【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)有機化合物。 本設(shè)計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 ” ，與煤焦油一起進行加工。這種配置節(jié)約了可觀的總投資成本，另一個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 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 ， 不僅實現(xiàn)了資源綜合利用 ， 提高了產(chǎn)品附加值，而且經(jīng)濟效益、環(huán)境效益、社會效益明顯，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行改性 , 制造高檔次防水涂料。 本設(shè)計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)計算整個生產(chǎn)過程的主要設(shè)備的工藝尺寸，并進行非工藝部分的設(shè)計。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)境保護方面的設(shè)計和用水、用電等非工藝部分的設(shè)計任務(wù)。 煤焦油蒸餾進行初步分離，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，同時深層產(chǎn)品潛力更大。進入 20 世紀 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 第 3 頁 人們對煤焦油加工工業(yè)的重要地位又有了新的 認識，煤焦油加工工業(yè)作為區(qū)域經(jīng)濟發(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， “ 高油價時代 ” 的到來，為長期處于競爭劣勢的煤化工提供了一個千載難逢的發(fā)展機遇。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。引進的煤焦油蒸餾裝置有如下特點：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。但只要嚴格管理，認真處理，達到國外處理水平是完全可以實現(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)展從以下幾方面進行。 項目建設(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)濟性，因此亟待擴大加工能力。 大工業(yè)化化工項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。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)境保護方面的設(shè)計和用水、用電等非工藝部分的設(shè)計任務(wù)。加工過程首先按沸點范圍蒸餾分割為各種餾分，然后再進一步加工。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入蒽塔進料塔板，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，對流段熱強度一般采用 6000~10000 千卡 /米 2 時。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能，故一般情況下液體不會從篩孔大量泄漏。本設(shè)計所應(yīng)用的 2 個塔設(shè)備都是對多種分進行分離，通過造價、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高應(yīng)高于一段焦油泵的原料焦油槽高度?？紤]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（特別是手持電動工具）的外殼和電線的金屬護管應(yīng)有接零或接地保護和漏電保護器。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)過凈化達到國家規(guī)定的排放標準排入河道。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)計中考慮安裝門或安 遼寧科技學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計 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 第 17 頁 表 餾分塔和蒽塔指標 項目 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 第 18 頁 3 車間及非工藝部分的設(shè)計 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，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)計選擇的一次蒸發(fā)器如下表 。從生產(chǎn)要求和經(jīng)濟效益核算來考慮純加熱式圓筒爐是本設(shè)計的最佳選擇。（ 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。圓筒爐的特點是結(jié)構(gòu)緊湊，造價較低。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 第 13 頁 段，經(jīng)聯(lián)絡(luò)管進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，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 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、時間長。 煤焦油加工過程 煤焦油加工從過程上分為 4 個層次 ： 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)品的進一步深加工 ， 利用各種物理或化學(xué)方法開發(fā)下游精細化工產(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)器的計算 及選型。一個煤焦油加工廠運行幾年后它的地下周圍都會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 ，而且環(huán)境污染嚴重，產(chǎn)品品種少，質(zhì)量較差，生產(chǎn)成本高，經(jīng)濟效益差。 熱回收焦爐與現(xiàn)存發(fā)電設(shè)備的組合是個完美概念。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，向著精細化工、染料、醫(yī)藥方面延伸的深加工產(chǎn)品；三是重點加工瀝青類產(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 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)提取或進一步加工出的煤焦油餾分產(chǎn)品更具市場競爭力。可引起鼻中隔損傷。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)器的計算及選型。詳細論述了工藝流程。 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 第 II 頁 The preliminary design of distilling section of coal tar