【正文】 、有足夠的化學(xué)穩(wěn)定性，即在長期使用中其吸收能力基本穩(wěn)定；（3）、在吸收操作溫度下，不應(yīng)析出固體沉淀物；（4）、易與水分離，且不生成乳化物；（5）、有較好的流動(dòng)性，易于用泵抽送并能在填料上均勻分布。工藝部分包括工藝論證及選擇，粗苯回收原理，工藝流程詳述，主要設(shè)備的布置，計(jì)算和選型等，都以終冷，洗苯和蒸餾脫苯三部分組成，終冷部分采用橫管終冷塔噴灑輕質(zhì)焦油洗萘，焦油吸油吸苯，在蒸餾部分用管式爐加熱法加熱蒸汽和富油生產(chǎn)一種苯粗苯，采用一臺(tái)脫苯塔及必要的輔助設(shè)備。粗苯是多種芳烴族和和其它多種碳?xì)浠衔锝M成的復(fù)雜混合物，粗苯的主要成分是苯、二甲苯、甲苯及三甲苯等。E25）不大于2水分%15℃結(jié)晶物無綜上合述：本設(shè)計(jì)為畢業(yè)設(shè)計(jì)，是集三年學(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。第二章 脫苯方法及工藝選擇管式爐加熱富油脫苯該工藝流程如圖25該工藝與蒸汽法脫苯工藝相同，唯一的區(qū)別在于富油經(jīng)貧富油換熱器后，不是用蒸汽加熱而是用管式爐加熱至180～200℃后，在進(jìn)入脫苯塔。在回收等量粗苯的情況下，如洗油循環(huán)量也可以相應(yīng)地減少。由此可見，脫苯操作時(shí)直接蒸汽用量，對(duì)蒸餾過程有著重要影響。將分離出的水送入空竹分離器進(jìn)一步分離，油進(jìn)地下槽，水送去酚水架。K/J 管外壁污垢熱阻R==10㎡秒年里則：填料總體積V= = m 故填料高度為：h==因此洗苯塔可分為五層填料，填料層間距為1m，,煤氣入口段2m, 煤氣出口段2m,洗苯塔底部槽高為5m，,第二層與第三層填料間設(shè)再分布器，間隔為2m,則洗苯塔內(nèi)填料高度為：塔高可取為：H=4+++2+2+5+2＋(附加高度)=29m第二節(jié) 蒸餾脫苯部分設(shè)備計(jì)算和選型計(jì)算依據(jù)：粗苯產(chǎn)量為936kg/h,其中含苯93676%=,甲苯93615%=，二甲苯9365%=，萘溶劑油為: 9364%= 貧油量W=,則：V==貧油中粗苯的含量為：%=3m/ h,粗苯的密度取860 kg/m，860=，%=，%=，%=，%= Kg/h。（二）、再生器計(jì)算 進(jìn)入再生器的富油中的各組分的蒸發(fā)率按下式計(jì)算：式中——組分蒸發(fā)率n ——提留段塔板層數(shù)K——組分平衡常數(shù)；K=——組分的飽和蒸汽壓力，mmHgP ——再生器內(nèi)總壓力，mmHgl ——油分子數(shù)與水分子數(shù)之比，；，——油量和水蒸氣量，Kg/h；，——油和水蒸氣的分子量，分別為160和18；再生器內(nèi)設(shè)7層多孔折流板，設(shè)其相當(dāng)于兩層泡罩塔板，n=2。= =℃式中——溫差調(diào)節(jié)系數(shù)。而且價(jià)格大浮上漲，影響投資、占地和建設(shè)速度。兩種換熱器的經(jīng)濟(jì)效益比較見表34項(xiàng) 目種 類螺 旋 板 式管 殼 式傳熱系數(shù)；ka1/.℃6001500100500堵塞情況不堵體積小耐壓低重量（隨壓力、溫度而變）8T/160m2=50kg/m26T/160m2=材質(zhì)不銹鋼壓力材質(zhì)△p,kg/cm2大（）管內(nèi)流速，m/s12（有時(shí)2）~關(guān)外流速，m/s氣體1020兩種換熱器的價(jià)格比較見表35單臺(tái)設(shè)備重量t 螺旋板式換熱器價(jià)格 元/噸列管式換熱器價(jià)格 元/噸≤1碳鋼1cr18Ni9Ti碳鋼1cr18Ni9Ti3800250005500300001535002400051002800051032002300048002600010290022000450024000第六章 設(shè)備的工藝布置說明本設(shè)計(jì)工段的主要設(shè)備與塔、管式爐、換熱器、貯槽及泵，生產(chǎn)中的產(chǎn)品是粗苯，屬于易燃易爆品，根據(jù)設(shè)計(jì)防火規(guī)范該工藝屬于甲類產(chǎn)品生產(chǎn)，在布置中應(yīng)考慮防火措施。蒸餾部分該部分位于工段的最東側(cè)。蒸餾系統(tǒng)的開停工，調(diào)換及正常操作和異常情況的處理。給排水：生產(chǎn)用水采自地下水，溫度18℃，硬度17～20德國度，～，懸浮物小于50mg/ρ,生活用水應(yīng)滿足《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)》(TJ2676)。該法首先按設(shè)備的現(xiàn)行價(jià)格計(jì)算設(shè)備的交貨價(jià)格，然后計(jì)算設(shè)備的安裝費(fèi)用，（一般為設(shè)備交貨價(jià)格的43%），得到設(shè)備安裝后的價(jià)格，再以此為依據(jù)，按照各種費(fèi)用的不同比例，計(jì)算出工藝管線，儀表，附屬設(shè)施等項(xiàng)目的費(fèi)用，最后根據(jù)工程的實(shí)體部分的價(jià)值按比例計(jì)算施工費(fèi)用，不可預(yù)見費(fèi)用等，匯總德投資總額。粗苯工段的通風(fēng)設(shè)備應(yīng)用非燃材料制成，并以接地和消除靜電的措施，泵房內(nèi)應(yīng)安裝有自動(dòng)或手動(dòng)事故排風(fēng)裝置。⑹、管式爐阻力（表壓）：＜2kg/cm2.3 操作崗位的確定及崗位定員（1）、崗位的確定： 粗苯工段的責(zé)任有：終冷，洗苯各設(shè)備的開停工，調(diào)換及正常操作和異常情況的處理。洗苯部分：終冷部分的南側(cè)為洗苯部分。結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，所需面積為列管換熱器的1/2～1/4。在洗苯設(shè)備選型問題上，普遍是采用木格填料塔。℃，可用此式計(jì)算：=+。h=104500KJ/㎡h，本設(shè)計(jì)取=㎡/NmK管壁厚b=,鋼的傳熱系數(shù)，b/λ=10㎡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的富油經(jīng)分縮器，在分縮器下面三格中與從脫苯苯塔頂來的7油氣混合物換熱升溫至70～80℃進(jìn)入貧富油換熱器，被從脫苯塔底來的熱貧油加熱至130～140℃然后到管式爐加熱升溫至180～190℃從低14塊塔板進(jìn)入脫苯塔，在過熱蒸汽的蒸吹作用下脫苯。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。因此適宜的吸收溫度約25℃，實(shí)際操作波動(dòng)于25～30℃之間。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。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)。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。目 錄緒論 …………………………………………………………………………712第一章 論證及確定………………………………………………1214第二章 粗苯脫苯方法及工藝選擇………………………… 1415第三章 粗苯回收原理………………………………………………1620 第四章 粗苯工段工藝詳述………………………………………20 ………………………………2132 蒸餾脫苯部分設(shè)備計(jì)算和選型……………………………………3250 ……………………………………………………………5051第五章 主要設(shè)備的計(jì)算和選型…………………………………5156第六章 設(shè)備的工藝布置說明…………………………………5661第七章 非工藝部分……………………………………………………6166第八章 經(jīng)濟(jì)概算……………………………………………………6674第九章 圖紙說明…………………………………………………………7476 緒 論煉焦化學(xué)工業(yè)是煤炭綜合利用的專業(yè)。最大風(fēng)速： 最大平均風(fēng)速： 極端最高氣溫： ℃（）年平均氣溫： 14℃極端最低氣溫： ℃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： ~土壤耐壓力(砂質(zhì)黏土)： 12T/m2地下水質(zhì)對(duì)硅酸鹽水泥混凝土無侵蝕作用。從脫苯工序來的貧油，%，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，%左右。另外，操作中洗油溫度應(yīng)略高于煤氣溫度，以防止煤氣水汽冷凝進(jìn)入洗油中，一般規(guī)定，洗油溫度在夏季比煤氣溫度高2℃左右，冬季高4℃左右。二、脫苯原理脫苯原理實(shí)際上是精餾原理，由揮發(fā)度不同的組分的混合液中精餾塔內(nèi)多次地進(jìn)行部分氣化和部分冷凝，使其分離幾乎純態(tài)的組分的過程，在精餾過程中，當(dāng)加熱互不相容的液體混合物時(shí)，如果塔內(nèi)的總壓力等于個(gè)混合組分的飽和蒸汽分壓之和時(shí)，液體開始沸騰，但從富油中蒸出粗苯，必將富油加熱到250～300℃，這實(shí)際上是不可行的。與富油換熱后的貧油如脫苯塔下熱貧油槽，再用貧油泵抽至貧油冷卻器冷卻后到洗苯塔去洗苯。Sh圓整后，取D= m 式中 V—煤氣平均體積流量，Nm/S 花環(huán)填料面積，用量及塔高的計(jì)算： ㎡/Nmh,則輻射段加熱面積為： F=95%/104500㎡=取對(duì)流段加熱強(qiáng)度為5000 Kcal/㎡——粗苯在t℃下的比熱，kcal/kg這種塔具有阻力小、耐用、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)。鋼材耗量少，成本低。洗苯塔與終冷塔處于一中心線上，塔底東側(cè)是洗油槽和新洗油槽，處于同一中心線上，再靠東布地下防空槽。各油槽液位的調(diào)節(jié)及新洗油的補(bǔ)充。洗滌泵房采暖溫度為10℃或16℃，最少換氣次數(shù)為5次/時(shí)。具體算法如下：按現(xiàn)行價(jià)格計(jì)算的設(shè)備交貨價(jià)格。本工段主要好用蒸汽的地方有：脫苯塔用蒸汽，再生器用間、直接蒸汽；各個(gè)貯槽、塔、管道的保溫蒸汽，吹掃蒸汽等。貧富油及煤氣的取樣。廠房：靠西側(cè)為泵房（洗苯及脫苯油泵、冷卻水泵），往東是配電室、儀表控制室、工具室、更衣室和衛(wèi)生間，再往東是產(chǎn)品泵房。本設(shè)計(jì)即選用螺旋板式換熱器作為貧油冷卻器。近二十年來，我國木材供不應(yīng)求，尤其作木格填料用的紅松更不易得。76543——冷富油70℃帶入熱量Q ，kJ/h；則輸出熱量Q= Q＋Q＋Q =+(+55t) +由熱量平衡，得：Q= Q解之得：t= ℃ Q= kJ/h 換熱器面積的確定：換熱器內(nèi)貧富油呈逆流流動(dòng)，其溫度差為：貧油 175℃℃富油 135℃ 70℃ 40℃ ℃則平均溫差為：=℃取=h，則對(duì)流段加熱面積為： F=5%+設(shè)管式爐加熱效率為75%，煤氣熱值為4250 Kcal/m,=17765KJ/Nm.則煤氣消耗量為 ：V= =煤氣在管式爐中燃燒產(chǎn)生熱量為： Q=4250=根據(jù)《焦化設(shè)計(jì)參考資料》選熱負(fù)荷為310萬千卡/時(shí)的管式爐一臺(tái)。三種花環(huán)填料規(guī)格見下表；型號(hào)填充分?jǐn)?shù) 個(gè)/m比表面積 ㎡/Nm空隙率 %容重Kg/mX32500 185 88111 Z8000 127 89 120 D3000 94 90 88由上表可查出：Z型花環(huán)的比表面積為127㎡/Nm。S輕重分縮油分別進(jìn)入輕、重分縮油水分離器，與水分離后送入地下槽，與富油混合后送去脫苯。這樣，在脫苯過程中通入大量的直接水蒸氣，當(dāng)塔內(nèi)總壓力的為一定值時(shí)，若氣相中水蒸氣所占的分壓愈高，則粗苯和洗油的蒸汽分壓就愈低，這樣就可以在較低的溫度下（遠(yuǎn)低于250～300℃），將粗苯完全地從洗油中蒸餾出來。吸收劑與溶質(zhì)的分子量愈接近，則吸收得愈完全。脫苯后的貧油送回貧油槽循環(huán)使用。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（d204）～餾程75℃前餾出量（容）% 不大于3%180℃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（d204）～餾程230℃前餾出量（容）%不大于3%300℃前餾出量（容）%不大于90%酚含量（容）%萘含量（容）%不大于13粘度（。焦?fàn)t煤氣經(jīng)脫苯出氨后進(jìn)入粗苯工段，進(jìn)行苯族烴回收并制取粗苯，目前我國焦化工業(yè)生產(chǎn)的苯類產(chǎn)品仍占很重要的地位。非工藝部分，包括土建，供電供氣，自動(dòng)化儀表、防爆、防火投資概算和經(jīng)濟(jì)分析，這些都是生產(chǎn)順利進(jìn)行的必要條件。一、設(shè)計(jì)任務(wù)本設(shè)計(jì)是年產(chǎn)60萬噸焦炭粗苯回收工段的設(shè)計(jì)。用塑料花環(huán)填料塔的工藝流程見圖21。當(dāng)入塔貧油含量一定時(shí)，洗油液面上苯族烴的蒸汽壓隨吸收溫度升高而增大，吸收推動(dòng)力則隨之減小，致使洗苯后煤氣中的苯族烴含量（塔后損失）增粗苯的回收率降低。煤氣壓力與流速的影響：當(dāng)增大煤氣壓力時(shí)，擴(kuò)散系數(shù)Dg將隨之減少，因而是吸收系數(shù)與所降低。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，但蒸汽耗量過分增加：一是給油水分離帶來負(fù)擔(dān)，二是冷卻水量增加，三是蒸汽耗量大了不經(jīng)