【正文】 二、設(shè)計(jì)條件 本設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，參考了徐州焦化廠的粗苯工段工藝。 粗苯是談黃色的透明液體，比水輕，不溶于水。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，參照了徐州焦化廠焦?fàn)t煤氣凈化工藝根據(jù)他們?cè)谏a(chǎn)實(shí)際中得出的經(jīng)驗(yàn)，選用了較好的設(shè)備，如用塑料花環(huán)填料代替木格填料，具有阻力小，比表面積大，效率高，重量輕，裝卸方便等優(yōu)點(diǎn)。一臺(tái)花環(huán)填料可以代替三臺(tái)木格填料，洗苯塔，節(jié)約了大量投資，以螺旋板式換熱器代替列管式換熱器，具有傳熱系數(shù)高，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，提高了冷卻效果，節(jié)約了水量，經(jīng)濟(jì)效益也好，所有這些工藝改進(jìn)，不僅利于生產(chǎn)，而且節(jié)約了投資。在貯存時(shí)，由于輕質(zhì)不飽和化合物的氧化和聚合所形成的樹(shù)脂狀物質(zhì)能溶于粗苯使其著色并很快地變暗。 徐州的氣象條件如下： 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)。 橫管終冷洗萘工藝 1煤氣熱水冷水煤氣32外來(lái)焦油去焦油工段45 圖 14 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政冷塔進(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的 焦油霧滴，捕霧后的煤氣進(jìn)入洗苯塔。 4貧油熱水冷水32去分縮器1煤氣圖 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 25~27℃后，進(jìn)入洗苯塔。 洗苯塔噴頭上方設(shè)置捕霧器，以捕集 油滴 霧 ，減少洗油損失，塔頂還有一個(gè)噴口，以清洗捕霧層。 吸收系數(shù) 大小取決于所采用的吸收劑的形式，填料內(nèi)型與規(guī)格及吸收段過(guò)程進(jìn)行條件（溫度，氣相和液相流速等）顯然，這些因素吸收速率均勻影響。因此適宜的吸收溫度約25℃，實(shí)際操作波動(dòng)于 25～ 30℃之間。 在塔后煤氣含苯量一定的情況下，隨著吸收溫度的升高，則需要的循環(huán)洗油量隨之增加。 煤氣壓力與流速的影響： 當(dāng)增大煤氣的 壓力時(shí)，擴(kuò)散系數(shù) Dg 將隨之減少，因而使 吸收系數(shù) 有 所降低。 提高直接蒸汽的過(guò)熱溫度，可降低其耗用量。 直接蒸汽量： 蒸汽耗量增加，增大了蒸汽分壓，相應(yīng)增加各組分的餾出率，但蒸汽耗量過(guò)分增加：一是給油水分離帶來(lái)負(fù)擔(dān)，二是冷卻水量增加，三是蒸汽耗量大了不經(jīng)濟(jì)。 脫苯工藝： 工藝流程圖： 43 熱水 冷水 煤氣 煤氣 去分縮器 1 2 3 4 5 蒸汽煤氣貧油富油熱水冷水分離水冷水熱水分離水殘?jiān)直秸粲烷g接氣123 4567891011121314151718192016 圖 43生產(chǎn)一種苯的工藝流程（管式爐加熱富油脫苯） 1脫水塔 2管式爐 3再生器 4脫苯塔 5脫苯塔油水分離器 6油氣換熱器 7冷凝冷卻器 8富油泵 9貧富有換熱器 10貧油泵 11貧油冷卻器 12粗苯分 離器 13回流槽 14控制分離器 15 會(huì)流泵 16粗苯槽 17萘油槽 18殘油槽 19粗苯產(chǎn)品回收泵 20 萘油泵 21殘油泵 從洗滌工序來(lái)的富油經(jīng)分縮器，在分縮器下面三格中與從脫苯 塔頂來(lái)的洗 油氣混合物換熱升溫至 70～ 80℃進(jìn)入貧富油換熱器，被從脫苯塔底來(lái)的熱貧油加熱至 130～ 140℃然后到管式爐加熱升溫至 180～ 190℃從第 14塊塔板進(jìn)入脫苯塔，在過(guò)熱蒸汽的蒸吹作用下脫苯。該焦?fàn)t與化工部第二設(shè)計(jì)院的 TJL 5550D 搗固焦?fàn)t的參數(shù)基本一致，設(shè)計(jì)時(shí)可以參考該爐的參數(shù)。 179。粗苯的回收率 + V煤氣179。 1385179。02202pp p? =179。 = （ 2） SH2 帶入熱量 ： q2 = G SH2179。 58)/ =℃ i=179。 SH2 在塔后溫度下的比熱179。 23)=3q′ =179。 S178。 k 導(dǎo)熱系數(shù)： ? =178。 K 管壁厚 b=,鋼的傳熱系數(shù) KSmJ ??? /? ， b/λ =179。 S178。 K 冷卻面積的計(jì)算： （ 1）求平均溫差 mT? ： 煤 氣： 58℃ ?23℃ 冷卻水： 28℃ ?18℃ ———————————————— △ T： 30℃ 5℃ 則平均溫差為： mT? =2121ln tttt????? =30 430ln4?=℃ (2)算冷卻面積 F： 由公式 F=Q/（ mT? 178。 2d ) =179。 )= 取 26 個(gè) 共 13 個(gè)管箱 管間距 =179。 12+1000+2020+1000+4000 =16560mm = 洗苯塔的計(jì)算： 原始數(shù)據(jù)：塔前煤氣溫度 23℃，塔后煤氣溫度 23℃， 塔前煤氣壓力 900mmH2O，塔后煤氣壓力 600 mmH2O 從煤氣中吸收的粗苯量為： G? =G煤179。（ 273+23） /273179。 100/(+858)） % =% 塔徑的確定； 根據(jù)《燃料化工》 1998（ 3）： 36 提供的參數(shù)，塑料花環(huán)填料的空塔氣速 ? 在 ～ ；花環(huán)填料表面定額在 ～ ㎡ /Nm3178。 4+1179。 4%= 貧油量 W=49150kg/h 又貧油密度γ =1050Kg/h, 則： V=?W=49150/1050= Kg/h 貧油中粗苯的含量為： 179。（ ～ 1%） =179。 3875= 二甲苯： ? X =179。 7668+179。 = 洗油 179。 179。 ℃ 則 2q =858179。 =式中 135℃下的比熱， KcaL/Kg178。 180179。 179。 =式中 159— 180℃粗苯蒸汽熱焓， KcaL/ h 水蒸汽帶出熱量： 5q =水蒸汽量179。 h,則輻射段加熱面積為： F1 =179。再生器油氣出口處油氣壓力為 980 mmHg，則組分的平衡常數(shù)Ki 為： 萘 NK =496/980= 洗油 mK =200/980= 進(jìn)入再生器內(nèi)的油量 mG 為管式爐后富油量的 1%，即 Kg/h，其中氣相 ，液相 ，氣相包括洗油 ，萘 ，粗苯 Kg/h，水蒸氣 ，液相包括洗油 ，萘 Kg/h，粗苯 Kg/h。 ()= 則每小時(shí) 180℃前粗苯排出殘?jiān)繛?: 再生器頂部氣體溫度為 240℃，其直徑 計(jì)算如下： 經(jīng)過(guò)再生器頂部的氣體流量： 980760273 24027322 .41813 68 .4582 . .2316038 ?????????? ???? = 取空塔氣速為 ，則直徑為 D=???= 取 D= 的塔徑，此再生器規(guī)格為： 直徑（ mm） 全高（ mm） 塔 板 形式 板數(shù) 加熱面積（㎡） 重 量 設(shè)備 操作 所用流程 1800 7000 弓形隔板 5 2179。 = ㎡ 則冷卻總面積為 += ㎡ 該分 縮 器的規(guī)格如下： 面積 （㎡） 設(shè)備尺寸，㎜ 設(shè) 備 重 （ t） 程 數(shù) 直徑 總長(zhǎng) 管程 殼 程 210 700 6 一塊隔板 管 子 尺 寸 工作壓力（ kg/㎝ 2 ） 管 徑（ mm） 根數(shù) 管長(zhǎng)（ mm） 管間距（ mm） 排列方式 管程 殼 程 25179。 熱量衡算： (1)、熱量輸入 Q入 : ①、冷富油在 70℃時(shí)帶入熱量： Q1=(49150179。 )179。 =式中 ， ， —— 分別為洗油，粗苯，水在下的比熱， kcal/kg178。 —— 冷富油 70℃帶入熱量 Q1 ， kJ/h； 則輸出熱量 Q出 = Q3 ＋ Q4 ＋ Q5 =+(+) 179。 30) =℃ =℃ 粗苯比熱 BC =+179。 (179。3=180 1200 1982 6 一塊隔板 管道計(jì)算 （一）、煤氣管徑計(jì)算： 按終冷后煤氣入吸苯塔的最大流量 V=設(shè)煤氣流速為 13m/s，則管徑 D=133600 ???? ??V= 圓整，取煤氣管徑為 D=900mm，規(guī)格 為Φ 916179。 ㎜ 則實(shí)際流速 536 00 46 .814u ???? ?‘=(三 )、富油管路計(jì)算： 富油體積流量為= 3m /h 設(shè)富油流速為 ，則富油管管徑 D= ???? ??V= 圓整，取富油管管徑 D=150mm,規(guī)格為Φ 159179。 )179。 (+179。mt?，=179。 1C +179。 =式中 ， —— 洗油和粗苯在 175℃下的比熱， kcal/kg178。 ＋ 179。 已知粗苯產(chǎn)量為 858t/h 設(shè)在塔內(nèi)全部蒸發(fā) 其 180176。 18/(179。 設(shè)在再生器內(nèi)粗苯全部蒸發(fā)，則油分子數(shù)與水蒸汽分子數(shù)之比為： L=179。 h=20900 KJ/㎡178。 677179。 =故： 4Q = ，1q ＋ ,2q =（ 2）、粗苯蒸汽和油氣帶出熱量 5Q 洗油蒸汽帶走熱量（含萘蒸汽） ,3q =含萘洗油蒸汽量179。℃ 粗苯帶入熱量： 2,q =粗苯量179。 858= 千克 / h 故： 2Q =179。 135179。 =式中 135℃時(shí)的比熱， KcaL/Kg178。 = 共計(jì) 驗(yàn)算 ? B ： A=? ????iiiiiiiiMGMGMGP?? =920179。 7668/179。 7668+179。 5% =179。 860=，其中含苯 %179。 76%=。 h （ 例： VS = S= D= 4 4 1 2 3 1 8 .1 63 6 0 0 1 .3sVS ?? ??π π= ） 所以當(dāng)： VS =? =D= 圓整后，取 D= 3 m 式中 VS — 煤氣平均體積流量， Nm3/S 5花環(huán)填料面積，用量及塔高的計(jì)算： 由于花環(huán)填料表面定額值為 ㎡ /Nm3178。油氣比179。 1000179。 米的 長(zhǎng) 方形制造，每排可布 32 根水管，每組管束含 4排，則一組共有 32179。 3600179。 1000/(179。 104? ++179。 S178。 k 動(dòng) 力黏度： ? =179。 100247。水蒸氣塔前溫度下的焓 =179。 179。 58) =q3=G .i=粗 苯179。塔前溫度 =156179。 (101330+9500286179。 ) = 3Nm /h G塔前 =V塔前 179。 1000179。 取每噸干煤產(chǎn)氣 340 立方 則產(chǎn)氣量為 340179。 焦?fàn)t主要結(jié)構(gòu)尺寸 炭化室全長(zhǎng) :15980mm 炭化室全高 :5500mm 炭化室平均寬 :500mm 炭化室中心距 :1350mm 炭化室錐度 :10 立火道中心距 :480 立火道個(gè)數(shù) :32 個(gè) 燃燒室墻厚 :100 煉焦工藝主要技術(shù)指標(biāo) 煤餅尺寸 (長(zhǎng)179。 從脫苯塔頂出來(lái)的油氣混合氣進(jìn)去分縮器，冷凝出輕 重分縮油后進(jìn)入冷凝冷卻器，粗苯蒸汽冷凝冷卻為粗苯液體，粗苯進(jìn)入粗苯油水分離器，與水分離后進(jìn)入粗苯貯槽。 4 粗苯工段工藝的詳述 橫管終冷洗萘工藝 工藝流程圖見(jiàn)圖 41 1煤氣熱水冷水煤氣32外來(lái)焦油去焦油工段45 圖 41 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 進(jìn)入煤氣 粗苯回收工段的煤氣，溫度為 55℃左右，從終冷塔頂進(jìn)入，在被橫管內(nèi)冷卻水冷卻到 25℃ 左右的同時(shí)，煤氣中的萘也 被從輕質(zhì)焦油循環(huán)槽來(lái)的連續(xù)噴灑的輕焦油溶解吸收。 在其他指標(biāo)一定時(shí)，蒸汽的耗用量是隨塔內(nèi)總壓的提高而增加的，否則若要達(dá)到所需求的脫苯程度時(shí)，塔內(nèi)溫度必然要高 。 煤氣速度的增大也可提高吸收系數(shù)，并且可以提高氣液相接觸的渦流程度和提高洗苯塔的生產(chǎn)能力，所以，加大煤氣速度可以強(qiáng)化吸收過(guò)程，但 煤氣速度太大時(shí)，容易使洗苯塔阻力和霧沫夾帶量急劇增加。如何 進(jìn) 一步降 低貧油中的粗苯含量，雖然有助于降低塔后損失，但將增加脫苯