【正文】 公稱(chēng)直徑選用 DN=200mm DN=200mm DN=120mm DN=1600mm(1)壓力計(jì)接口及取壓口 DN=80mm，就地壓力表測(cè)量。根據(jù)設(shè)計(jì)需要采用常壓平蓋人孔，這種人孔只有在帶法蘭的接管上安上一塊盲板，它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，用于常壓設(shè)計(jì)。⑺動(dòng)液封hdshds=how+hss++= 蒸汽通過(guò)塔板時(shí)可按下式計(jì)算壓降：hp=hL+hc+hs式中 hp—塔板壓降，m液柱； hs—齒縫局部阻力，m液柱； hc—泡罩局部阻力（包括升氣管回轉(zhuǎn)通道及環(huán)形間隙），m液柱； hL—有效液層阻力，m液柱。按正三角形排列，每個(gè)泡罩所占的正六角行鼓泡面積ab(mm2)為：ab==整個(gè)塔盤(pán)鼓泡面積Aa(m2)為：Aa=mab= ⑴選定流行由液相負(fù)荷Ls= m3/s=。第5章 主要設(shè)備的計(jì)算及選型 將全塔分為三段，每段取三個(gè)組分HK，MK，LK 為計(jì)算方便，同時(shí)考慮到萘在焦油中的特殊地位，餾分塔的三段分配組成及平均相對(duì)分子質(zhì)量分別如下表：表51 餾分塔三段分配組成LKMKHK段分布組分相對(duì)分子質(zhì)量組分相對(duì)分子質(zhì)量組分相對(duì)分子質(zhì)量上段洗油餾分135苊油餾分170蒽油192苊油餾分側(cè)線以上部分中段洗油+苊油餾分146蒽油192甲基苯的同分異構(gòu)體201兩側(cè)線之間下段洗+蒽+苊油餾分177蒽油192瀝青212蒽油餾分側(cè)線至加料板之間表52 質(zhì)量流量流入/（kg/h)流出萘含量占無(wú)水焦油百分?jǐn)?shù)組分質(zhì)量流量/（kg/h)洗油餾分%5%苊油餾分3%11%蒽油餾分640022%20%瀝青餾分%5%表53 摩爾流量組分相對(duì)分子質(zhì)量kmol/L摩爾分?jǐn)?shù)/%洗油餾分135苊油餾分170蒽油餾分1926400/192=瀝青餾分212總計(jì)100洗油餾分+苊油 輕油+酚油+萘油餾分 下段的計(jì)算表54 下段物料衡算流入流出質(zhì)量流率（kg/h)塔頂塔底摩爾流率（kmol/h)塔頂塔底瀝青中，萘的含量取為瀝青質(zhì)量10%，萘為輕組分（LK），記為組分A?！胬淠危簃2冷卻段：m2+= m2 已知條件：物料量 物料溫度入口 185℃出口 70℃物料比熱 冷卻階段放出的熱量：kJ/h熱量小計(jì)：Q=Qa+Qb= kJ/h冷卻水（入口25℃，出口40℃）用量t/h冷卻段水溫升高至：℃ 對(duì)數(shù)平均溫度差：油汽， ℃ 105冷卻水，℃ 65 5冷凝段：℃冷卻段：℃需要換熱面積F：K1=150kcal/m2h液相負(fù)荷：=空塔氣速： == 式中 CO—系數(shù)，根據(jù)不同板間距求得（當(dāng)板間距是400mm時(shí)，求得CO =[21]）。二段焦油總耗熱量：Q5 ＋Q6＝⑷管式爐有效熱負(fù)荷Q＝Q1＋Q2＋Q3＋Q4＋Q5＋Q6＝加熱焦油單位耗熱量：＝ kJ/kg熱負(fù)荷比例：一段熱負(fù)荷 ＝%過(guò)熱蒸汽熱負(fù)荷 ＝%二段熱負(fù)荷 ＝82%⑸耗煤氣量設(shè)管式爐熱效率為75%，則耗煤氣量為：=式中 17640—煤氣熱值，kJ/ m3每噸焦油耗煤氣量為： = Nm3選用有效負(fù)荷為6270MJ/h(350萬(wàn)千卡/時(shí))的標(biāo)準(zhǔn)圓筒式管式爐兩臺(tái)。輸入物料量： 從一段蒸發(fā)器來(lái)的焦油量 kg/h輸出物料量： 輕油 %＝ 餾分 (1－%－%)＝ 共計(jì) +＝ kg/h輸入物料量等于輸出物料量，故滿(mǎn)足物料衡算定律。火嘴與爐管凈距宜大于900毫米，以免火焰添燒爐管。當(dāng)蒸氣量為焦油量的4%時(shí)，應(yīng)滿(mǎn)足加熱至400～450℃的要求。 管式爐的輻射段爐管沿爐壁圓周均勻分布，可兼受對(duì)流及輻射兩種傳熱方式的作用。2）各蒸餾塔底采用油循環(huán)加熱的供熱方式，便于操作和調(diào)節(jié)，能有效地防止結(jié)焦的產(chǎn)生。酚油塔為常壓操作，塔頂?shù)姆佑蜌庠诜挚s器內(nèi)冷凝，一部分作為回流，另一部分作為產(chǎn)品采出，冷卻后進(jìn)入酚油槽。5）引入溫水系統(tǒng)，用于一些易結(jié)晶物料的冷卻，可有效避免結(jié)晶堵塞管道。 第3章 工藝詳述 工藝形成背景隨著焦化工業(yè)的發(fā)展，焦油加工越來(lái)越趨于集中化、大規(guī)?；?、精細(xì)分離和深加工方向發(fā)展。由于通過(guò)篩孔的氣體有動(dòng)能，故一般情況下液體不會(huì)從篩孔大量泄漏。2餾分塔的分類(lèi)：板式塔：可根據(jù)氣液操作狀態(tài)分為鼓泡式塔板，如泡罩、浮閥、篩板等塔板及噴射式塔，如舌形、網(wǎng)孔等塔板。材質(zhì)采用鑄鐵或碳鋼內(nèi)襯不銹鋼薄板，以耐高溫和腐蝕。兩種形式均可，后者操作簡(jiǎn)便。設(shè)計(jì)宜采用1800~2600千卡/米2時(shí)，對(duì)小型加熱爐，還可取低些。由于燃燒完全，過(guò)?？諝庀禂?shù)小，爐子熱效率較高。其主要優(yōu)點(diǎn)是減少了爐管支架，便于布置多管程，缺點(diǎn)是爐管沿管長(zhǎng)受熱不均勻，清掃困難。綜上所述，我選擇的是焦油常減壓蒸餾工藝。5℃后，進(jìn)入二段蒸發(fā)器進(jìn)行一次蒸發(fā)，分離成各種餾分的很合蒸汽和液體瀝青。 常壓蒸餾工藝的優(yōu)點(diǎn)是：(1) 工藝流程短，控制簡(jiǎn)便，易于操作，在國(guó)內(nèi)有很多成熟的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)；(2) 對(duì)設(shè)備要求低于減壓流程和常減壓流程；(3) 基建投資低，設(shè)備維護(hù)量較少。經(jīng)靜置脫水后的原料煤焦油用一段泵打入管式爐的對(duì)流段，在泵前加入含量為8%～12%的Na2CO3溶液進(jìn)行脫鹽，在管式爐一段煤焦油被加熱到120～130℃后進(jìn)入一段蒸發(fā)器進(jìn)行脫水。加工每噸焦油的能耗為836MJ，耗電12kWh, 2 {) z c E* f* _+ O$ G( H4 k% Q8 N) N15℃冷卻水2～8m3。年銷(xiāo)售收入約1億美元，有50％以上的產(chǎn)品銷(xiāo)售到歐洲以外，全廠員工169人，焦油處理量25萬(wàn)t/a。甲基萘主塔的上側(cè)線餾出物引入副塔中，經(jīng)副塔蒸餾得洗油產(chǎn)品。 h c9 ` 該廠焦油蒸餾裝置的設(shè)計(jì)處理能力為65萬(wàn)t/a，實(shí)際處理量為48萬(wàn)t/a，主要產(chǎn)品有精萘、精蒽、咔唑、菲和酚產(chǎn)品等。另一個(gè)是制造改質(zhì)瀝青的過(guò)程。主塔塔底的軟瀝青，由主塔塔底泵抽出，一部分經(jīng)焦油加熱爐輻射段加熱后，返回主塔塔底，作為主塔熱源。分離出的輕油一部分返回脫水塔作為回流，其余輕油作為產(chǎn)品送至焦油槽區(qū)和原料、產(chǎn)品槽區(qū)。 餾分塔底重油餾分首先進(jìn)入洗油塔重沸器加熱，提供洗油蒸餾的熱量，然后一部分進(jìn)入加熱爐加熱后，再作為熱源返回餾分塔底，另一部分作為產(chǎn)品采出。 預(yù)蒸餾塔側(cè)線切取重油餾分，塔底瀝青由泵送入瀝青加熱爐加熱后， 一部分循環(huán)入塔提供蒸餾所需熱量，另一部分進(jìn)入瀝青塔， 瀝青塔底通入過(guò)熱蒸汽，汽提調(diào)整軟化點(diǎn)后作為產(chǎn)品外送。主蒸餾塔為減壓操作，塔頂餾出酚油餾分，側(cè)線自上而下分別切取萘油、洗油和蒽油餾分，塔底采出軟瀝青，主蒸餾塔頂用酚油餾分回流。日本的焦化工業(yè)曾經(jīng)發(fā)展較快，現(xiàn)有煤焦油加工能力超過(guò) 180 萬(wàn) t/a，煤焦油加工工藝大多是考伯斯二次氣化工藝的改進(jìn)型，近十年多來(lái)，在住友金屬化學(xué)、新日鐵化學(xué)、神戶(hù)制鋼和川崎鋼鐵等多家公司的共同努力下，日本的煤焦油加工已形成了集中化、大型化和現(xiàn)代化的產(chǎn)業(yè)體系。風(fēng)向玫瑰圖見(jiàn)圖11。如表17所示表17二蒽油餾分的質(zhì)量指標(biāo)密度（20℃）/ ～ 萘含量/% 1 360℃前餾出量/% 15瀝青是煤焦油蒸餾提取餾分后的殘留物，常溫下為黑色固體，無(wú)固定的熔點(diǎn)，呈玻璃相，受熱后軟化繼而熔化，～。%～%。如表12所示表12輕油餾分是質(zhì)量指標(biāo)密度(20℃)/ ～ 初餾點(diǎn)/℃ 95 酚含量/% 5 180℃前餾出量/% 90酚油餾分是煤焦油蒸餾時(shí)切取的餾程為170～210℃的餾出物。焦油蒸餾是對(duì)煤焦油進(jìn)行初步分離，一半可得到萘油、酚油、洗油、輕油、蒽油和瀝青六種餾分。年處理24萬(wàn)噸焦油常減壓蒸餾車(chē)間設(shè)計(jì)書(shū)第1章 緒論 設(shè)計(jì)目的和意義 ： 畢業(yè)設(shè)計(jì)是教學(xué)計(jì)劃中最后一個(gè)綜合性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立從事化工設(shè)計(jì)工作的初步嘗試，其基本目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、專(zhuān)業(yè)知識(shí)、基本技能應(yīng)對(duì)和處理問(wèn)題的能力。萘用來(lái)制取鄰苯二甲酸酐，供生產(chǎn)樹(shù)脂、工程塑料、染料油漆及醫(yī)藥等用；蒽用來(lái)制蒽醌染料、合成糅劑及油漆；瀝青是焦油蒸餾殘夜，為多種多環(huán)高分子的混合物，用于制屋頂涂料、防潮層和筑路、生產(chǎn)瀝青焦和電爐電極等。％～％。主要組分有甲基萘、二甲基萘、苊(e)、聯(lián)苯、芴、氧芴、喹啉、吲哚和好高沸點(diǎn)酚等。按其軟化點(diǎn)高低可分為低溫瀝青、中溫瀝青和高溫瀝青三種。最大風(fēng)速在冬季（11~12月），最大時(shí)可達(dá)九級(jí)、十級(jí)；最小風(fēng)速在夏季（8~9月）。所以多采用減壓蒸餾、常減壓蒸餾工藝[5]。減壓蒸餾工藝優(yōu)點(diǎn)是：①煤氣消耗量少；②由于蒸餾是負(fù)壓操作，降低了蒸餾溫度，減少了管式爐結(jié)焦；③減壓操作可改善操作環(huán)境，有利于環(huán)境保護(hù)。預(yù)蒸餾塔頂采出的油氣被噴灑的氨水急冷后進(jìn)入急冷塔，急冷塔頂?shù)妮p油油氣經(jīng)冷凝冷卻、油水分離后，部分輕油作為回流，其余作為產(chǎn)品。常減壓工藝流程圖如圖22。分離水自流到中間槽區(qū)酚水槽。另外一部分送至瀝青加熱爐進(jìn)口，與瀝青蒸餾塔底部的循環(huán)瀝青混合。炭黑油是通過(guò)各種油和瀝青的連續(xù)配制制造的。 焦油蒸餾采用常減壓多塔式工藝，每個(gè)主塔均配有1個(gè)副塔，塔底油的循環(huán)加熱都用管式爐，各塔的回流量均可單獨(dú)調(diào)節(jié)。主塔的下側(cè)線餾分即為芴油，主塔塔底油用管式爐循環(huán)加熱，副塔的塔底油在換熱器中用主塔的塔底油加熱。為減輕環(huán)境污染，瀝青采用液態(tài)輸送。該流程的特點(diǎn)是能耗低，我國(guó)大廠加工每噸焦油的能耗. } x. H6 Bamp。分離出的無(wú)水煤焦油通過(guò)二段泵送入管式爐輻射段加熱至400～410℃后進(jìn)入二段蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)分餾，瀝青由底部排出，油氣升入上部精餾段。缺點(diǎn)是常壓蒸餾煤氣耗量較高。由二段蒸發(fā)器底部排出的瀝青送往瀝青冷卻澆注系統(tǒng)。在焦油蒸餾工藝中，主要用到的設(shè)備有管式加熱爐、餾分塔、脫水塔、減壓蒸餾塔等。立式爐在熱負(fù)荷較低時(shí)，投資高于圓筒爐，一般在熱負(fù)荷較大時(shí)使用。但這種無(wú)焰燃燒噴嘴目前只能燒氣體燃料，另外爐墻結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜、造價(jià)較高，國(guó)內(nèi)主要用作焦化爐、高溫制氫的轉(zhuǎn)化爐及裂解爐等。當(dāng)選用光管時(shí)，對(duì)流段熱強(qiáng)度一般采用6000~10000千卡/米2時(shí)。無(wú)水槽宜以液面自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置自控液面。設(shè)置人孔以便清掃、檢修。又可根據(jù)有沒(méi)有降液管分為溢流式塔板（泡帽等）和穿流式塔板（穿流式篩板和穿流式柵板等)[5]。舌形和浮舌塔盤(pán)：舌形塔盤(pán)是在塔盤(pán)板上沖有一系列舌孔，舌片與塔盤(pán)板呈一定傾角，氣流通過(guò)舌孔時(shí)，利用氣體噴射作用，將液相分散成液滴和流束而進(jìn)有一次、二次通風(fēng)口，并有手柄調(diào)節(jié)風(fēng)量。但目前國(guó)內(nèi)已建成投產(chǎn)的焦油加工項(xiàng)目多為20萬(wàn) t/a以下規(guī)模的常壓或常減壓工藝，尚沒(méi)有30萬(wàn)t/a以上規(guī)模焦油蒸餾工藝生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，尤其是減壓蒸餾或常減壓蒸餾工藝流程。 工藝流程工藝采用兩塔式常減壓蒸餾，包括脫水、常壓蒸餾、減壓蒸餾等主要系統(tǒng)及真空、溫水、排氣洗凈、貯槽等輔助系統(tǒng)。酚油塔側(cè)線切取萘油餾分，冷卻后送至萘油槽。3）蒸餾過(guò)程不需通入直接蒸汽，不產(chǎn)生含酚廢水。由于長(zhǎng)時(shí)間高溫加熱，管式爐輻射段爐管出現(xiàn)結(jié)焦現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)氯麄€(gè)爐管，造成非正常停產(chǎn)。（3）輻射管熱強(qiáng)度實(shí)際生產(chǎn)波動(dòng)在18000～26000千卡/米2（6）輻射管和遮蔽管宜采用耐熱鋼（如Cr5Mo等）。輸入物料量： 來(lái)自二段蒸發(fā)器頂部的餾分 kg/h輸出物料量： 酚油 %＝ 萘油 12%＝ 餾分蒸汽 (1－%－12%－%)＝ 共計(jì) ++＝輸入物料量等于輸出物料量，故滿(mǎn)足物料衡算定律。 350萬(wàn)千卡時(shí)的管式爐規(guī)格性能見(jiàn)表44 已知條件：塔頂溫度 105℃ 塔頂壓力（絕對(duì)壓力） 塔頂出來(lái)的物料 輕油 水分 = 汽相負(fù)荷：m3/s m/s，則蒸發(fā)器直徑為：m 故選用Dg1600mm的一段蒸發(fā)器一臺(tái)。