【正文】 6==7 散熱損失 Q7 其中 為散熱系數(shù) Q7= =(＋ Q3)=＋ 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 21 8 管式爐的輸出熱量： QB=Q4+Q5+Q6+Q7 =+++＋ =＋ 9 QA=QB ＋ Q3=＋ Q3=所以散熱損失 Q7=+= KJ/h 再生器的物料衡算 洗油與萘在提餾段的蒸發(fā)率的公式 )2(12i )(1)(1η niniklkl???? 設(shè)有兩層塔板 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汽壓力分別為 496 mmHg 和 200 mmHg。℃ q2=粗苯量 比熱 溫度 =135 =水帶入熱量：水在 135℃ 下的比熱是 從管式爐出來(lái)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：苯的比率：假設(shè) ? B = 甲 苯： ? T =（ 7668） /（ 7668+3875） = 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 18 二甲苯： ? X =（ 7668） /（ 7668+2060） = 溶劑油： ? S =（ 7668） /（ 7668+1100） = 洗 油： ? M =（ 7668） /（ 7668+110） = 萘 ： ? N =（ 7668） /（ 7668+295） = 水 ： ? W =0 8 閃蒸后留在液相中各組分的數(shù)量如表 ： 蒸發(fā)量 =閃蒸前的量 閃蒸后留下的量 =+++= 蒸發(fā)量 =閃蒸前的量 閃蒸后留下的量 =+++ = 表 成分 Kmol/h Kg/h 苯 = 甲苯 = 二甲苯 = 溶劑油 = 洗油 = 55240 萘 = 共計(jì) 377． 198 粗苯在管式爐中的蒸發(fā)率： 100%=% 管式爐的熱量衡算 1 從洗苯塔來(lái)的富油經(jīng)過(guò)分縮器，貧富油 換熱器后進(jìn)入管式爐帶入的熱量 Q1 洗油帶入熱量（包括萘）：含萘洗油 135℃ 時(shí)的比熱是 3 富油量 =貧油量＋粗苯產(chǎn)量＋貧油中含粗苯量 =+936+ = 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 17 4 富油中水量 =富油量 % =% =5 富油中萘量 =富油量 5% =5% =6 洗油量 =貧油量 富油中萘量 = =7 則進(jìn)入脫苯工序的富油量見(jiàn)表 ： 表 成分 Kg/h Kmol/h 分子量 洗油 160 萘 128 苯 78 甲苯 二甲苯 106 溶劑 油 水 18 共計(jì) 管式爐出口富油溫度為 180℃ ，壓力為 920mmHg。 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 10 2 物料衡算與熱量衡算 計(jì)算依據(jù) 煤氣量： 340Nm3/t 煤 煤氣密度： SH2 產(chǎn)率 (占裝煤量 )： % SH2 密度： 粗苯的回收率 (占裝煤量 )： 1% 洗苯塔后煤氣含苯量： 2g/Nm3 粗苯蒸汽密度： kg/Nm3 煤氣量： 31824Nm3/h 硫銨工段來(lái)的煤氣溫度 /飽和溫度 ℃ ： 58/52℃ 終冷溫度： 22℃ 橫管終冷洗萘塔的物料及熱量衡算 橫管終冷洗萘塔物料衡算 1 干煤氣的體積流量和質(zhì)量流量 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 11 V 煤氣 =31824Nm3/h G 煤氣 =31824= ㎏ /h 2 煤氣中含 SH2 量 G SH2= G 煤 H 2S 產(chǎn)率 =1000%=V SH2=G SH2/? SH2=3 煤氣中粗苯含量 G 粗苯 =G 煤 粗苯的回收率 + V 煤氣 塔后煤氣含苯量 =10001%＋ 31824= V 粗苯 =G 粗 苯 /? 粗苯 =4 三種氣體流量之和 V 總 =31824++=5 塔前煤氣中水蒸氣量（ G 塔前 kg/h 和 V 塔前 Nm3/h） 塔前煤氣溫度 T1 =58℃ ，煤氣露點(diǎn) T01 =52℃ ，露點(diǎn)下的水蒸汽壓力為 P01=1385kg/m2,煤氣分壓為 8948kg/m2,煤氣壓約為 10000pa P1=煤氣絕對(duì)總壓力 =大氣壓＋煤氣壓 =101330+10000 =111330pa V 塔前 =V 總 P 02/(P1P01) =1385(1113301385) =G 塔前 =V 塔前 18/=18/=6 塔后煤氣中水蒸汽量 （ G 塔后 kg/h 和 V 塔后 Nm3/h） 塔后煤氣溫度 T2=22℃ ,露點(diǎn) T02=22℃ ,露點(diǎn)下水蒸汽壓力 P02=269kg/m2,煤氣壓為P2=9500pa 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 12 V 塔后 =V 總 P 02/(P2P01) =269(101330+95001385) =G 塔后 = V 塔后 18/=18/= 橫管終冷洗萘塔 熱量衡算 1 帶入熱量 干煤氣帶入熱量： q1= V 煤氣 干煤氣在 58c 下的焓 =31824 =H2S 帶入熱量： q2= G SH2H 2S 在塔前溫度下的比熱 塔前溫度 =58 =式中 ——kcal 與 kJ 之間的單位轉(zhuǎn)換系數(shù) 粗苯帶入熱量： q3= G 粗苯 i i=(103＋ ct) 式中 c=(＋ )/M M——粗苯平均分子量，可取為 t—煤氣塔前溫度， ℃ 則 c=(＋ 58)/ =℃ i=(103＋ 58) 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 13 =q3= G 粗苯 i= =水蒸氣帶入熱量： q4= G 塔前 水蒸氣塔前溫度下的焓 = =總共帶入的熱量： Q 入 = q1＋ q2＋ q3＋ q4=2 帶出熱量 干煤氣帶出熱量： q′ 1= V 煤氣 干煤氣在 22℃ 下的焓 =31824=H2S 帶出熱量 ： q′ 2= G SH2H 2S 在塔前溫度下的比熱 塔前溫度 =22=粗苯帶出熱量 :q′ 3= G 粗苯 i ′ , c′ =(＋ ′ )/M=(+22)/= Kcal/kg ℃ i′ =(103＋ ct′ )=(103＋ 22)=q′ 3==水蒸氣帶出熱量： q′ 4= G 塔前 水蒸氣 塔前溫度下的焓 == KJ/h 總共帶出的熱量： Q 出 =q′ 1＋ q′ 2＋ q′ 3＋ q′ 4 =+++ = KJ/h 所以煤氣從 58℃ 降到 22℃ 放出的熱量為： 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 14 Q 入 Q 出 =9826923 KJ 3 冷卻水量 W： (冷卻水采用 18℃ 的地下水出塔溫度為 28℃ 左右 ) W=（ Q入 —Q出 ） /[（ 28—18） 1000] =9826923/[（ 28—18） 1000] =4 冷卻面積的計(jì)算： 平均溫差 mT? ： 煤 氣： 58℃ ? 22℃ 冷卻水： 28℃ ? 18℃ △ T： 30℃ 4℃ 則平均溫差為： mT? =2121ln tttt????? =30430ln4?=℃ 冷卻面積 F： 由公式 F=Q/（ mT? 另外，通過(guò)本次設(shè)計(jì)將會(huì)拓寬自己的知識(shí)面，在文獻(xiàn)檢索，電腦軟件，動(dòng)手動(dòng)腦能力等方面也會(huì)得到進(jìn)一步的鍛煉和提高。 在 對(duì)其生產(chǎn)工藝進(jìn)行全面系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)前企業(yè)的生產(chǎn)情況，對(duì)其技術(shù)進(jìn)行理論分析，進(jìn)而對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行診斷和評(píng)析，最終提出優(yōu)化的工藝方案，選擇最佳工藝條件進(jìn)行生產(chǎn)車間工藝設(shè)計(jì)，以達(dá)到提回收率的目的，又使生產(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)境的污染大大減小。 現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)原料、生產(chǎn)工藝方法進(jìn)行改進(jìn)，采用管式爐生產(chǎn)一種苯，減少了 投資，并且提高了粗苯的回收量，降低了生產(chǎn)成本和設(shè)備投資，大大提高了經(jīng)濟(jì)效益。本課題要求對(duì)現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝進(jìn)行全面、系統(tǒng)的分析，并結(jié)合企業(yè)對(duì)粗苯回收的生產(chǎn)，對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行理論分析，進(jìn)而對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行診斷，對(duì)生產(chǎn)原料的選取及工藝的可行性進(jìn)行論證，選擇合理的、優(yōu)化的工藝條件進(jìn)行生產(chǎn)車間設(shè)計(jì)，同時(shí)要求生產(chǎn)對(duì)環(huán)境影響極小，排放物達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)；且經(jīng)濟(jì)效益客觀。 設(shè)計(jì)脫苯過(guò)程采用管式爐再生法生產(chǎn)一種苯方法 [4][11] 。 b 采用 管式爐再生法生產(chǎn)一種苯，該工藝流程與前述工藝基本相同，唯一區(qū)別在經(jīng)貧富油換熱器后的富油不是進(jìn)入預(yù)熱器中用中壓蒸汽加熱，而是進(jìn)入管式爐加熱到 180200℃后再進(jìn)入脫苯塔脫苯 [6]。大部分洗油被蒸發(fā)并隨著直接水蒸汽進(jìn)入脫苯塔的底部。 此外，洗油在循環(huán)使用過(guò)程中質(zhì)量會(huì)變壞。從兩苯塔頂部出來(lái)的輕苯蒸汽和水蒸氣進(jìn)入輕苯冷凝冷卻器，冷凝的輕苯用泵送到兩苯塔頂部作回流，控制塔頂溫度，同時(shí)控制輕苯質(zhì)量，另一部分由回流槽進(jìn)入中間槽即為輕苯產(chǎn)品。從分縮器底部出來(lái)的粗苯蒸汽和水蒸氣進(jìn)入兩苯塔，在此分離成輕苯和重苯。 從脫苯塔底部排出的熱貧油自流入貧富油換熱器，然后回脫苯塔底部貧油槽，再用泵送到貧油冷卻器 冷卻，送往洗苯塔循環(huán)使用。 本設(shè)計(jì)采用洗苯過(guò)程采用焦油洗油吸收法 [3] 。此外在洗苯過(guò)程中生成的難 容油渣容易堵塞換熱設(shè)備，含有油渣的洗油與水容易形成乳濁液，影響正常操作。以下。 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 7 目前國(guó)內(nèi)使用的石油洗油為輕柴油，與焦油洗油比較耗量低、油水分離容易，具有較高的穩(wěn)定性，長(zhǎng)期使用其物理化學(xué)性質(zhì)幾乎不變。最后一臺(tái)洗苯塔噴頭上面捕霧層，以 捕集煤氣夾帶的油滴，減少洗油損失，也避免洗油進(jìn)入煤氣。 各洗苯塔底部為洗油接受槽，用鋼板與煤氣隔開。從貧油槽來(lái)的貧油則從最后一臺(tái)洗苯塔頂噴淋而下，與煤氣逆向而行密切接觸，吸收煤氣中的苯。 （ 2） 洗苯工藝 a 焦油洗油吸收法 煤氣經(jīng)最終冷卻至 25℃ 左右后，首先進(jìn)入第一臺(tái)洗苯塔的底部，從塔頂導(dǎo)出，再依次經(jīng)過(guò)各臺(tái)洗苯塔。 c 系統(tǒng)阻力小，風(fēng)機(jī)電耗低；操作維護(hù)簡(jiǎn)便；無(wú)污染；占地面積小，基建費(fèi)用少。出口煤氣約 22℃ 左右，煤氣含萘量大約在 350450mg/Nm179。 設(shè)計(jì)除萘過(guò)程采用橫管終冷噴灑輕質(zhì)焦油洗萘工藝。 d 橫管終冷噴灑輕質(zhì)焦油洗萘工藝 煤氣的終冷和除萘都在橫管終冷塔中進(jìn)行，煤氣從上部導(dǎo)入終冷洗萘塔，從終冷塔下部導(dǎo)出；而水從下往上與煤氣逆流而行，且與煤氣間接接觸，煤氣在預(yù)冷段內(nèi)冷卻至2125℃ 后進(jìn)入吸收段的上部，循環(huán)噴灑輕質(zhì)焦油霧滴，捕霧后的煤氣進(jìn)入洗苯塔。 該流程的優(yōu)點(diǎn) 是塔后煤氣含萘量要低于前兩種工藝，用水量也僅為水洗萘的一半，因而可減少含酚污水的排放量。除萘后的煤氣進(jìn)入終冷塔，該塔為隔板式分兩段，下段用從涼水架來(lái)的循環(huán)水噴淋，將煤氣冷卻至 40℃ 左右，上段用經(jīng)冷卻器冷卻至 2030℃ 的循環(huán)水噴淋，將煤氣再冷卻 25℃ 左右，熱水從終冷塔底部經(jīng)水封管流入熱水池，然后用泵送至涼水架，經(jīng)冷卻后自流入冷水池。 c 洗油萘和煤氣最終冷卻 工藝 煤氣進(jìn)入木格填料洗萘塔底，經(jīng)由塔頂噴淋下來(lái)的 55℃ 左右富油洗滌后可使煤氣含萘量降到 600mg/Nm179。結(jié)果，減少?zèng)鏊艿那鍜叽螖?shù)，有利于終冷水的進(jìn)一步處理。 從洗萘器上部流出的水進(jìn)入澄清槽，經(jīng)與焦油分離后自流到?jīng)鏊芾鋮s，分離出的焦油及浮在水面上的油類、萘等混合物自流到焦油貯槽。洗萘后的焦油從洗萘器底部排入焦油貯槽。含萘冷卻水從終冷塔底流出，經(jīng)液封管導(dǎo)入焦油洗萘器底部并向上流動(dòng)。刮萘槽結(jié)構(gòu)復(fù)雜笨重 ,建設(shè)費(fèi)用高 ,且操作環(huán)境較差 ,污水處理量大 [9]。 該流程的優(yōu)點(diǎn)是操作穩(wěn)定 ,便于管理 ,缺點(diǎn)是出冷卻塔煤氣含萘量較高 。降到 8001200mg/Nm179。橫管終冷噴灑輕質(zhì)焦油洗萘工藝 .本 設(shè)計(jì)采用橫管終冷噴灑輕質(zhì)焦油洗萘工藝，同時(shí)在粗苯回收的過(guò)程中運(yùn)用智能控制其過(guò)程，使其達(dá)到最大化 [17]。煤氣終冷和焦油洗萘工藝 。 (3)一些地方和焦炭企業(yè)對(duì)環(huán)境治理不重視 , 以犧牲環(huán)境和資源為代價(jià)發(fā)展經(jīng)濟(jì) , 再加上資金不足 ,造成焦?fàn)t氣回收裝置不能及時(shí)的配套建設(shè) , 因此 , 國(guó)家對(duì)焦炭企業(yè)治理除了采取 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 4 強(qiáng)制手段外 , 還需在焦?fàn)t氣回收方面給予一定的政策鼓勵(lì)和資金投入 [2]。 (2)由于技術(shù)落后或資金投入不足 , 造成粗苯回收率低。其主要原因 : 煉焦裝置發(fā)展速度過(guò)快 ,