【正文】 中 國(guó) 礦 業(yè) 大 學(xué)本科生畢業(yè)論文姓 名： 學(xué) 號(hào)： 學(xué) 院： 專(zhuān) 業(yè)： 設(shè)計(jì)題目：50萬(wàn)t/a焦化廠(chǎng)粗苯工段的工藝設(shè)計(jì)專(zhuān) 題： 指導(dǎo)教師： 職 稱(chēng)： 教 授 2009 年 6 月 徐州 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文任務(wù)書(shū)學(xué)院 專(zhuān)業(yè)年級(jí) 學(xué)生姓名 任務(wù)下達(dá)日期： 畢業(yè)論文日期： 畢業(yè)論文題目： 50萬(wàn)t/a焦化廠(chǎng)粗苯工段的工藝設(shè)計(jì)畢業(yè)論文專(zhuān)題題目：畢業(yè)論文主要內(nèi)容和要求：（1）、回收工藝論證。（2）、主要設(shè)備計(jì)算和選型。（3）、繪制帶控制點(diǎn)工藝流程圖、設(shè)備平面布置圖、管道平面和立面布置圖、繪制一張主要設(shè)備圖（必須與自己的設(shè)備計(jì)算一致），用AutoCAD繪制。（4）、 編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。（5）、按50孔JNDK5505焦?fàn)t配套規(guī)模進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算條件：苯回收率：%硫銨工段來(lái)煤氣溫度/飽和溫度℃： 58/52終冷溫度：23℃院長(zhǎng)簽字： 指導(dǎo)教師簽字：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文評(píng)閱教師評(píng)閱書(shū)評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ)（①選題的意義；②基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；③綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力；④工作量的大小；⑤取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；⑥寫(xiě)作的規(guī)范程度；⑦總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī)；⑧存在問(wèn)題；⑨是否同意答辯等）：成 績(jī)： 評(píng)閱教師簽字： 年 月 日中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文答辯及綜合成績(jī)答 辯 情 況提 出 問(wèn) 題回 答 問(wèn) 題正 確基本正確有一般性錯(cuò)誤有原則性錯(cuò)誤沒(méi)有回答答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)及建議成績(jī)：答辯委員會(huì)主任簽字： 年 月 日學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組綜合評(píng)定成績(jī)：學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)人： 年 月 日83摘 要 本設(shè)計(jì)為年產(chǎn)50萬(wàn)噸焦碳粗苯回收工段的的工藝設(shè)計(jì)，包括工藝部分和非工藝部分。工藝部分包括工藝論證及選擇，粗苯回收原理，工藝流程詳述，主要設(shè)備的布置，計(jì)算和選型等，都以終冷，洗苯和蒸餾脫苯三部分組成，終冷部分采用橫管終冷塔噴灑輕質(zhì)焦油洗萘，焦油洗油吸苯，在蒸餾部分用管式爐加熱法加熱蒸汽和富油生產(chǎn)一種苯粗苯，采用一臺(tái)脫苯塔及必要的輔助設(shè)備。非工藝部分，包括土建，供電供氣，自動(dòng)化儀表、防爆、防火投資概算和經(jīng)濟(jì)分析，這些都是生產(chǎn)順利進(jìn)行的必要條件。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，參照了徐州焦化廠(chǎng)焦?fàn)t煤氣凈化工藝根據(jù)他們?cè)谏a(chǎn)實(shí)際中得出的經(jīng)驗(yàn)，選用了較好的設(shè)備，如用塑料花環(huán)填料代替木格填料，具有阻力小，比表面積大，效率高，重量輕，裝卸方便等優(yōu)點(diǎn)。一臺(tái)花環(huán)填料可以代替三臺(tái)木格填料，洗苯塔，節(jié)約了大量投資，以螺旋板式換熱器代替列管式換熱器，具有傳熱系數(shù)高，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，提高了冷卻效果，節(jié)約了水量，經(jīng)濟(jì)效益也好，所有這些工藝改進(jìn)，不僅利于生產(chǎn)，而且節(jié)約了投資。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2009屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第42頁(yè)目 錄緒論……………………………………………………………………………….11論證及確定…………………………………………………………5 ………………………………5 …………………………………………………………………62 粗苯脫苯方法及工藝選擇…………………………………………8………………………… ……………………..83 粗苯回收原理………………………………………………………10 概述……………………………………………………………………10 …………………………………………………10 ………………………………………………………………13 影響脫苯因素…………………………………………………………134 粗苯工段工藝詳述……………………………………………14 ……………………………………14 …………………………………………………154. 3 脫苯工藝………………………………………………………………..165 主要設(shè)備的計(jì)算和選型………………………………………18 概述……………………………………………………………………18 ………………………………19 ………………………………………………21 洗苯塔的計(jì)算…………………………………………………………27 蒸餾脫苯部分設(shè)備計(jì)算和選型………………………………………30 …………………………………………………………37 …………………………………………………………39 管道計(jì)算………………………………………………………………48………………………………………………………50 洗苯塔………………………………………………………50 …………………………………………………………………53 …………………………………………………………53 ………………………………………………………………547 設(shè)備的工藝布置說(shuō)明…………………………………………………55 布置原則…………………………………………………………………55 ……………………………………………………………56 ……………………………………… ……………………58 ………………………… ……………………598 非工藝部分…………………………………………………………60 自動(dòng)化儀表的要求………………………………………………………60 ……………………………………………………62 ……………………………………………………………63 ………………………………………………………………63 電力土建…………………………………………………………………64 其他………………………………………………………………………659 經(jīng)濟(jì)概算………………………………………………………65 編制說(shuō)明則………………………………………………………………65 …………………………………………………………………65 …………………………………………… ……………………7110 圖紙說(shuō)明……………………………………………………………73 設(shè)備一覽表…………………………………………………………73 ………………………………………………………………74 …………………………………………………………74參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………79緒 論煉焦化學(xué)工業(yè)是煤炭綜合利用的專(zhuān)業(yè)。煤在煉焦時(shí)除了有75%左右變成焦炭外，還有25%左右生成各種化學(xué)品及煤氣，為了便于說(shuō)明將煤炭煉焦時(shí)的產(chǎn)品用下列圖示說(shuō)明如下：?jiǎn)挝唬篻 /Nm3從荒煤氣粗苯的含量來(lái)看，回收苯是十分必要的。焦?fàn)t煤氣經(jīng)脫苯除氨后進(jìn)入粗苯工段，于此進(jìn)行苯族烴回收并制取粗苯，目前我國(guó)焦化工業(yè)生產(chǎn)的苯類(lèi)產(chǎn)品仍占很重要的地位。粗苯是多種芳烴族和其它多種碳?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(lèi)和吡啶堿類(lèi)。在用洗油回收煤氣中的苯族烴時(shí)，在所得的粗苯中尚含有少量洗油輕質(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(shù)脂狀物質(zhì)能溶于粗苯使其著色并很快地變暗。在常溫下，～。粗苯是易燃易爆物質(zhì)，閃點(diǎn)12℃.～%（體積）范圍內(nèi)時(shí)，極易形成爆炸性的混合物。粗苯質(zhì)量的好壞以實(shí)驗(yàn)室蒸餾時(shí)180℃前蒸餾出量的百分?jǐn)?shù)來(lái)確定，粗苯的沸點(diǎn)范圍是75～200℃，若180℃前溜出量越多，粗苯質(zhì)量越好；若在180℃后的溜出物則為洗油輕質(zhì)餾分，稱(chēng)為溶劑油。粗苯易燃易爆，要求工段必須嚴(yán)禁煙火，并對(duì)電動(dòng)機(jī)加以防爆。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如下：組 分分 子 式含 量備 注苯55～75甲苯11～22二甲苯～6同分異構(gòu)體及乙基苯三甲苯和乙基甲苯1～2同分異構(gòu)體總和不飽和化合物，其中：7～12環(huán)戊二烯～苯乙烯～苯并呋喃～包括同系物茚～硫化物，其中：～按硫計(jì)二硫化碳～噻吩～飽合物～為了滿(mǎn)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：（1）、常溫下對(duì)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(lái)；（2）、有足夠的化學(xué)穩(wěn)定性，即在長(zhǎng)期使用中其吸收能力基本穩(wěn)定；（3）、在吸收操作溫度下，不應(yīng)析出固體沉淀物；（4）、易與水分離，且不生成乳化物；（5）、有較好的流動(dòng)性，易于用泵抽送并能在填料上均勻分布。一、設(shè)計(jì)任務(wù)本設(shè)計(jì)是年產(chǎn)50萬(wàn)噸焦碳粗苯回收工段的設(shè)計(jì)。二、設(shè)計(jì)條件本設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，參考了徐州焦化廠(chǎng)的粗苯工段工藝。徐州的氣象條件如下：本地區(qū)屬海洋性氣候，具有大陸性氣候的特點(diǎn)，常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|風(fēng)、東北風(fēng)。最大風(fēng)速： 最大平均風(fēng)速： 極端最高氣溫： ℃（）年平均氣溫： 14℃極端最低氣溫： ℃海拔高度： 43m冬季采暖： 6℃冬季通風(fēng)： 1℃夏季通風(fēng)： 31℃大氣壓力： 冬季767mmHg 夏季751mmHg最高地下水位： ~土壤耐壓力(砂質(zhì)黏土)： 12T/m2地下水質(zhì)對(duì)硅酸鹽水泥混凝土無(wú)侵蝕作用。三、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)如下表。粗苯的質(zhì)量指標(biāo)（YB29164）名 稱(chēng)指 標(biāo)加工用粗苯溶劑用粗苯外觀(guān)黃色透明液體黃色透明液體比重（d204）～餾程75℃前餾出量（容）% 不大于3%180℃前餾出量（容）%不小于93%不小于91水分室溫（18～25℃）下目測(cè)無(wú)可見(jiàn)的溶解水焦油洗油質(zhì)量指標(biāo)（YB29764）名 稱(chēng)指 標(biāo)比重（d204）～餾程230℃前餾出量（容）%不大于3%300℃前餾出量（容）%不大于90%酚含量（容）%奈含量（容）%不大于13粘度（。E25）不大于2水分%15℃結(jié)晶物無(wú)綜上合述：本設(shè)計(jì)為畢業(yè)設(shè)計(jì)，是集三年學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)理論和實(shí)際中運(yùn)用在生產(chǎn)過(guò)程中的的體現(xiàn)，目的在于通過(guò)這次設(shè)計(jì)學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用所學(xué)的各種知識(shí)和技能，是一次比較全面的分析和解決工程問(wèn)題的能力訓(xùn)練。是我們初步了解有關(guān)技術(shù)、政策，學(xué)會(huì)查閱和綜合運(yùn)用各種文獻(xiàn)資料，掌握使用有關(guān)工程技術(shù)的規(guī)定和準(zhǔn)則，以及設(shè)計(jì)的方案的論證和確定，設(shè)計(jì)的計(jì)算能力，繪圖和撰寫(xiě)說(shuō)明書(shū)的能力，于此同時(shí)培養(yǎng)自己一個(gè)嚴(yán)肅的工作態(tài)度和掌握嚴(yán)密的工藝流程，為今后打下良好的工作基礎(chǔ).1 論證及確定 煤氣的終冷及除萘的方法及工藝選擇在生產(chǎn)硫氨的回收工藝中，出飽和器進(jìn)入粗苯工段的煤氣溫度通常為55℃左右，而回收苯族烴的適宜溫度為25℃左右，因此在回收苯族烴之前煤氣要進(jìn)行冷卻。在焦?fàn)t氣冷卻和部分水蒸汽冷凝的同時(shí)，尚有萘從煤氣析出，因此煤氣的最終冷卻的同時(shí)應(yīng)考慮到如何除萘。橫管終冷洗萘工藝 圖14 輕質(zhì)焦油終冷洗萘工藝流程1終冷塔 2新焦油槽 3溢流槽 4焦油泵 5循環(huán)泵該工藝流程見(jiàn)圖，煤氣的終冷和除萘都在橫管政冷塔進(jìn)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，且與煤氣是間接接觸，煤氣中遇冷段內(nèi)，冷卻到24～26℃后進(jìn)入吸收段的上部，循環(huán)噴灑輕質(zhì)焦油除萘，凈化后的煤氣進(jìn)入捕霧器除去其所夾帶的焦油霧滴，捕霧后的煤氣進(jìn)入洗苯塔。為使循環(huán)輕質(zhì)焦油中的萘含量保持穩(wěn)定，在輕質(zhì)焦油由泵送入循環(huán)槽的同時(shí)，從循環(huán)槽的壓出管引出相同的數(shù)量的焦油連續(xù)送往機(jī)械化氨水澄清槽，在送往焦油車(chē)間處理。橫管終冷洗萘是冷卻水和煤氣間接接觸，因而它有很多優(yōu)點(diǎn)：1. 小，操作簡(jiǎn)便，無(wú)污染，占地面積小，基建費(fèi)用比較少。2. 冷卻效果好，萘的脫除高，出口煤氣約22℃，煤氣含萘量大約在350～450mg/Nm33.