝流程方案比擬與選定1.1生產(chǎn)一種產(chǎn)品的工藝流程如圖1.1所示，來自洗苯工序的富油依次與脫苯塔頂?shù)挠蜌夂退幕旌衔?、脫苯塔低排除的熱貧油換熱后溫度達110～130℃進入脫水塔。脫水后的富油經(jīng)管式爐加熱至180～190℃進入脫苯塔。脫苯塔頂逸出的90～92℃的粗苯蒸汽與富油換熱后溫度降到75℃左右進入冷凝冷卻器，冷凝液進入油水別離器。別離出水后的粗苯流入回流槽，局部粗苯送至塔頂做回流，其余的作為產(chǎn)品采出。脫苯塔底部排出的熱貧油經(jīng)貧富油換熱器進入熱貧油槽，再用泵送貧油冷卻器冷卻至25～30為了保持循環(huán)洗油質(zhì)量，將循環(huán)油量的1%～5%的富油入塔前的管路引入再生器進行再生。在此用蒸汽間接將洗油加熱至160～180℃，并用過熱蒸汽直接蒸吹，其中大局部洗油被蒸發(fā)并隨直接蒸汽進入脫苯塔底部。殘留于再生器底部的殘渣油，靠設(shè)備內(nèi)部的壓力間歇或連續(xù)地排至殘渣油槽。殘渣油中300℃前的溜出量要求低于40%。洗油再生器的操作對洗油耗量有較大的影響。在洗苯塔捕霧，油水別離及再生器操作正常時，每生產(chǎn)1t180℃上述流程是一種十分穩(wěn)定可靠的工藝流程。一些操作經(jīng)驗豐富的工人，經(jīng)過精心操作說明:該流程中的脫水塔可以省略；脫苯塔精餾段可以不切取萘油也不會造成萘的積累；脫苯塔上部不會出現(xiàn)冷凝水，因此斷塔板和油水別離器可以省略；從而使脫苯裝置、管線、閥門大大簡化，操作簡捷方便，并進一步降低了洗油消耗。實際上使用計算機對脫苯塔裝置作模擬計算從理論上為此提供了支撐。實現(xiàn)萘在貧油中不積累的關(guān)鍵是：脫苯塔裝置操作穩(wěn)定；脫苯塔頂溫度、直接蒸汽溫度和用量及富油如脫苯塔溫度等指標適宜等；煤氣在初冷器和電捕焦油器將萘和煤焦油脫出較好。圖1.1生產(chǎn)一種產(chǎn)品的流程1一脫水塔；2一管式爐；3一再生器；4一脫苯塔；5一熱貧油槽；6一換熱器；7一冷凝冷卻器；8一冷卻器；9一別離器；10一回流槽。1.2生產(chǎn)兩種產(chǎn)品的工藝流程如圖1.2所示，與生產(chǎn)一種苯流程不同是脫苯塔逸出的粗苯蒸汽經(jīng)分凝器與富油和冷卻水換熱，溫度控制為88～92℃后進入兩苯塔。兩苯塔頂逸出的73～78℃的輕苯蒸汽經(jīng)冷凝冷卻并充別離出水后進入輕苯回流槽，局部送至塔頂作回流，其余產(chǎn)品采出脫苯塔頂逸出粗苯蒸汽是粗苯、洗油和水的混合蒸汽。在分凝器冷卻過程中生產(chǎn)的冷凝液稱之為分縮油，分縮油的主要成分是洗油和水。密度比水小的稱為輕分縮油，密度比水大的稱為重分縮油。輕、重分縮油進入別離器，利用密度不同與水別離后兌入富油中。通過調(diào)節(jié)分凝器輕、重分縮油的采出量或交通管〔輕、重分縮油引出管道間的連管〕的閥門開度可調(diào)節(jié)別離器的油水別離情況。從別離器排出的別離水進入控制別離器進一步別離水中夾帶的油。圖1.2生產(chǎn)兩種產(chǎn)品的流程1—脫水塔；2—管式爐；3—再生器；4—脫苯塔；5—熱貧油槽；6—兩苯塔；7—分縮器；8—換熱器；9—冷凝冷卻器；10—冷卻器；11—別離器；12—回流柱；13—加熱器。1.3生產(chǎn)三種產(chǎn)品的工藝流程生產(chǎn)三種產(chǎn)品的工藝流程有一塔式和兩塔式流程?！?〕一塔式流程即輕苯、精重苯和萘油溶劑均從一個脫苯塔采出。自洗苯工序來的富油經(jīng)油氣換熱器及二段貧富換熱器、一段貧富換熱器與脫苯塔低出來的170～175℃熱貧油換熱到135～150℃，進入管式爐加熱到180℃進入脫苯塔，在此用再生器來的直接蒸汽進行氣提和蒸餾。脫苯塔頂部溫度控制在73～78℃，逸出的輕苯蒸汽在油氣換熱器、輕苯冷凝冷卻器經(jīng)分別與富油、16℃低溫水換熱冷凝冷卻至30～35℃，進入油水別離器，在與水別離后進入回流槽，局部輕苯送至脫苯塔頂做回流，其余作為產(chǎn)品采出。脫苯塔底部排排出的熱貧油經(jīng)一段貧富油換熱器后進入脫苯塔底部熱貧油槽，再用泵送經(jīng)二段貧富油交換器、一段貧油冷卻器、二段貧油冷卻器冷卻到27～精重苯和萘溶劑油分別從脫苯塔側(cè)線引出至各自的回流槽。從脫苯塔上部斷塔板上將塔內(nèi)液體引至別離器與水別離后返回塔內(nèi)。從管式爐后引出1%～1.5%的熱富油，送入再生塔內(nèi)，用經(jīng)管式爐加熱到400℃的蒸汽蒸吹再生。再生殘渣排入殘液槽，用泵送油庫工段。系統(tǒng)消耗的洗油定期從洗油槽經(jīng)富油泵入口補入系統(tǒng)。各油水別離器排出的別離水，經(jīng)控制別離器排入別離水槽送鼓風工段?！?〕兩塔式流程即輕苯、精重苯和萘溶劑油從兩個塔采出。與一塔式流程不同之處是脫苯塔頂逸出的粗苯蒸汽經(jīng)冷凝冷卻與水別離后流入粗苯中間槽。局部粗苯送至塔頂做回流，其余粗苯用作兩苯塔的原料。脫苯塔側(cè)線引出萘溶劑油，塔底排出熱貧油，熱貧油經(jīng)換熱器、貧油冷卻器冷卻后至洗苯工序循環(huán)使用。粗苯經(jīng)兩苯塔分餾，塔頂逸出的輕苯蒸氣經(jīng)冷凝冷卻及油水別離后進入輕苯回流槽，局部輕苯送至塔頂作回流，其余作為產(chǎn)品采出。重質(zhì)苯、萘油溶劑分別從兩苯塔側(cè)線和塔底采出。在脫苯的同時進行脫萘的工藝，可以解決煤氣用洗油脫萘的萘平衡，省掉了單獨脫萘裝置。同時因洗油含萘低，又可進一步降低洗苯塔后煤氣含量。1.4方案的選定我的設(shè)計題目是富油脫苯工藝系統(tǒng)設(shè)計，選用生產(chǎn)三種產(chǎn)品的一塔式工藝系統(tǒng)，即輕苯、精重苯和萘油溶劑均從一個脫苯塔采出。管式爐加熱富油雙塔脫苯工藝由于存在設(shè)備多、能耗大等缺點，目前采用較少。而單塔脫苯工藝由于設(shè)備簡單，操作方便，技術(shù)經(jīng)濟指標先進，不但到達了降低循環(huán)洗油含萘量的目的，而且進一步改善和穩(wěn)定了循環(huán)洗油質(zhì)量而被廣泛采用，是對舊有粗苯蒸餾工藝的一項重大改良。生產(chǎn)三種產(chǎn)品的一塔式流程，尤其具有代表性。設(shè)備簡單，操作方便，技術(shù)經(jīng)濟指標都很先進，且效率高，產(chǎn)品多。此流程即輕苯、精重苯和萘油溶劑均從一個脫苯塔采出。自洗苯工序來的富油經(jīng)油氣換熱器及二段貧富換熱器、一段貧富換熱器與脫苯塔低出來的170～175℃熱貧油換熱到135～150℃，進入管式爐加熱到180℃進入脫苯塔，在此用再生器來的直接蒸汽進行氣提和蒸餾。脫苯塔頂部溫度控制在73～78℃，逸出的輕苯蒸汽在油氣換熱器、輕苯冷凝冷卻器經(jīng)分別與富油、16℃低溫水換熱冷凝冷卻至30～35℃，進入油水別離器，在與水別離后進入回流槽，局部輕苯送至脫苯塔頂做回流，其余作為產(chǎn)品采出。脫苯塔底部排排出的熱貧油經(jīng)一段貧富油換熱器后進入脫苯塔底部熱貧油槽，再用泵送經(jīng)二段貧富油交換器、一段貧油冷卻器、二段貧油冷卻器冷卻到27～30℃至洗苯塔循環(huán)使用。精重苯和萘溶劑油分別從脫苯塔側(cè)線引出至各自的回流槽。從脫苯塔上部斷塔板上將塔內(nèi)液體引至別離器與水別離后返回塔內(nèi)。從管式爐后引出1%～1.5%的熱富油，送入再生塔內(nèi)，用經(jīng)管式爐加熱到第二章富油脫苯的方法和原理2.1富油脫苯的方法富油脫苯是典型的解析過程，實現(xiàn)粗苯從富油中解析出的根本方法：提高富油的溫度，使粗苯的飽和蒸氣壓大于其分壓，使粗苯由液相轉(zhuǎn)入氣相，為提高富油的溫度，有兩種加熱的方法，即采用預(yù)熱器蒸汽加熱富油的脫苯法和采用管式爐煤氣加熱富油的脫苯法，前者是利用列管式換熱器用蒸汽間接加熱富油，使其溫度到達135～145℃后進入脫苯塔。后者是利用管式爐用煤氣間接加熱富油，使其溫度到達180～190℃后進入脫苯塔。后者由于富油預(yù)熱溫度高，與前者比有以下優(yōu)點：脫苯程度高，貧油含苯量可到達0.1%左右，粗苯回收率高，蒸汽耗量低，每產(chǎn)生1t180度的前粗苯蒸汽耗量為1～1.5t，僅為預(yù)熱器加熱富油脫苯的1/3，產(chǎn)生的污水量少，蒸餾和冷凝冷卻設(shè)備的尺寸小等。因此，各國廣泛采用管式爐加熱富油的脫苯工藝。富油脫苯按其采用的塔設(shè)備分有只設(shè)脫苯塔的一塔法，設(shè)脫苯塔和兩苯塔的二塔法和再增設(shè)脫水塔和脫萘塔的多塔法。富油脫苯按原理不同可采用水蒸氣蒸餾和真空蒸餾兩種方法。由于水蒸氣蒸餾具有操作簡便，經(jīng)濟可靠等優(yōu)點，因此中國的焦化廠均采用水蒸氣蒸餾法。富油脫苯按得到的產(chǎn)品不同分有生產(chǎn)粗苯的一種苯的流程，生產(chǎn)輕苯和重苯的二種苯的流程，生產(chǎn)輕苯、重質(zhì)苯及萘溶劑油三種產(chǎn)品的流程。2.2富油脫苯的原理富油是洗油和粗苯完全互溶的混合物，通常將其看作理想溶液，氣相平衡關(guān)系服從拉烏爾定律，即,因富油中苯族烴的各組成的摩爾分數(shù)很小〔粗苯的質(zhì)量分數(shù)在2%左右〕在較低的溫度下很難將苯族烴的各種組分從液相中較充分的別離出來。用一般的蒸餾方法，從富油中把粗苯較充分的別離出來，且到達所需要的脫苯程度，需要將富油加熱到250~300攝氏度，在這樣高的溫度下，粗苯的損失增加，洗油的相對分子質(zhì)量增大，質(zhì)量變壞，對粗苯吸收能力下降，這實際上是不可行的，為了降低富油的脫苯溫度采用水蒸氣蒸餾。所謂水蒸氣蒸餾就是將水蒸氣直接加熱置于蒸餾塔中的被蒸餾液〔與水蒸氣完全幾乎不相溶〕中，而使被蒸餾物中的組分得以別離操作。當加熱互補相溶的液體混合物時，假設(shè)各組分的蒸氣分壓之和到達塔內(nèi)的總壓時，液體就開始沸騰，故在脫苯塔蒸餾過程中通入大量直接水蒸氣，可以使蒸餾溫度降低。當塔內(nèi)總壓一定時，氣相中水蒸氣所占的分壓愈高，那么粗苯和洗油的蒸汽分壓愈低，即在較低的脫苯蒸餾溫度下，可將粗苯較完全的從洗油中蒸出來。因此，直接蒸汽用量對于脫苯蒸餾操作有極為重要的影響。假設(shè)只有一個液相由揮發(fā)度不同的油類組分構(gòu)成，用過熱水蒸氣通過該油類溶液，即可降低油類各組分的氣相分壓，從而促進不同揮發(fā)度的油分的別離。這種使用過熱蒸汽別離油類溶液的操作，叫做氣提操作。實際上富油脫苯操作中使用的正是過熱水蒸氣，在氣提操作中又稱夾帶劑。2.3水蒸氣蒸餾富油脫苯說蒸汽的用量分析為了分析操作因素對脫苯過程的影響，假定在具有n塊塔板的脫苯塔內(nèi)，每塊塔板上均有1/n的粗苯被蒸出，并沿脫苯塔全高蒸汽壓力是均勻變化的。當進入脫苯塔的直接蒸汽溫度和洗油溫度相等時，每蒸出1t180℃式中、、分別為指定塔板上的氣相混合物總壓、粗苯蒸氣和洗油蒸氣的分壓；為粗苯平均相對分子量；n為塔板層數(shù)。整個脫苯塔的蒸汽耗量G為脫苯蒸餾過程中通入的直接蒸汽為過熱蒸汽，是為了防止水蒸氣冷凝而進入塔底的貧油中使循環(huán)洗油質(zhì)量變壞。當入脫苯塔的直接蒸汽溫度高于洗油溫度時直接蒸汽用量將隨其過熱程度提高而成比例的減少，那么上式可變?yōu)槭街?、分別為洗油及過熱蒸汽的熱力學(xué)溫度，K。分析上式可以確定直接蒸汽耗量與脫苯蒸餾諸因素的關(guān)系?！?〕富油預(yù)熱溫度與直接蒸汽耗量的關(guān)系當貧油含苯量及其他條件一定時，直接蒸汽耗量隨富油預(yù)熱溫度的升高而減少，當富油預(yù)熱溫度由140℃提高到180〔2〕直接蒸汽溫度與蒸汽耗量的關(guān)系提高直接蒸汽過熱溫度，可直接降低直接蒸汽耗量。因此，將低壓蒸汽〔0.4Mpa〕在管式爐對流段過熱到400℃〔3〕富油含苯量與直接蒸汽耗量的關(guān)系當富油中粗苯含量高時，在一定的預(yù)熱溫度下，由于粗苯的蒸汽分壓較大，那么可減少直接蒸汽耗量?！?〕貧油含苯量與直接蒸汽耗量的關(guān)系在同一富油預(yù)熱溫度下，欲使貧油含苯量降低，粗苯蒸氣分壓降低，直接蒸汽耗量將顯著增加。〔5〕脫苯塔內(nèi)總壓與直接蒸汽耗量的關(guān)系當其他條件不變時，蒸汽耗量將隨著蒸汽塔內(nèi)總壓的提高而增加。要到達要求的脫苯程度，必須通入更多的過熱蒸汽，降低塔內(nèi)氣相中粗苯蒸汽的分壓，以增大粗苯解吸的推動力。在正常操作情況下，富油中粗苯含量及脫苯塔內(nèi)的總壓根本是穩(wěn)定的。所以富油預(yù)熱溫度及直接蒸汽溫度是影響直接蒸汽耗量的主要因素。第三章富油脫苯的主要設(shè)備選型及設(shè)計3.1脫苯塔的工藝設(shè)計脫苯塔內(nèi)的物料衡算進料組成富油中輕苯的摩爾分數(shù)富油中重苯的摩爾分數(shù)富油中萘的摩爾分數(shù)釜殘液組成貧油中輕苯的摩爾分數(shù)貧油中的重苯的摩爾分數(shù)貧油中萘的摩爾分數(shù)富油的平均摩爾質(zhì)量富油的流量輕苯的回收率為重苯的回收率為萘的回收率為全塔物料衡算出料液中輕苯的摩爾分數(shù)出料液中重苯的摩爾分數(shù)聯(lián)立以上各式解得出料液中萘的摩爾分數(shù)脫苯塔工藝尺寸的計算其原始數(shù)據(jù)和條件如下操作壓力：塔頂為；塔底為；操作溫度：脫苯塔頂氣體出口溫度73-73.5℃；脫苯塔側(cè)線重苯溫度105——110℃，取115℃；

脫苯塔側(cè)線萘油溫度120——130℃，取125℃。

脫苯塔底部熱貧油溫度175——理論塔板數(shù)的計算借鑒其他廠的脫苯塔回流比，取脫苯塔的最小回流比為=2.5；假定衡摩爾流，由平衡流法算得塔板總數(shù)N=59；進料板位置為由下向上數(shù)第27層；萘溶劑油出料板位置為由下向上數(shù)第38層；重苯的出料板為由下向上數(shù)第45層；該塔采用管式爐加熱，根據(jù)計算已求得實際塔板數(shù)=59層，采用浮閥塔盤。取塔板間距=0.45m取板的上液層高度為=0.07m；塔的有效高度塔徑的選取液氣流動參數(shù)由，查史密斯關(guān)聯(lián)圖可得外表張力為20mN/m時的負荷因子為=0.058。符合因子液泛氣速初取設(shè)計的泛點率為0.6，那么空塔氣速為所需的氣體流通截面積取降液管截面積與塔截面積之比那么，故塔徑圓整取D=1.6m；故所設(shè)計塔的截面積；氣體流通截面積空塔氣速設(shè)計的泛點率為液流形式、降液管及溢流堰等尺寸確實定液流及降液管的型式：因塔徑和流體量適中，選取單溢流弓形降液管。降液管尺寸：由前所取故降液管截面積根據(jù)值查圖可得弓形降液管寬度與塔徑之比故降液管寬度選取平行受液盤，并取降液管底隙溢流堰尺寸由值查圖表得堰長與塔徑之比，故溢流堰長溢流強度因溢流強度不大，取液流收縮系數(shù)E=1，故溢流堰上方液頭高度溢流堰高流體的底隙流速浮閥個數(shù)及排列選取型浮閥，重型，其閥孔直徑。初取閥孔動能因子，故閥孔氣速浮閥個數(shù)取浮閥個數(shù)為n=108。取邊緣區(qū)寬度，破沫區(qū)寬度塔板上的鼓泡區(qū)面浮閥排列方式采用等腰三角形叉排，取同一橫排的空心距t=105mm=0.105m，那么排間距考慮到塔的直徑較大，必須采用分塊式塔板，而各分塊板的支撐與銜接也要占去一局部鼓泡區(qū)面積，因此排間距不宜采用120mm，而應(yīng)小于此值，故取=105mm=0.105m。設(shè)計條件下閥孔氣速動能因子脫苯塔的工藝性能校核塔板的流動性能的校核1.物沫夾帶量校核泛點率按以下二式計算取較大值或物性系數(shù)K=1，根據(jù)氣相密度和塔板間距，查得泛點負荷因素=0.08。對單流型，塔板上流體流過的長度塔板上液流面積或那么=0.42<0.8，故可知霧沫夾帶量能滿足<0.1kg〔液〕/kg〔氣〕的要求。塔板阻力計算由干板阻力可計算如下臨界孔速由故液柱本設(shè)備別離的液相為碳氫化合物，可取充氣系數(shù)ε=0.5。液柱外表張力產(chǎn)生的阻力液柱故液柱2.降液管液泛的校核降液管中的清液柱高度其中，液體流過降液管及其底隙的阻力略去液面梯度，將所得有關(guān)值帶入得H=0.07+0.06429+0.0064=0.1407m取降液管中泡沫層相對密度φ=0.7，那么降液管中泡沫層的高度而，故不會產(chǎn)生降液管液泛。液體在降液管中停留時間的校核由得故所夾帶的氣體可以釋出符合要求，降液管尺寸可用。嚴重漏液校核區(qū)漏液點氣速為閥動因子時的值，那么穩(wěn)定系數(shù)故不會產(chǎn)生嚴重漏液。塔板負荷性能圖過量液沫夾帶線關(guān)系式在式中，令=0.8，并將塔板有關(guān)尺寸數(shù)據(jù)和物性常數(shù)等值代入，整理可得或液相下限關(guān)系式由，令E=1取，可得嚴重漏液線關(guān)系式令，那么或液相上限關(guān)系式在中，；令θ=5s，可得或降液管泛線關(guān)系式由降液管液泛校核條件式，或可得根據(jù)以上關(guān)系式，以為縱坐標，為橫坐標，可做本塔塔板的負荷性能圖，圖中OAB為操作線，D點位設(shè)計點，由圖可知氣相負荷上限為11800氣相負荷下限為2297，其操作彈性為。圖3.1塔板負荷性能圖主要接管尺寸的選取主要接管尺寸的選取取進料管的流速為0.5m/s。那么進料管直徑。取進料管的尺寸為φ265×6；取回流管的流速為0.5m/s?；亓鞴苤睆剑」艿某叽鐬棣?2×4；取釜液管的流速為0.5m/s。釜液管直徑，取釜液管尺寸為φ230×6；取塔頂蒸氣管的流速為0.5m/s，塔頂蒸汽管直徑取管的尺寸為φ40×4；取重苯出口管的流速為0.5m/s。重苯出口管直徑取管的尺寸為φ32×4；取萘溶劑油出口管流速為1.5m/s。萘溶劑油出口管直徑取管的尺寸為φ105×4；加熱蒸汽管的流速為15m/s。那么加熱蒸汽管直徑取加熱蒸汽管的直徑為φ380×6.塔高和筒體、封頭厚度確實定1.每十層設(shè)一人孔那么人孔數(shù)為圓整取人孔高度取0.6m。塔頂空間高度取1.5m,塔底空間高度3m，塔底塔頂空間各加設(shè)一個人孔，塔的高度2.筒體厚度確實定計算厚度對16MnR，鋼板負偏差C1=0mm名義厚度圓整為8mm有效厚度==8-3=5mm3.封頭厚度確實定選用標準封頭，其形狀系數(shù)K=1根據(jù)《鋼制壓力容器用封頭》JB/T4746-2002,查得橢圓封頭的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：表3.1DNH(mm)A(m2)V(m3)16004252.80070.5864計算厚度名義厚度圓整為8mm;有效厚度==8-3=5mm開孔補強的計算A)對于人孔〔〕1、開孔所需補強面積強度削弱系數(shù)接管有效厚度2、有效補強范圍1〕有效寬度有效寬度取最大值，即B=1212mm2〕有效高度a、外側(cè)有效補強高度=實際外伸高度200mm外側(cè)有效高度取最小值=60.29mmb、內(nèi)側(cè)有效補強高度=實際內(nèi)伸高度0mm內(nèi)側(cè)有效高度取最小值3、有效補強面積①殼體多余金屬面積A1②接管多余金屬面積③補強區(qū)內(nèi)焊縫面積A3〔焊腳取10mm〕④有效補強面積Ae4、所需另行補強面積A4擬采用補強圈補強5、補強圈設(shè)計根據(jù)接管公稱直徑DN600選補強圈，補強圈外徑D<B=1212mm，參照JB/T4736補強圈外徑=980，內(nèi)徑d=+(35)=600+2×20+4=644mm補強圈厚度因為根據(jù)JB/T4736可知道補強圈的最大厚度為4mm，考慮鋼材負偏差并圓整到標準取4mm。所以補強圈的厚度為4mm。B)對于進料孔()1、開孔所需補強面積強度削弱系數(shù)接管有效厚度2、有效補強范圍1〕有效寬度有效寬度取最大值，即B=512mm2〕有效高度a、外側(cè)有效補強高度=實際外伸高度160mm外側(cè)有效高度取最小值=39.19mmb、內(nèi)側(cè)有效補強高度=實際內(nèi)伸高度0mm內(nèi)側(cè)有效高度取最小值3、有效補強面積①殼體多余金屬面積A1②接管多余金屬面積③補強區(qū)內(nèi)焊縫面積A3〔焊腳取10mm〕④有效補強面積Ae4、所需另行補強面積A4擬采用補強圈補強5、補強圈設(shè)計根據(jù)接管公稱直徑DN250選補強圈，補強圈外徑D<B=812mm，參照JB/T4736補強圈外徑=480，內(nèi)徑d=+(35)=250+2×20+4=294mm補強圈厚度因為根據(jù)JB/T4736可知道補強圈的最大厚度為4mm，考慮鋼材負偏差并圓整到標準取4mm。所以補強圈的厚度為4mm。C)對于釜殘液孔()1、開孔所需補強面積強度削弱系數(shù)接管有效厚度2、有效補強范圍1〕有效寬度有效寬度取最大值，即B=512mm2〕有效高度a、外側(cè)有效補強高度=實際外伸高度160mm外側(cè)有效高度取最小值=39.19mmb、內(nèi)側(cè)有效補強高度=實際內(nèi)伸高度0mm內(nèi)側(cè)有效高度取最小值3、有效補強面積①殼體多余金屬面積A1②接管多余金屬面積③補強區(qū)內(nèi)焊縫面積A3〔焊腳取10mm〕④有效補強面積Ae4、所需另行補強面積A4擬采用補強圈補強5、補強圈設(shè)計根據(jù)接管公稱直徑DN250選補強圈，補強圈外徑D<B=812mm，參照JB/T4736補強圈外徑=480，內(nèi)徑d=+(35)=250+2×20+4=294mm補強圈厚度因為根據(jù)JB/T4736可知道補強圈的最大厚度為4mm，考慮鋼材負偏差并圓整到標準取4mm。所以補強圈的厚度為4mm。D)對于加熱蒸汽孔〔〕1、開孔所需補強面積強度削弱系數(shù)接管有效厚度2、有效補強范圍1〕有效寬度有效寬度取最大值，即B=812mm2〕有效高度a、外側(cè)有效補強高度=實際外伸高度160mm外側(cè)有效高度取最小值=60.29mmb、內(nèi)側(cè)有效補強高度=實際內(nèi)伸高度0mm內(nèi)側(cè)有效高度取最小值3、有效補強面積①殼體多余金屬面積A1②接管多余金屬面積③補強區(qū)內(nèi)焊縫面積A3〔焊腳取10mm〕④有效補強面積Ae4、所需另行補強面積A4擬采用補強圈補強5、補強圈設(shè)計根據(jù)接管公稱直徑DN400選補強圈，補強圈外徑D<B=812mm，參照JB/T4736補強圈外徑=680，內(nèi)徑d=+(35)=400+2×20+4=444mm補強圈厚度因為根據(jù)JB/T4736可知道補強圈的最大厚度為4mm，考慮鋼材負偏差并圓整到標準取4mm。所以補強圈的厚度為4mm。3.2洗油再生器洗油再生器，為鋼板制的直立圓筒，帶有錐形底。中部設(shè)有帶分布裝置的進料管，下部設(shè)有殘渣排除管。蒸汽法加熱富油脫苯的再生器下部設(shè)有加熱器，管式爐法加熱富油脫苯的再生器不設(shè)加熱器。為了降低洗油的蒸出溫度，再生器底部設(shè)有直接蒸汽泡沸管，管內(nèi)通入脫苯蒸餾所需的決大局部或全部蒸汽。在富油入口管下面設(shè)兩塊弓形隔板，以均步洗油，提高再生器內(nèi)洗油的蒸出程度。在富油入口管的上面設(shè)三塊弓形隔板，以捕集油滴。一般情況下，洗油在再生器內(nèi)的蒸出程度約為75%。為了提高洗油的蒸出程度，有的焦化廠采用了在設(shè)備上部裝有兩層泡罩塔板的洗有再生器，當所有蒸汽參數(shù)及數(shù)量能滿足要求時，有較好的效果。再生器可以再生富油也可以再生貧油。富油再生的油氣和過熱水蒸氣從再生器頂部進入脫苯塔底部，作為富油脫苯蒸汽。該蒸汽中粗苯蒸汽分壓與脫苯塔熱貧油液面上粗苯蒸汽氣壓接近，很難使脫苯貧油含苯量進一步降低，貧油含苯質(zhì)量分數(shù)一般在0.4%左右。如將富油再生改為熱貧油再生，這樣可使貧油含苯量降到0.2%，甚至更低，使吸苯效率得以提高。再生器的加熱面積計算，可按每1洗油需要加熱面積0.3確定。中國的焦化廠采用的再生器的直徑分別有600mm、1200mm、1600mm、1800mm等多種，可供選用。由塔設(shè)備計算可知選用再生器的直徑為，1200mm。3.3管式加熱爐管式加熱爐的爐型有幾十種，按其結(jié)構(gòu)形式可分箱式爐、立式爐和圓筒爐。按其燃料燃燒的方式可分有焰爐和無焰爐。中國焦化廠蒸餾用的管式加熱爐均為有焰燃燒的圓筒爐。圓筒爐由圓筒體的輻射段、長方體的對流段和煙囪三大局部組成。外殼由鋼板制成，內(nèi)襯耐火磚。輻射管是耐熱鋼管沿圓筒體的爐墻內(nèi)壁周圍豎向排列〔立管〕，分為兩程?；鹱煸O(shè)在爐底中央，火焰向上噴射，與爐管平行，且沿圓周排列的各爐管等距離，因此沿各爐管的熱強度是均勻的。沿爐管的長度方向熱強度的分布式不均勻的。一般熱負荷小于的圓筒爐，在輻射室上部設(shè)有一個由高鉻鎳合金鋼制成的輻射堆，它的再輻射作用，可使爐管上部的熱強度提高，從而使爐管沿長度方向的受熱比擬均勻。對流段置于輻射段之上，對流管水平排放。其中緊靠輻射段的兩派橫管為過熱蒸汽管，用于將脫苯用的直接蒸汽過熱至400℃以上。其余各排管用于富油的初步加熱。溫度為130℃左右的富油分兩程先進入對流段，然后再進入輻射段，加熱到180～爐底設(shè)有四個煤氣燃燒器〔火嘴〕，每個燃燒器有十六個噴嘴，煤氣從噴嘴噴入，同時吸入所需要的空氣。由于有局部空氣先同煤氣混合此后燃燒，故在較小的過剩空氣系數(shù)下，可到達完全燃燒。在爐膛內(nèi)燃燒的火焰具有很高的溫度，能輻射出大量能量給輻射管，同時，也依靠煙氣的自然對流來獲得一局部能量。進入對流段煙氣的溫度約為500℃，離開對流段的煙氣溫度低于300℃煤氣在管式爐內(nèi)燃燒時產(chǎn)生的總熱量為Q，大局部用在加熱及蒸發(fā)爐內(nèi)物料和水蒸氣過熱上，稱為；另一局部損失在爐墻周圍介質(zhì)中，約為〔0.06～0.08〕Q；第三局部熱量那么隨煙氣自煙囪中帶走，其值隨煙氣的溫度和空氣過剩系數(shù)大小而定。管式爐的熱效率，是表示；燃料燃燒時所產(chǎn)生的熱量被有效利用的程度：有效熱量在輻射段和對流段的分配比例同管式爐的熱效率有關(guān)，對于熱效率為70%的管式爐，輻射段約占80%，對流段約占20%。上述的管式加熱爐的熱效率一般可以到達70%～75%。管式爐輻射管和對流管所需的外表積，在進行一般工藝計算是，可采用的熱強度數(shù)據(jù)按下式確定：對于輻射段：對于對流段：式中為輻射段吸收的熱量，可取0.8，kJ/h;為輻射管熱強度，通常一對排管可取為；為對流段吸收的熱量，可取0.2，kJ/h；為對流管的熱強度，可取。此外，為使供入的燃料在爐內(nèi)完全燃燒，管式爐燃燒室內(nèi)需有一定的容積，一般可取燃燒室的容積負荷為。假設(shè)超過燃燒室所允許的負荷，就會產(chǎn)生不完全燃燒，火焰和筑爐材料直接接觸，致使生產(chǎn)能力降低或造成事故。每生產(chǎn)1t180℃前粗苯所耗焦爐煤氣量約為450～500。在本工藝系統(tǒng)中管式爐選用：管式爐富油流量100——110m3/h。管式爐富油出口溫度180——200攝氏度。富油入管式爐所含水不大于0.3%。管式爐后過熱蒸汽溫度400攝氏度。3.4換熱器貧富油交換器先多采用螺旋板式換熱器。它是由焊在中心隔板上的兩塊金屬薄板卷制而成，兩薄板之間形成螺旋形通道，兩板之間焊有一定數(shù)量的定距支撐以維持通道哦間距，兩端用蓋板焊死。兩流體分別在兩通道內(nèi)流動，隔著薄板進行換熱。其中一種流體由外層的一個通道流入，順著螺旋通道流向中心，最后由中心的接管流出；另一種流體那么由中心的另一通道流入，沿螺旋通道反方向向外流動，最后由外層接管流出。兩流體在換熱器內(nèi)作逆流移動。螺旋板換熱器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊；單位體積設(shè)備提供的傳熱面積大，約為列管換熱器的3倍；流體在換熱器內(nèi)做嚴格的逆流流動，可在有較小溫差下操作，能充分利用低溫能源；由于流向不斷改變，且允許選用較高流速，故傳熱系數(shù)大，約為列管換熱器的1～2倍；又由于流速較高。同時有慣性離心力的作用，污垢不易沉積。其缺點是制造和檢修都比擬困難；流動阻力大，在同樣物料和流速下，其流動阻力約為直管的3～4倍；操作壓力和溫度不能太高.一般壓力在2以下，溫度不超過400℃.在本系統(tǒng)中貧富油換熱器：選用換熱面積為200，通道間距為28，冷熱側(cè)流量為90。螺旋板換熱器的分類及選型螺旋板換熱器系由外殼、螺旋體、密封及進出口等四局部組成。螺旋體用兩張平行的鋼板卷制而成，具有兩個使介質(zhì)通過的矩形通道。根據(jù)通道不知的不同和使用條件，螺旋板換熱器可以分成三種形式。Ⅰ型如圖3.2所示，它的主要特點是螺旋通道的兩端全部墊入密封條后焊接密封，兩流體都是呈螺旋流動，冷流體從外周流向中心排出，熱流體由中心沿螺旋流向外周排出，這種形式的換熱器稱為Ⅰ型，為不可拆卸結(jié)構(gòu)。Ⅰ型螺旋板換熱器適用于對流傳熱，主要用于液—液熱交換中，還可以用來加熱和冷卻高粘度的液體。由于單流道的特點，流動分布情況較好。另一是用來滿足哦精確控制溫度的要求。除上述情況外，它還可用來冷卻器器或冷凝蒸汽，但是受到通道斷面的限制，所以只能用在流量不大的場合，目前使用的公稱壓力在以下。圖3.2Ⅰ型螺旋板換熱器Ⅱ型如圖3.3所示，這種換熱器的主要特點是螺旋通道兩端面交錯焊死。兩端面的密封采用頂蓋加墊片的密封結(jié)構(gòu)，螺旋體由兩端分貝進行機械清洗，為可拆卸式，主要用于氣—液交換，使用壓力在。圖3.3Ⅱ興螺旋板換熱器Ⅲ型如圖3.4所示，該換熱器的特點是一個通道的兩端全焊死，另一通道的兩端全開。流體在全焊死的通道內(nèi)由周邊轉(zhuǎn)到中心，然后再轉(zhuǎn)到另一周邊流出。另一流體只作軸向流動。這種結(jié)構(gòu)主要用于蒸汽冷凝。蒸汽由頂部端蓋進入，經(jīng)由敞開通道向下作軸向流動而被冷凝，冷凝液由底部排出。這種換熱器適用于兩流體流量較大的情況。使用的公稱壓力為。圖3.4Ⅲ型螺旋板換熱器上述三種型式的螺旋板換熱器，Ⅰ型采用通道兩端全焊死的結(jié)構(gòu)，Ⅱ型與Ⅲ型換熱器，一般采用墊片密封結(jié)構(gòu)，選用的端蓋可以是平蓋、橢圓形蓋或錐形蓋，視流體的性質(zhì)和操作壓力的大小而定。在本系統(tǒng)中應(yīng)選用Ⅰ型。螺旋板換熱器幾何設(shè)計符號說明-----螺旋板寬度方向兩端熱介質(zhì)未潤濕的寬度之和，mm；-----換熱器螺旋通道間距〔〕，mm；-----螺旋體長軸外徑，mm；-----卷輥直徑〔〕，mm；-----卷輥半徑，mm；-----偏心距〔〕，mm；-----有效換熱面積，；-----螺旋板寬度，mm；-----螺旋板有效換熱寬度，mm；-----螺旋板有效換熱長度，mm；-----螺旋板計算長度，mm；-----螺旋板圈數(shù)；-----螺旋體有效換熱圈數(shù)〔在數(shù)值上與換熱器螺旋通道圈數(shù)相同〕；-----中心隔板寬度，mm；-----螺旋板厚度，mm。根據(jù)GB150-1998規(guī)定材料選用Q235-A。根據(jù)我國目前生產(chǎn)的螺旋板換熱器系列數(shù)據(jù)，選擇δ=4mm、W=200mm、=200、等通道間、。中心隔板與螺旋板焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)符合圖3.5：圖3.5中心隔板與螺旋板焊接結(jié)構(gòu)圖中心隔板寬度=因為等間距通道，那么卷輥直徑為偏心距e有效換熱面積等通道間距，即時，那么換熱器螺旋通道截面積螺旋體有效換熱圈數(shù)〔換熱器螺旋通道圈數(shù)〕及螺旋板的圈數(shù)螺旋體有效換熱圈數(shù)在數(shù)值上與換熱器螺旋通道圈數(shù)相等。螺旋板圈數(shù)螺旋板計算長度等通道間距，即時，換熱器螺旋通道長度等通道間距，即時螺旋體長軸外徑如圖3.6所示，a)螺旋板終端的截面法線與中心隔板垂直，即長軸在中心隔板所構(gòu)成的平面內(nèi)時b)螺旋板終端截面法線與中心隔板平行，即長軸垂直于中心隔板所構(gòu)成的平面時，⑴假設(shè)-0.5為奇數(shù)，⑵假設(shè)-0.5為偶數(shù)，圖3.6螺旋體長軸外徑為螺旋板換熱器強度及穩(wěn)定性設(shè)計符號說明-----系數(shù)，按公式計算或查圖；-----系數(shù)，；-----系數(shù)，；----設(shè)計溫度下材料的彈性模數(shù)，；---螺旋板的寬度，mm；----半圓端板的高度，mm；----當支承環(huán)與中心隔板或內(nèi)圈板未貼緊，或支承剛性缺乏時，為兩半圓端板之間的距離，mm；當支承環(huán)與中心隔板及內(nèi)圈板緊貼，且滿足GB150-1998中的要求，取以下兩者中的較大值：兩支承環(huán)之間的距離，mm；半圓端板與支承環(huán)之間距離，mm；-----系數(shù)，根據(jù)的比值查?。?---系數(shù)，----設(shè)計壓力，；---許用壓力，；----螺旋板曲率半徑，mm；---半圓筒體或外圈板的曲率內(nèi)半徑，mm；-----相鄰定距柱間距，mm；---中心隔板寬度，mm；----螺旋板厚度，mm；---半圓端板計算厚度，mm；----中心隔板計算厚度，mm；----材料屈服極限，；----，螺旋板材料實際屈服極限，如無實際數(shù)據(jù)，可取等于，；-----設(shè)計溫度下材料的許用壓力，；由GB150查的Q235-A查得200℃時許用壓力為105；-----焊接接頭系數(shù)。由手冊查得取值為0.85半圓筒體或外圓板計算厚度:螺旋板與螺旋板之間采用定距柱支撐，定距柱按下式估算：定距柱支撐螺旋板凸面的受壓許用壓力，其計算步驟如下：根據(jù)定距柱俄不同排列方式〔如圖3.7〕，分別按一下各式計算系數(shù)A：定距柱按等邊三角形排列，四個定距柱組成的菱形長對角線在螺旋板板長方向，定距柱按等邊三角形排列，四個定距柱組成的菱形短對角線在螺旋板板長方向，定距柱按正方形排列，圖3.7選用定距柱按等邊三角形排列，四個定距柱組成的菱形短對角線在螺旋板板長方向，螺旋板的設(shè)計壓力應(yīng)小于求得的許用壓力，否那么縮小定距柱間距或那么加板厚，直到符合要求為止。查表得此時所以，縮小定距柱間距為50mm.查表得B=110,,符合要求；液壓實驗試驗液體一般采用水，需要時也可采用不會導(dǎo)致發(fā)生危險的其他液體。試驗時，液體溫度應(yīng)低于其閃點或沸點。試驗壓力壓力試驗時的應(yīng)力校核：壓力實驗時，半圓筒體〔外圓板〕等的總體薄膜應(yīng)力液壓實驗時符合要求；中心隔板計算厚度：螺旋板換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計密封結(jié)構(gòu)密封結(jié)構(gòu)的好壞，直接影響到螺旋板換熱器能否正常運轉(zhuǎn)，因為微小的泄漏使兩流體想混，而使傳熱不能正常進行，螺旋板換熱器每一種型式的密封情況不同，Ⅰ型式通道兩端全密封。從焊接密封來講，常用的有三種型式。第一種焊接密封結(jié)構(gòu)，是將需要密封的通道用方鋼條墊進鋼板中，卷制后進行焊接。第二種結(jié)構(gòu)是用與通道寬度相同的圓鋼條墊進鋼板中卷好后進行焊接。第三種結(jié)構(gòu)是將通道一邊的鋼板壓成一斜邊后與另一通道的鋼板焊接。由于圓鋼條的摩擦力比方鋼小，故采用圓鋼作密封條后，卷床消耗的功率比用方鋼作密封條消耗的功率小，而且圓鋼條與通道兩側(cè)板式線接觸，故圓鋼條與螺旋板容易焊接密封。所以在螺旋板式換熱器的焊接密封結(jié)構(gòu)中，普遍采用圓鋼條墊進通道兩端焊接的結(jié)構(gòu)。圖3.8焊接密封結(jié)構(gòu)進出口接管的布置對于Ⅰ型螺旋板換熱器，中心管一般安置成垂直于筒體的橫截面，而螺旋通道的接管有兩種布置形式，一種是接管垂直于筒體軸線方向，這種接管，流體進入螺旋通道時突然轉(zhuǎn)，油流體力學(xué)可知，當流體流動方向有突變時，阻力較大另一種接管布置成切向，這種布置，當流體由接管進入通道時是逐漸流入的，沒有流動方向的突變，故阻力較小，而且還便于從設(shè)備中排除雜質(zhì)，但加工比垂直接管困難。本設(shè)計設(shè)備選用切向接管布置，中心管采用垂直于螺旋板橫斷面結(jié)構(gòu)，中心半圓板高度確定通道接管直徑為d=80mm.圖3.9接管布置螺旋板換熱器的外殼螺旋板換熱器的外殼是承受內(nèi)壓的部件，為了提高外殼的承壓能力，可以采取增加最外一層螺旋板的厚度的方法，但因外圈仍是螺旋形，就有一個縱向的角焊縫存在，由于角焊的強度不易保證，受力差，所以這種結(jié)構(gòu)不能承受較高的壓力。為了改善外殼與螺旋板的連接結(jié)構(gòu)，提高外殼的承壓能力，將螺旋板換熱器的外殼設(shè)計成兩個半圓環(huán)組合焊接而成的圓筒，這種組合焊接的關(guān)鍵零件是連接板，連接板與螺旋板及外殼的連接方式。其連接方法，首先將螺旋板與連接板對接焊縫。對接焊縫容易保證質(zhì)量，并且受力較好，故鄭重連接牢固可靠，并防止了受壓容器中忌諱的角焊縫，從而提高了換熱器的操作壓力。螺旋板的剛度螺旋板是一個彈性體，對這樣的彈性構(gòu)件，當其受壓時往往不是被壓破而圖3.10螺旋板外殼結(jié)構(gòu)1—螺旋板；2—外殼；3—連接板是壓癟，故螺旋板的剛度是一個很重要的問題。在實際生產(chǎn)中，當換熱器兩通道的壓力差到達一定數(shù)值時，螺旋板可能被壓癟而產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象，使設(shè)備不能正常的操作。如用增加板厚的方法提高螺旋板的剛度，并不是解決問題的唯一途徑，板厚增加，卷制螺旋體時所需要的動力增大，這是不經(jīng)濟的。所以目前普遍采用在兩通道內(nèi)安置定距柱并縮小定距柱〔或定距泡〕之間的距離，增加定距柱〔或定距泡〕的數(shù)量的方法來提高螺旋板的剛度和承受壓力。定距柱用來維持通道的寬度，增加螺旋板的剛度。定距柱一般使用短圓鋼條，其直徑大小視螺旋通道的寬度而定，一般為5～20mm，定距柱的長度為12～15mm，在卷制螺旋體以前就焊接在鋼板上。螺旋通道內(nèi)布置定距柱后，當流體流過時起到擾動的作用，提高了傳熱效率。但是定距柱過密，雖能提高螺旋板的剛度，但會使流體阻力增大，沉淀物也不易清洗干凈。目前采用的定距柱其排列方式有兩種，一種是按等邊三角形排列，器間距長用的為80×50，100×100，150×150，200×200mm，這種排列可以安置較多的定距柱，另一種是按正方形排列，清洗較容易。本螺旋板換熱器的通道間距為28mm所以定距柱選擇直徑為10mm長度為15mm規(guī)格。定距柱數(shù)為n=2242個。螺旋板換熱器主要數(shù)據(jù)：中心隔板寬度：卷輥直徑：偏心距：螺旋板長度：換熱器螺旋通道截面積：螺旋體有效換熱圈數(shù)：螺旋板圈數(shù)：螺旋板計算長度：換熱器螺旋通道長度：螺旋體長軸外徑為：中心隔板計算厚度:定距柱間距：半圓筒體或外圓板計算厚度:定距柱數(shù)為n=2242個第四章洗脫苯工段的主要操作及常見事故處理洗脫苯工段的主要任務(wù)是用洗油回收煤氣中的苯族烴，使洗苯后的富油經(jīng)蒸餾等操作，生產(chǎn)出合格的煤氣和粗苯〔或輕苯和重苯等〕產(chǎn)品，并把符合洗苯要求的脫苯后的貧油送往洗苯塔。4.1洗脫苯工段的主要操作正常操作要求如下。正常生產(chǎn)中應(yīng)首先做好有關(guān)工藝設(shè)備的檢查調(diào)整工作，使之符合技術(shù)操作規(guī)定，其中包括：各操作控制點的溫度、壓力、流量、液面等穩(wěn)定；各設(shè)備、管道、閥門，各泵的潤滑、響聲、振動、軸承和電動機溫升，發(fā)現(xiàn)異常及時處理；各油水別離器的別離情況，做到油水分清，不跑油；各煤氣水封排液，保證排液管暢通等。做好相關(guān)工序的聯(lián)系工作，穩(wěn)定富油供給和和及時送走貧油；及時與生產(chǎn)檢驗部門聯(lián)系，進行對輕、重苯及中間產(chǎn)品取樣化驗工作，并做到產(chǎn)品及時入庫，及時了解貧富油含苯、含水、含萘情況和洗苯塔后煤氣含苯、再生器排渣質(zhì)量情況，超過規(guī)定及時調(diào)整操作。隨時觀察管式爐溫度及煤氣燃燒情況，保證富油溫度和過熱蒸汽溫度符合技術(shù)規(guī)定；隨時掌握終冷器、洗苯塔及脫苯塔阻力，當阻力超過規(guī)定時，應(yīng)及時處理；隨時檢查設(shè)備、管道、閥門有無泄漏，及時處理跑冒滴漏。加強再生器排渣操作，按規(guī)定進行排渣，做到排渣排凈，排渣管吹掃干凈。各設(shè)備應(yīng)按規(guī)定倒換、檢查或停產(chǎn)檢修，設(shè)備不得“帶病〞運轉(zhuǎn)。及時往冷鼓泵送別離水和冷凝液。按規(guī)定及時準確做好各項操作記錄。開停工操作要求如下：終冷洗苯開停工操作開工準備設(shè)備檢查。認真仔細檢查所有設(shè)備和管道及是否處于良好，各閥門是否靈活好用，開關(guān)是否正確，各水封槽是否注滿水，并處于開工狀態(tài)。通知儀表工檢查儀表使儀表齊全良好；通知電工檢查供電系統(tǒng)使電器齊全良好并送電。請示上級領(lǐng)導(dǎo)，通知相關(guān)生產(chǎn)崗位準備開工。⑵開工操作橫管終冷器開工;翻開放散管,關(guān)閉煤氣出、入口閥門，從終冷器底部通入蒸氣置換空氣；當放散管冒出大量蒸汽后，開啟煤氣入口閥門1/3，同時關(guān)閉蒸汽閥門，用煤氣置換蒸汽；當放散管冒出大量煤氣時，以放散管取樣做爆發(fā)實驗合格后關(guān)閉放散管，開煤氣出、入口閥門；緩慢關(guān)閉煤氣交通閥門，注意壓力變化；如有不正?；蜃枇^大時，應(yīng)停止關(guān)閉交通閥，消除故障后再進行；煤氣系統(tǒng)運行正常后，開啟循環(huán)水和制冷水，調(diào)節(jié)水量使煤氣溫度符合技術(shù)要求；通知橫管初冷崗位向冷凝液循環(huán)槽送噴灑液。開啟冷凝液循環(huán)泵進行終冷器兩段噴灑，調(diào)節(jié)噴灑量及外送量符合技術(shù)要求。洗苯塔的開工：在煤氣交通管翻開，出、入口閥門關(guān)閉狀態(tài)下，翻開塔頂部放散管，從塔底通入蒸汽置換塔內(nèi)的空氣，同時從塔出口煤氣管道是通入蒸汽置換空氣；當塔頂冒出大量蒸汽后，稍開煤氣入口閥門3～5扣，使煤氣通入塔內(nèi)，同時關(guān)閉塔內(nèi)蒸汽；當放散管冒出大量煤氣后，取樣做爆發(fā)實驗，合格后關(guān)閉放散管，同時全開塔出、入口煤氣開閉器；慢慢關(guān)閉交通管煤氣開閉器，注意壓力變化情況，如阻力過大，立即停止關(guān)交通開閉器，待查明原因，排除故障后，再關(guān)閉交通管開閉器；各塔全部通過煤氣正常后，通知蒸餾崗位向2號洗苯塔送貧油，待塔底見液面時，啟動半富油泵向1號洗苯塔送油，當洗苯塔底見液面，啟動富油泵往蒸苯送富油；調(diào)整各泵的壓力、流量、溫度、穩(wěn)定個塔液面，直至正常。⑶停工操作橫管終冷器停工；翻開煤氣交通管閥門，同時停止冷凝液循環(huán)泵送轉(zhuǎn)；關(guān)閉煤氣出、入口閥門，注意阻力變化；關(guān)閉終冷器循環(huán)水和制冷水進水；假設(shè)為短時間停工，用煤氣保持塔內(nèi)正壓；假設(shè)為長時間停工，那么翻開放散管，往終冷器內(nèi)和煤氣入口管通蒸汽，放散管放出大量蒸汽后停蒸汽，在煤氣出、入口堵盲板，冬季應(yīng)放塔內(nèi)及管道內(nèi)所有存水。洗苯塔停工：通知蒸苯崗位停止往洗苯塔送貧油，停止半富油泵和富油泵運轉(zhuǎn)；翻開煤氣交通閥；如臨時停工，關(guān)閉煤氣出口開閉器，但入口關(guān)閉3～5扣，以保持正壓，塔內(nèi)存油不必放空；如長期停工，可將出、入口閥門全部關(guān)閉，排空塔內(nèi)和泵內(nèi)洗油，翻開塔頂部放散閥，用蒸汽清掃塔內(nèi)煤氣后，排空冷凝水。脫苯開、停工操作⑴脫苯系統(tǒng)的開工開工前的準備工作。設(shè)備檢查。仔細檢查所有設(shè)備和管道上的閥門，使其靈活好用，并處于正常良好狀態(tài)；通知儀表工檢查儀表，使儀表齊全良好；通知電工檢查電器并送電；通知洗滌工序，做好洗苯和送富油等工作。設(shè)備通蒸汽。經(jīng)再生器送直接蒸汽，吹掃油氣系統(tǒng)，使其暢通。其流程為：再生器→脫苯塔→分凝器→兩苯塔→冷凝冷卻器→油水別離器等。蒸汽同時吹掃貧富油換熱器，貧油冷卻器及貧富油管道等〔包括管式爐〕，使其設(shè)備暢通，吹掃后停止送汽。各油水別離器充滿水。做好管式爐的點火準備工作。用蒸汽吹出水封槽及管道內(nèi)的空氣后使其煤氣進入，放掉管內(nèi)積水，翻開煙道翻板，調(diào)節(jié)進風量。與有關(guān)部門聯(lián)系，得到生產(chǎn)主管部門同意，方可開工。開工主要操作如下。開泵和管式爐點火。首先開啟富油泵，如果設(shè)備內(nèi)無油，要先翻開分凝器、換熱器放散，合閘開泵；洗油冷循環(huán)正常后，管式加熱爐按點火規(guī)程進行點火，給富油加熱加溫。開脫苯塔。富油溫度升至110℃時，開脫苯塔〔再生器底部〕直接蒸汽，并開再生器進油門和間接蒸汽，當分凝器出口溫度到達95℃時，慢慢開分凝器冷水閥門，并調(diào)節(jié)器其出口溫度；當兩苯塔頂?shù)竭_90℃時開回開兩苯塔。當兩苯塔塔底液面到達萘溶劑油出口處，開兩苯塔底加熱器，并開萘油出口閥門；當重分縮油出口油溫好過50℃時，慢慢開冷卻水仔細觀察調(diào)整各處溫度、壓力、液面、流量等到達操作技術(shù)規(guī)定指標。⑵脫苯工段的停工根據(jù)生產(chǎn)實際情況或意外事故需要停工時，應(yīng)通知有關(guān)部門和崗位，經(jīng)聯(lián)系準備穩(wěn)妥后，進行停工操作。?；?、關(guān)汽。慢慢降低管式爐爐膛溫度至300℃以下，然后?；?，關(guān)閉總閥門和分閥門；關(guān)閉各處直接、間接蒸汽閥門。關(guān)油路。首先關(guān)閉再生器進塔閥門，防止倒油，并關(guān)閉油閥門；先停富油泵，然后聽貧油泵、回流泵；關(guān)閉重苯出口閥門。關(guān)水。首先減少分凝器、輕苯冷卻器進水量，當輕苯停止來油后，關(guān)閉各處冷卻水進口閥門。將待修設(shè)備、管道里的油放空，并吹掃干凈。特殊操作要求如下：管式爐點火操作檢查煤氣總閥門和分閥門是否關(guān)閉嚴密，防止漏出煤氣。翻開煤氣總閥門和煤氣過濾器底部放水門，放凈煤氣冷凝水。確認洗油已經(jīng)正常循環(huán)，爐內(nèi)蒸汽管已通蒸汽。翻開煙囪翻板至1/2。點燃煤氣點火管。將點火管明火置于點火口煤氣噴嘴上方，再開煤氣分閥門逐一點燃各煤氣噴嘴，后調(diào)節(jié)加熱煤氣量符合工藝要求。突然停電立即關(guān)閉管式爐煤氣，停止管式爐加熱。關(guān)閉再生器、脫苯塔直接蒸汽，關(guān)閉各冷卻器冷卻水進口閥門，停輕苯回流泵。與調(diào)度及供電部門聯(lián)系，了解停電原因，假設(shè)為短時間停電，做好來電開工準備，假設(shè)停電時間長，那么應(yīng)請示領(lǐng)導(dǎo)按停工操作處理。突然停蒸汽立即關(guān)閉各冷卻器冷卻水進口閥門，?；亓鞅茫苁綘t降火降溫停止來油。關(guān)閉再生器、脫苯塔直接蒸汽閥門，再生器停止進油。與調(diào)度及鍋爐房聯(lián)系，了解停蒸汽原因，假設(shè)為短時停蒸汽，做好來蒸汽開工準備，假設(shè)停蒸汽時間長，那么應(yīng)請示領(lǐng)導(dǎo)按停工操作處理。突然停水立即降火、減蒸汽，調(diào)節(jié)回流量，停止來油。與調(diào)度和供水部門聯(lián)系，了解停水原因及停水時間長短，假設(shè)停水時間時間短，做好來水后的開工準備，假設(shè)停水時間長，那么應(yīng)請示領(lǐng)導(dǎo)處理。突然停儀表風突然停儀表風后，各自控系統(tǒng)失控，應(yīng)立即轉(zhuǎn)換手動調(diào)節(jié)控制，待恢復(fù)供儀表風后，再切換回自調(diào)。對于不同生產(chǎn)規(guī)模焦化廠的脫苯工段，由于選用的工藝設(shè)備和生產(chǎn)的產(chǎn)品不同，各自的生產(chǎn)操作及控制的技術(shù)操作指標都會有所不同。因此，各廠制定的生產(chǎn)技術(shù)操作規(guī)程進行操作。4.2洗脫苯工段常見事故及處理洗脫苯工段的操作情況可以從洗苯塔后煤氣含苯、貧油含苯、產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量、洗油的消耗等方面來評定。生產(chǎn)中的一些不正?，F(xiàn)象，可能發(fā)生的原因及一般的處理方法詳見表4.1脫苯工段可能發(fā)生的事故、原因及處理方法詳見表4.2表4.1洗脫苯工段生產(chǎn)操作不正常、原因及處理方法不正?，F(xiàn)象主要原因分析一般處理方法循環(huán)油量缺乏新鮮洗油補充缺乏或不及時，循環(huán)油泵故障補充新洗油；停泵、開備用泵洗油黏度增加再生器操作不正常，直接蒸汽量大，帶出高溫沸點洗油，殘渣排出缺乏降低在生氣直接蒸汽量，增加再生器排渣量管式爐后富油溫度降低，同時分凝器后油氣溫度升高油水別離操作不良，是分凝器帶水調(diào)整分凝器交通管，控制輕、重分凝油流量，使之易于與水別離；改變分凝器油氣流動方式冷凝冷卻器及分凝器溫度同時下降，脫苯塔底壓力升高冷凝冷卻器因溫度低倍苯堵塞；脫苯塔堵塞關(guān)閉冷卻水，并稍關(guān)脫苯塔蒸汽，使分凝器、冷凝冷卻器溫度升高后將苯熔化停工清掃脫苯塔脫苯塔頂部溫度升高回油量小分凝器后溫度高直接蒸汽量大增加回流量曾加分凝器最上格的冷卻水量減少直接蒸汽量表4.2脫苯工段的一般事故及處理方法事故名稱事故愿因一般處理方法液汽〔脫苯塔串油〕直接蒸汽突然增加富油帶水富油溫度過高貧油系統(tǒng)不通暢減少直接蒸汽量降低爐溫適當減小富油泵上油量檢查貧油系統(tǒng)，逐步恢復(fù)正常管式爐結(jié)焦富油流量過小因富油泵故障，使富油在爐管內(nèi)停流時間過長爐溫過高如阻力不太大，可加大富油流量倒備用富油泵適當降低爐溫，減少煤氣量繼續(xù)生產(chǎn)，嚴重時停產(chǎn)檢修，更換爐管脫苯塔淹塔貧油系統(tǒng)堵塞或閘門掉閘板貧油泵故障富油泵上油量過大立即減小富油泵上流量立即倒換備用貧油泵貧油系統(tǒng)問題嚴重時，停產(chǎn)檢修管式爐漏油著火爐管腐蝕嚴重加工質(zhì)量差安裝不當立即開滅火蒸汽，關(guān)閉煤氣總閥門，停富油泵，關(guān)閉爐下進風門?；饘睾螅槊髟?，進行檢修富油泵壓力猛增富油帶入〔分縮油帶入或貧油溫度過低，煤氣中水蒸氣冷凝帶入〕富油系統(tǒng)設(shè)備、管道阻塞或閥門掉閘板迅速降火，適當減小循環(huán)流量，找出帶水原因，加以處理，水脫完后再恢復(fù)正常富油系統(tǒng)有故障，查明原因，該走交通管，或換用備用設(shè)備；嚴重時，停產(chǎn)檢修分凝器或換熱器嗤墊跑油富油泵壓力過大未及時發(fā)現(xiàn)和理如別離器一節(jié)嗤墊，該走交通管，關(guān)閉該節(jié)進出口油閥門與有關(guān)部門聯(lián)系，如停電時間長，按停工操作處理設(shè)計小結(jié)隨著畢業(yè)日子的到來，畢業(yè)設(shè)計也接近了尾聲。經(jīng)過這段時間的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設(shè)計終于完成了。在沒有做畢業(yè)設(shè)計以前覺得畢業(yè)設(shè)計只是對這幾年來所學(xué)知識的單純總結(jié)，但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計發(fā)現(xiàn)自己的看法有點太片面。畢業(yè)設(shè)計不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我明白了自己原來知識還比擬欠缺。自己要學(xué)