【導讀】粗苯是由多種芳烴和其他化合物組成的復雜混合物。粗苯的主要組分是苯、甲苯、二甲苯及三甲苯等。此外，還含有一些不飽和化合物、硫化物及少量的酚。當用洗油回收煤氣中的苯族烴時，在所得粗苯中尚含有少量的洗。粗苯中各組分的含量常因配煤質(zhì)量和組成以及煉焦工藝條件的不同。而有較大的波動。粗苯是淡黃色的透明液體，比水輕，不溶于水。在貯存時，由于輕質(zhì)不飽和。粗苯易燃，閃點為。圍內(nèi)時，能形成爆炸性混合物。粗苯的各主要組分均在180℃前餾出，145-180℃的餾出物稱為溶劑油。180℃前的餾出量作為鑒別粗苯質(zhì)量的指標之一。，硫化物的大部分和近50%的不飽和化合物都集中于輕苯中；苯乙烯、古馬隆及茚等高沸點不飽和化合物則集中于重苯中。為凈化輕苯，首先要盡量清除輕苯中的低沸點不飽和化合物及硫化物。提取純產(chǎn)品之前，需加以凈化處理，以除去其中的不飽和化合物及硫化物。二甲苯殘油則經(jīng)套管冷卻器后入二甲苯殘油貯槽。塔頂塔底物料組成及塔頂塔底溫度確定。

　　

【正文】 Hp 仍為 ， HD為 ， HB為 3m。 計算出： H=（ 2914） +1 1+3 ++2 = m 河南城建學院畢業(yè)設(shè)計 第 27 頁 確定塔體各接管及材料 ： 1)蒸汽管 VS=πd2u/4 式中 d塔頂蒸汽出口管直徑， mm。 u氣體速度， m/s. 常壓下蒸汽輸送速度在 u=10～ 40m/s，現(xiàn)按 30m/s 設(shè)計計算 ，按加壓下操作計算 p= 30 1 5 /4p uu m sp? ? ? 式中 up 加壓下氣體速度， 1 . 1 6 1 3140 . 7 8 5 0 . 7 8 5 1 5pVsd m mu? ? ??? 跟據(jù)化工機械基礎(chǔ)管件附表選公稱直徑 350mm，外徑 366mm， 壁厚8mm。 2)回流管 由泵輸送有機物料流速為 u=1～ 2m/s， 取 u=。 LS= 0 . 0 0 2 3 6 54 4 . 80 . 7 8 5 0 . 7 8 5 1 . 5Lsd m mu? ? ?? 跟據(jù)化工機械基礎(chǔ)管件附表選公稱直徑 50mm，外徑 60mm，壁厚5mm。 3)進料管 當 進料管流速 取 u=VS =1 . 1 6 1 1450 . 7 8 5 0 . 7 8 5 0 . 7Vsd m mu? ? ?? 跟據(jù)化工機械基礎(chǔ)管道附表選公稱直徑 60mm，外徑 70mm， 壁厚5mm。 4)塔釜液出口 河南城建學院畢業(yè)設(shè)計 第 28 頁 選取釜液出口流速為 u= m/s 設(shè)計 。 LS=W=0 . 0 0 2 3 6 5 4 8 . 10 . 7 8 5 0 . 7 8 5 1 . 3Vsd m mu? ? ?? 選公稱直徑 50mm，外徑 60mm， 壁厚 5mm。 5)進入再沸器的汽液混合液入口 常壓下有機氣體輸送速度在 ， u 選 取 。 V= d={（ ） }1/2= 選公稱直徑 200mm，外徑 218mm，壁厚 9mm。 6)再沸器進入塔內(nèi)管口直徑 氣體量 V39。=，選擇立式再沸器汽化率為 50％ . V39。入 = 取 u=20m/s。 d={ VS /up })1/2 ={（ 20） }1/2 = 選公稱直徑 180mm，外徑 186mm，壁厚 3mm。 河南城建學院畢業(yè)設(shè)計 第 29 頁 九 冷凝器和再沸器熱量衡算 在化工原理課本上查取各種物質(zhì)的物性參數(shù)如下表： 組分 苯 甲苯 二甲苯 三甲苯 氣化 r 76 Cp 頂 yi 底 xi 表 9— 1 物料組成 其中 r 和 Cp 單位都為 kcal/kg， 30℃水的比熱為 ， 水蒸氣的汽化潛熱為 。 由前面算得塔頂 V=， D= 冷凝冷卻器熱負荷 由以上數(shù)據(jù)及平均汽化潛熱公式 r=∑ yi*ri 求得 r= Kcal/kg。 1cal= 平均摩爾質(zhì)量 M=∑ yi*Mi = kg/kmol 由 Q=M V r = =3615662 kj/h 由 Q=m 水 Cp 水 ⊿ t 假設(shè)水溫從 30℃上升到 100℃，代入數(shù)據(jù)得 3615662= m 水 (10030) m 水 = kg/h 塔頂換熱器熱負荷 由 Q=M D Cp 均 ⊿ t Cp 均 =∑ yi*Cpi = kcal/kg Q= （ 10440） =假設(shè)水從 30℃上升到 40℃ 則 m 水 =（ 10） =河南城建學院畢業(yè)設(shè)計 第 30 頁 塔底再沸器熱負荷 由前面算得塔底進料量 L 底 = L+F=，出料量 W=，氣化量 V=，塔底溫度為 124℃ M=∑ xi*Mi= kg/kmol r=∑ yi*ri = kcal/h 由 Q=V M r = =3807934 kj/h 用 的水蒸氣加熱， 汽化潛熱為 。 則 m 汽 = 3807934/= kg/h 塔底換熱器 熱負荷 塔底物料溫度應由 124℃變?yōu)?40℃， Cp 均 =∑ xi*Cpi= kcal/kg Q=M W Cp 均 ⊿ t = （ 12440） =854628 kj/h 冷卻水仍為 30℃變?yōu)?40℃，所以 m 水 = kg/h 河南城建學院畢業(yè)設(shè)計 第 31 頁 十 、 塔體強度校核 風載荷的計算 （ 1）風 速 V V = 4 0q = 4 400 = 80 m/s 式中 V － 距地面 12m處風速， m/s q0 － 距地面 10m處風壓 Pa ；查得： 運城 地區(qū)年平均風壓為 400 Pa （ 2）空氣動力系數(shù) K1 雷諾數(shù) Re Re = VD0/γ = 80104 = 106 式中 D0 － 塔設(shè)備的內(nèi)徑， m γ－系數(shù)， γ = 104 查得：空氣動力系數(shù) K1 = （ 3）迎風 面積 Ai Ai = Dhi = = m2 式中 D－ 塔設(shè)備的直徑， m ； hi－ 塔設(shè)備的高度 , m ； （ 4）風振系數(shù) K2i K2i = 1 + m 脈 ζi = 1 + = 式中 m 脈 － 脈動系數(shù) , m 脈 = ζi － 動力系數(shù) , ζi = （ 5）風載荷 Pi Pi = K1 K2i q0 ?i Ai = 400= 河南城建學院畢業(yè)設(shè)計 第 32 頁 式中 Pi － 風載荷， Pi K1 － 空氣動力系數(shù) K2i － 風振系數(shù) ?i － 風變化系數(shù)， ?i = 塔體壁厚 壁厚 初選 選 15mm厚 的 碳素鋼 塔的計算長度 L： L = 1400 + 215= 11430 mm 查查 化工機械基礎(chǔ)附表 得： 鋼板的 腐蝕裕量 C2 = 1 mm,厚度負偏差 C1 = mm ： 名義厚度 δn = 15mm 0DL =1400/(1400 +230)= e0?D =（ 1400+230） /（ 151） = 式中 δe －有效厚度， mm ； 查 化工機械基礎(chǔ)附圖 圖 得： A = ,鋼板的許用應力 σs = 205 MPa， B = 110 Mpa A,B － 系數(shù) D0 － 外徑， mm 常溫下， [P] = B0De? = 11014/1400= MPa MPa [P] 水力學試驗壓力 所以，采用 15mm厚的鋼板制造是合適的 河南城建學院畢業(yè)設(shè)計 第 33 頁 十一 、設(shè)計結(jié)果總結(jié)及表示符號說明 項目 符號 單位 計算數(shù)據(jù) 操作壓力 P kpa 處理量 F T 50000 進料溫度 TF K 塔頂溫度 TD K 塔低溫度 TW K 實際塔板數(shù) n 塊 29 塔徑 D m 塔高 H m 塔板間距 HT m 溢 流 裝 置 堰長 lw m 堰高 hw m 堰寬 Wd m 塔底與受液盤距離 h0 m 板上清液層高度 hL m 孔徑 d0 mm 5 孔間距 t mm 20 孔數(shù) n 個 3681 開孔面積 m2 篩孔氣速 u0 m/s 降液管中停留時間 ? S 降液管中清液層高度 Hd m 霧膜夾帶 ev Kg 液 /kg 氣 負荷上限 霧膜夾帶控制 負荷下線 漏液控制 氣相最大負荷 Vs， max m3/s 氣相最小負荷 Vs， min m3/s 操作彈性 塔體壁厚 mm 15 河南城建學院畢業(yè)設(shè)計 第 34 頁 參考文獻 [1] 張順澤、劉麗華、徐輝、李翔編 .分離工程講義， 2020 [2] 柴誠敬，劉國維，李阿娜編 .化工原理課程 設(shè)計 . 天津科學教育出版社 .2020 [3] 熊潔羽主編 .化工制圖 . 北京：化學工業(yè)出版社 .2020 [4] 譚天恩，竇梅，周明華 .化工原理第二版 . 北京：化學工業(yè)出版社， 2020 [5] 楊曉濤主編 .煉焦化工產(chǎn)品回收利用及質(zhì)量檢測（控制）標準實用手冊 .1998 [6] 劉啟光、馬蓮湘主編 .化工工藝算圖手冊 .北京：中國標準出版社，1996 [7] 秦仲達、潘連生、賀永德等編 .代煤化工技術(shù)手冊 .山西：山西教育出版社， 2020 [8] 何銘新、錢可強主編 .機械制圖 . 天津：天津大學出版社， 2020 [9] 陳國恒主編 .化工機械基礎(chǔ) . 北京：化學工業(yè)出版社， 1999 [10]侯文順主編 .化工設(shè)計概論 .北京：化學工業(yè)出版社， 1999 河南城建學院畢業(yè)設(shè)計 第 35 頁 設(shè)計心得 經(jīng)過三個多月的生產(chǎn)實踐，我覺得在化工生產(chǎn)一線工作， 理論和實踐同等重要。只有將理論同實踐結(jié)合起來，才能真正在工作中游刃有余，把所學的知識應用到生產(chǎn)實踐中去。 在工作之余，我綜合目前山西省煤化工行業(yè)的發(fā)展方向，結(jié)合我廠實際情況做了關(guān)于粗苯深加工的設(shè)計，經(jīng)過對粗苯進行精制，綜合利用了焦化企業(yè)煤氣中有害物質(zhì)，變廢為寶，對 環(huán)境也有一定的保護，同時提高企業(yè)綜合競爭力，也為周圍村民提供了近百個工作崗位。 在設(shè)計過程中，在我公司廠長的幫助下，查閱了相關(guān)專業(yè)設(shè)計手冊，結(jié)合我廠目前實際情況及氣候，水源等設(shè)計過程的影響因素，對粗苯精制過程設(shè)計進行合理規(guī)劃，綜合考慮，使其真正接近實際生產(chǎn)，也為以后的工作做好基礎(chǔ)。 通過本次設(shè)計，使我在工作實踐的基礎(chǔ)上，結(jié)合在大學三年所學基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)知識，鞏固了所學專業(yè)知識，提高了繪圖和查閱資料的能力，也對設(shè)備內(nèi)部構(gòu)件及輔助設(shè)備，管線布置等化工基礎(chǔ)理論和通用設(shè)備有所了解。對在生產(chǎn)中可能發(fā)生的問題和容易發(fā)生 的事故有所認識。 短暫的設(shè)計時間即將過去，通過此次設(shè)計， 使我 對工程設(shè)計有更加詳盡的認識，能夠考慮到更多方面在設(shè)計中的影響因素。 對 粗苯精制 方面的知識有了一個比較深刻的 了解，為以后在此方面工作有一個更深刻的認識。 河南城建學院畢業(yè)設(shè)計 第 36 頁 致 謝 我的這篇畢業(yè)設(shè)計的完成，首先應當歸功于指導老師 宋軍超 導師。他 在設(shè)計和 撰寫等各個方面都給予了大量的指導和幫助，令我不但完成了設(shè)計，也學到了許多書本上學不到的知識，受益匪淺，特致以深深的感謝。同時也要感謝我班同學的幫助，我們共同完成畢業(yè)設(shè)計。 在這里我再次向在設(shè)計完成中給予我悉心關(guān)懷、鼓勵和指導的各位指導老師致以深深的敬意和謝意。多位老師一絲不茍的鉆研精神 ,嚴謹求實的治學態(tài)度 ,執(zhí)著忘我的工作作風 ,獨樹一幟的思維方式 ,使學生受益匪淺 ,并終身難忘。 感謝我的朋友和同學對我的關(guān)心和幫助。