【正文】 = Kg/h共計(jì) 則油分子數(shù)與水蒸氣分子數(shù)之比為：L=18/(160)=將上述各值代入公式，得洗油與萘蒸發(fā)率為：萘 =洗油 =洗油與萘在提餾段的蒸發(fā)量：洗油 = Kg/h萘 = Kg/h(2)精餾段： Kg/h，設(shè)在脫苯塔內(nèi)全部蒸發(fā)，其180℃前餾出量為93%，、= Kg/h。 = Kg/h，其中洗油占20%， Kg/h；萘占80%， Kg/h。 根據(jù)富油在脫苯塔進(jìn)出的閃蒸量，再生器進(jìn)入脫苯塔的氣體量，脫苯塔提餾段的閃蒸量以及塔頂粗苯帶走的油量，得到在精餾段冷凝而流到提餾段的洗油和萘： 洗油：()++= Kg/h 萘：()++= Kg/h 塔頂壓力為820mmHg，塔頂溫度為95℃， mmHg。精餾段的物料橫算如下：輸 入管式爐來的氣相（Kg/h）提餾段來的氣相（Kg/h）洗 油=+=萘=+=粗 苯(11%)==水蒸氣(11%)=共 計(jì)輸 出塔頂出來的氣相（Kg/h）流回提餾段來的氣相（Kg/h）洗 油萘粗 苯=水蒸氣+=共 計(jì)4495脫 苯 塔 總 物 料 平 衡 表進(jìn) 料（Kg/h）管式爐油氣再生器油氣提餾段蒸發(fā)粗苯萘洗油水蒸氣洗油萘粗苯水蒸氣洗油粗苯萘小計(jì)粗苯洗油萘水蒸氣脫苯塔塔徑的計(jì)算：(1)提餾段塔徑：根據(jù)上表，進(jìn)入提餾段上部的氣相質(zhì)量流量為：成 分 氣相質(zhì)量流量 Kg/h粗 苯 萘 洗 油 水蒸氣 共 計(jì) 則提餾段上部氣相體積流量為： = Nm3/h氣相密度為液相洗油密度（180℃）為：為了不產(chǎn)生大量霧沫夾帶，保證塔板效率，選取塔板間距為H=，從板式塔允許速度系數(shù)與板間距關(guān)系圖查出C=,得最大允許空塔氣速為：選用空塔氣速為：=則 塔徑取塔徑D=1800mm，其規(guī)格如下：塔徑mm塔高mm塔板層數(shù)板間距mm泡罩形式設(shè)備操作捕霧形式18001665016600條形2627035二層泡罩本設(shè)計(jì)選取提餾段塔徑為脫苯塔塔徑。 貧富油換熱器貧油溫度較高，從換熱器中心進(jìn)入；富油溫度較低，從換熱器邊緣進(jìn)入。 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：進(jìn)入貧富油換熱器貧油溫度175℃，貧油量為 ：= kg/h 其中， kg/h，洗油（含萘） kg/h貧油進(jìn)口溫度為175℃，出口溫度為t(假設(shè))。，，洗油（含萘）。富油入口溫度70℃，出口溫度135℃。 熱量衡算：(1)熱量輸入:①冷富油在70℃時(shí)帶入熱量：=(++) = KJ/h，1——分別為洗油，粗苯，水在70℃下的比熱，kcal/kg℃②熱貧油在175℃時(shí)帶入的熱量：=(+) = KJ/h，——洗油和粗苯在175℃下的比熱，kcal/kg℃故 熱量輸入：= + =+ = KJ/h(2)熱量輸出 ①135℃富油帶走的熱量 =(++) = KJ/h，——分別為洗油，粗苯，水在下的比熱，kcal/kg℃ ②熱貧油在t℃時(shí)帶走的熱量： =（）t =（+）t式中——洗油（含萘）在t℃下的比熱，kcal/kg℃，可用此式計(jì)算：=（+）?！直皆趖℃下的比熱，kcal/kg℃，可用此式計(jì)算：=+帶入公式，得：=(+)t kcal/h=(+)t kJ/h ③%，則 =%（)= kJ/h式中76543——熱富油175℃帶走熱量Q，kJ/h。76543——冷富油70℃帶入熱量Q ，kJ/h；則輸出熱量=++ =+(+)t +由熱量平衡，得：=解之得：t= ℃ Q= kJ/h熱量平衡如下：名 稱輸入（kJ/h）輸出（kJ/h）富 油熱貧油損 失共 計(jì) 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== =℃式中——溫差調(diào)節(jié)系數(shù)。根據(jù)《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》上冊(cè)中螺旋板油油換熱器的設(shè)計(jì)定額，取換熱系數(shù)K=400Kcal/㎡h℃,則所需換熱面積為：F= = =㎡選換熱面積為100㎡的換熱器兩臺(tái)規(guī)格如下：PNFNDNbδHFVdNltfdMpa㎡mmmmmmm㎡mmm㎡mm≤1001400104135100300 貧油冷卻器（螺旋板式換熱器）計(jì)算依據(jù)：成分進(jìn)口（℃）出口（℃）貧油27冷卻水1835取螺旋板換熱器的換熱系數(shù)為K=600℃熱量橫算：貧油輸入熱量：= kJ/h貧油輸出熱量：=(+) = kJ/h式中：——27℃時(shí)洗油的比熱，℃ ——27℃時(shí)粗苯的比熱，℃ === kJ/h貧油 ℃ 27℃冷卻水 35℃ 18℃ ℃ 9℃℃S== 管徑的計(jì)算一、煤氣管徑計(jì)算： 按終冷后煤氣（包括苯萘等）量計(jì)算則煤氣量：=據(jù)《煉焦化產(chǎn)品回收與加工》，取煤氣速度為=12m/s則管徑： D=m圓整，取煤氣管徑為D=1400mm，規(guī)格為Φ9168mm二、貧富油管路計(jì)算： kg/h，即=，則 貧油管管徑：D=m圓整，取貧油管管徑D=150mm,規(guī)格為Φ159㎜的無縫鋼管，同樣富油管也可選用Φ159㎜的無縫鋼管。三、蒸氣管徑的計(jì)算：已知，蒸氣質(zhì)量流量G=，表壓為4Kgf/㎝,該壓力下的飽和蒸氣密度為= Kg/N則 蒸氣體積流量V=G/==蒸氣在管內(nèi)流速可取為18m/s，則蒸氣管管徑D= 根據(jù)《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》，≤ MP，則可選用Φ=159㎜的無縫鋼管做蒸氣管。 貧油泵的計(jì)算和選型一、泵的壓頭計(jì)算：貧油泵：計(jì)算依據(jù)：貧油流量： kg/ 脫苯塔底貧油槽出口標(biāo)高：=洗苯塔塔頂噴嘴高：=25m噴嘴要求壓力：= Pa脫苯塔底部與大氣相通，取=1atm=101325 Pa脫苯塔底油槽與大氣相通，故P=10 P.在噴嘴高處和脫苯塔底油槽內(nèi)液面上列伯氏方程，得：式中===雷諾準(zhǔn)數(shù)R=取管壁的絕對(duì)粗糙度，則，由此可查《化工原理》上冊(cè)P圖126得：取則=+ =(80+113) /(2) =由《化工原理》上冊(cè)圖129可查的管件、閥門的當(dāng)量長(zhǎng)度如下： 止回閥：121=12m 閘閥（全開）：7=7m 標(biāo)準(zhǔn)彎頭：510=50m Le=12+7+50=69m所以，=2100+= /g=設(shè)為脫苯塔底液面處流速，由于液面大約保持不變，故取=0，為洗苯塔噴頭內(nèi)側(cè)流速將已知數(shù)據(jù)代入上式得：解得：He=選用80Y100A型泵并聯(lián)操作流量：50 揚(yáng)程：85 轉(zhuǎn)速：1950r/min 功率：軸 ；電機(jī) 25kw 泵殼許用應(yīng)力：1961/2942結(jié)構(gòu)形式：?jiǎn)渭?jí)懸臂4 主要設(shè)備的論證及選型 洗苯塔空噴塔空噴塔具有投資省、處理能力強(qiáng)、阻力小，不堵塞及制造安裝方便等。但單段空噴效率低，多段空噴動(dòng)力消耗大。2．篩板塔偶爾可見到穿流式的篩板塔，氣液兩相同時(shí)經(jīng)由塔板上的一些孔道穿流通過。結(jié)構(gòu)上可以省掉降液管，處理能力一般較大，壓降較小，但效率及操作彈性受到一定限制。浮動(dòng)噴射塔這種塔的洗滌效果也很好，但其阻力大，風(fēng)機(jī)要求高。4．填料塔這種塔是一種新型塔，洗滌的效果好，與前兩種塔相比較，具有操作穩(wěn)定、效率高、投資低的特點(diǎn)。填料的形式較多，包括木格填料、鋼板網(wǎng)填料和新型的塑料花填料等。在洗苯設(shè)備選型問題上，普遍是采用木格填料塔。這種塔具有阻力小、耐用、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)。但是它和鋼板網(wǎng)填料塔一樣體積龐大苯重、占地大、投資高，而且生產(chǎn)中往往需要三個(gè)洗苯塔。近二十年來，我國(guó)木材供不應(yīng)求，尤其作木格填料用的紅松更不易得。而且價(jià)格大浮上漲，影響投資、占地和建設(shè)速度。在舊廠改造和新建廠中必須考慮新型塑料花環(huán)填料?，F(xiàn)將國(guó)內(nèi)使用過的較成熟的洗苯塔和由國(guó)外引進(jìn)的新塔型進(jìn)行比較，比較結(jié)果列于表41表41 各種形式洗苯塔比較塔形使用廠家規(guī)模萬(wàn)噸/年塔徑m塔高m臺(tái)數(shù)每臺(tái)重量t泵數(shù)閥門個(gè)數(shù)總?cè)莘e比總占地出總投資出總重量比總阻力pa木格填料邯鋼6027383397382000浮動(dòng)噴射板濟(jì)鋼602313513717000鋼板網(wǎng)填料新余603525426721000日本空噴塔寶鋼10844321012977371500西德鋼板閥宣鋼9051119813711200日本花環(huán)填料戶煙60272____26___72____1100國(guó)產(chǎn)花環(huán)填料濟(jì)鋼601311___11116000 采用花環(huán)填料代替木格填料時(shí)，可節(jié)省投資，節(jié)電。若以每年改造或新建200～300萬(wàn)噸的焦炭規(guī)模計(jì)算，采用花環(huán)填料塔后，每年可節(jié)省投資360～540萬(wàn)元，節(jié)電288～433萬(wàn)kwh，價(jià)值32～47萬(wàn)元。并可獲得節(jié)省占地、縮減基建周期等社會(huì)效益。所以本設(shè)計(jì)采用塑料填料塔進(jìn)行?；ōh(huán)調(diào)料洗苯塔與其他填料洗苯塔的經(jīng)濟(jì)比較如下：表 42各種填料塔與濟(jì)鋼花環(huán)調(diào)料塔相比木格子調(diào)料塔鋼板網(wǎng)填料塔日本花環(huán)塔西德鋼板網(wǎng)塔日本空噴塔泵用多用電萬(wàn)kwh30151530275多用塔數(shù) 臺(tái)2111/32多占地2/31/21/21/2多用煤氣閥門個(gè)6336多用泵 臺(tái)21111增加投資2/32/51/23/52/2增大阻力 pa1300400200～600600900以上兩表可以看出，幾乎在所有比較項(xiàng)目中，花環(huán)填料塔都優(yōu)于其他塔型（填料塔），它是當(dāng)前國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的洗苯塔。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的三種型號(hào)的花環(huán)調(diào)料規(guī)格如下：表43型號(hào)外徑cm內(nèi)厚環(huán)數(shù)高cm容量kg/m3空隙率%比表面積填充數(shù)10m3使用溫度℃Hx1473391911188185120HZ1733412102891278120HD195361237889094120 脫苯塔我國(guó)焦化廠采用的脫苯塔有圓形泡罩塔，條形泡罩塔以及浮閥塔等，以條形泡罩塔應(yīng)用最廣。泡罩塔是工業(yè)應(yīng)用最久的一種塔板形式，該種塔型的優(yōu)點(diǎn)是：不易發(fā)生漏液現(xiàn)象，有較好的操作彈性，即當(dāng)氣，液負(fù)荷有較大波動(dòng)時(shí)，仍能維持幾乎恒定的板效率，塔板不易堵塞，對(duì)各種物料的適應(yīng)性強(qiáng)，操作經(jīng)驗(yàn)豐富，缺點(diǎn)是：塔板結(jié)構(gòu)復(fù)雜，金屬耗量打，造價(jià)高，板上液層厚、氣體流徑曲折，塔板壓降大，兼因霧沫夾帶現(xiàn)象較為嚴(yán)重，限制了氣速提高，故生產(chǎn)能力不大，而且，板上液流遇到阻力大，致使頁(yè)面落差大，氣體分布不均也影響了塔板效率的提高，近年來泡罩已很少建造。浮閥塔是在泡罩板與篩板兩種形式的基礎(chǔ)上揚(yáng)長(zhǎng)避短而衍生出來的一種新型塔，該種塔型目前已成為國(guó)內(nèi)許多工廠進(jìn)行蒸餾操作時(shí)最樂于采用的一種塔型，浮閥塔具有以下優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)能力打，由于浮閥安排比較緊湊，塔板的開孔面積大于泡罩塔板，故其生產(chǎn)能力比泡罩塔板約大20～40%。操作彈性大，由于閥片可以自由升降以適應(yīng)氣量的變化，故其所持正常操作所容許多負(fù)荷波動(dòng)范圍比泡罩塔及篩板塔底寬。塔底造價(jià)低，浮閥塔的造價(jià)約為具有同等生產(chǎn)能力的泡罩塔的6080%。氣體壓強(qiáng)降及液面落差較小。塔板效率高。本設(shè)計(jì)所選用的脫苯塔極為泡罩塔。 終冷塔通常終冷塔有金屬板式直接冷卻塔，帶焦油洗萘器的煤氣終冷塔及橫管終冷塔。根據(jù)本設(shè)計(jì)在第二章所確定的終冷除萘工藝流程，可確定選用與該終冷工藝流程相配套的終冷塔一橫管終冷塔，該塔型具有以下優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)阻力小，終冷效果好、無含酚污水處理、操作維修方便，消耗費(fèi)用低等。 貧油冷卻器我國(guó)焦化廠應(yīng)用的貧油冷卻器主要有：