【正文】 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，焦油吸油吸苯，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。目 錄緒論 …………………………………………………………………………712第一章 論證及確定………………………………………………1214第二章 粗苯脫苯方法及工藝選擇………………………… 1415第三章 粗苯回收原理………………………………………………1620 第四章 粗苯工段工藝詳述………………………………………20 ………………………………2132 蒸餾脫苯部分設(shè)備計(jì)算和選型……………………………………3250 ……………………………………………………………5051第五章 主要設(shè)備的計(jì)算和選型…………………………………5156第六章 設(shè)備的工藝布置說明…………………………………5661第七章 非工藝部分……………………………………………………6166第八章 經(jīng)濟(jì)概算……………………………………………………6674第九章 圖紙說明…………………………………………………………7476 緒 論煉焦化學(xué)工業(yè)是煤炭綜合利用的專業(yè)。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。在常溫下，～。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～為了滿足從煤氣中回收和制取粗苯的要求，洗油為了滿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；（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。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侵蝕作用。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，繪圖和撰寫說明書的能力，于此同時(shí)培養(yǎng)自己一個(gè)嚴(yán)肅的工作態(tài)度和掌握工藝流程，為今后打下良好的工作基礎(chǔ).第一章 論證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。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，無污染，占地面積小，基建費(fèi)用比較少。洗苯工藝工藝流程：（1）用焦油洗油回收粗苯：用洗油回收煤氣中的粗苯的方法，所用的洗苯塔有多種型式，但工藝流程基本一樣。從脫苯工序來的貧油，%，進(jìn)入貧油槽，用貧油泵進(jìn)入洗苯塔頂部，從塔頂噴淋而下，%左右。圖25生產(chǎn)一種苯的工藝流程（管式爐加熱富油脫苯）1脫水塔 2管式爐3再生器4脫苯塔5脫苯塔油水分離器6油氣換熱器7冷凝冷卻器8富油泵9貧富有換熱器10貧油泵11貧油冷卻器12粗苯分離器13回流槽14控制分離器15會(huì)流泵16粗苯槽17萘油槽18殘油槽19粗苯產(chǎn)品回收泵20 萘油泵21殘油泵管式爐加熱的富油脫苯工藝，因富油的加熱溫度高，同蒸汽法脫苯比較具有以下優(yōu)點(diǎn)：1 富油在管式爐內(nèi)加熱至180℃左右，脫苯程度高，%左右，從而使粗苯的塔后損失減小，粗苯的回收率可高達(dá)95～97%2 蒸汽耗量低，沒生產(chǎn)一頓180℃前的粗苯好蒸汽約1～，操作穩(wěn)定。第三章 粗苯回收原理一 影響苯族烴吸收的因素煤氣中苯族烴在洗苯塔內(nèi)被吸收的程度稱為吸收率，吸收率的大小取決于以下因素，煤氣和洗油中的苯族烴的含量。對(duì)于洗油吸收煤氣中苯族烴來說，洗油分子量及煤氣總壓很小，可視為常數(shù)，而粗苯的蒸汽壓是隨溫度的變化而變化，溫度升高，粗苯的蒸汽壓力也升高，當(dāng)煤氣中的苯族烴的含量一定時(shí)，溫度愈低，洗油中與其呈平衡的粗苯含量愈高；而當(dāng)提高溫度時(shí)，洗油中與其呈平衡的粗苯含量則有較大的降低。另外，操作中洗油溫度應(yīng)略高于煤氣溫度，以防止煤氣水汽冷凝進(jìn)入洗油中，一般規(guī)定，洗油溫度在夏季比煤氣溫度高2℃左右，冬季高4℃左右。但洗油的分子量不宜過小，否則洗油中吸收過程中損失較大，并且脫苯蒸餾時(shí)不易與粗苯分離。貧油含苯量的影響：貧油含苯量是決定塔后煤氣苯族烴量的主要因素之一，當(dāng)其它條件一定時(shí)，入塔貧油中的含苯量越高，則塔后損失愈大，按現(xiàn)行規(guī)定，塔后煤氣中粗苯含量不大于2g/,%，為了維持一定的吸收推動(dòng)力，%應(yīng)除以平衡偏移系數(shù)n，一般n=～=,則允許貧油含苯量為c1=()%=%2%.實(shí)際上，由于貧油中粗苯的組成苯和甲苯的含量少，絕大部分分為二甲苯和溶劑油，其蒸汽壓僅相當(dāng)于統(tǒng)一溫度下煤氣中含苯族烴蒸汽壓的20～30%，～%，此時(shí)仍能保證塔后煤氣含粗苯量于2g/Nm3以下。適當(dāng)?shù)奈彰娣e即能保證一定的粗苯回收率，又使設(shè)備費(fèi)和操作費(fèi)經(jīng)濟(jì)合理。二、脫苯原理脫苯原理實(shí)際上是精餾原理，由揮發(fā)度不同的組分的混合液中精餾塔內(nèi)多次地進(jìn)行部分氣化和部分冷凝，使其分離幾乎純態(tài)的組分的過程，在精餾過程中，當(dāng)加熱互不相容的液體混合物時(shí)，如果塔內(nèi)的總壓力等于個(gè)混合組分的飽和蒸汽分壓之和時(shí)，液體開始沸騰，但從富油中蒸出粗苯，必將富油加熱到250～300℃，這實(shí)際上是不可行的。下面就脫苯蒸餾中的蒸汽耗量進(jìn)行幾點(diǎn)，討論： 當(dāng)貧油含苯量一定時(shí)，直接蒸汽的耗量是隨著洗油預(yù)熱，溫度的升高而減少，一般在富油預(yù)熱溫度從140℃提高到180℃時(shí)，直接蒸汽耗量可降低一半以上。三、 影響脫苯的因素脫苯塔內(nèi)地脫出率取決于以下因素：在塔底油溫下各組分的蒸汽壓：若富油的加熱溫度高，塔底貧油溫度相應(yīng)也高，貧油中各組分的蒸汽壓變大，故餾出率也增加。加料板以下的塔盤：顯然，當(dāng)增加加料板一下的塔盤層數(shù)時(shí)，各族分到餾出率相應(yīng)增加，尤其是對(duì)甲苯和二甲苯等影響較大。與富油換熱后的貧油如脫苯塔下熱貧油槽，再用貧油泵抽至貧油冷卻器冷卻后到洗苯塔去洗苯。再生器底部溫度應(yīng)保持在190～200℃，脫苯用蒸汽應(yīng)過熱到400℃以保證再生器出口氣體溫度高于脫苯塔底部溫度，再生器的油渣定期排入殘?jiān)邸?=【】50= (%)㏑=＋=＋=故：= J/㎡sSSSK = ()計(jì)算有效管長(zhǎng)：塔兩 側(cè)的管箱開半個(gè)管箱的高度，形狀如圖：由于每側(cè)的管箱間距為200mm，則每根水管的縱向傾斜距離為100mm，如圖：則有效管長(zhǎng)為：x=設(shè)：4/(u3600)=4/(3600)=取148根采用三角形排列 排4排。h圓整后，取D= m 式中 V—煤氣平均體積流量，Nm/S 花環(huán)填料面積，用量及塔高的計(jì)算： ㎡/Nm 富油量=貧油量＋粗苯產(chǎn)量＋貧油中含粗苯量 =+936+ =富油中水量=富油量（～1%） =% =富油中萘量=富油量5% =5% =洗 油 量=貧油量富油中萘量 = =則進(jìn)入脫苯工序的富油量如下： 成分Kg/hKmol/h分子量洗油.160萘128苯71578甲苯二甲苯106溶劑油水18共計(jì)（一） 管式爐：管式爐出口富油溫度為180℃，壓力為920mmHg。 ℃粗苯帶入熱量：=粗苯量比熱溫度，KJ/h?！?粗苯帶入熱量：=粗苯量比熱溫度，KJ/h。h,則輻射段加熱面積為： F=95%/104500㎡=取對(duì)流段加熱強(qiáng)度為5000 Kcal/㎡油在再生器內(nèi)被加熱至200℃，該溫度下萘和洗油的飽和蒸汽壓力分別為 496 mmHg和200 mmHg。C 前蒸餾出量為93％故實(shí)際粗苯量為936/= t/h t/h 洗油量20%= t/h 萘80%= t/h 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：進(jìn)入貧富油換熱器貧油溫度175℃，貧油量為 ：= ，洗油（含萘）貧油進(jìn)口溫度為175℃，出口溫度為t(假設(shè))?！姊凇嶝氂驮?75℃時(shí)帶入的熱量： Q=(＋)175 =，——洗油和粗苯在175℃下的比熱，kcal/kg——粗苯在t℃下的比熱，kcal/kg根據(jù)《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》上冊(cè)中螺旋板油油換熱器的設(shè)計(jì)定額，取換熱系數(shù)K=400Kcal/㎡30℃時(shí)，洗油比熱=(+30) =℃ =℃粗苯比熱=+30 =℃ = kJ/kg.℃112．9℃時(shí)，洗油比熱(+) = kJ/kg.℃粗苯比熱=(+) = kJ/kg.℃則熱負(fù)荷：Q=(+(+)30= kJ/kg.℃平均溫差的計(jì)算：℃貧油 ℃30℃冷卻水 35℃ 18℃ ℃ 12℃則所需換熱面積F==㎡選用固定管板換熱器 型號(hào)G600IV16110 換熱面積為112㎡ 圖號(hào)：JB114573B28（七）、冷凝冷卻器的計(jì)算：每小時(shí)180℃前餾分產(chǎn)量為936kg/h根據(jù)《焦化設(shè)計(jì)參考資料》，取每噸180℃前粗苯所需的傳熱面積為150㎡，150=㎡，可取以下規(guī)格的冷凝冷卻器：㎡列管式換熱器 型號(hào)G500IV1670第三節(jié) 管道計(jì)算（一）、煤氣管徑計(jì)算：按終冷后煤氣（包括苯萘等）量計(jì)算則煤氣量：V=31824+++=設(shè)煤氣流速為20m/s，則管徑D=m規(guī)格為Φ79214mm（二）、貧油管路計(jì)算：貧油體積流量為/h，則貧油管管徑D==規(guī)格為Φ1335㎜則實(shí)際流速(三)、富油管路計(jì)算：富油體積流量為/h，則富油管管徑D=m規(guī)格為Φ133㎜（四）、蒸汽管徑的計(jì)算：已知蒸汽質(zhì)量流量G=，表壓為4Kgf/㎝,該壓力下的飽和蒸汽密度為= Kg/N，則蒸汽體積流量V=G/==570Nm3/h蒸汽在管內(nèi)流速可取為18m/s，則蒸汽管管徑D=m取規(guī)格為Φ133㎜第五章 主要設(shè)備的論證及選型第一節(jié) 洗苯塔空噴塔一般為多段噴灑，每段下部均設(shè)有煤氣分布器，相鄰兩段煤氣通過錐形的傘罩，底部設(shè)有很多噴嘴組成的洗油噴灑裝置，其上設(shè)有備用的中央噴嘴，從頂端噴灑下來的洗油經(jīng)降液管引到下段，洗油從第二段起采用循環(huán)噴灑。浮動(dòng)噴射噴這種塔的洗滌效果也很好，但其阻力大，風(fēng)機(jī)要求高。這種塔具有阻力小、耐用、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)。在舊廠改造和新建廠中必須考慮新型塑料花環(huán)填料。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的三種型號(hào)的花環(huán)調(diào)料規(guī)格如下：表33型號(hào)外徑cm內(nèi)厚環(huán)數(shù)高cm容量kg/m3空隙率%比表面積填充數(shù)10m3使用溫度℃Hx1473391911188185120HZ1733412102891278120HD1953612378890941202 脫苯塔我國(guó)焦化廠采用的脫苯塔有圓形泡罩塔，條形泡罩塔以及浮閥塔等，以條形泡罩塔應(yīng)用最廣。根據(jù)本設(shè)計(jì)在第二章所確定的終冷除萘工藝流程，可確定選用與該終冷工藝流程相配套的終冷塔一橫管終冷塔，該塔型具有以下優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)阻力小，終冷效果好、無含酚污水處理、操作維修方便，消耗費(fèi)用低等。鋼材耗量少，成本低。第一節(jié) 布置原則根據(jù)生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)，設(shè)備的布置應(yīng)符合下列要求：多個(gè)塔可按流程順序布置，也可根據(jù)具體條件布置并盡可能處于同一中心線上。泵多數(shù)安裝在抽吸設(shè)備附近，盡可能集中布置，產(chǎn)品泵單獨(dú)布置產(chǎn)品泵房?jī)?nèi)，配以防爆型電機(jī)。第二節(jié) 工藝布置詳述從整個(gè)工段來講，根據(jù)徐州地區(qū)主導(dǎo)風(fēng)向：東風(fēng)和東北風(fēng)，以及工段具體情況進(jìn)行布置的，共分為終冷，洗苯、廠房、換熱器、蒸餾及管式爐六部分布置，個(gè)部分位置如圖41所示下面分別說明個(gè)部分的分布