【正文】 泵前的管路中。而以上過程主要采用還是普通 精餾操作。分一塔式焦油蒸餾工藝和兩塔式焦油蒸餾工藝。原料煤焦油的預(yù)處理 , 目前各國基本采用靜置分層、離心分離、加壓過濾、銨鹽反應(yīng)轉(zhuǎn)化等方法對煤焦油進(jìn)行脫渣、脫水、脫鹽。低溫煤焦油也是黑色粘稠液體，其不同于高溫煤焦油是相對密度通常小于 ，芳烴含量少 ,烷烴含量大，其組成與原料煤質(zhì)有關(guān) ，低溫干餾焦油是人造石油的重要來源之一，經(jīng)高壓加氫制得汽油、柴油等產(chǎn)品。 生產(chǎn)原料為煉焦回收的高溫焦油，高溫煤焦油 黑色粘稠液體，相對密度大于 ， 含大量瀝青，其他成分是芳烴及雜環(huán)有機(jī)化合物。 本設(shè)計(jì)的專題是介紹煤焦油蒸餾工藝過程中存在的污染物及危害。環(huán)保工作做得再好．跑冒滴漏也是不可能完全杜絕的。這樣會(huì)導(dǎo)致環(huán)保問題更加突出。規(guī)模較大，產(chǎn)品較多的企業(yè)目前還不至于虧損，但利潤空間已大大減少，而那些小的焦油加工企業(yè)支持不住，有的已經(jīng)倒閉。擴(kuò)大加工原料的資源即摻混一部分 “ 蒸汽裂解法制烯烴 ” 過程中產(chǎn)生的 “ 裂解焦油 ” ，與煤焦油一起進(jìn)行加工。這種配置節(jié)約了可觀的總投資成本，另一個(gè)好的組合是與化工廠配合，消耗煉焦過程生產(chǎn)的蒸汽。國外焦油廠收集這部分廢氣，并集中到洗滌塔，凈化、降溫后送管式爐焚燒。 工藝流程 國內(nèi)外焦油蒸餾的工藝大同小異，都是脫水、分餾，但國外的工藝比國內(nèi)要多樣化。 日本的焦化工業(yè)發(fā)展較快，現(xiàn)有煤焦油加工能力已達(dá) 180 萬 t/a。目前仍未建成一座現(xiàn)代化的煤焦油集中加工廠。因此應(yīng)用新技術(shù)、新工藝，從煤焦油中提取市場急需的各類貴重化工產(chǎn)品 ， 不僅實(shí)現(xiàn)了資源綜合利用 ， 提高了產(chǎn)品附加值，而且經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益、社會(huì)效益明顯，對煤焦油的精制加工極為重要。 環(huán)境危害： 對環(huán)境有危害，對大氣可造成污染。近年也有人利用合成樹脂、合成橡膠對煤焦油進(jìn)行改性 , 制造高檔次防水涂料。 本設(shè)計(jì)的專題是介紹煤焦油蒸餾工藝過程中 存在的污染物及危害。通過已知數(shù)據(jù)計(jì)算整個(gè)生產(chǎn)過程的主要設(shè)備的工藝尺寸，并進(jìn)行非工藝部分的設(shè)計(jì)。完成蒸餾工段的設(shè)備布置，繪制工藝流程圖、平面圖及立面圖；完成該工藝三廢處理與環(huán)境保護(hù)方面的設(shè)計(jì)和用水、用電等非工藝部分的設(shè)計(jì)任務(wù)。 煤焦油蒸餾進(jìn)行初步分離，一般可分離得到輕油、酚油、洗油、萘油、蒽油、瀝青焦油六種餾份。與氧化劑接觸猛烈反應(yīng)。 我國煤焦油初餾裝置規(guī)模較小，普遍在 10 萬噸 /年以下，但我國焦化量大，焦油產(chǎn)量增加，加工空間大，同時(shí)深層產(chǎn)品潛力更大。進(jìn)入 20 世紀(jì) 90 年代中期，由于對煤焦油產(chǎn)品的需求， 遼寧科技學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3 頁 人們對煤焦油加工工業(yè)的重要地位又有了新的 認(rèn)識，煤焦油加工工業(yè)作為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成，特別在當(dāng)前原油價(jià)格大幅上漲的背景下，石油化工原料成本不斷攀高、石化產(chǎn)品競爭力大大削弱， “ 高油價(jià)時(shí)代 ” 的到來，為長期處于競爭劣勢的煤化工提供了一個(gè)千載難逢的發(fā)展機(jī)遇。日本十分重視煤焦油加工方面新技術(shù)的研究與開發(fā)，在煤焦油的精密分離和焦化產(chǎn)品的深度加工利用等方面取得了令人矚目的成就。引進(jìn)的煤焦油蒸餾裝置有如下特點(diǎn)：采用連續(xù)脫水 — 脫輕 油，餾分塔為減壓操作，塔頂采出酚油 ，塔底為軟化點(diǎn)的軟瀝青；采用方箱管式爐，其中，軟瀝青與焦油換熱、各餾分采用蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生 的低壓蒸汽；餾分塔塔頂?shù)挠推捎每諝饫淠鋮s器，并為減壓操作，可節(jié)能；減壓抽出的尾氣與分離酚水，均送往管式爐焚燒；餾分塔材質(zhì)選用抗腐蝕低碳合金鋼。但只要嚴(yán)格管理，認(rèn)真處理，達(dá)到國外處理水平是完全可以實(shí)現(xiàn)的。在蒸汽方面，將干熄焦引入熱回收煉焦設(shè)備后。 煤焦油加工展望 對照國內(nèi)煤焦油加工業(yè)現(xiàn)狀和存在的問題，我國煤焦油產(chǎn)業(yè)發(fā)展從以下幾方面進(jìn)行。 項(xiàng)目建設(shè)要求 由于焦油中許多含量較少的高附加值產(chǎn)品如果規(guī)模太小則無法提取，也 不具備經(jīng)濟(jì)性，因此亟待擴(kuò)大加工能力。 大工業(yè)化化工項(xiàng)目的上馬必須要考慮三十到五十年的生存周期，不能搞三五年。使煤焦油加工的路走得更長更遠(yuǎn)。完成蒸餾工段的設(shè)備布置，繪制工藝流程圖、平面圖及立面圖；完成該工藝三廢處理與環(huán)境保護(hù)方面的設(shè)計(jì)和用水、用電等非工藝部分的設(shè)計(jì)任務(wù)。加工過程首先按沸點(diǎn)范圍蒸餾分割為各種餾分，然后再進(jìn)一步加工。主要含有苯族烴，酚含量小 于 5%并含有少量的古馬龍和茚等不飽和化合物及微量的萘； 210～ 230℃的餾分主要為萘油，產(chǎn)率為 ~%，比重為 ~。 煤焦油加工工藝 煤焦油蒸餾是焦油加工的龍頭，其技術(shù)水平影響著焦油餾份的質(zhì)量，并對焦油餾份的后續(xù)加工工藝的選擇有著較大影響。其余餾分的混合蒸汽自頂部逸出進(jìn)入餾分塔 ， 自餾分塔底排出的 270~ 290℃的一蒽油 ， 經(jīng)冷卻后， 一部分用于二段蒸發(fā)器頂部打回流 ， 以保持二段蒸發(fā)器頂部溫度為 315~ 325℃ ， 其余送去處理。上面的流程主要是用于提取焦油中的一些餾分 ， 如輕油餾分和三混餾分。從 2 次蒸發(fā)器頂逸出的餾份混合蒸汽進(jìn)入蒽塔進(jìn)料塔板，塔底排出溫度為 320~330℃的二蒽油，側(cè)線切取溫度為 290~300℃的一蒽油。 焦油分離主要設(shè)備 焦油蒸餾過程主要是將焦油加熱，利用組分間的沸點(diǎn)不同。煙氣沿著輻射室上升到對流室，溫度降到700~900℃。在對流室還可以加幾排蒸汽管，以充分利用蒸汽余熱，產(chǎn)生過熱蒸汽供生產(chǎn)上使用。風(fēng)箱是一個(gè)側(cè)面為 L 型、斷面為長方形的管狀物，內(nèi)襯消聲材料，端部入口設(shè)有百葉窗。這種爐的特點(diǎn)是爐管沿長度方向受熱均勻，另外由于其輻射室高度低，故各輻射管間的受熱也比較均勻。由于無焰燃燒，爐膛體積可縮小，傳熱較均勻。當(dāng)選用光管 時(shí)，對流段熱強(qiáng)度一般采用 6000~10000 千卡 /米 2 時(shí)。另一種是中間無隔板，上下連通。采用液面自調(diào)裝置控制瀝青液面。 2 餾分塔的分類： 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。由于通過篩孔的氣體有動(dòng)能，故一般情況下液體不會(huì)從篩孔大量泄漏。本設(shè)計(jì)所應(yīng)用的 2 個(gè)塔設(shè)備都是對多種分進(jìn)行分離，通過造價(jià)、塔板效率和操作彈性等多方面考慮，采用泡罩塔作為本設(shè)計(jì)的塔設(shè)備類型。塔板零件由合金鋼制造。碳酸鈉高位槽槽底標(biāo)高應(yīng)高于一段焦油泵的原料焦油槽高度。考慮綜合利用，在車間范圍內(nèi)應(yīng)適當(dāng)留有發(fā)展余地。（ 2）廠址應(yīng)當(dāng)靠近主要原材料供應(yīng)地區(qū)或產(chǎn)品銷售地區(qū)；最好靠近熱電站以獲得大量蒸汽和電力。酸堿洗滌室及所屬室外酸類貯槽區(qū)的地坪應(yīng)作仿佛處理，室內(nèi)應(yīng)設(shè)墻裙及沖洗地坪的排水箅子。室內(nèi)應(yīng)設(shè)置墻裙及沖洗地平的排水管子 [7]。電氣設(shè)備（特別是手持電動(dòng)工具）的外殼和電線的金屬護(hù)管應(yīng)有接零或接地保護(hù)和漏電保護(hù)器。由于冷卻用水對水質(zhì)有一定的要求，因此，從水源取來的原水一般都要經(jīng)過必要的處理如沉淀、混凝和過濾以除去 懸浮物，必要時(shí)還需經(jīng)過軟化處理以降低硬度才能使用。 防火防爆 凡是輸送距離短，有條件設(shè)置的，均宜采用自流和虹吸輸送方式。生活污水和大氣污水污染的有害程度均小于生產(chǎn)污水，生產(chǎn)污水中往往含有 大量的酸、堿、鹽和各種有害物質(zhì)，經(jīng)過凈化達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)排入河道。建筑物和生產(chǎn)裝置必須采取防直接雷擊和感應(yīng)雷擊的措施。觀察頻 繁的操作部分如視鏡、工業(yè)萘塔底面等處應(yīng)有局部照明。按照工藝需要在廠房設(shè)計(jì)中考慮安裝門或安 遼寧科技學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 20 頁 裝孔。（ 5）廠址最好選擇在已有居民的附近地區(qū)，離城市不 遠(yuǎn)或靠近已建成投資的其他企業(yè)，這樣可以利用城市或原有企業(yè)的各種設(shè)施。 廠址的選擇一般要求如下：（ 1）廠址應(yīng)有較好的交通運(yùn)輸條件 。一般情況下，焦油蒸餾工段的工藝布置間距見表 。 遼寧科技學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁 表 餾分塔和蒽塔指標(biāo) 項(xiàng)目 蒽塔 Dg20xx 餾分塔 Dg20xx 高度，毫米 16000 24000 重量，噸 塔板層數(shù) 21 63 精餾段 16 60 提餾段 5 3 泡罩形式 條形 星形 泡罩個(gè)數(shù) 10 43 泡罩齒縫高度，毫米 25 38 每層塔板齒縫面積，米 2 降液管面積，米 2 板距，毫米 450 400 遼寧科技學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁 3 車間及非工藝部分的設(shè)計(jì) 蒸餾工藝布置 焦油蒸餾工段一般由管式爐、蒸餾塔平臺、蒸餾廠房、餾分中間槽等組成。不易堵塞，介質(zhì)適用范圍廣。風(fēng)箱是一個(gè)側(cè)面為 L 型、斷面為長方形的管狀物，內(nèi)襯消聲材料，端部入口設(shè)有百葉窗。工作時(shí)，液體由上層塔盤經(jīng)降液管流入下層塔盤，氣體從下一層塔盤上升進(jìn)入升氣管 ，再經(jīng)泡罩的條形孔流散到液體中。 表 二次蒸發(fā)器 Dg2400 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 高度，毫米 2200 塔板層數(shù) 10000 內(nèi)蒸空間，毫米 4102 捕霧層 10 層鋼絲網(wǎng)，總高 1000 毫米 蒸餾塔 1 餾分塔選擇原則： 根據(jù)塔徑確定踏板間距。本設(shè)計(jì)選擇的一次蒸發(fā)器如下表 。從生產(chǎn)要求和經(jīng)濟(jì)效益核算來考慮純加熱式圓筒爐是本設(shè)計(jì)的最佳選擇。（ 2）蒸汽過熱段可以設(shè)置一段或二段，要合理確定加熱面積。圓筒爐的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，造價(jià)較低。按照管式爐的結(jié)構(gòu)又可分為立式爐、圓筒爐和無焰爐。 焦油在管內(nèi)流向是先從對流管的上部接口進(jìn)入，流經(jīng)全部對流管后，出對流 遼寧科技學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁 段，經(jīng)聯(lián)絡(luò)管進(jìn)入斜頂處的輻射管入口，由下至上流經(jīng)輻射段一側(cè)的輻射管，再由底部與另一側(cè)的輻射管相連，由下至上流動(dòng)，最后由斜頂處最后一根輻射管出爐。由于火焰溫度很高 (最高處可達(dá) 1500~1800℃左右 )，又不允許沖刷爐管，所以熱量主要以輻射方式傳送。箱型立體式或圓筒管式爐主要由燃燒室、對流室和煙囪構(gòu)成。洗油餾份以 230~340℃的溫度自塔底排出；溫度為 200~210℃的萘油餾份從側(cè)線采出；溫度為 150~160℃的酚油餾份從對應(yīng)的側(cè)線層采出；這些餾份都分別經(jīng)各自的埋入 式冷卻器，然后經(jīng)窺鏡流入各自的貯槽。經(jīng)脫水后含水量 %以下的無水焦油，經(jīng)過油封流入無水焦油槽中。而后再精制三混得到高純度的萘、苊、芴、酚、吲哚、吡啶鹽、甲基萘餾分和 甲基萘餾分。 我國以前煤焦油蒸餾裝置多采用間歇蒸餾或常壓連續(xù)蒸餾 ， 按溫度切取輕油、酚油、萘油、洗油、蒽油等餾分及瀝青的流程 ， 該工藝加熱溫度高、時(shí)間長。 煤焦油加工過程 煤焦油加工從過程上分為 4 個(gè)層次 ： 首先是原料煤焦油的預(yù)處理 ， 即煤焦油的凈化脫水、脫渣、除鹽過程 ； 其次是煤焦油蒸餾，切取各種餾分 ； 第三是各餾分的分離，即用各種分離技術(shù)從餾分中提取各種精制產(chǎn)品 ； 最后是精制產(chǎn)品的進(jìn)一步深加工 ， 利用各種物理或化學(xué)方法開發(fā)下游精細(xì)化工產(chǎn)品。煤焦油蒸餾所得的餾分油也可不經(jīng)分離而直接利用，如瀝青質(zhì)可制電極焦、碳素纖維等各種重要產(chǎn)品，酚油可用于木材防腐，洗油用作從煤氣中回收粗苯的吸收劑，輕油則并入粗苯一并處理。根據(jù)干餾溫度和方法的不同可得到以下幾種焦油：低溫（ 450～ 650℃）干餾焦油；低溫和中 溫（ 600～ 800℃）發(fā)生爐焦油；中溫（ 900～ 1000℃）立式爐焦油；高溫（ 1000℃）煉焦焦油 [4]。 一次蒸發(fā)器和二次蒸發(fā)器的計(jì)算 及選型。一個(gè)煤焦油加工廠運(yùn)行幾年后它的地下周圍都會(huì)有不同程度的污染物殘留的。搞分期建設(shè)。這樣煤焦油加工企業(yè)產(chǎn)能更顯過剩。而目前國內(nèi)焦油加工裝置普遍較分 散、規(guī)模小，每噸焦油能耗高達(dá) ，而且環(huán)境污染嚴(yán)重，產(chǎn)品品種少，質(zhì)量較差，生產(chǎn)成本高，經(jīng)濟(jì)效益差。 熱回收焦?fàn)t與現(xiàn)存發(fā)電設(shè)備的組合是個(gè)完美概念。廢氣處理主要是指焦油加工過程中的放散氣和瀝青煙氣的處理。 產(chǎn)品方案 國外煤焦 油加工有 3 種模式生產(chǎn)：一是全方位多品種，提純和配制各種規(guī)格和等級的產(chǎn)品；二是在煤焦油加工產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，向著精細(xì)化工、染料、醫(yī)藥方面延伸的深加工產(chǎn)品；三是重點(diǎn)加工瀝青類產(chǎn)品，國內(nèi)煤焦油加工產(chǎn)品主要是酚 遼寧科技學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 頁 類、萘、洗油、粗蒽、瀝青等。目前，呂特格公司（ Rutgers Werke AG）的焦油加工能力為 150 萬 t/a，他們已能生產(chǎn) 500 多種芳烴產(chǎn)品，煤焦油的化工利用率接近 ，位居世界之首。造成這一現(xiàn)象的主要原因是煤焦油分散加工。隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展，不僅傳統(tǒng)的煤焦油加工產(chǎn)品開發(fā)出了新的用途，而且應(yīng)用新技術(shù)提取或進(jìn)一步加工出的煤焦油餾分產(chǎn)品更具市場競爭力?？梢鸨侵懈魮p傷。少量煤焦油被用作筑路油、防腐劑及炭黑原料油、燃料油等。 一次蒸發(fā)器和二次蒸發(fā)器的計(jì)算及選型。詳細(xì)論述了工藝流程。 關(guān)鍵詞： 焦油蒸餾，管式爐，污染 遼寧科技學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 II 頁 The preliminary design of distilling section of coal tar