【正文】 氣帶入熱量 = V干煤氣在58℃下的焓 = 53344 = KJ/h （2）帶入熱量 = G在塔前溫度下的比熱塔前溫度 = 58 = KJ/h (3) 粗苯帶入熱量： = G I KJ/hI = (103＋ct)式中c = (＋)/M Kcal/(kg℃)M——粗苯平均分子量，t——煤氣塔前溫度，58℃則c = (＋58)/= Kcal/kg℃I = (103＋58)= KJ/kg = G I = = KJ/h(4) 水蒸氣帶入熱量： = G水蒸氣塔前溫度下的焓 = = KJ/h故帶入熱量為： =+++ = KJ/h2. 帶出熱量Q出：（1）干煤氣帶出熱量 = V干煤氣在22℃下的焓 = 53344 = KJ/h式中 ——22℃下干煤氣的焓， KJ/h（2）帶出熱量 ： = G在塔后溫度下的比熱塔后溫度 = 22 = KJ/h（3） 粗苯帶出熱量： = G ，KJ/h = (103＋)式中 =（+）/M,kcal/(kg℃)M——粗苯平均分子量，——煤氣塔后溫度℃ = (＋22)/= kcal/(kg.℃) = (103＋22)= KJ/kg故粗苯產(chǎn)品帶出熱量 = = KJ/h （4） 水蒸氣帶出熱量： = G水蒸氣塔前溫度下的焓 = = KJ/h故帶出熱量為： = ＋＋＋ =(二) 冷卻面積的計算冷卻水采用18℃的地下水出塔溫度為28℃左右（1）冷卻水量W =（Q—Q）/【（28—18）1000】= ( —) /【（28—18）1000】= m/h（2） 傳熱系數(shù)的計算： K =1) 是由煤氣至管外璧的對流傳熱系數(shù) J/㎡為了保持循環(huán)洗油的質(zhì)量，在富油入塔前的管路上抽出1～%送如洗油再生器，～～180℃，并用直接過熱蒸汽蒸吹。講從塔頂逸出的輕苯溫度控制在73～78℃，在冷凝冷卻器中冷卻到25～35℃，最后進入回流槽，一部分用泵打向兩苯塔作回流，一部分送到精苯車間油罐。所以本設(shè)計采用管式爐加熱的二苯塔。富油經(jīng)分縮器、貧油換熱器、富油預熱器加熱140℃左右入脫苯塔，設(shè)有富油再生器，有兩苯塔水分離器，有生產(chǎn)一種苯兩種苯兩種流程，兩苯塔氣相進料。設(shè)有脫水塔、富液再生器、兩苯塔水分離器。目前國內(nèi)各焦化廠均普遍采用了管式爐加熱富油脫苯工藝。％～%，經(jīng)冷卻至27～30℃后送至洗苯塔循環(huán)使用。組分含量（%）組分含量（%）苯55～80古馬隆～甲苯12～22茚～二甲苯2～6硫化氫～三甲苯2～6二硫化碳～乙基苯～1噻吩～丙基苯～甲基噻吩～乙基甲苯～吡啶及其同系物～戊烯～苯酚及其同系物～環(huán)戊二烯～萘～C6～C8直鏈烯烴～脂肪烴C6～C8～苯乙烯～從焦爐煤氣中回收粗苯一般均采用焦油洗油作吸收劑，其工藝包括洗滌和蒸餾兩個部分。粗苯的產(chǎn)率與裝入煤的揮發(fā)分的關(guān)系可用下式表示。．裝置流程及說明生產(chǎn)工藝流程說明：煉焦煤在焦爐干鎦過程中產(chǎn)生的苯族烴隨荒煤氣逸出，粗苯是有機化學工業(yè)的重要原料，回收粗苯具有較高的經(jīng)濟效益。4) 易于水分離，且不能生成乳蝕物。目前國內(nèi)使用的是有洗油為輕柴油，與焦油洗油比較，耗量低，油水分離容易，具有較高的穩(wěn)定性，長期使用后其物理化學性質(zhì)幾乎不變，此外，石油洗油吸萘的能力強，一般塔后煤氣含萘量可低于150mg/Nm3.石油洗油的缺點是洗苯能力較低，～%，故循環(huán)洗油量每噸（180℃前粗苯為65m3）和脫笨的耗氣量較多，此外，在洗苯過程生成難溶的油渣，容易堵塞換熱設(shè)備，含油渣的洗油和水容易形成乳蝕液，影響正常操作，所以洗油含渣量不宜大于20mg/，因此多數(shù)焦化廠采用焦油洗油。用洗油回收煤氣中的粗苯的方法，所用的洗苯塔有多種形式，但工藝流程基本一樣，用塑料花環(huán)調(diào)料塔回收粗苯的工藝流程見圖42。從脫苯工序來的貧油，~%，進入貧油槽，用貧油泵進入洗苯塔頂部，從塔頂噴淋而下，%左右。E50）蒸餾實驗初溜點，℃不小于265350℃前餾出量，%不小于95凝固點℃小于10含水量℃固體雜質(zhì)無 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。2. 吸附法：使煤氣通過具有微孔組織比表面很大的活性炭或硅膠等固體吸附劑，苯族烴即被吸附在其表面上，直至達到接近飽和狀態(tài)，然后用水蒸氣直接進行解析，即得粗苯。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：1. 設(shè)備小，操作簡便，無污染，占地面積小，基建費用比較少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. 無須用洗油，只須自產(chǎn)輕質(zhì)焦油，節(jié)約洗油耗量，同時煤氣中毒萘直接轉(zhuǎn)入焦油，減少萘的損失。該流程所用的循環(huán)水量，僅為前兩種煤氣終冷流程用水一半，因而可以減少污水排放量。上述兩種工藝存在的共同特點是：在終冷塔內(nèi)冷卻煤氣的同時，析出的萘須用水沖流，因而實際所需的冷卻水量遠大于熱平衡所需的冷卻水量，由于水量大，則更新循環(huán)水系統(tǒng)所排出的污水量相應(yīng)增多。洗萘后的焦油從焦油洗萘器下部排出，經(jīng)液位調(diào)節(jié)器流入焦油槽。該流程的優(yōu)點是操作穩(wěn)定，便于管理；缺點是出終冷塔煤氣含萘量較高；水和萘不能充分分離，部分萘被水帶到冷水架，增加清掃冷水架的次數(shù)；刮萘槽結(jié)構(gòu)復雜而且笨重，基建費用較高。在煤氣冷卻的同時，煤氣中一部分水蒸汽被冷凝，大部分萘析出并被水沖洗下來。 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行冷卻。 炭化室頂部空間溫度在整個煉焦過程中是有變化的，但其值不宜超過800℃，炭化室頂部空間溫度過高，則由于熱解作用，焦油和粗苯的產(chǎn)率均將降低，高溫化合水的產(chǎn)率增加，氨脂高溫下由于進行逆反反應(yīng)而部分分解，并和此熱的焦炭作用生成氰化氫，氨氮產(chǎn)率也降低。影響粗苯的回收率的因素主要有三點：一、配煤性質(zhì)和組成的影響焦油的產(chǎn)率取決于配煤的揮發(fā)分高低和煤的變質(zhì)程度。加料板一下的塔板：顯然，當增加加料板一下的塔板層數(shù)時，各組分的餾出率相應(yīng)增加，尤其是對甲苯和二甲苯等影響較大。 脫苯塔內(nèi)地脫出率取決于一下因素：在塔底油溫下各組分的蒸汽壓：若富油的預熱溫度高，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。適當?shù)奈彰娣e即能保證一定的粗苯回收率，又使設(shè)備費和操作費經(jīng)濟合理。近年來，國外一些焦化廠，塔后煤氣含粗苯量控制在4g/Nm3左右，甚至更好，這一指標對大型焦化廠的粗苯回收是經(jīng)濟合理的。提高回收率，但循環(huán)洗油量不宜過大，以免過多增大電、蒸汽的耗量和冷卻水用量。吸收劑與溶質(zhì)的分子量愈接近，則吸收得愈完全。因此，吸收溫度不宜過高，但也并非越低越好，在低于15℃時洗苯油粘度將顯著增加，使洗油輸送及其他內(nèi)均勻分布和自由流動均發(fā)生困難，當洗油溫度低于10℃時，還可能從油中析出固體沉淀物。分述如下：吸收溫度：吸收溫度是指洗苯塔內(nèi)氣液兩相接觸面積的平均溫度，它取決于煤氣和洗油的溫度，也受大氣溫度的影響。目前，吸收過程的機理仍建立在被吸收組分經(jīng)穩(wěn)定的界面薄膜擴散傳遞的概念上，即液相與氣相之間有相界面，假定在相界面的兩側(cè)，分別存著不呈湍流的薄膜，在氣相側(cè)的稱為氣膜，在液相側(cè)的成為液膜，擴散過程的阻力及等于氣膜和液膜的阻力之和。粗苯的質(zhì)量指標（YB29164）名 稱指 標加工用粗苯溶劑用粗苯外觀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℃）下目測無可見的溶解水焦油洗油質(zhì)量指標（YB29764）名 稱指 標比重（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（。粗苯質(zhì)量的好壞以實驗室蒸餾時180℃前蒸餾出量的百分數(shù)來確定，粗苯的沸點范圍是75～200℃，若180℃前溜出量越多，粗苯質(zhì)量越好；若在180℃后的溜出物則為溶劑油。粗苯是談黃色的透明液體，比水輕，不溶于水。煤在煉焦時除了有75%左右變成 焦炭外，還有25%左右生成各種化學品及煤氣，為了便于說明將煤炭煉焦時的產(chǎn)品如下：（單位：） 由此看來，從荒煤氣重粗苯的含量來看，回收苯三十分必要的。粗苯精制對于一個企業(yè)的發(fā)展來說有非常重要的作用。如果粗苯能夠得到精制不僅可使寶貴的苯資源得到充分利用，減少了對環(huán)境的污染，還可以帶來巨大經(jīng)濟效益，提高企業(yè)收入。煉焦化學工業(yè)是煤炭綜合利用的專業(yè)。在用洗油回收煤氣中的苯族烴時，則尚有少量輕質(zhì)餾分摻雜在其中。粗苯是易燃易爆物質(zhì)，閃點12℃.～%（體積）范圍內(nèi)時，及形成爆炸性的混合物。 設(shè)計任務(wù)書 設(shè)計題目90萬t/a焦化廠粗苯工段的工藝設(shè)計要求：（1）回收工藝論證；（2）主要設(shè)備計算和選型；（3）繪制帶控制點工藝流程圖、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)備計算一致），用AutoCAD繪制；（4）編制設(shè)計說明書； 計算條件苯回收率： %硫銨工段來煤氣溫度/飽和溫度℃： 58/53終冷溫度：22℃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。第二章 粗苯回收原理 洗油吸收苯族烴的基本原理用洗油吸收煤氣中的粗苯烴是物理吸收過程，服從亨利定律和道爾頓定律，當煤氣中苯族烴的分大于洗油液面上苯族烴的平衡蒸汽壓時，煤氣中苯族烴即被洗油吸收，二者差值越大，則洗收過程進行的越容易，吸收速率也越快。煤氣流速及壓力；洗油循環(huán)量及其分子量，吸收溫度，洗苯塔結(jié)構(gòu)，對填料塔則為填料表面積及特性等。當入塔貧油含量一定時，洗油液面上苯族烴的蒸汽壓隨吸收溫度升高而增大，吸收推動力則隨之減小，致使洗苯后煤氣中的苯族烴含量（塔后損失）增大粗苯的回收率降低。為了保證吸收溫度，煤氣進洗苯塔前，應(yīng)在終冷期內(nèi)冷卻至20～28℃，循環(huán)油冷卻至小于30℃.洗油的分子量及循環(huán)量的影響當其他條件一定時，洗油的分子量變小，將使洗油中粗苯含量變大，及吸收得愈好，同類油劑的吸收能力與其分子量成反比。增加循環(huán)油量可降低洗油中粗苯的含量，增加氣液間的吸收推動力，從而可以提高粗苯的回收推動力。如何一步降低貧油中的粗苯含量，雖然有助于降低塔后損失，但將增加脫苯蒸餾時代蒸汽耗量，使粗苯產(chǎn)品的180℃前餾出率減少，并且是洗油含量增加。填料塔的吸收面積即為塔內(nèi)填料表面積，填料表面積愈大，則煤氣與洗油接觸時間愈長，回收過程進行的愈完全。煤氣速度的增大也可提高吸收系數(shù)，并且可以提高氣液相接觸的渦流程度和提高洗苯塔的生產(chǎn)能力，所以，加大煤氣速度可以強化吸收過程，但煤氣速度太大時，容易使洗苯塔阻力和霧沫夾帶量急劇增加。塔內(nèi)操作壓力：提高塔內(nèi)的操作壓力時，各組分的餾出率會相應(yīng)減小，但同樣對苯的影響小。第三章 工藝路線的選擇及確定 影響粗苯回收率的因素隨著煉焦工藝的發(fā)展，化學產(chǎn)品的產(chǎn)率取決于煉焦過程的技術(shù)操作條件。增高爐墻溫度將使焦油中苯族烴含量減少，而高溫產(chǎn)物——萘、蔥瀝青和游離碳的含量增加，比重變大，酚類及中性油類含量降低。下面分別介紹完成這三項任務(wù)的工藝及論證。 煤氣終冷和除萘工藝1煤氣終冷塔 2機械化刮萘槽 3萘揚液槽 4終冷循環(huán)水5涼水架 6循環(huán)水冷卻器圖31 煤氣終冷和機械化除萘工藝流程來自硫銨工段的煤氣進入終冷塔內(nèi)，與隔板眼淋下的冷卻水密切接觸，從55℃左右冷卻到25℃左右。在刮萘槽中積聚的萘，定期用水蒸汽間接熔化后流入萘揚液槽，再用水蒸汽壓送到焦油槽和焦油氨水澄清槽。熱焦油經(jīng)伸入器內(nèi)的分布器均勻噴灑在篩板上，通過篩板的孔眼向下流動，在與水封流接觸過程中將水中萘萃取出來，可使出口煤氣含萘量降到800毫克/標m3以下。分離出的焦油及浮在水面上的油類、萘等混合物自流到焦油槽。從洗萘塔頂出來的煤氣，溫度約升高2℃，進入煤氣終冷塔，被噴淋下來的冷卻水冷卻后至洗苯塔。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，從循環(huán)槽的壓出管引出相同的數(shù)量的焦油連續(xù)送往機械化氨水澄清槽，在送往焦油車間處理。 洗苯工藝目前，國