【正文】 406℃ 1927611 年平均氣溫 14℃極端最低氣溫 226℃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 125175m 土壤耐壓力 砂質(zhì)黏土 12Tm2 地下水質(zhì)對(duì)硅酸鹽水泥混凝土無侵蝕作用 134 設(shè)計(jì)要求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(biāo)粗苯的質(zhì)量指標(biāo) YB29164 名 稱指 標(biāo)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 d2040871～ 0900 不大于 0900 餾程 75℃前餾出量容 不大于 3180℃前餾出量容不小于 93 不小于 91水分室溫 18～ 25℃下目測(cè)無可見的溶解水焦油洗油質(zhì)量指標(biāo) YB29764 名 稱指 標(biāo)比重 d204104～ 107餾程 230℃前餾出量容不大于 3300℃前餾出量容不大于 90酚含量容 05 奈含量容不大于 13 粘度 E25 不大于 2 水分不大于 1015℃結(jié)晶物無綜上合述本設(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)過程中的的體現(xiàn)目的在于通過這次設(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題的能力訓(xùn)練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)率取決于煉焦過程的技術(shù)操作條件影響粗苯的回收率的因素主要有三點(diǎn)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)程度在一定范圍內(nèi)苯族烴的產(chǎn)率隨著煤料中的碳?xì)浔?CH 及揮發(fā)分的增加而增加當(dāng)配煤的揮發(fā)分 V 20～ 30 時(shí)可由下式求得產(chǎn)率 Y 16014V00016V2 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 炭化室頂部空間溫度在整個(gè)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(jìn)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)率也降低三焦?fàn)t內(nèi)操作壓力大影響炭化室內(nèi)壓力的升高或降低都會(huì)造成化學(xué)產(chǎn)品的部分損失故規(guī) 定焦氣管必須報(bào)一定的壓力在實(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)下面分別介紹完成這三項(xiàng)任務(wù)的工藝及論證 21 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(jìn)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(jìn)行冷卻在焦?fàn)t氣冷卻和部分水蒸汽冷凝的同時(shí)尚有萘從煤氣析出因此煤氣的最終冷卻的同時(shí)應(yīng)考慮到如何除萘目前我國(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211 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℃左右在煤氣冷卻的同時(shí)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含萘量從 20203000 毫克標(biāo) m3 降至 800 毫克標(biāo) m3 左右冷卻后的煤氣進(jìn)入洗苯塔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 3032℃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該流程的優(yōu)點(diǎn)是操作穩(wěn)定便于管理缺點(diǎn)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(fù)雜而且笨重基建費(fèi)用較高 212 煤氣終冷和焦油洗萘工藝 圖 22 煤氣終冷和焦油洗萘工藝 1煤氣終冷塔 2循環(huán)水泵 3焦油循環(huán)泵 4焦油槽 5水澄清槽 6液位調(diào)節(jié)器 7循環(huán)水冷卻器 8焦油泵煤氣在終冷塔內(nèi)的冷卻過程同前所述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)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(dòng)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(biāo) m3 以下洗萘后的焦油從焦油洗萘器下部排出經(jīng)液位調(diào)節(jié)器流入焦油槽經(jīng)過加熱靜止脫水再送往焦油車間送完焦油的容槽再接受從冷凝鼓風(fēng)工段來的新鮮焦油以備循環(huán)洗萘使用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上述兩種工藝存 在的共同特點(diǎn)是在終冷塔內(nèi)冷卻煤氣的同時(shí)析出的萘須用水沖流因而實(shí)際所需的冷卻水量遠(yuǎn)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 213 油洗萘和煤氣終冷工藝 圖 23 油洗萘和煤氣終冷工藝流程 1洗萘塔 2加熱器 3富油泵 4含萘富油泵 5煤氣終冷塔 6循環(huán)水冷卻器 7熱水泵 89循環(huán)水泵 10熱水池 11冷水池從飽和器來的 5560℃煤氣進(jìn)入木格填料塔或洗萘塔被由塔頂噴淋下來的富油洗滌富油進(jìn)塔溫度比煤氣高 57℃煤氣含萘可由 20202500 毫克標(biāo) m3 降到 500800毫克標(biāo) m3左右從洗萘塔頂出來的煤氣溫度約升高 2℃進(jìn)入煤氣終冷塔被噴淋下來的冷卻水冷卻后至洗苯塔該流程所用的循環(huán)水量?jī)H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由于上述流程的油洗萘過程系在較高溫度下進(jìn)行因而洗萘塔后煤氣含萘量還較高終冷塔排出的水有時(shí)有浮油 214 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(diǎn)設(shè)備小操作簡(jiǎn)便無污染占地面積小基建費(fèi)用比較少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～ 450mgNm3 無須用洗油只須自產(chǎn)輕質(zhì)焦油節(jié)約洗油耗量同時(shí)煤氣中毒萘直接轉(zhuǎn) 入焦油減少萘的損失由于煤氣不直接與水接觸故沒有含酚污水的處理另外由于系統(tǒng)阻力小風(fēng)機(jī)電耗低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)突出而且徐州地區(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 22 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)過終冷的煤氣溫度降至 25～ 27℃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℃不大于 089粘度 E50不大于 15蒸餾實(shí)驗(yàn)初溜點(diǎn)℃不小于 265350℃前餾出量不小于 95凝固點(diǎn)℃小于 10 含水量℃不大于 02 固體雜質(zhì)無 221 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用塑料花環(huán)填料塔的工藝流程見圖 21 圖 21 洗苯工藝流程圖 1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 2527℃后進(jìn)入洗苯塔塔前的煤氣含粗苯 3240 克標(biāo) m3 塔后的煤氣中含粗苯低于 2 克標(biāo) m3 從脫苯工序來的貧油含苯 0204 進(jìn)入貧油槽用貧油泵進(jìn)入洗苯塔頂部從塔頂噴淋而下含苯量增至 25 左右用富油泵將富油從塔底抽出送往脫苯工序脫苯后的貧油送回貧油槽循環(huán)使用本設(shè)計(jì)所選用的就是這種工藝流程但洗苯塔有多種形式選擇合適的塔型是值得研究的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 22 熱水冷水氣煤氣煤去分縮器 23451 圖 2 2 塑料花環(huán)填料塔回收粗苯的工藝流程圖 1富油泵 2塑料花環(huán)洗苯塔 3貧油槽 4 – 貧油冷卻器 5 貧油槽洗苯塔底部為洗油接受槽用鋼板與煤氣部分隔開從塔頂下來的洗油經(jīng) U 型管流入該槽 U 型管內(nèi)有一定的液位足以封位煤氣阻止它進(jìn)入油槽從放散管溢出洗苯塔噴頭上方設(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 222 石油洗油回收粗苯用石油洗油回收粗苯的工藝流程與用焦油洗油回收的一樣只是在設(shè)計(jì)貧油槽時(shí)須考慮經(jīng)常排油渣和生成腐蝕物 目前國(guó)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(zhǎng)期使用后其物理化學(xué)性質(zhì)幾乎不變此外石油洗油吸萘的能力強(qiáng)一般塔后煤氣含萘量可低于 150mgNm3 石油洗油的缺點(diǎn)是洗苯能力較低富油含苯量為 12～ 03 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 20mgρ另外焦化廠使用石油洗油需外購(gòu)因此多數(shù)焦化廠采用焦油洗油為了滿足從煤氣中回收和制取粗苯的要求洗油具有如下性能常溫下 對(duì)苯族烴有良好的吸收能力在加熱時(shí)又能使粗苯很好的分離出來有足夠的化學(xué)穩(wěn)定性即在長(zhǎng)期使用中吸收能力基本穩(wěn)定在吸收操作溫度下不應(yīng)析出固體沉淀物易于水分離且不能生成乳蝕物有較好的流動(dòng)性易于用泵抽送并能在調(diào)料上均勻分布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本設(shè)計(jì)就采用焦油洗油回收粗苯工藝第三章 粗苯脫苯方法及工藝選擇由洗苯工序過來的含苯富油需進(jìn)行脫笨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安裝粗苯產(chǎn)品可以分為生產(chǎn)一種苯工藝和生產(chǎn)兩種苯工藝按照富油的加熱方式可以分為 蒸汽加熱法和管式爐加熱法下面就蒸汽加熱生產(chǎn)一種苯工藝和管式爐加熱法生產(chǎn)一種苯工藝分別進(jìn)行介紹 31 蒸汽加熱法生產(chǎn)一種苯工藝 圖26 生產(chǎn)一種苯的工藝流程蒸汽加熱富油脫苯 1貧油冷卻器 2貧富油換熱器 3預(yù)熱器 4再生器 5熱貧油槽 6脫苯塔 7重分縮油分離器 8輕分縮油分離器 9分凝器 10冷凝冷卻器 11粗苯分離器 12控制分離器 13粗苯槽 14殘?jiān)? 15控制分離器本設(shè)計(jì)采用生產(chǎn)一種苯工藝用直接蒸汽蒸餾的方法脫苯現(xiàn)將各種工藝流程及選用的設(shè)備介紹如下由洗滌洗苯工序來的富油 在分離器下面的三個(gè)中被脫苯塔來的蒸汽加熱至 70～ 80℃然后進(jìn)入貧富油換熱器被來自脫苯塔底的溫度為 130～ 140℃的熱貧油加熱至 90～ 100℃最后在富油預(yù)熱器中用大于 8kgfcm2 的間接蒸汽加熱到 135～ 145℃在從脫苯塔的第十二層塔板進(jìn)入塔內(nèi)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從分縮器頂部逸出的即為粗苯 蒸汽為得到合格粗苯產(chǎn)品可用冷卻水量控制分縮器頂部蒸汽溫度使其在 86～ 89℃的范圍內(nèi)由分縮器頂部逸出的粗苯蒸汽進(jìn)入蒸汽冷凝冷卻器在此用冷水冷凝冷卻到 25～ 30℃再經(jīng)粗苯分離器將水分出后即進(jìn)入粗苯貯槽并定期用產(chǎn)品泵送往精制車間或出售進(jìn)入分縮器的油氣和水汽混合物在分縮器底部?jī)蓚€(gè)所形成的冷凝液實(shí)施油氣中的重餾分即重分縮油輕重分縮油分別進(jìn)分縮器在與分水分離后兌入富油中并一起送往脫苯塔 在三個(gè)油水分離器排出的分離水均進(jìn)入控制分離器進(jìn)一步分離以減少洗油的損失從脫苯塔底排出的貧油溫度比富油的預(yù)熱溫度約低 3～ 5℃ 130～ 140℃熱貧油子流入貧富有換熱器與富油換熱并被冷卻至110～ 120℃后在回到脫苯塔底的熱貧油槽中在此用用熱貧油泵送到噴淋式貧油冷卻器冷卻至 25～ 30℃后在送往洗苯塔循環(huán)噴灑由于洗油在循環(huán)使用的過程中質(zhì)量會(huì)變壞為保持循環(huán)洗油的質(zhì)量將循環(huán)油量的 1～ 15 有富油入塔前的管路或脫苯塔加料板以下的一塊塔板處引入洗油再生器洗油被 10～ 12kgfcm