【導讀】石油加工過程中獲得，今后這類產品主要依賴煉焦化學產品的吸收與加工，在焦爐煤氣凈化過程中，經(jīng)過冷卻、吸收、解析、化學轉化、蒸餾分。氣和氨水中的氨、硫化氫、氰化氫等有害物質去除且制成有用的化學產品。苯族烴回收精制加工后，可得到的輕苯，重苯，精苯，甲苯，二甲苯，甲苯，二甲苯，三甲苯，乙基甲苯，古馬隆，茚，噻吩，酚。這些產品具有極為廣泛的用途，是塑料合成纖維，合成橡膠，染料，涂料，有十分重大的政治意義和經(jīng)濟意義。其中的戊烯類，環(huán)戊二烯等不合和化合物的氧化合聚合而形成樹脂狀物質，濃度在%%（體積）范圍內時，能形成爆炸性混合物。中所含的洗油輕質餾分，稱為溶劑油。在測定粗苯中各組分的含量和計算其。粗苯在180攝氏度前的餾出量取決于粗苯的工藝流程和操作制度。粗苯的組成取決于煉焦配煤的組成及煉焦產物在炭化室內熱解的程度。此外，粗苯中酚類的含量通常在—%. 之間，吡啶堿類的含量不超過%。

　　

【正文】 能力大，液體分布遼寧科技學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 23 頁 年產焦炭 80 萬噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設計 好，濕潤率高，投資省，占地少，節(jié)省能耗，制造安裝容易， 操作方便等 突出優(yōu)點的填料。國家有關部門鑒于該填料具有以上優(yōu)點，已要求推廣使用高效花環(huán)填料洗苯塔。 根據(jù)以上的論述，本設計采用塑料花環(huán)填料洗苯塔。 （二）主要設備的計算和選型： ： 基本參數(shù)： 干煤氣體積產量 V煤氣 =45576Nm3/h； 粗苯回收率 A 粗苯： % (占干煤重量 )； 硫銨工段來煤氣溫度飽和 /溫度： 56/50℃。 物料衡算 煤氣質量產量 G煤氣＝ V 煤氣 ρ煤氣＝ 45576 =20737Kg/h ,其中，ρ煤氣＝ 。 干煤量 G 煤＝ V 煤氣 247。β煤氣＝ 45576247。 ＝ ,其中 ， Nm3/kg ，是干煤氣產率。 煤氣中 SH2 質量流量 G SH2 ＝ G 煤 E SH2 = %=,其中 ， E SH2 =% ，是 SH2 占干煤量的質量百分比。 煤氣中 SH2 體積流量 V SH2 = G SH2 247。 ρ SH2 =247。 = Nm3/h,其中，ρ SH2 ＝ , 是 SH2 的密度。 煤氣中粗苯含量 G粗笨 ＝ G 煤 A粗笨 + V煤氣 F粗笨 = %+45576 =,其中， A粗笨 ＝ % ，是粗苯加收率 (占干煤質量百分比 )； F粗笨 ＝ 。 煤氣中粗苯體積流量 V 粗笨 ＝ G粗笨 / ρ 粗笨 ＝ /h ,其中 ，ρ 粗笨 ＝ ，是粗苯蒸氣密度。 混合煤氣體積流量 V混合煤氣 ＝ V煤氣 + V SH2 + V 粗笨 ＝ Nm3 /h 終冷塔塔前煤氣中水蒸氣體積流 塔前水蒸氣V ＝ 混合煤氣V P50 /(P 入 +10333－P50)＝ 1255/（ 1100+103331255） = Nm3 /h , 其中 ， P50 ＝ 1255mmH2O ,是 50℃（塔前煤氣露點）下水蒸所飽和蒸氣壓； P 入 ＝1100mmH2O ,是入終冷塔煤氣壓力（表壓）。 終 冷 塔 塔 前 煤 氣 中 水 蒸 氣 大 質 量 流 量 塔前水蒸氣G ＝ 塔前水蒸氣V 18/=,其中， 18kg/kmol 是水的摩爾質量， Nm3 /kmol 是標準情況下干摩爾氣體的體積。 終冷塔塔后煤氣中水蒸氣體積流量 塔后水蒸氣V ＝ 混合煤氣V P 21 （ P 出 +10333－ P21）＝ 50602 253/（ 1000+10333－ 253）＝ /h ，其中， P21 ＝253mmH2O ,是 21℃（終冷溫度）下水蒸氣飽和蒸氣壓； P 出 ＝ 1000mmH2O ,是出終冷塔煤氣壓力（表壓）。 終冷塔塔后煤氣中水蒸氣質量流量 塔后水蒸氣G = 塔后水蒸氣V 18/＝ 18/＝ 。 進出終冷塔煤氣主要組分的質量流量和體積流量 遼寧科技學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 24 頁 年產焦炭 80 萬噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設計 組分 質量流量（ kg/h） 體積流量（ Nm3 /h） 干煤氣 20737 45576 硫化氫 進塔 粗 苯 水蒸氣 干煤氣 20737 45576 硫化氫 出塔 粗 苯 水蒸氣 通過對進出洗苯塔煤氣平均流量，洗油循環(huán)量，貧富油中粗苯量的計算，來計算洗苯塔的塔徑，塔高等。并完成洗苯塔填料的計算和選型。 進、出洗苯塔的粗煤氣量 入洗苯塔的 粗煤氣量 入洗苯塔粗煤氣量： V煤氣 =45576Nm3/h； 經(jīng)硫銨工段的粗煤氣中主要成分是煤氣、粗苯和水蒸汽。 煤氣中的粗苯在洗苯塔內的回收率： 121 ??? ?? 式中α 1，α 2— 洗苯塔入口煤氣和出口煤氣中粗苯的含量，α 1=36g/Nm3，α2=3。 故 回收率為： % ????? ??? 入洗苯塔粗煤氣中的粗苯量為： 45576 36 103=入洗苯塔粗煤氣中水蒸汽含量： 粗苯的組成表 指標名稱 苯 甲苯 二甲苯 溶劑油 指標（質量 %） 70 20 5 5 分子量 78 92 106 120 以 100kg 粗苯為基準 ， 按表中的數(shù)據(jù)可得苯的分子量為 ： 120/5106/592/2078/70100Mb ???? = 遼寧科技學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 25 頁 年產焦炭 80 萬噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設計 粗煤氣含粗苯的摩爾量 ： 粗煤氣含粗苯的體積量 ： = 粗煤氣含煤氣的量 ： =煤氣的分子量為 ， 則煤氣的質量流量為 ： = ： 出洗苯塔粗煤氣中的煤氣量和水蒸氣量可以看作不發(fā)生變化 ， 此時有粗煤氣 中的粗苯含量改變。 粗煤氣經(jīng)洗苯塔被吸收的粗苯量 ： %=出洗苯塔煤氣中的苯含量 ： = = = 進出洗苯塔的濕煤氣中各個組分的流量 入洗苯塔濕煤氣 出洗苯塔濕煤氣 組分 質量流量（ kg/h） 體積流量（ Nm3 /h） 質量流量（ kg/h） 體積流量（ Nm3 /h） 煤氣 粗 苯 水蒸氣 共計 45576 45156 入洗苯塔煤氣的實際流量： 煤氣平均流量 V 的計算： 對于實際條件 下的氣體滿足： 000111 TVPTVP ? 式中 P1,V1,T1— 氣體任意狀態(tài)下的壓力 ,體積 ,溫度； P0,V0,T0— 氣體標準狀態(tài)下的壓力 ,體積 ,溫度。 由上式可算出煤氣的實際流量為 : 塔前 : h/273252731000103331033345576TPTVPV2111001??????? 塔后 : 遼寧科技學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 26 頁 年產焦炭 80 萬噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設計 h/273252731000103331033345576TPTVPV2022002??????? 煤氣在塔內的平均流量： 5272 3952VVV 21S????? 洗油循環(huán)量計算： 洗油循環(huán)量： k g /ViG S??????? 油洗油 ? 油氣比 i 取為 ，油密度取γ 油 =, Vs=貧富油中粗苯含量的計算 : (1)塔前煤氣含粗苯量 : 11 100 0VG ?? 粗笨前? = 1000/=式中 :V1－塔前煤氣實際流量 , m3/h (2)塔后煤氣含粗苯量 : 22 1 0 0 0VG ?? 粗笨后?= 1000/=式中 :V12 －塔后煤氣實際流量 , m3/h (3)貧油允許含粗苯量 : 用焦油作為洗油時與洗苯塔塔后煤氣含苯量 2? 相平衡的貧油允許含苯量 X(單位為 %)滿足以下公式： mMP　22? =mbbb MXMX PMX /)100(/ )/( ?? 式中 :? 2出塔含苯量， g/ m3 X洗油含苯量， % 遼寧科技學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 27 頁 年產焦炭 80 萬噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設計 Mm — 洗油的平均 分子量 ,160 P— 煤氣總壓力 Pb— 回收溫度下粗苯的飽和蒸汽壓 , mmHg Pb= P39。b ++ Px + P39。b =110mmHg Pt= 30mmHg Px =20mmHg Ps=0mmHg 分別為純苯，甲苯，二甲苯，萘溶劑的飽和蒸汽壓，可通過《煉焦化產理化常熟》 P38 公式和常數(shù)表計算。 P2出塔煤氣的絕對壓力， mmHg P2=760+600/= mmHg 將這些參數(shù)帶入上公式中即可求得 x 值 以上各值代入上公式得： X= （ 4)入塔貧油實際含苯量： C1=x/n, %。n 是平衡偏離系數(shù)，為 ~，取 C1=x/n=（ 5） 出塔富油含苯量： C2= C1＋回收的苯量 /（洗油量＋苯的回收量） =+(+) = 、塔徑、填料面積、填料量和塔高的確定； 《燃料化工》 1998（ 3）提供的參數(shù)，塑料花環(huán)填料的空塔速 ? 在 ～，這里取 ；花環(huán)填料表面定額在 ～ ㎡ /Nm3 h，取 ㎡ /Nm3 h，本設計取 ? =， D= uvs?4= 3 6 0 0/4 5 5 2 7 .8 44 ??= 圓整后，取 D= 式中 VS — 煤氣平均體積流量， Nm3/S 花環(huán)填料面積，用量及塔高的計算： 由于花環(huán)填料表面定額值為 ㎡ /Nm3 h 得花環(huán)填料面積 ： F= V 煤氣 = 45576=11394 ㎡ 其中 V 煤氣 ＝ 45576Nm3/h 是干煤的體積流量。 該洗苯塔采用的填料是 Z 型塑料花環(huán)填料，其比表面積 A39。 ＝ 127 ㎡ /Nm3，空隙率ε =89%則總填料體積： V＝ F/A39。 =11394/127=。 H： H=V/r? 2 =( )= ， 其中 r= ,是洗苯塔的半徑。 遼寧科技學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 28 頁 年產焦炭 80 萬噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設計 ： 塔分為 4 層填料，每層高度為 2m，由于塔徑大于 2m，故采用雙升氣管型分布板，底座高度為 ，煤氣進口高度取 1m，煤氣進口管到第一層填料高度取 ，噴淋高度取 ，捕霧層高度取 ，煤氣出口高度取 1m，煤氣出口到塔頂高度取 3m， 每層填料底高度取 ,所以塔高 H＝ 式加熱爐的爐型有幾十種。按其結構形式可分箱式爐、立式爐和圓筒爐。 按燃料燃燒的方式可分有焰爐和無焰爐。 物料衡算 粗苯煤粗苯 AGG ?? = %=,其中 A 粗苯 ＝ % ，是粗苯加收率 (占干煤質量百分比 )。 苯粗苯苯 ??? GG = =,其中β 苯 ＝ ，是粗苯中純苯的含量。 苯粗苯苯 ??? GG = =,其中β 甲苯 ＝ ，是粗苯中甲苯的含量。 二甲苯粗苯二甲苯 ??? GG = =,其中β 二甲苯 ＝ ， 是粗苯中二甲苯的含量。 溶劑油粗苯溶劑油 ??? GG = =,其中β 溶劑油 ＝ ，是粗苯中溶劑油的含量。 ：（貧油中含苯的量可按 %計算）這里取 % ， 粗苯貧油粗苯 WGG 39。 ?? = %=,其中 W 粗苯 ＝ % ，是貧油中粗苯的含量 。 39。39。39。 GG 苯粗苯苯 ??? ＝ %＝ 39。39。39。 GG 甲苯粗苯甲苯 ??? ＝ %＝ 39。39。39。 GG 二甲苯粗苯二甲苯 ??? ＝ %＝ 39。39。39。 GG 溶劑油粗苯溶劑油 ??? ＝ %＝ 39。GGGG 粗苯貧油粗苯富油 ??? ＝ ++＝ 富油中水量 水富油水 ??? GG ＝ %＝ ＝ % ，是富油含水量。 富油中含萘油 遼寧科技學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 29 頁 年產焦炭 80 萬噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設計 萘富油萘 ??? GG ＝ 5%＝ ＝ 5% ，是富油含萘量。 萘貧油洗油 GGG ?? ＝ －