【正文】 的溜 出物則為 洗油輕質(zhì)餾分，稱(chēng)為 溶劑油。 粗苯是談黃色的透明液體，比水輕，不溶于水。 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。 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)。 畢業(yè)論 文 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) 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 。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。 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。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。 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。 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)。 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） ～ 不大于 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（ 。 橫管終冷洗萘工藝 1煤氣熱水冷水煤氣32外來(lái)焦油去焦油工段45 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。 4. 由于煤氣不直接與水接觸，故沒(méi)有含酚污水的處理，另外，由于系統(tǒng)阻力小，風(fēng)機(jī)電耗低。 4貧油熱水冷水32去分縮器1煤氣圖 21 洗苯工藝流程圖 1 填料洗苯塔 2富油泵 3貧油中間槽 4貧油冷卻器 煤氣經(jīng)最終冷卻 到 25~27℃后，進(jìn)入洗苯塔。脫苯后的貧油送回貧油槽循環(huán)使用。 洗苯塔噴頭上方設(shè)置捕霧器，以捕集 油滴 霧 ，減少洗油損失，塔頂還有一個(gè)噴口，以清洗捕霧層。 4 設(shè) 備費(fèi)用低，蒸汽耗量顯著降低，大大縮小了 冷凝冷卻和蒸餾設(shè)備的尺寸，從而使設(shè)備費(fèi)用大為降低。 吸收系數(shù) 大小取決于所采用的吸收劑的形式，填料內(nèi)型與規(guī)格及吸收段過(guò)程進(jìn)行條件（溫度，氣相和液相流速等）顯然，這些因素吸收速率均勻影響。吸收溫度是通過(guò)吸收系數(shù)和吸收推動(dòng)力的變化而影響吸收率的，提高吸收溫度，可使吸收系數(shù)有 一定增加，但不顯著，而吸收推動(dòng)力卻顯著減小。因此適宜的吸收溫度約25℃，實(shí)際操作波動(dòng)于 25～ 30℃之間。在回收等量粗苯的情況下， 洗油循環(huán)量也可以相應(yīng)地減少。 在塔后煤氣含苯量一定的情況下，隨著吸收溫度的升高，則需要的循環(huán)洗油量隨之增加。另外，從一般粗苯 和回爐煤氣中分離出來(lái)的苯族烴的性質(zhì)可以看出，由回爐煤氣中得到的苯族烴，硫含量比粗苯高 倍，不飽和化合物的含量高 倍，由于這些物質(zhì)很容易聚合，故會(huì)增加粗苯的回收和精制 難度，因此，塔后煤氣含苯量控制高一些也合理。 煤氣壓力與流速的影響： 當(dāng)增大煤氣的 壓力時(shí)，擴(kuò)散系數(shù) Dg 將隨之減少，因而使 吸收系數(shù) 有 所降低。 為了降低蒸餾溫度采用水蒸氣法蒸餾。 提高直接蒸汽的過(guò)熱溫度，可降低其耗用量。但因苯 的揮發(fā)度較大，在較低溫度下幾乎全部蒸 出，所以富油預(yù)熱溫度對(duì)苯的餾出率影響很小，而對(duì)其它組分的影響則很大。 直接蒸汽量： 蒸汽耗量增加，增大了蒸汽分壓，相應(yīng)增加各組分的餾出率，但蒸汽耗量過(guò)分增加：一是給油水分離帶來(lái)負(fù)擔(dān)，二是冷卻水量增加，三是蒸汽耗量大了不經(jīng)濟(jì)。 吸收 萘后的輕焦油，經(jīng) U型管自流入塔底循環(huán)油槽，再用輕質(zhì)焦油泵從塔底抽出，到塔頂和塔中段分兩段噴灑，循環(huán)至一定含萘量后，用焦油泵從槽底抽出送到焦油工段處理，同時(shí)補(bǔ)充新焦油。 脫苯工藝： 工藝流程圖： 43 熱水 冷水 煤氣 煤氣 去分縮器 1 2 3 4 5 蒸汽煤氣貧油富油熱水冷水分離水冷水熱水分離水殘?jiān)直秸粲烷g接氣123 4567891011121314151718192016 圖 43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 從洗滌工序來(lái)的富油經(jīng)分縮器，在分縮器下面三格中與從脫苯 塔頂來(lái)的洗 油氣混合物換熱升溫至 70～ 80℃進(jìn)入貧富油換熱器，被從脫苯塔底來(lái)的熱貧油加熱至 130～ 140℃然后到管式爐加熱升溫至 180～ 190℃從第 14塊塔板進(jìn)入脫苯塔，在過(guò)熱蒸汽的蒸吹作用下脫苯。 將分離出的水送入控制 分離器進(jìn)一步分離，油進(jìn)地下槽，水送去酚水架。該焦?fàn)t與化工部第二設(shè)計(jì)院的 TJL 5550D 搗固焦?fàn)t的參數(shù)基本一致，設(shè)計(jì)時(shí)可以參考該爐的參數(shù)。高 ):15100/14900179。 179。 = ㎏ /h 煤氣中含 SH2 量 G SH2= G煤179。粗苯的回收率 + V煤氣179。 =V粗笨 =G粗笨 /? 粗笨 =上述三種氣體流量之和 V 總 =26520++= 3Nm /h 塔前煤氣中水蒸氣量（ G塔前 kg/h 和 V塔前 3Nm /h） 根據(jù)塔前煤氣的溫度 t露點(diǎn) t0露點(diǎn)下的飽和水蒸氣壓力 p0煤氣絕對(duì)總壓力 p1進(jìn)行計(jì)算。 1385179。 18/ = 塔后煤氣 中水蒸汽量（ G塔后 kg/h 和 V塔后 3Nm /h） 根據(jù)塔后煤氣的溫度 t露點(diǎn) t0露點(diǎn)下的飽和水蒸氣壓力 p0煤氣絕對(duì)總壓力 p2進(jìn)行計(jì)算。02202pp p? =179。 18/=179。 = （ 2） SH2 帶入熱量 ： q2 = G SH2179。 58179。 58)/ =℃ i=179。水蒸氣塔前溫度下的焓 =179。 SH2 在塔后溫度下的比熱179。 =(3) 粗苯帶出熱量： q′3= G粗笨 179。 23)=3q′ =179。 179。 S178。 50 = (%) ㏑ 1? =＋ =179。 k 導(dǎo)熱系數(shù)： ? =178。 S178。 K 管壁厚 b=,鋼的傳熱系數(shù) KSmJ ??? /? ， b/λ =179。 104? ㎡178。 S178。 103? ㎡178。 K 冷卻面積的計(jì)算： （ 1）求平均溫差 mT? ： 煤 氣： 58℃ ?23℃ 冷卻水： 28℃ ?18℃ ———————————————— △ T： 30℃ 5℃ 則平均溫差為： mT? =2121ln tttt????? =30 430ln4?=℃ (2)算冷卻面積 F： 由公式 F=Q/（ mT? 178。 3600) = ㎡ 計(jì)算有效管長(zhǎng)： 塔兩 側(cè)的管箱開(kāi)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： 2 0 0 01 0 0x 則 有效管長(zhǎng)為： x= 2220 00 10 0 20 02 .5 mm?? 設(shè)：管內(nèi)水流速為 179。 2d ) =179。 )= 取 128 根 采用三角形排列 排 4 排。 )= 取 26 個(gè) 共 13 個(gè)管箱 管間距 =179。 8+60=420 ㎜，箱間距取 200mm。 12+1000+2020+1000+4000 =16560mm = 洗苯塔的計(jì)算： 原始數(shù)據(jù)：塔前煤氣溫度 23℃，塔后煤氣溫度 23℃， 塔前煤氣壓力 900mmH2O，塔后煤氣壓力 600 mmH2O 從煤氣中吸收的粗苯量為： G? =G煤179。塔后煤氣含苯量 =26520179。（ 273+23） /273179。 179。 100/(+858)） % =% 塔徑的確定； 根據(jù)《燃料化工》 1998（ 3）： 36 提供的參數(shù)，塑料花環(huán)填料的空塔氣速 ? 在 ～ ；花環(huán)填料表面定額在 ～ ㎡ /Nm3178。 26520 = 6630 ㎡ 洗苯塔吸收段內(nèi)填 Z型花環(huán)填料，填料層的結(jié)構(gòu)采用多段填充，塔頂部設(shè)一層高 的捕霧層，充填 X型花環(huán)填料，采用 6 個(gè)葉式噴頭，在塔的適當(dāng)部位設(shè)再分布器。 4+1179。 15%=。 4%= 貧油量 W=49150kg/h 又貧油密度γ =1050Kg/h, 則： V=?W=49150/1050= Kg/h 貧油中粗苯的含量為： 179。 =，二甲苯 %179。（ ～ 1%） =179。 180℃時(shí)各種組分的飽和蒸汽壓（ mmHg）分別為： 苯： 7668； 甲苯： 3875； 二甲苯： 2060；萘： 295； 溶劑油： 1100； 洗油： 110。 3875= 二甲苯： ? X =179。 7668/179。 7668+179。 295= 水 ： ? W =0 閃蒸后留在液相中各組分的數(shù)量如下（包括進(jìn)入再生器的洗油量）： 成分 Kmol/h Kg/h 苯 179。 = 洗油 179。 蒸發(fā)量 =+++= 粗苯在管式爐中的蒸發(fā)率： 179。 179。比熱179。 ℃ 則 2q =858179。比熱179。 =式中 135℃下的比熱， KcaL/Kg178。 =式中 — 4Kgf/㎝ 3(表壓 )飽和蒸汽熱焓， Kcal/h (3)、管式爐加熱用煤氣供熱量 3Q ； 則輸入熱量為： RQ = 1Q ＋ 2Q ＋ 3Q =(＋ 3Q )kj/h 管式爐輸出熱量 cQ （ 1）、出管式爐富油 180℃時(shí)帶走的熱量 4Q 含萘洗油帶走熱量 ，1q =洗油量（包括萘 ）179。 180179。溫度， KJ/h。 179。 135179。 =式中 159— 180℃粗苯蒸汽熱焓， KcaL/ h 水蒸汽帶出熱量： 5q =水蒸汽量179。 179。 h,則輻射段加熱面積為： F1 =179。 5%/20900= ㎡ 設(shè)管式爐加熱效率為 75%， 煤氣熱值為 4250 Kcal/m3 ,=17765KJ/Nm3 . 則煤氣消耗量為 ： Vg =17765%75 ?? mV = Nm3 /h 煤氣在管式爐中燃燒產(chǎn)生熱量為： Q, =179。再生器油氣出口處油氣壓力為 980 mmHg，則組分的平衡常數(shù)Ki 為： 萘 NK =496/980= 洗油 mK =200/980= 進(jìn)入再生器內(nèi)的油量 mG 為管式爐后富油量的 1%，即 Kg/h，其中氣相 ，液相 ，氣相包括洗油 ，萘 ，粗苯 Kg/h，水蒸氣 ，液相包括洗油 ，萘 Kg/h，粗苯 Kg/h。 160)= 將上述各值代入公式，得各組分蒸發(fā)率為： 萘 ???? 2)(1 )(1N? 洗油 2m )(1 )?? （?= 從再生器進(jìn)入脫苯塔的氣體數(shù)量如下： 洗油 +179。 ()= 則每小時(shí) 180℃前粗苯排出殘?jiān)繛?: 再生器頂部氣體溫度為 240℃，其直徑 計(jì)算如下： 經(jīng)過(guò)再生器頂部的氣體流量： 980760273 24027322 .41813 68 .4582 . .2316038 ??????????