【正文】 根據(jù)《燃料化工》1998（3）：36提供的參數(shù)，～；～㎡/Nm h，本設(shè)計(jì)取=，㎡/Nmh D=4Vsπu=4 = m圓整后，取D =4700 mm式中 V——煤氣平均體積流量，Nm/S，用量及塔高的計(jì)算，得花環(huán)填料面積： F=V煤氣 = 17600 m2洗苯塔吸收段內(nèi)填Z型花環(huán)填料，填料層的結(jié)構(gòu)采用多段填充，塔頂部設(shè)一層高800mm的捕霧層，充填X型花環(huán)填料，采用6個(gè)葉式噴頭，在塔的適當(dāng)部位設(shè)再分布器。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。則： 填料總體積 V=F/127 = Nm3故填料高度為：H== m 因此，吸苯塔可分4層填料，每層高度為2m，，煤氣入口段2m，煤氣出口段2m，吸苯塔底部槽高為6m，第二層與第三層填料間設(shè)再分布器，間隔為2m，則吸苯塔內(nèi)填料高度為： H=42+2+2= m 塔高可取為： H=++2+2+6+++(附加高度)= m計(jì)算依據(jù)：粗苯產(chǎn)量：2070 kg/h其中： 純苯 207076%=1573 kg/h 甲苯 207015%=311 kg/h 二甲苯 20705%=104 kg/h 萘溶劑油 20704%=83 kg/h貧油量：W=136600 kg/h，貧油密度為 1050 kg/m3，則：V=Wγ=136600/1050 =130 m3/h貧油中粗苯的含量：136600%=410 kg/h 其中： 純苯 410%=11 kg/h 甲苯 410 %=79 kg/h 二甲苯 410 %=126 kg/h 萘溶劑油 410 %=193 kg/h富油量=貧油量+粗苯產(chǎn)量+貧油中含苯量 =105 kg/h富油中水量=富油量% =973 kg/h富油中苯量=純苯+貧油中純苯 =1585 kg/h富油中萘量=富油量5% =6953 kg/h洗油量=貧油量—富油中萘量 =129600 kg/h則進(jìn)入脫苯工序的富油量如下：成分Kg/hKmol/h分子量洗油129600146017810160萘695354128苯158524802078甲苯3894二甲苯2302溶劑油2762120水9735418共計(jì)140038948管式爐出口富油溫度為180℃，壓力為920mmHg。180℃時(shí)各種組分的飽和蒸氣壓（mmHg）分別為：苯：7668；甲苯：3875；二甲苯：2060；萘：295；溶劑油：1100；洗油：110。從管式爐出來的富油進(jìn)入脫苯塔時(shí)，閃蒸后與閃蒸前液相中各組分比率計(jì)算如下（用試差法）：苯的比率：假設(shè)=甲 苯：=7668/（7668+3875）=二甲苯：=7668/（7668+2060）=溶劑油：=7668/（7668+1100）=洗 油：=7668/（7668+100）=萘 ：=7668/（7668+295）=水 ：=0閃蒸后留在液相中各組分的數(shù)量如下（包括進(jìn)入再生器的洗油量）：成分Kmol/hKg/h苯20=824甲苯4=265二甲苯2=184溶劑油2=244洗油810=125186萘54=6862共計(jì) 133565驗(yàn)算： A= =8318 =與假設(shè)的值幾乎一致，故以上計(jì)算正確。在脫苯塔進(jìn)口各組分蒸發(fā)量如下：（包括進(jìn)入再生器的蒸發(fā)量）成分Kg/h苯1585824=7619625499甲苯389265=124二甲苯230184=46溶劑油276244=32萘69536862=914536洗油129600125186=4414水973共計(jì)6472粗苯在管式爐中的蒸發(fā)率： 962/2070100% = %（1）從吸苯塔來的富油經(jīng)分縮器、貧富油換熱器后進(jìn)入管式爐（包括洗油，粗苯，水，其溫度為125℃），帶入熱量Q1： 洗油帶入熱量（包括萘）： =洗油量（包括萘）比熱溫度 =（129600+6953）125 =107 kj/h 式中： ——含萘洗油125℃時(shí)的比熱，kcal/h； 粗苯帶入熱量： =粗苯量比熱溫度 =2480125 =105 kj/h 式中： ——粗苯125℃時(shí)的比熱； 水帶入熱量： =水量比熱溫度 =973125 =105 kj/h 式中： ——水在125℃時(shí)的比熱； 故帶入總熱量Q1=q1+q2+q3 =107 kj/h 入管式爐對(duì)流段低壓蒸氣帶入熱量:查《焦化設(shè)計(jì)參考資料》下冊(cè)，得：，則蒸餾用直接蒸氣耗量為： G=2070 =3295 kg/h 則Q2=G =106 kj/h 式中： ——； 管式爐加熱用煤氣供熱量； 則輸入熱量為： =＋＋（1）出管式爐富油180℃時(shí)帶走的熱量含萘洗油帶走熱量：=洗油量（包括萘）比熱溫度=132048180=107 kj/h粗苯帶入熱量： =粗苯量比熱溫度 =1517180 =105 kj/h 故 =＋ =107 kj/h （2）粗苯蒸氣和油氣帶出熱量 洗油蒸氣帶走熱量（含萘蒸氣）：=含萘洗油蒸氣量熱焓 =4536135 =106 kj/h 式中135——180℃含萘洗油蒸氣熱焓，KcaL/ Kg 粗苯蒸氣帶出熱量：’=粗苯蒸氣量熱焓 =962159 =105 kj/h 式中159——180℃粗苯蒸氣熱焓，KcaL/ h 水蒸氣帶出熱量：’=水蒸氣量熱焓 =973667 =106 kj/h 式中677——㎝180℃水蒸氣熱焓，KcaL/ Kg 故 粗苯蒸氣和油氣帶出熱量： =＋’＋ ’ =106 kj/h (3)400℃過熱蒸氣帶出熱量 = 3295 =107 kj/h ——4Kgf/㎝400℃過熱蒸氣熱焓，KcaL/ Kg(4)散熱損失 = ()則 =＋＋＋ 令 =得： =107 kj/h 故 =106 kj/h供給富油的熱量：=＋－ =107 kj/h 供給蒸氣的熱量：=－ =106 kj/h設(shè)的95%由輻射段供給，5%由對(duì)流供給，輻射段強(qiáng)度為25000Kcal/㎡h=104500KJ/㎡h,則輻射段加熱面積為： F1=95%Qm104500 = m2 取對(duì)流段加熱強(qiáng)度為21000 KJ/㎡h，則對(duì)流段加熱面積為： 蒸汽 F2=QV21000 = m2 富油 F3=5%Qm21000 = 對(duì)流總加熱面積：F2+F3= m2 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= =1891 Nm3/h 煤氣在管式爐中燃燒產(chǎn)生熱量為： Q=18914250=根據(jù)《焦化設(shè)計(jì)參考資料》選熱負(fù)荷為270萬千卡/時(shí)和熱負(fù)荷為550萬千卡/時(shí)的管式爐各一臺(tái)，其各項(xiàng)參數(shù)如下： 型號(hào)直徑毫米總高毫米總熱負(fù)荷萬千卡/時(shí)加熱面積重量圖號(hào)（焦化參考資料）對(duì)流段輻射段設(shè)備重操作重油管氣管油管氣管金屬重耐火材料重25525Φ127/Φ127/8934421957227060601F468855025φ114/φ152461229928550612301備3077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=——組分的飽和蒸氣壓力，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。油在再生器內(nèi)被加熱至200℃，該溫度下萘和洗油的飽和蒸氣壓力分別為 496 mmHg和200 mmHg。再生器油氣出口處油氣壓力為980 mmHg，則組分的平衡常數(shù)K為：萘 =496/980=洗油 =200/980=進(jìn)入再生器內(nèi)的油量 %，即140038% =2101Kg/h，其中氣相97 Kg/h，液相2003Kg/h，氣相包括洗油67 Kg/h，萘1 Kg/h，粗苯14Kg/h，水蒸氣15 Kg/h；液相包括洗油1878 Kg/h，萘103 Kg/h，粗苯23 Kg/h，水蒸氣量 為3295 Kg/h。設(shè)在再生器內(nèi)粗苯全部蒸發(fā)，則油分子數(shù)與水蒸汽分子數(shù)之比為： L=200318/[(3295 +15)160] =將上述各值代入公式，得各組分蒸發(fā)率為：η萘=()2=η洗油=()2=從再生器進(jìn)入脫苯塔的氣體數(shù)量如下： 洗油：1475 萘：92 粗苯：37 水蒸氣：3310從再生器排出殘?jiān)鼣?shù)量如下： 洗油：470 萘：12 共計(jì)：482 則每小時(shí)180℃前粗苯排出殘?jiān)繛? 1000482/2070=233 Kg殘?jiān)?t粗苯再生器頂部氣體溫度為240℃，其直徑計(jì)算如下：經(jīng)過再生器頂部的氣體流量：V=1475160+92128++331018273+240273760980 =6342取空塔氣速為1m/s，則直徑為D=634236001=取D=1600mm的塔徑，此再生器規(guī)格為：直徑（mm）全高（mm）塔 板形式 板數(shù)加熱面積（㎡）重 量設(shè)備 操作所用流程16007000弓形網(wǎng)板5214管式爐脫苯洗油與萘在提餾段的蒸發(fā)率按下式計(jì)算提餾段塔板數(shù)n=14，脫苯塔底壓力為970mmHg，塔底貧油溫度為178℃， mmHg，則組分的平衡常數(shù)為：萘 =洗油=105/970= Kg/h，進(jìn)入脫苯塔內(nèi)富油液相量如下：洗油 1251861878=123300 Kg/h萘 6862103=6759 Kg/h粗苯 248023=2457 Kg/h共計(jì) 132524 Kg/h則油分子數(shù)與水蒸汽分子數(shù)之比為：L=13252418/(3310160)= 將上述各值代入公式，得洗油與萘蒸發(fā)率為：萘 ηN=()71()81=洗油 ηM=()71()81=洗油與萘在提餾段的蒸發(fā)量：洗油 123300=2965 Kg/h萘 6759 = 432 Kg/h精餾段物料平衡粗苯產(chǎn)量為2070Kg/h,設(shè)在脫苯塔中全部蒸發(fā)180℃前餾出量為93%，故實(shí)際粗苯量為 2070/ = 2226 Kg/h粗苯蒸汽中含油量為22262070= 156 Kg/h其中洗油：20%， 即 31 Kg/h萘：80%，即125 Kg/h根據(jù)富油在脫水塔內(nèi)的蒸發(fā)量、在脫苯塔進(jìn)口的閃蒸量、由再生器進(jìn)入脫苯塔的氣體量、脫苯塔提餾段的蒸發(fā)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量和萘量如下：洗油 （187867）+1475+296531=6220 Kg/h萘 （1031）+92+432125=501 Kg/h即 6220/160+501/128=43 Kmol/h脫苯塔塔頂逸出的水蒸氣量和粗苯量計(jì)算：塔頂壓力：820mmHg；塔頂溫度：95℃。該溫度下水的飽和蒸汽壓力：水蒸氣的分子數(shù)為 粗苯（180℃以前的餾出93%）產(chǎn)量為157378+++83120+31160+125128=26設(shè)水全部蒸發(fā)。精餾段物料平衡輸 入管式爐來的氣相（Kg/h）提餾段來的氣相（Kg/h）洗 油444667 = 43791475+2965=4440萘911=9092+432=524粗 苯89813=8842226948=1278水蒸氣86214=9483295共 計(jì)63759537輸 出塔頂出來的氣相（Kg/h）流回提餾段來的氣相（Kg/h）洗 油316220萘125501粗 苯22262226948