【正文】 河南城建學院專科畢業(yè)設計（論文） 第 1 頁 畢 業(yè) 設 計 題目： 焦化廠年產(chǎn) 6 萬噸粗苯回收工藝設計 系 別：化學與化工系 專 業(yè)： 煤炭深加工與利用 姓 名： 學 號 ： 指導教師： 河南城建學院 2021 年 11 月 21 日 河南城建學院專科畢業(yè)設計（論文） 第 2 頁 河南城建學院 畢業(yè)設計（論文） 任 務 書 題 目 焦化廠年產(chǎn) 6萬噸粗苯回收工藝設計 系 別 化學化工系 專 業(yè) 班 級 學 號 學生姓名 指導教師 發(fā)放日期 2021 年 11 月 21 日 河南城建學院?？飘厴I(yè)設計（論文） 第 3 頁 河南城建學院專科畢業(yè)設計（論文）任務書 一、 主要任務與目標： 設計題目： 焦化廠年產(chǎn) 6萬噸粗苯回收工藝設計 原料粗苯組成： 工藝條件： 吸收前焦油煤氣中含苯族烴 45g/m3； 吸收塔操作壓力： ； 入塔氣體溫度： 25℃ 。 進料原料氣流量根據(jù)粗苯產(chǎn)量進行物料衡算計算。 設計目標： 回收后苯族烴含量 ≤ g/m3。 物質 苯 甲苯 二甲苯 (含乙基苯 ) 三甲苯 (含乙基甲苯 ) 不飽和 化合物 硫 化物 (按硫計 ) 飽和 化合物 含量 /% 河南城建學院專科畢業(yè)設計（論文） 第 4 頁 二、主要內容與基本要求： 主要內容： 1 明確設計任務，查閱文獻資料； 2 明確設計方案：通過技術及經(jīng)濟篩選 、對比，選定技術先進、 經(jīng)濟效益好的設計方案； 3 明確已知條件、工藝參數(shù)及計算基準； 4 工藝計算部分（物料衡算、熱量衡算、主要設備的工藝計算、輔助設備的選型或計算、穩(wěn)定性及機械強度計算、工藝流程圖繪制、主要設備結構圖的繪制等）。 基本要求： 對所涉及的化工生產(chǎn)過程的原理，工藝參數(shù)，流程，影響因素及控制手段有一定的掌握。按畢業(yè)設計任務書的條件和要求，根據(jù)所學理論知識和技能和積累的素材，自主的，創(chuàng)造性的完成設計的工作。 目 錄 第一章 設計條件及設計方案的確定 …………………8 第二章 設計方案 ………… ……………………………15 第三章 物料衡算和熱量衡算 …………………………17 第四章 填料塔工藝尺寸計算 …………………………22 第五章 填料塔附屬設備的設計與選型 ………………27 第六章 填料塔高度 ……………………………………29 河南城建學院專科畢業(yè)設計（論文） 第 5 頁 第七章 計算結果概覽 …………………………………30 第八章 主要參考文獻 …………………………………30 第九章 結束語 …………………………………………31 第一章 設計條件及設計方案的確定 一、設計條件 表 1 原料組成 物質 苯 甲苯 二甲苯 （含乙基笨） 三甲苯 （含乙基甲苯） 不飽和 化合物 硫化物 （按硫計） 飽和 化合物 含量 /% 工藝條件： 吸收前焦爐煤氣中含苯族烴 45g/m179。 吸收塔操作壓力： 。 入塔氣體溫度： 25℃ . 設計目標： 回收后苯族烴含量 =3..6g/m179。. 二、設計方案的依據(jù) 粗苯的組成、性質和質量 河南城建學院專科畢業(yè)設計（論文） 第 6 頁 粗苯中主要含有苯 、甲苯、二甲苯和三甲苯等芳香烴，此外還含有不飽和化合物、硫化物、飽和烴、酚類和吡啶堿類。當用洗油吸收焦爐煤氣中的苯族烴時，粗苯中尚有少量的洗油輕質餾分，粗苯的組成取決于煉焦配煤的組成及煤焦產(chǎn)物在炭化室內熱解的程度。 粗苯是黃色透明的液體，比水輕，微溶于水。在貯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質能溶解于粗苯中，使其著色變暗。粗苯易燃，閃點為 12℃ 。粗苯蒸氣在空氣中的體積濃度為 ～ %時，能形成爆炸性混合物。粗苯的各主要組分均在 180℃ 前餾出， 180℃ 后的餾出物成為溶劑油。在 測定粗苯中各組分的含量和計算產(chǎn)量時 ,通常將 180℃ 前的餾出量當做 100%來計算，故以其 180℃ 前的餾出量作為鑒別粗苯質量的指標之一。粗苯在 180℃ 前的餾出量取決于粗苯工段的工藝流程和操作制度。 180℃ 前餾出量愈多，粗苯質量就愈好。一般要求粗苯的 180℃ 前餾出量為 93～ 95%。 表 2 粗苯各組分的平均含量 組分 分子式 質量含量 /% 備注 苯 甲苯 二甲苯 三甲苯和乙基甲苯 不飽和化合物 硫化物 飽和物 C6H6 C6H5CH3 C6H4(CH3)2 C6H3(CH3)3 C2H5C6H4CH3 55～ 80 11～ 22 ～ 6 1～ 2 7～ 12 ～ ～ 同分異構物和乙基苯總和 同分異構物總和 按硫計 吸收苯族烴的工藝流程 (填料吸收苯族烴的工藝流程 ) 錯誤 !未找到引用源。 圖 1 洗苯塔； 2新洗油槽； 3貧油槽； 4貧油泵； 5半富油泵； 6富油泵 河南城建學院?？飘厴I(yè)設計（論文） 第 7 頁 煤氣經(jīng)最終冷卻器冷卻到 25～ 270C 后，依次通過兩個洗苯塔，塔后煤氣中苯族烴含量一般為 2g/m3,溫度為 27～ 300C 的脫苯洗油（貧油）用泵送至順煤氣流向最后一個洗苯塔的頂部。與煤氣逆向沿著填料向下噴灑，然后經(jīng)過油封流入塔底接收槽， 由此用泵送至下一個洗苯裝置，脫苯后的貧油經(jīng)冷卻后回到貧油槽循環(huán)使用。 吸收苯族烴的基本原理 用洗油吸收煤氣中的苯族烴是物理吸收過程，服從亨利定律和道爾頓定律。煤氣中苯族烴的分壓 Pg可根據(jù)道爾頓定律計算： Pg=P?y 式中， P——煤氣的總壓力， kPa； y——煤氣中苯族烴的摩爾分數(shù)。 通常苯族烴在煤氣中的含量以 g/ m179。表示。若已知苯族烴在煤氣中的含量為 a，則換算成體積濃度為 : 1000 bay M?? 式中 bM 為粗苯的平均相對分子質量。則有 Pg=bapM? 用洗油吸收苯族烴所得的稀溶液可視為理想溶液，其液面上粗苯的平衡蒸汽壓 Lp 可按拉烏爾定律確定： Lp p x?? 式中， ——在回收溫度下苯族烴的飽和蒸汽壓， kPa； ——洗油中粗苯的摩爾分數(shù)。 通常洗油中粗苯的含量以 C（質量百分數(shù)）表示，換算為摩爾分數(shù)為： 100bbmCMx CCMM? ?? 式中 mM 為洗油的相對分子質量。則有 河南城建學院?？飘厴I(yè)設計（論文） 第 8 頁 100bLbmC pMpCCMM?? ?? 當煤氣中苯族烴的分壓 Pg大于洗油液面上苯族烴的平衡蒸汽壓 Lp 時，煤氣中的苯族烴即被洗油吸收。 Pg與 Lp 之間的差值愈大，則吸收過程進行得愈容易，吸收速率也愈快。 洗油吸收苯族烴過程的極限為氣液兩相達成平衡，此時 Pg= Lp ，即 22 4 100bbbmC pMapCCMMM??? ?? 由于洗 油中粗苯的濃度很小，則有 0 .0 2 2 4 100bbmC pMapMM??? 因此在平衡狀態(tài)下 a 與 C 之間的關系為 0 .4 4 6 mC M pap??? 或 2. 24mapC Mp?? ? 影響苯族烴吸收的因素 煤氣中的 苯族烴在洗苯塔內被吸收的程度稱為回收率。回收率是評價洗苯操作的重要指標，可用下式表示： 21