【正文】 ~40克/標(biāo)m3，塔后的煤氣中含粗苯低于2克/標(biāo)m3。 目前國(guó)內(nèi)焦化廠主要采用洗油吸收法回收煤氣中的苯族烴，油吸收法可分為焦油洗油吸收法和石油吸收法，洗油質(zhì)量的要求：焦油洗油的指標(biāo)見(jiàn)緒言表2，石油洗油質(zhì)量指標(biāo) 表 2 1名 稱質(zhì) 量 指 標(biāo)比重（20℃）粘度（。 洗苯工藝目前，國(guó)內(nèi)焦化廠主要采用洗油吸收法回收煤氣中的苯族烴，經(jīng)過(guò)終冷的煤氣溫度降至25～27℃，然后進(jìn)入洗苯塔回收苯族烴，回收方法大致分為下列三種：用洗油在洗滌塔中回收煤氣中毒苯族烴，再將吸收了苯族烴的洗油（富油）送入脫笨蒸餾裝置中，以提取粗苯，脫笨后的洗油（貧油）經(jīng)過(guò)冷卻后，重新送至洗滌塔循環(huán)使用，洗油吸收法又分為常壓吸收法和加壓吸收法，加壓吸收法可以強(qiáng)化生產(chǎn)過(guò)程，適用于煤氣遠(yuǎn)距離輸送或用作合成氨廠原料的情況下采用。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，在送往焦油車間處理。從洗萘塔頂出來(lái)的煤氣，溫度約升高2℃，進(jìn)入煤氣終冷塔，被噴淋下來(lái)的冷卻水冷卻后至洗苯塔。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。熱焦油經(jīng)伸入器內(nèi)的分布器均勻噴灑在篩板上，通過(guò)篩板的孔眼向下流動(dòng)，在與水封流接觸過(guò)程中將水中萘萃取出來(lái)，可使出口煤氣含萘量降到800毫克/標(biāo)m3以下。在刮萘槽中積聚的萘，定期用水蒸汽間接熔化后流入萘揚(yáng)液槽，再用水蒸汽壓送到焦油槽和焦油氨水澄清槽。 煤氣終冷和除萘工藝 圖21 煤氣終冷和機(jī)械化除萘工藝流程1煤氣終冷塔 2機(jī)械化刮萘槽 3萘揚(yáng)液槽 4終冷循環(huán)水5涼水架 6循環(huán)水冷卻器來(lái)自硫銨工段的煤氣進(jìn)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。下面分別介紹完成這三項(xiàng)任務(wù)的工藝及論證。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。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(shuō)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)度和掌握嚴(yán)密的工藝流程，為今后打下良好的工作基礎(chǔ)第二章 工藝論證及確定一、影響粗苯回收率的因素隨著煉焦工藝的發(fā)展，化學(xué)產(chǎn)品的產(chǎn)率取決于煉焦過(guò)程的技術(shù)操作條件。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。JND5505搗固焦?fàn)t參數(shù):（1） 碳化室平均寬500mm，碳化室有效容積：41m3。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)脫苯出氨后進(jìn)入粗苯工段，語(yǔ)詞進(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)的苯類產(chǎn)品仍占很重要的地位。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)品如下：（單位：g/Nm3）由此看來(lái)，從荒煤氣重粗苯的含量來(lái)看，回收苯三十分必要的。在用洗油回收煤氣中的苯族烴時(shí)，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(diǎn)12℃.～%（體積）范圍內(nèi)時(shí)，及形成爆炸性的混合物。 設(shè)計(jì)任務(wù)書：100萬(wàn)噸焦化廠粗苯工段工藝設(shè)計(jì)專題題目：搗固焦?fàn)t煉焦工藝的發(fā)展前景要求：（1）工藝論證；（2）主要設(shè)備計(jì)算和選型；（3）繪制帶控制點(diǎn)的工藝流程圖、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)算尺寸一致），均用AutoCAD繪制；（4）編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書；（5）按250孔JND5505焦?fàn)t配套規(guī)模進(jìn)行計(jì)算；（6）翻譯一篇英文原版文獻(xiàn)；（7）撰寫專題報(bào)告。XX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)。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)，是集四年學(xué)習(xí)專業(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。當(dāng)配煤的揮發(fā)分V=20～30%時(shí)，可由下式求得產(chǎn)率Y（%）：=+二、溫度對(duì)焦?fàn)t化學(xué)產(chǎn)品的影響焦?fàn)t化學(xué)產(chǎn)品的組成會(huì)受到焦?fàn)t操作溫度，壓力和揮發(fā)物在反映空間停留時(shí)間的影響，也受到焦?fàn)t內(nèi)生成的石墨，焦炭或焦炭灰分中某些成分的催化劑作用的影響，而最主要的影響因素是爐墻溫度和炭化室空間溫度。在實(shí)際生產(chǎn)中，粗苯工段的主要任務(wù)是完成煤氣的終冷除萘、吸收苯族烴以及粗苯的脫出三項(xiàng)任務(wù)。目前我國(guó)焦化廠目前所采用的煤氣終冷及除萘的工藝流程主要有三種即煤氣終冷機(jī)械化除萘工藝；煤氣終冷和焦油洗萘工藝；油洗萘和煤氣終冷工藝；和橫管終冷噴灑輕質(zhì)焦油的新終冷除萘工藝。含萘的冷卻水由塔底經(jīng)水封管自流到機(jī)械化刮萘槽，水和萘在槽中分離后，水自流到冷水架被冷卻至30~32℃，再用泵送經(jīng)冷卻器用低溫水將其冷卻到25℃后，回終冷塔循環(huán)使用。含萘冷卻水從終冷塔底部流出，經(jīng)液封管導(dǎo)入焦油洗萘器底部并向上流動(dòng)。從洗萘器上部流出的水進(jìn)入水澄清槽，分離出殘余焦油后，自流到冷水架。富油進(jìn)塔溫度比煤氣高5~7℃，煤氣含萘可由2000~2500毫克/標(biāo)m3降到500~800毫克/標(biāo)m3左右。 橫管終冷洗萘工藝 圖24 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終冷塔進(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動(dòng)焦油霧滴，捕霧后的煤氣進(jìn)入洗苯塔。這種工藝解決了前幾種工藝流程中存在的廢水多，含萘高的問(wèn)題，它使煤氣的含萘量可降到400毫克/標(biāo)m3，因而該工藝有點(diǎn)突出，而且XX地區(qū)具有豐富的低溫 地下水（18℃）因而本設(shè)計(jì)采用的就是這種工藝。：在低溫加壓的情況下，使苯族烴從煤氣中冷凝出來(lái)，此法比吸收法所得到的粗苯質(zhì)量好，但煤氣的壓縮及冷凍過(guò)程復(fù)雜，阻力消耗大，設(shè)備材質(zhì)要求高。 圖21 洗苯工藝流程圖 1塑料孔板波紋填料洗苯塔 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，以捕集的油滴，減少洗油損失，塔頂還有一個(gè)噴口，以清洗捕霧層。，即在長(zhǎng)期使用中吸收能力基本穩(wěn)定。由于石油洗苯工藝流程缺點(diǎn)較多，蛇別選型上存在難題，故一般不采用它，而多采用第一種工藝流程。分離出水后的粗笨流入回流槽，部分粗笨送至塔頂作為回流，其余作為產(chǎn)品采出。為了保持循環(huán)洗油質(zhì)量，%%由富油入塔前的管路引入再生器進(jìn)行再生。脫苯工藝與很多種，我國(guó)焦化廠均采用水蒸氣蒸餾法脫苯。富油在塔內(nèi)逐板向下溢流，在由塔底進(jìn)入的直接蒸汽的蒸吹作用下，富油中絕大部分粗苯，洗油部分輕質(zhì)餾分及萘，從洗油中蒸出來(lái)并同一定量的水蒸氣從塔頂逸出.溫度比富油的預(yù)熱溫度約1～2℃的油氣和水汽混合物，進(jìn)入分縮器頂上一格用冷水冷卻，從而使大部分洗油氣和水汽冷凝下來(lái)，從分縮器頂部逸出的即為粗苯蒸汽。輕重分縮油分別進(jìn)分縮器，在與分水分離后兌入富油中并一起送往脫苯塔。可以靠設(shè)備內(nèi)地蒸汽壓力間歇地或連續(xù)地排至殘?jiān)筒?。，蒸汽法脫苯，每?80℃前粗苯要產(chǎn)生3～4噸工業(yè)酚水。目前，吸收過(guò)程的機(jī)理仍建立在被吸收組分經(jīng)穩(wěn)定的界面薄膜擴(kuò)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(kuò)散過(guò)程的阻力及等于氣膜和液膜的阻力之和。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。因此，吸收溫度不宜過(guò)高，但也并非越低越好，在低于15℃時(shí)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(dòng)均發(fā)生困難，當(dāng)洗油溫度低于10℃時(shí)，還可能從油中析出固體沉淀物。吸收劑與溶質(zhì)的分子量愈接近，則吸收得愈完全。提高回收率，但循環(huán)洗油量不宜過(guò)大，以免過(guò)多增大電、蒸汽的耗量和冷卻水用量。近年來(lái)，國(guó)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(biāo)對(duì)大型焦化廠的粗苯回收是經(jīng)濟(jì)合理的。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。 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(guò)程，在精餾過(guò)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，達(dá)到過(guò)苯蒸出粗苯，達(dá)到脫苯原理時(shí)，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：，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。 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：若富油的如熱溫度高，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。加料板一下的塔盤：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。然后從塔底排出，經(jīng)旋風(fēng)捕霧器除去大部分夾帶的焦油，凝結(jié)水霧，在進(jìn)入煤氣總管，去洗苯塔。當(dāng)油槽液位降低時(shí)，從流油槽內(nèi)用貧油泵抽取新洗油槽內(nèi)之新洗油補(bǔ)充，以確保塔下油槽內(nèi)一定的液位。輕重分縮油分別進(jìn)入輕、重分縮油水分離器，與水分離后送入地下槽，與富油混合后送去脫苯。② 終冷塔油封加滿油，洗苯塔油封加滿油；③用蒸汽清掃終冷塔，洗苯塔旁通觀眾的空氣，到放散管冒氣泡為止，然后同煤氣干蒸汽，直至做爆發(fā)試驗(yàn)合格為止在關(guān)放散管通煤氣；④ 開終冷塔放散管，開中期趕空氣，到放散管冒氣泡為止，然后同煤氣趕蒸汽，直至做爆發(fā)試驗(yàn)合格為止，慢慢關(guān)閉放散管同時(shí)卡開終冷塔出口閥門，然后關(guān)閉旁通閥門，注意煤氣壓力，變化，使之全部通過(guò)終冷塔。② 設(shè)備用蒸汽清掃后，不應(yīng)關(guān)死放散管，以保證空氣可進(jìn)入設(shè)備，否則設(shè)備內(nèi)地水蒸汽冷凝后，會(huì)造成塔內(nèi)負(fù)壓。2）脫苯塔通入蒸汽，清掃蒸餾系統(tǒng)的管道，檢查了解情況，掃完后直接蒸汽；3）一切正常后，帶洗苯塔底蘊(yùn)一定油位時(shí)，開富油泵，富油經(jīng)分縮器，貧富油交換器，脫苯塔，貧油冷卻器進(jìn)行循環(huán)；4）開再生器進(jìn)油閥，再生器進(jìn)油1/3時(shí)，開通預(yù)熱器簡(jiǎn)介蒸汽加熱待再生器底部油溫達(dá)115℃時(shí)，慢慢開再生器直接蒸汽，維持一定液位，開貧油冷卻器的冷卻水，分縮器苯蒸汽出口我呢度達(dá)90℃，開冷卻水加以調(diào)節(jié)，然后檢查各處情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決。2) 分縮器出口溫度90177。3) 每班取貧油樣，逢夜班加取富油油樣。7) 按時(shí)取粗苯試樣進(jìn)行分析，并根據(jù)質(zhì)量分析結(jié)果，及時(shí)調(diào)整再生器液位或分縮器水量。3) 突然停水先停管式爐，關(guān)煤氣，短時(shí)間停水冷料運(yùn)轉(zhuǎn)，關(guān)閉再生器蒸汽和進(jìn)油閥門，分縮器，冷凝冷卻器用循環(huán)水。另外，該工段大部分是定型設(shè)備計(jì)算只能作為選擇的參考。K㏑ = ＋式中：x—每m飽和煤氣（塔前塔后的露點(diǎn)下為飽和煤氣）中水蒸氣的平均含量（體積百分比）查得：塔前露點(diǎn)52℃時(shí)煤氣水蒸氣含量 x = g/Nm 塔后露點(diǎn)23℃時(shí)煤氣水蒸氣含量x = g/NmX =【】100247。Sk黏度： 密度： = kg/ m則：R = = = 21435 =C水/=247。SSSh，本設(shè)計(jì)取= m/s ，㎡/Nm180℃時(shí)各種組分的飽和蒸汽壓（mmHg）分別為：苯：7668；甲苯：3875；二甲笨：2060；萘：295；溶劑油：1100；洗油：110。 ℃=℃故帶入熱量 = ++= 25364351+529252+321518= 26215121 KJ/h 入管式爐對(duì)流段低壓蒸汽帶入熱量:查《焦化設(shè)計(jì)參考資料》下冊(cè)，得：，則蒸餾用直接蒸汽耗量為：Ｇ＝1731 = 2756 Kg/h故： = 2756 = 7572827 KJ/h——)飽和蒸汽熱焓，KJ/h④ 管式爐加熱用煤氣供熱量；則輸入熱量為： = ＋＋ 管式爐輸出熱量1）出管式爐富油180℃時(shí)帶走的熱量 含萘洗油帶走熱量 = 洗油量（包括萘）比熱溫度= 98868180 = 39792413 KJ/h——含萘洗油180℃時(shí)的比熱，KJ/ Kgh,則輻射段加熱面積為： F = = ㎡取對(duì)流段加熱強(qiáng)度為21000 KJ/㎡α=1731=2756 Kg/h ，其中α是單位質(zhì)量粗苯所需的蒸汽量