【正文】 部側(cè)線切取溫度為 225~ 245℃的洗油餾分 ， 中部側(cè)線切取餾分溫度為 200~ 215℃的萘油餾分 ， 上部側(cè)線切取 165~ 185℃的酚油餾分 ， 各種餾分均經(jīng)冷卻后導(dǎo)入相應(yīng)的中間槽 ,然后送去處理。在焦油初步分離之后還有更復(fù)雜的分離操作 ， 以能夠進(jìn)一步經(jīng)過一系列分離操作得到高純度的工業(yè)用產(chǎn)品或原料。一、二蒽油分別經(jīng)各自埋入式冷卻器冷卻后，流入各自貯槽，以備結(jié)晶工段加工處理。從而得到分離開 遼寧科技學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁 的輕、重組分 ，重組分為瀝青，輕組分可通過進(jìn)一步的精餾得到多種產(chǎn)品。以對(duì)流傳熱的方式繼續(xù)將部分熱量傳給對(duì)流室爐管內(nèi)流動(dòng)著的油品，最后溫度降至 200~450℃的煙氣從煙囪排人大氣。煙氣離開對(duì)流室時(shí)還含有不少熱量，有時(shí)可用空氣預(yù)熱器進(jìn)行部分熱量回收，使煙氣溫度降到200℃左右，再經(jīng)煙囪排出，但這需要用鼓風(fēng)機(jī)或引風(fēng)機(jī)強(qiáng)制通風(fēng)。燃燒器用風(fēng)通過風(fēng)箱時(shí)噪聲被消除。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)是爐管沿管長受熱不均勻，清掃困難。由于燃燒完全，過?？諝庀禂?shù)小，爐子熱效率較高。（ 4）保護(hù)層厚度宜大于 200 毫米，使熱損失控制在 3%以內(nèi)。兩種形式均可，后者操作簡便。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。又可根據(jù)有沒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：舌形塔盤是在塔盤板上沖有一系列舌孔，舌片與塔盤板呈一定傾角，氣流通過舌孔時(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。其主要特點(diǎn)為：氣、液兩相接觸充分，傳質(zhì)面積大，因此塔盤效率高。餾分塔板間距為 350~450mm，空塔蒸汽流速可取~。瀝青冷卻器宜布置于焦油蒸餾塔平臺(tái)附近，以利于兼作開工停工用的循環(huán)熱焦油的冷卻設(shè)備。當(dāng)有桶裝產(chǎn)品時(shí)，與布置有裝桶與堆捅場地。（ 3）必須有充足的水源保證供應(yīng)，如有溫度較低的充足水源則更好，這樣可以節(jié)省冷卻設(shè)備，節(jié)約資源，水溫一般要求在 25~32℃以下。各工段泵房和主要設(shè)備廠房的地坪應(yīng)按耐油耐堿處理，一般鋪設(shè)磁磚或水磨石地坪。 供電 焦油車間供電負(fù)荷按焦化廠負(fù)荷分級(jí)規(guī)定。電力驅(qū)動(dòng)車輛的軌道應(yīng)接地，軌道接頭應(yīng)有跨條連接。為了節(jié)約水源以及減少水處理的費(fèi)用，大量使用冷卻水的化工廠應(yīng)該循環(huán)使用冷卻水，即把經(jīng)過換熱設(shè)備的熱下水送入冷卻塔或噴水池降溫（冷卻塔使用較多見），在冷卻塔中，熱下水自上向下噴淋，空氣自下而上與熱水逆 遼寧科技學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 21 頁 流接觸，一部分水蒸發(fā) ，使其余的水冷卻。從安全角度看，選用蒸汽往復(fù)泵輸送易燃液體最為合適，因?yàn)槠涫且哉羝麨轵?qū)動(dòng)力，可以避免產(chǎn)生火花。 遼寧科技學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 22 頁 2 排水 該設(shè)計(jì)污水的水源大體上有兩個(gè)方面：生活污水（來自廁所、浴室等）生產(chǎn)污水 。安全電壓的電路必須是懸浮的。主要的泵如一、二段焦油泵、工業(yè)萘熱油循環(huán)泵等應(yīng)有電流表及報(bào)警信號(hào)。室內(nèi)穿樓板的管洞應(yīng)作凸臺(tái)，以防漏水漏油。窩風(fēng)的盆地不宜建廠，在全年主導(dǎo)風(fēng)向不明時(shí)，應(yīng)以夏季風(fēng)向?yàn)橹鳌? 廠址的選擇 廠址的選擇是一項(xiàng)十分復(fù)雜的工作，必須根據(jù)擬建項(xiàng)目的技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求，結(jié)合建廠地區(qū)的自然地理特征，運(yùn)輸條件、水源和動(dòng)力供應(yīng)條件、建筑施工條件以及工人住宅區(qū)布置條件等進(jìn)行多方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇一個(gè)能最大限度滿足建設(shè)和生產(chǎn)經(jīng)營 要求的、建廠費(fèi)用和經(jīng)營費(fèi)用最省的建廠位置。并宜鄰近結(jié)晶洗滌工段。當(dāng)采用減壓蒸餾時(shí)，塔底則無此分布器，根據(jù)第七章的計(jì)算結(jié)果和目前國內(nèi)的焦油加工標(biāo)準(zhǔn)系列， 本設(shè)計(jì)選擇的餾分塔和蒽塔指標(biāo)如表 。具有較高的生產(chǎn)能力，適用于大型生產(chǎn)。在兩個(gè)燃燒器旁設(shè)有噴燒酚水的噴嘴。在塔盤板上開許多圓孔，每個(gè)孔上焊接一個(gè)短管，稱為升氣管，管上再罩一個(gè) “ 帽子”，稱為泡罩，泡罩周圍開有許多條形空孔。本設(shè)計(jì)選擇的二次蒸發(fā)器如下表 。材質(zhì)采用鑄鐵或普通碳鋼。（ 6）輻射管和遮蔽管宜采用耐熱鋼 . 根據(jù)設(shè)計(jì)題目的要求，再結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐和經(jīng)濟(jì)條件方面來選擇管式爐。 遼寧科技學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁 圓管式爐選擇要點(diǎn) 合理確定一段和二段加熱面積比例，應(yīng)滿足正常條件下，（ 1）二段焦油出口溫度 400℃ ~410℃時(shí)，一段焦油出口溫度 120℃ ~130℃之間的要求。 圓筒爐：圓簡爐爐膛為直立圓筒形，輻射管在爐膛周圍垂直地排列一周，方形對(duì)流室在圓筒體上部，對(duì)流管分水平與直立設(shè)置兩種。 管式爐的分類 煉油廠加熱爐類型很多，按照管式加熱爐的用途可分為純加熱爐和加熱 反應(yīng)爐，前者如常壓爐、減壓爐，原料在爐內(nèi)只起到被加熱的作用；后者如裂解爐、焦化爐，原料在爐內(nèi)不僅被加熱，同時(shí)還有足夠的時(shí)間進(jìn)行裂解和焦化反應(yīng)。由于抽力受煙氣溫度、大氣溫度變化的影響，要在煙道內(nèi)加擋板進(jìn)行控制，以保證爐膛內(nèi)最合適的負(fù)壓，一般要求負(fù)壓為2~3mm 水柱，這樣既控制了輻射室的進(jìn)風(fēng)量，又使火焰不向火門外撲，確保操作安全。輻射室是加熱爐的核心部分，從火嘴噴出的燃料 (油或氣 )在爐膛內(nèi)燃燒，需要一定的空間才能燃燒完全，同時(shí)還要保證火焰不直接撲到爐管上，以防將爐管燒壞，所 以輻射室的體積較大。 管式加熱爐 管式爐工作原理 中國焦化廠用于焦油蒸餾的管式加熱爐有圓形和方形式兩種，新建廠多為圓筒形或箱型立體式。自蒽塔頂來的油氣進(jìn)入餾分塔進(jìn)料塔板。于此，粗焦油中的大部分水份和部分輕油的混合蒸汽以 100— 106℃的溫度自 1 次蒸發(fā)器頂逸出，進(jìn)入一段冷凝冷卻器；及油水分離器；與水分離后的輕油送往粗苯工段處理。當(dāng)一塔式流程在用于切取酚、萘、洗三混餾分時(shí) ， 餾分塔總塔板層數(shù)可由切取窄餾分的 65 層塔板減至 41 層。國外大型煤焦油加工企業(yè)，大都采用常 減壓流程，特點(diǎn)是：各餾份切取較精細(xì)，如萘油餾份中萘的集中度可達(dá) 95%以上，洗油餾份中含萘量較低；由于餾份分割較細(xì)，有利于餾份的后續(xù)加工和提高產(chǎn)品的提取率。含蒽 16～ 20%；萘 2～ 4%；高沸點(diǎn)酚類 1～ 3%；重質(zhì)吡啶堿類 2～ 4%；其余為Ⅰ蒽油；二蒽油餾分初餾點(diǎn)為310℃，產(chǎn)率 4~6%，比重 ～ ，初餾點(diǎn) 310℃，餾出 50%時(shí)為 400℃，含萘不大于 3%；瀝青：為焦油蒸餾的殘液，產(chǎn)率為 54～ 56%。這些化合物是染料、醫(yī)藥、香料、農(nóng)藥的重要原料。 原料及產(chǎn)品說明 煤焦油概述 煤焦油是煉焦工業(yè)煤熱解生成的粗煤氣中的產(chǎn)物之一，其產(chǎn)量約占裝爐煤的3%~4%在常溫常壓下其產(chǎn)品呈黑色粘稠液狀，密度通常在 ./cm3 之間，閃點(diǎn) 100℃具有特殊臭味，煤焦油又稱焦油。此外對(duì)蒽塔工藝尺寸計(jì)算選型 。不用了把它拆了鋪上土還是一塊地。如報(bào)批 10 萬噸每年的規(guī)模，卻是先搞 5 萬噸。如前所述，由于與焦油加工 “ 唇齒相依 ” 的焦炭業(yè)不景氣，許多焦化工虧損關(guān)門，導(dǎo)致焦油產(chǎn)量減少。煤焦油加工發(fā)展方向集中加工與大型化煤焦油集中加工與大型化的優(yōu)點(diǎn)是：成本低；能耗低、產(chǎn)率高；投資??；產(chǎn)品品種多、檔次高，有利于深加工；環(huán)境保護(hù)好。隨著國內(nèi)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，多使用電，減少水、蒸汽和煤氣的消耗是一個(gè)必然趨勢。 在廢水、廢渣的處理上國內(nèi)外所采取的措施基 本相同，所不同的是國內(nèi)處理后的指標(biāo)要差一點(diǎn)。印度在萘、苯、甲苯及二甲苯和酚的生產(chǎn)工藝方面取得了突出的成就，在甲苯、萘和蒽的催化氧化方面也做了大量的研究和開發(fā)工作 [3]。世界聞名的一些工藝流程幾乎都是德國斯蒂爾公司和考 伯斯公司設(shè)計(jì)的，它們投入相當(dāng)大的力量，積極開發(fā)與完善加工新技術(shù)，擴(kuò)大產(chǎn)品品種，提高產(chǎn)品的質(zhì)量等級(jí)。與世界先進(jìn)水平相比，能力小、技術(shù)水平低、產(chǎn)品品種少、能耗高、環(huán)境污染嚴(yán)重。國內(nèi)外普遍看好的是其深加工精制產(chǎn)品的應(yīng)用。 焦油主要危害及其特性 健康危害：作用于皮膚，引起皮炎、痤瘡、毛囊炎、光毒性皮炎、中毒性黑皮病、疣贅及癌腫。 煤焦油的應(yīng)用及深加工意義 我國的煤焦油主要用來加工生產(chǎn)輕油、酚油、萘油、甲基萘油、洗油、Ⅰ蒽油、Ⅱ蒽油及煤瀝青 , 各餾分再經(jīng)深加工后制取苯、萘、酚、蒽等多種芳烴類化工原料及中間體。此外還進(jìn)行蒽塔和餾分塔的物料衡算和熱量衡算對(duì)蒽塔塔板數(shù)及工藝尺寸計(jì)算 。 本設(shè)計(jì)的主體設(shè)備是管式爐，主要進(jìn)行管式爐的物料衡算、能量衡算及具體的工藝尺寸計(jì)算，并繪制成圖。煤焦油中很多化合物是 塑料、合成纖維、染料、合成橡膠、農(nóng)藥、醫(yī)藥、耐高溫材料及國防工業(yè)的貴重原料 , 也有一部分多環(huán)芳烴化合物是石油加工業(yè)無法生產(chǎn)和替代的。瀝青是焦油蒸餾殘液，為多種多環(huán)高分子化合物的混合物，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。 研究現(xiàn)狀分析 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 我國煤焦油加工工業(yè)是隨著煉焦工業(yè)發(fā)展起來的，目前我國的煤焦油加工存在著加工工藝相對(duì)落后、裝置規(guī)模小且加工企業(yè)過于分散、 加工過程環(huán)境污染嚴(yán)重、分離新技術(shù)應(yīng)用水平低、加工深度不夠等問題 [2] 。我國現(xiàn)有焦油年加工能力為 540 萬噸，在建加工能力 425 萬噸，而擬建的加工能力達(dá)到 377 萬噸，投產(chǎn)后合計(jì)年加工能力達(dá)到 1340 萬噸。 德國是最早利用煤焦油的國家。作為發(fā)展中國家，印度的煤焦油加工生產(chǎn)水平也較高，目前其生產(chǎn)量達(dá) 38 萬 t / a 。 環(huán)保水平 鍋爐房產(chǎn)生的鍋爐煙氣；生產(chǎn)中產(chǎn)生的各種工藝廢氣；生產(chǎn)工藝設(shè)備噪聲；工藝中產(chǎn)生的固體廢物。焦油加工是高能耗過程，國外在水、蒸汽、煤氣消耗方面控制較好，采用空冷、冷熱流體換熱、多級(jí)循環(huán)水、 低溫減壓蒸餾、熱量回收蒸汽等技術(shù)，但電的消耗反而比國內(nèi)還高。 煤焦油精制新技術(shù) 現(xiàn) 代焦油蒸餾的模式大致有以下類型：采用大型裝置，如德國采用大焦油蒸餾裝置；采用常、減壓連續(xù)蒸餾操作方式，并全部設(shè)置余熱利用，使每噸焦油耗熱量減小 ；提高塔的分離效率；通過 “ 閃蒸 ” 方式，獲得不同軟化點(diǎn)的瀝青；有效抑制焦油過程中發(fā)生聚合反應(yīng)，特別是避免結(jié)焦；采用微機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)開停工切換與正常運(yùn)行的全部工藝參數(shù)自控調(diào)節(jié)；尋求擴(kuò)大焦油原料的資源。加上新建、擬建的新設(shè)施，焦油加工能力已經(jīng)產(chǎn)生過剩 。目前年產(chǎn)10 萬噸的準(zhǔn)人門檻看來還是有點(diǎn)低，從建設(shè)周期和投資資金方面許多企業(yè)都很容易解決，甚至有些企業(yè)為了追求短期的利潤打政策的擦邊球。那種做法是弊大于利，因?yàn)榛て髽I(yè)的污染太大了，不像建房子一樣。 遼寧科技學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁 設(shè)計(jì)任務(wù) 本設(shè)計(jì)的主體設(shè)備是管式爐，主要進(jìn)行管式爐的物料衡算、能量衡算及具體的工藝尺寸計(jì)算，并繪制成圖。通過設(shè)計(jì)題目和要求可知本設(shè)計(jì)屬大型焦化廠精餾工段，所以采用管式爐連續(xù)蒸餾工藝對(duì)焦油進(jìn)行蒸餾，在這套工藝中，無水焦油經(jīng)過汽化和精餾，能夠較好地得到分離，從而得到瀝青和其他副產(chǎn)品。焦 油酸、焦油堿再進(jìn)行蒸餾分離可分別得到酚、甲酚、二甲酚和吡啶、甲基吡啶、喹啉。含有甲酚、二甲酚及高沸點(diǎn)酚類 3～ 5%；重質(zhì)吡啶堿類 4～5%；萘含量低于 15%；其余為洗油及少量其他有機(jī)物質(zhì)； 280～ 360℃的餾分主要為一蒽油，產(chǎn)率為 16～ 22%，比重 ～ 。目前國內(nèi)焦化企業(yè)大都采用常壓單塔流程，這種流程投資低，易操作，比較適合中小規(guī)模的焦油蒸餾裝置，但餾份切割較粗。輕油及水的混合蒸汽以 95~ 115℃自塔頂逸出 ， 經(jīng)冷凝冷卻油水分離后 ， 部分輕油打回流 ， 其余送粗苯工段處理。例如對(duì)于酚油的繼續(xù)精制 ，要進(jìn)行先經(jīng)過洗滌 ， 在經(jīng)由蒸餾操作得到精酚 ， 本次本設(shè)計(jì)采用兩塔式蒸餾過程，蒸餾工藝如下： 由原料貯槽來的初步脫 水的焦油用 1 段焦油泵送入管式爐的對(duì)流段、加熱至120— 130℃后進(jìn)入 1 次蒸發(fā)器。蒽塔頂用洗油打回流。此生產(chǎn)過程的主要設(shè)備為：管式爐、蒸發(fā)器、蒽塔、餾分塔、冷卻器等 [6]。油品則先進(jìn)入對(duì)流管再進(jìn)入輻射管，不斷吸收高溫?zé)煔鈧鹘o的熱量，逐步升高到所需要的溫度。有時(shí)則利用煙囪的抽力直接將煙氣排入大氣。爐子采用陶瓷纖維為耐火材料，以玻璃棉氈為絕熱性能好，質(zhì)量輕，易施工，使用壽命長。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，國內(nèi)主要用作焦化爐、高溫制氫的轉(zhuǎn)化爐及裂解爐等。（ 5）火嘴能力應(yīng)大于管式爐能力的 ~ 倍火嘴與管凈 4 宜大于 900 毫米，以免火嘴舔燒爐管。無水槽宜以液面自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置自控液面。設(shè)置人孔以便清掃、檢修。 泡罩塔盤：泡罩塔盤是工業(yè)上應(yīng)用最早的塔盤之一。燒嘴中有的設(shè)有廢氣通入管，用以噴然有害氣體。操作彈性大，在負(fù)荷變動(dòng)較大時(shí)，仍能保持較高的效率。餾分塔底設(shè)有直接蒸汽分布器，供通入直接過熱蒸汽用。餾分中間槽的布置，應(yīng)考慮共加熱器抽出方便。在車間范圍內(nèi)應(yīng)布置車間辦公室、廁所、浴室更衣室等生活設(shè)施。（ 4） 應(yīng)在居民區(qū)的下風(fēng)向和江河下游，但又不受其他企業(yè)的煙氣的影響的地方建廠。室外設(shè)備的操作區(qū)及通道需作 水泥地坪，并考慮排水。用電設(shè)備的按鈕一般設(shè)在設(shè)備附近，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備，在儀表室內(nèi)應(yīng)有運(yùn)行指示信號(hào)。行燈必須是24 伏低壓燈；在金屬容器內(nèi)或潮濕地方其電壓 不得超過 12 伏。水在冷卻塔中降溫約 5~10℃，經(jīng)水質(zhì)穩(wěn)定處理后在用作冷卻水，如此