【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，以備結(jié)晶工段加工處理。蒽塔頂用洗油打回流。自蒽塔頂來(lái)的油氣進(jìn)入餾分塔進(jìn)料塔板。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(duì)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。餾份塔頂出來(lái)的輕油和水的混合蒸汽引入餾份塔輕油冷凝冷卻器中，冷凝液經(jīng)油水分離后，水經(jīng)窺鏡導(dǎo)入酚水槽或下水道內(nèi)。輕油經(jīng)窺鏡流入回流槽，用回流泵送到餾份塔頂作為回流油，剩余的輕油送往粗苯工段。 設(shè)備的論述焦油蒸餾過(guò)程主要是將焦油加熱，利用組分間的沸點(diǎn)不同。從而得到分離開(kāi)的輕、重組分，重組分為瀝青，輕組分可通過(guò)進(jìn)一步的精餾得到多種產(chǎn)品。此生產(chǎn)過(guò)程的主要設(shè)備為：管式爐、蒸發(fā)器、蒽塔、餾分塔、冷卻器等 [4]。 管式爐的工作原理管式加熱爐一般由三個(gè)主要部分組成：輻射室、對(duì)流室及煙囪。其工作原理如下：爐底的油氣聯(lián)合燃燒器(火嘴)噴出高達(dá)幾米的火焰，溫度高達(dá) 1000~1500℃、主要以輻射傳熱的方式，將大部分熱量傳給輻射室(又叫爐膛)爐管(也叫輻射管)內(nèi)流動(dòng)的油品。煙氣沿著輻射室上升到對(duì)流室，溫度降到 700~900℃。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。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。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。由于火焰溫度很高(最高處可達(dá)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。在對(duì)流室內(nèi)，煙氣沖刷爐管，將熱量傳給管內(nèi)油品，這種傳熱方式稱為對(duì)流傳熱。煙氣沖刷爐管的速度越快，傳熱的能力越大，所以對(duì)流室窄而高些，排滿爐管，且間距要盡量小。有時(shí)為增加對(duì)流管的受熱表面積，以提高傳熱效率，還常采用釘頭管和翅片管。在對(duì)流室還可以加幾排蒸汽管，以充分利用蒸汽余熱，產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽供生產(chǎn)上使用。煙氣離開(kāi)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)。有時(shí)則利用煙囪的抽力直接將煙氣排入大氣。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。 [4]圖 管式加熱爐的主要結(jié)構(gòu) 管式爐的選型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)。按照管式爐的結(jié)構(gòu)又可分為立式爐、圓筒爐和無(wú)焰爐 [4]。立式爐立式爐爐膛為長(zhǎng)方形箱體，爐管可水平放置或垂直放置。臥管立式爐其輻射爐管沿爐壁橫排，火焰垂直于爐管上燒，爐膛較窄。對(duì)流室置于輻射室之上，長(zhǎng)度與輻射室相同，煙囪放在對(duì)流室頂部。這種爐的特點(diǎn)是爐管沿長(zhǎng)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。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(zhǎng)受熱不均勻，清掃困難。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。圓筒爐圓簡(jiǎn)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。圓筒爐的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，造價(jià)較低。從熱負(fù)荷上看，圓筒爐通常用作中、小型加熱護(hù)，這是因?yàn)檩椛涔懿荒芴L(zhǎng)，加大爐膛直徑又會(huì)提高造價(jià)。圓筒爐的熱效率偏低也使熱負(fù)荷的提高受到限制。無(wú)焰爐無(wú)焰爐其外形和立式爐相似，主要特點(diǎn)是將無(wú)焰噴嘴沿爐膛測(cè)墻均勻分布。由于無(wú)焰燃燒，爐膛體積可縮小，傳熱較均勻。由于燃燒完全，過(guò)剩空氣系數(shù)小，爐子熱效率較高。但這種無(wú)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(guó)內(nèi)主要用作焦化爐、高溫制氫的轉(zhuǎn)化爐及裂解爐等。從生產(chǎn)實(shí)踐和經(jīng)濟(jì)條件方面來(lái)選擇管式爐。圓筒爐是本設(shè)計(jì)的最佳選擇，其不僅能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求而且造價(jià)便宜。 塔設(shè)備的選型板式塔可根據(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。又可根據(jù)有沒(méi)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]。（1）泡罩塔盤(pán)泡罩塔盤(pán)是工業(yè)上應(yīng)用最早的塔盤(pán)之一。在塔盤(pán)板上開(kāi)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(kāi)有許多條形空孔。工作時(shí)，液體由上層塔盤(pán)經(jīng)降液管流入下層塔盤(pán)，氣體從下一層塔盤(pán)上升進(jìn)入升氣管，再經(jīng)泡罩的條形孔流散到液體中。（2）浮閥塔盤(pán)浮閥塔盤(pán)是在塔盤(pán)板上開(kāi)許多圓孔，每一個(gè)孔上裝一個(gè)帶三條腿可上下浮動(dòng)的閥。浮閥是保證氣液接觸的元件，操作時(shí)氣流自下而上吹起浮閥，從浮閥周邊水平地吹入塔盤(pán)上的液層；液體由上層塔盤(pán)經(jīng)降液管流入下層塔盤(pán)，再橫流過(guò)塔盤(pán)與氣相接觸傳質(zhì)后，經(jīng)溢流堰入降液管，流入下一層塔盤(pán)。（3）篩板塔盤(pán)篩板塔盤(pán)是在塔盤(pán)板上開(kāi)許多小孔，操作時(shí)液體從上層塔盤(pán)的降液管流入，橫向流過(guò)篩板后，越過(guò)溢流堰經(jīng)降液管導(dǎo)入下層塔盤(pán)；氣體則自下而上穿過(guò)篩孔，分散成氣泡通過(guò)液層，在此過(guò)程中進(jìn)行傳質(zhì)、傳熱。由于通過(guò)篩孔的氣體有動(dòng)能，故一般情況下液體不會(huì)從篩孔大量泄漏。（4）舌形和浮舌塔盤(pán)舌形塔盤(pán)是在塔盤(pán)板上沖有一系列舌孔，舌片與塔盤(pán)板呈一定傾角，氣流通過(guò)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)行傳質(zhì)，并推動(dòng)液相通過(guò)塔盤(pán)。填料塔根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為亂堆填料（鮑爾環(huán)、階梯環(huán)、環(huán)矩鞍等顆粒填料）及規(guī)則填料（網(wǎng)波紋填料、板波紋填料、格柵填料） [6]。本設(shè)計(jì)所應(yīng)用的 2 個(gè)塔設(shè)備都是對(duì)多種分進(jìn)行分離，通過(guò)造價(jià)、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(jì)的塔設(shè)備類型。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(pán)效率高。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。具有較高的生產(chǎn)能力，適用于大型生產(chǎn)。不易堵塞，介質(zhì)適用范圍廣。結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高，安裝維護(hù)麻煩；氣相壓降較大，但若在?；蚣訅合虏僮?，這并不是主要問(wèn)題。3 工藝計(jì)算及設(shè)備選型 物料與熱量衡算 計(jì)算條件及操作制度原料焦油無(wú)水焦油年處理量 噸/年 80000焦油車間工作日，天 330無(wú)水焦油處理量，千克/時(shí) 10101焦油中含水，%（對(duì)無(wú)水焦油） 4焦油加熱制度焦油入對(duì)流段的溫度，℃ 80焦油出對(duì)流段的溫度，℃ 130焦油入輻射段的溫度，℃ 110焦油出輻射段的溫度，℃ 400輻射段出口壓力，千帕 150過(guò)熱蒸汽蒸汽量（占無(wú)水焦油的6%） ，千克/時(shí) 606蒸汽入口壓力 千帕 600蒸汽入口溫度 ℃ 蒸汽出口溫度 ℃ 400燃料體積組成CO2 CmHn O2 CO H2 CH4 N2 空氣過(guò)剩系數(shù)α輻射段 對(duì)流段 焦油蒸餾的餾份產(chǎn)率 焦油蒸餾的餾份產(chǎn)率餾份名稱 產(chǎn)率% 產(chǎn)量 千克/時(shí) 平均分子量輕油 105酚油 120萘洗寬餾份 130洗油 150Ⅰ蒽油 177Ⅱ蒽油 198瀝青 —損失 101 —總量 100 10101 — 燃燒過(guò)程的計(jì)算焦油煤氣的低熱值干煤氣的低熱值Q ′ 查得：Q′e =+++=+++=4260千卡 /標(biāo)米 3=17807千焦/標(biāo)米 3煤氣中的含水量： 021PWg???%=%≈%式中：P0——在20℃時(shí)，煤氣中的飽和水氣分壓，由表 0=柱；P2——大氣壓力，取P 2=760毫米水柱；P——燒嘴前煤氣的靜壓力，毫米汞柱，取P=600毫米汞柱；濕煤氣的低熱值Q e： 1039。geWQ??= ?=4160千卡 /標(biāo)米 3=17389千焦/ 標(biāo)米 3燃燒所需空氣量%濕煤氣組成（體積%）：CO2 CmHn O2 CO H2 CH4 N2 H2O 在760毫米汞柱下煤氣中的飽和水蒸汽壓力溫度 ℃ 壓力 mmHg 溫度℃ 壓力mmHg 溫度℃ 壓力mmHg 溫度℃ 壓力mmHg0 11 22 33 1 12 23 34 2 13 24 35 3 14 25 36 4 15 26 37 5 16 27 38 6 17 28 39 7 18 29 40 8 19 30 41 9 20 31 42 10 21 32 43 焦?fàn)t煤氣各組成的發(fā)熱量（千卡/標(biāo)米 3）氣體名稱 高熱值 低熱值 氣體名稱 高熱值 低熱值CO 3018 3018 C6H6 34910 33504H2 3052 2581 CmHn 17430 16375CH4 9500 8558 H2S 6063 5593C2H4 15057 14120 C3H6 21955 20550燃燒過(guò)程計(jì)算，燃燒1標(biāo)米 3的濕煤氣的理論需氧量為：= 3 以100米 3濕煤氣為基準(zhǔn)的計(jì)算結(jié)果廢棄組成 米 3濕煤氣組 成含量體積%焦?fàn)t煤氣可燃成分的燃燒反應(yīng)式理論需氧量 米 3 CO2 H2O N2CO2 — — — —O2 — — — — —CmHn C2H4+3O2→2CO 2+2H2O —CO CO+ 1/2O2→ CO2 — —CH4 CH4+2O2→CO 2+2H2O —H2 H2+ 1/2O2→H 2O — —N2 — — — — H2O — — — — —合 計(jì) 100 當(dāng)空氣過(guò)剩系數(shù)α =：= 3/標(biāo)米 3濕煤氣；當(dāng)空氣過(guò)剩系數(shù)α =：= 3/標(biāo)米 3濕煤氣；未參加燃燒的過(guò)剩氧量為：當(dāng)α= 時(shí)，= 標(biāo)米 3/標(biāo)米 3濕煤氣；當(dāng)α= 時(shí)，= 標(biāo)米 3/標(biāo)米 3濕煤氣；燃燒1標(biāo)米 3為濕煤氣所需的干空氣量為：當(dāng)α=，?標(biāo)米 3/標(biāo)米 3濕煤氣；當(dāng)α=， 3/標(biāo)米 3濕煤氣；由干空氣帶入的氮?dú)饬繛椋寒?dāng)α=，= 3/標(biāo)米 3濕煤氣； 當(dāng)α=，= 3/標(biāo)米 3濕煤氣； 當(dāng)大氣溫度15℃和相對(duì)濕度為 ，則空氣入的水汽量為： 當(dāng)α= 時(shí)，= 3/標(biāo)米 3濕煤氣；