【正文】 煤焦油加工企業(yè)分布與工藝特點(diǎn)畢業(yè)論文目 錄摘 要 1ABSTRACT 21文獻(xiàn)綜述 3 焦化工業(yè)發(fā)展史 3 3 4 5 7 8 中國(guó)煤焦油加工企業(yè)的分布與工藝特點(diǎn) 9 10 10 12 14 15 16 17 單爐雙塔加壓連續(xù)精餾 17 18 18 182 設(shè)計(jì)內(nèi)容 20 20 21 21 初餾塔的工藝計(jì)算 22 初餾塔工藝負(fù)荷計(jì)算 27 初餾塔尺寸的計(jì)算 30 初餾塔塔板主要工藝尺寸的計(jì)算 33 初餾塔塔板流體力學(xué)的驗(yàn)算 35 精餾塔工藝計(jì)算 45 45 精餾塔的工藝計(jì)算 48 52 55 精餾塔塔板主要工藝尺寸的計(jì)算 57 精餾塔塔板流體力學(xué)的驗(yàn)算 60 機(jī)械校核 68 精餾塔的機(jī)械校核 68 熱量衡算 81 初餾塔酚油冷凝冷卻器 81 工業(yè)萘冷凝器 82 管式爐的設(shè)計(jì) 83 83 精餾塔管式爐 85 86 86 87 電器與動(dòng)力設(shè)計(jì)條件 87 給排水設(shè)計(jì)條件： 88 分析化驗(yàn)條件 893 結(jié)論 90參考文獻(xiàn) 92致 謝 93 華北理工大學(xué)　　畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)摘 要該設(shè)計(jì)采用的是酚、萘、洗三混組分通過(guò)雙爐雙塔分離生產(chǎn)工業(yè)萘的工藝設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)主要是對(duì)塔的設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)將塔的實(shí)際板數(shù)和相關(guān)尺寸確定并對(duì)塔進(jìn)行校核。另外對(duì)關(guān)鍵設(shè)備選型的原則和結(jié)構(gòu)參數(shù),及工藝的改進(jìn)措施作了簡(jiǎn)要闡述。本工藝的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程為：生產(chǎn)工業(yè)萘的原料餾分為多組分混合物,其理論塔板數(shù)按多組分混合物精餾的計(jì)算法則求得。在雙塔系統(tǒng)中，兩塔均無(wú)側(cè)線產(chǎn)品，故可按“關(guān)鍵組分法”來(lái)計(jì)算。首先進(jìn)行物料衡算，得出各原料組成。塔的操作條件要確定操作壓力和塔頂、塔底溫度。操作壓力采用近常壓塔頂溫度是由塔頂餾出物的組成和塔頂總壓來(lái)決定的。塔底溫度是由塔底的液相組成及塔底總壓來(lái)決定的。由芬斯克方程計(jì)算最小理論塔板數(shù)。最小回流比按柯?tīng)柋痉ㄓ?jì)算公式確定。關(guān)鍵詞：工業(yè)萘 雙爐雙塔 工藝ABSTRACTThis article introduces the process design of rectification separation of naphthalene from wash oil with twin furnaces and twin column. It also recounts several considerations and prehensive parameters of selecting the key separation unit as well as the production results and the process optimization.The process of design and calculation process are: raw material for producting naphthalene is the multiponent mixture fraction. Theoretical plate numbers are achieved by their multiponent mixtures distillation to the calculation of the law. System in the twin towers, two tower no lateral line product, it may be the key ponent method to calculate. First material balance, obtain the position of raw materials. Tower operating conditions must determine the operating pressure and the top, bottom temperature. operating pressure used to near atmospheric pressure. The top temperature of the tower is determined by the position of distillates and the total pressure of the top of the tower. Bottom temperature is determined by the liquid phase of the bottom and the total pressure of the bottom. Fenske equation calculated from the minimum number of theoretical plates. Minimum reflux ratio calculated by this formula to determine cole. By the minimum number of theoretical plates and minimum reflux ratio Gilliland plans e check the actual plate number.Key words: naphthalene twin dualfurnace process911文獻(xiàn)綜述 焦化工業(yè)發(fā)展史焦化工業(yè)已經(jīng)歷了一百多年的歷史，在此期間，它不僅為鋼鐵工業(yè)提供了焦炭和燃料，為化學(xué)工業(yè)提供了原料，而且為城市居民提供了民用煤氣[1]。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，煉焦技術(shù)亦取得了很大進(jìn)步。但是過(guò)去二十年內(nèi)，由于鋼鐵市場(chǎng)迅猛發(fā)展，又由于過(guò)分樂(lè)觀地估計(jì)了高爐焦比的下降和無(wú)焦炭煉鐵工業(yè)的應(yīng)用而造成非常保守的投資政策，使與煉鋼、采礦和其它行業(yè)密切相關(guān)的國(guó)際煉焦工業(yè)極度老化，且在繼續(xù)敗落。這樣將保障不了未來(lái)焦炭的供應(yīng)。與此同時(shí)，人們對(duì)煉焦工業(yè)從環(huán)保、資源利用和建設(shè)費(fèi)用等方面也提出了更高的要求。因此煉焦技術(shù)將面臨新的挑戰(zhàn)。全世界對(duì)冶金焦的需求一直受噴吹煤粉(PCI)和電爐煉鋼等技術(shù)的發(fā)展所限制。與此同時(shí)，現(xiàn)有的焦?fàn)t日益老化和損壞，新建焦?fàn)t又財(cái)力不足，再加上日趨嚴(yán)格的環(huán)保規(guī)定，使焦炭的供應(yīng)量也一直下降。據(jù)國(guó)際鋼鐵學(xué)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)最新預(yù)測(cè)：2000年世界鋼材需求量將達(dá)約750Mt，這意味著鋼材需求量將比1994年增加約120Mt。而粗鋼產(chǎn)量必須相應(yīng)提高130Mt。即從1994年的約723Mt提高到2000年的850Mt。而世界焦炭需求及其變化，約85%是由煉鋼工業(yè)而決定的，亦即由以 高爐工藝為基礎(chǔ)的生鐵產(chǎn)而決定的。因此未來(lái)發(fā)展的決定性因素是生鐵產(chǎn)量和焦比的變化。綜合世界鋼鐵生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，從中長(zhǎng)期情況看，保守地估計(jì)，焦比將以每年1的速度遞減。， ，其中,%，僅次于直接或間接燃燒消費(fèi)。煉焦煤消費(fèi)在總煤消費(fèi)結(jié)構(gòu)中居第三位。盡管高爐富氧噴吹粉煤和直接還原煉鐵等技術(shù)的發(fā)展使冶金工業(yè)對(duì)焦炭需求量有所下降，但由于鋼鐵總量的增加，使我國(guó)1995年以來(lái)焦化工業(yè)消費(fèi)煤在總煤消費(fèi)結(jié)構(gòu)中所占比例保持在12%~16%之間。一種普遍的觀點(diǎn)是，不用焦炭的煉鐵工藝至少在今后20 年30 年內(nèi)不會(huì)大范圍替代目前的高爐煉鐵法，焦炭仍然是未來(lái)鋼鐵生產(chǎn)的主要原料。未來(lái)幾年是我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展時(shí)期，在這一時(shí)期社會(huì)對(duì)鋼材有很大需求，因而對(duì)焦炭也有很大需求。焦化在我國(guó)煤消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的強(qiáng)勢(shì)地位在近年內(nèi)不可動(dòng)搖。焦化是煤炭化工的最主要方式。在煤的非燃料利用中,煉焦用煤占70%以上，數(shù)量最大。我國(guó)焦炭產(chǎn)量占世界產(chǎn)量的1/3~2/5，是世界上第一焦炭生產(chǎn)大國(guó)[2]。如2000年，世界焦炭產(chǎn)量34000萬(wàn)t，焦炭產(chǎn)量前五位的國(guó)家是：中國(guó)第一，12184萬(wàn)t； 日本第二，3368萬(wàn)t；第三是俄羅斯，3058萬(wàn)t；第四是烏克蘭，1936萬(wàn)t；第五是美國(guó)，1880萬(wàn)t；2003年世界焦炭產(chǎn)量39000萬(wàn)t，中國(guó)焦炭產(chǎn)量17775萬(wàn)t，%。%，我國(guó)焦炭出口遍及世界主要地區(qū)，對(duì)世界焦炭市場(chǎng)影響較廣，2003 年從中國(guó)進(jìn)口焦炭量在50萬(wàn)t 以上的國(guó)家有：日本291萬(wàn)t，巴西214萬(wàn)t，印度118萬(wàn)t，意大利117萬(wàn)t，美國(guó)91萬(wàn)t，比利時(shí)76萬(wàn)t，荷蘭72萬(wàn)t，法國(guó)64萬(wàn)t，南非61萬(wàn)，%左右。中國(guó)仍保持全球第一位焦炭出口大國(guó)。近幾年,~ 億t，居全球之首。焦炭是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門尤其是鋼鐵工業(yè)的主要原材料。1999年鋼鐵工業(yè)消費(fèi)的焦炭量約占國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門焦炭消費(fèi)總量的74%。2003年鋼鐵工業(yè)消費(fèi)焦炭13580萬(wàn)/% %，中國(guó)是全球第一位焦炭消費(fèi)大國(guó)[3]。1883年，C奧托博士在格仁克新建立了第一座燃燒室和炭化室相分離的焦?fàn)t，德國(guó)的現(xiàn)代焦化工業(yè)就從這里起步，從此世界煉焦工業(yè)迅速發(fā)展。從生產(chǎn)工藝的角度看，整個(gè)煉焦工藝在以后近100多年來(lái)變化甚微，但它日益受到嚴(yán)格的環(huán)境法規(guī)的約束，一些生產(chǎn)規(guī)模小、煉焦設(shè)備老化的焦化廠逐漸關(guān)閉，致使焦炭生產(chǎn)能力下降[4]。德國(guó)在不斷關(guān)閉老焦化廠的同時(shí)，積極建設(shè)更大的現(xiàn)代焦?fàn)t。目前德國(guó)運(yùn)行的焦化廠有7座，焦炭年生產(chǎn)能力1600萬(wàn)t，實(shí)際產(chǎn)量1100萬(wàn)t。盡管德國(guó)的焦化工業(yè)在不斷萎縮，但他們?cè)诮範(fàn)t的實(shí)驗(yàn)研究、設(shè)計(jì)及工業(yè)設(shè)施等方面都處于世界領(lǐng)先地位。俄羅斯的焦化工業(yè)現(xiàn)有63座焦?fàn)t，總設(shè)計(jì)能力為3980萬(wàn)t/a，其中有57座焦?fàn)t長(zhǎng)期投產(chǎn)，生產(chǎn)能力3560萬(wàn)t/a；20座瀝青焦?fàn)t，瀝青焦生產(chǎn)能力40萬(wàn)t/a，其中有12座使用，4座修理，4座備用；2個(gè)選煤廠，總設(shè)計(jì)能力為約1300萬(wàn)t/a；42個(gè)化學(xué)產(chǎn)品回收和加工車間。在現(xiàn)有的焦?fàn)t中有11座焦?fàn)t的炭化室高7m，年產(chǎn)焦炭93100萬(wàn)t。設(shè)備自然老化的煉焦廠，日趨嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)和工廠的倒閉，嚴(yán)重威脅了美國(guó)和加拿大的煉焦生產(chǎn)能力。根據(jù)世界鋼鐵動(dòng)態(tài)和CRU國(guó)際組織的研究，在未來(lái)的20年內(nèi)，每年將減少焦炭產(chǎn)量1200萬(wàn)t以上。生產(chǎn)能力的減少對(duì)焦炭生產(chǎn)企業(yè)提出了挑戰(zhàn)，他們必須開(kāi)發(fā)新技術(shù)來(lái)改進(jìn)現(xiàn)有設(shè)備，以滿足環(huán)保要求?？偟膩?lái)說(shuō)，在發(fā)達(dá)國(guó)家，煉焦設(shè)備老化和環(huán)境保護(hù)措施的日趨嚴(yán)格，使得企業(yè)增加生產(chǎn)成本或者倒閉，一些生產(chǎn)規(guī)模小、煉焦設(shè)備老化的焦化廠逐漸關(guān)閉，焦炭產(chǎn)量不斷減少。我國(guó)是世界焦炭生產(chǎn)、消費(fèi)和出口大國(guó)，產(chǎn)量占全球50%以上，出口量為全球70% 80%。2001年以來(lái)，受我國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)和其它行業(yè)發(fā)展拉動(dòng)，焦炭市場(chǎng)需求急劇增長(zhǎng)，產(chǎn)品價(jià)格持續(xù)攀高，國(guó)內(nèi)平均價(jià)格由2001年每噸400元上升到2004年1400元以上，國(guó)際市場(chǎng)價(jià)格也由每噸67美元上漲到400美元以上。因此，我國(guó)焦炭生產(chǎn)規(guī)模迅速擴(kuò)大，投資日趨升溫。到2005年底，全國(guó)焦化生產(chǎn)企業(yè)約有1300多家，機(jī)焦生產(chǎn)總能力約為3億噸，比上年增長(zhǎng)25%；，%%；焦炭出口1276萬(wàn)噸，同比下降15%，同時(shí)進(jìn)口煉焦用煤719萬(wàn)噸[5]。1）現(xiàn)狀自2004年以來(lái), 針對(duì)焦化產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展中存在大量土焦(改良焦)生產(chǎn)、小機(jī)焦?fàn)t低水平盲目重復(fù)建設(shè)、資源浪費(fèi)、污染環(huán)境嚴(yán)重等問(wèn)題，我國(guó)實(shí)施了《焦化行業(yè)準(zhǔn)入條件》、《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》、《關(guān)于清理規(guī)范焦化行業(yè)的緊急通知》、《關(guān)于加快焦化行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的指導(dǎo)意見(jiàn)的通知》等一系列宏觀調(diào)控措施，取得一定成效。主要為：一是全國(guó)(如山西、內(nèi)蒙、陜西、寧夏等)已關(guān)停、摧毀土焦(改良焦)2500多萬(wàn)噸，淘汰小機(jī)焦產(chǎn)能約1000萬(wàn)噸。土焦產(chǎn)量由2000年3450萬(wàn)噸，下降到2005年1000萬(wàn)噸左右,%下降為目前不到5%。二是企業(yè)規(guī)模提高。、%，%提高到2005年90%以上。2005年產(chǎn)焦超過(guò)100萬(wàn)噸以上企業(yè)有48家，%。三是在發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、治理環(huán)境污染、加強(qiáng)焦?fàn)t煤氣和焦化產(chǎn)品回收綜合利用方面取得新進(jìn)展。但是，我國(guó)焦化行業(yè)今年面臨著20年來(lái)前所未有的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，一方面焦炭?jī)r(jià)格持續(xù)下降，另一方面煉焦原料煤價(jià)格居高不下，加上嚴(yán)重產(chǎn)能過(guò)剩，多數(shù)焦化企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)出現(xiàn)虧損。2）主要問(wèn)題(1) 生產(chǎn)產(chǎn)能過(guò)剩,企業(yè)效益嚴(yán)重下滑，生產(chǎn)能力有3億噸，占總產(chǎn)能70%，但開(kāi)工率僅60%左右，尤其是缺乏煤氣、焦油等副產(chǎn)品回收利用的獨(dú)立焦化企業(yè)開(kāi)工率更低，同時(shí)焦炭?jī)r(jià)格急劇回落，企業(yè)利潤(rùn)大幅下降，虧損面達(dá)80%以上，部分焦炭企業(yè)關(guān)門停產(chǎn)。因此，我國(guó)焦炭生產(chǎn)企業(yè)面臨巨大經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。主要原因：一是俄羅斯、波蘭、烏克蘭等國(guó)新建焦炭能力已陸續(xù)投產(chǎn),我國(guó)焦炭出口減少；二是我國(guó)鋼材國(guó)內(nèi)需求增幅趨緩，鋼材生產(chǎn)能力過(guò)剩；三是我國(guó)焦炭產(chǎn)能超過(guò)1億噸，目前仍在建和擬建能力3000萬(wàn)噸，煉焦產(chǎn)能超出現(xiàn)需求量180%200%，整個(gè)行業(yè)徘徊在保本微利邊緣，產(chǎn)能過(guò)剩十分明顯。(2) 產(chǎn)業(yè)布局不合理,資源配置利用率低世界發(fā)達(dá)國(guó)家焦炭主要用于鋼鐵冶煉，其中95%焦炭生產(chǎn)能力布局在鋼鐵企業(yè)內(nèi)部，目的是焦炭生產(chǎn)過(guò)程所產(chǎn)生的煤氣、余熱、焦油等能在鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中得到充分利用。目前，我國(guó)鋼鐵企業(yè)用焦量占焦炭產(chǎn)量80%左右，但是，只有33%焦炭生產(chǎn)能力布局在鋼鐵聯(lián)合企業(yè)內(nèi)，而67%焦炭生產(chǎn)能力為獨(dú)立焦化生產(chǎn)企業(yè)，產(chǎn)業(yè)布局不盡合理。主要原因：一是部分焦化企業(yè)作為城市煤氣供應(yīng)市政配套設(shè)施或化工企業(yè)生產(chǎn)。二是我國(guó)焦炭生產(chǎn)主要集中在山西、陜西、云南等煤炭生產(chǎn)地區(qū)。據(jù)資料介紹，全國(guó)最大煉焦煤和焦炭生產(chǎn)基地山西，全省現(xiàn)有生產(chǎn)能力8000萬(wàn)噸以上,在建、擬建生產(chǎn)能力5000萬(wàn)噸。三是行業(yè)布局有些地方過(guò)于集中，有些地方過(guò)于分散，造成生產(chǎn)遠(yuǎn)離產(chǎn)品用戶，運(yùn)輸成本高,同時(shí)不利煉焦化產(chǎn)回收和綜合利用。因此，難以實(shí)現(xiàn)煤炭資源綜合利用、行業(yè)資源優(yōu)化配置。(3) 生產(chǎn)環(huán)境污染較高,資源浪費(fèi)嚴(yán)重焦炭生產(chǎn)大量排放廢水、廢氣、苯并芘等有害污染物，是污染最為嚴(yán)重的行業(yè)之一?，F(xiàn)已建成的獨(dú)立焦炭生產(chǎn)企業(yè)中，只有少數(shù)大型機(jī)焦?fàn)t和城市供氣機(jī)焦?fàn)t的煤氣得到了全部或部分利用。主要原因：一是截至2005年底,全國(guó)已建成投產(chǎn)干熄焦裝置33套，總產(chǎn)能達(dá)2700多萬(wàn)噸。預(yù)期我國(guó)2 3年內(nèi)，干熄焦裝置將超50 套，干熄焦能力將達(dá)4000萬(wàn)噸以上，但是，%；二是我國(guó)獨(dú)立焦化企業(yè)每年放散煤氣約200億立方米以上。焦化生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的余熱、煤氣、焦油不能有效回收,綜合利用