【正文】 7 散熱損失 Q7 其中 為散熱系數 Q7= =(＋ Q3)=＋ 中北大學 2022 屆畢業(yè)設計說明書 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???? 設有兩層塔板 n=2，油在再生器內被加熱至 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 從管式爐出來的富油進入脫苯塔時，閃蒸后與閃蒸前液相中各組分比率計算如下：苯的比率：假設 ? B = 甲 苯： ? T =（ 7668） /（ 7668+3875） = 中北大學 2022 屆畢業(yè)設計說明書 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 377． 198 粗苯在管式爐中的蒸發(fā)率： 100%=% 管式爐的熱量衡算 1 從洗苯塔來的富油經過分縮器，貧富油換熱器后進入管式爐帶入的熱量 Q1 洗油帶入熱量（包括萘）：含萘洗油 135℃ 時的比熱是 3 富油量 =貧油量＋粗苯產量＋貧油中含粗苯量 =+936+ = 中北大學 2022 屆畢業(yè)設計說明書 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 則進入脫苯工序的富油量見表 ： 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 管式爐出口富油溫度為 180℃ ，壓力為 920mmHg。 中北大學 2022 屆畢業(yè)設計說明書 10 2 物料衡算與熱量衡算 計算依據 煤氣量： 340Nm3/t 煤 煤氣密度： SH2 產率 (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量流量 中北大學 2022 屆畢業(yè)設計說明書 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 T01 =52℃ ，露點下的水蒸汽壓力為 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 T02=22℃ ,露點下水蒸汽壓力 P02=269kg/m2,煤 氣壓為P2=9500pa 中北大學 2022 屆畢業(yè)設計說明書 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 之間的單位轉換系數 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 2022 屆畢業(yè)設計說明書 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 2022 屆畢業(yè)設計說明書 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，通過本次設計將會拓寬自己的知識面，在文獻檢索，電腦軟件，動手動腦能力等方面也會得到進一步的鍛煉和提高。 在 對其生產工藝進行全面系統(tǒng)分析的基礎上，結合當前企業(yè)的生產情況，對其技術進行理論分析，進而對生產進行診斷和評析，最終提出優(yōu)化的工藝方案，選擇最佳工藝條件進行生產車間工藝設計，以達到提回收率的目的，又使生產過程對環(huán)境的污染大大減小。 現對生產原料、生產工藝方法進行改進，采用管式爐生產一種苯，減少了投 資，并且提高了粗苯的回收量，降低了生產成本和設備投資，大大提高了經濟效益。本課題要求對現有的生產工藝進行全面、系統(tǒng)的分析，并結合企業(yè)對粗苯回收的生產，對現有技術進行理論分析，進而對生產進行診斷，對生產原料的選取及工藝的可行性進行論證，選擇合理的、優(yōu)化的工藝條件進行生產車間設計，同時要求生產對環(huán)境影響極小，排放物達到排放標準；且經濟效益客觀。 設計脫苯過程采用管式爐再生法生產一種苯方法 [4][11] 。 b 采用 管式爐再生法生產一種苯，該工藝流程與前述工藝基本相同，唯一區(qū)別在經貧富油換熱器后的富油不是進入預熱器中用中壓蒸汽加熱，而是進入管式爐加熱到 180200℃后再進入脫苯塔脫苯 [6]。大部分洗油被蒸發(fā)并隨著直接水蒸汽進入脫苯塔的底部。 此外，洗油在循環(huán)使用過程中質量會變壞。從兩苯塔頂部出來的輕苯蒸汽和水蒸氣進入輕苯冷凝冷卻器，冷凝的輕苯用泵送到兩苯塔頂部作回流，控制塔頂溫度，同時控制輕苯質量，另一部分由回流槽進入中間槽即為輕苯產品。從分縮器底部出來的粗苯蒸汽和水蒸氣進入兩苯塔，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。 本設計采用洗苯過程采用焦油洗油吸收法 [3] 。此外在洗苯過程中生成的難 容油渣容易堵塞換熱設備，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 2022 屆畢業(yè)設計說明書 7 目前國內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，長期使用其物理化學性質幾乎不變。最后一臺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。從貧油槽來的貧油則從最后一臺洗苯塔頂噴淋而下，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 煤氣經最終冷卻至 25℃ 左右后，首先進入第一臺洗苯塔的底部，從塔頂導出，再依次經過各臺洗苯塔。 c 系統(tǒng)阻力小，風機電耗低；操作維護簡便；無污染；占地面積小，基建費用少。出口煤氣約 22℃ 左右，煤氣含萘量大約在 350450mg/Nm179。 設計除萘過程采用橫管終冷噴灑輕質焦油洗萘工藝。 d 橫管終冷噴灑輕質焦油洗萘工藝 煤氣的終冷和除萘都在橫管終冷塔中進行，煤氣從上部導入終冷洗萘塔，從終冷塔下部導出；而水從下往上與煤氣逆流而行，且與煤氣間接接觸，煤氣在預冷段內冷卻至2125℃ 后進入吸收段的上部，循環(huán)噴灑輕質焦油霧滴，捕霧后的煤氣進入洗苯塔。 該流程的優(yōu)點 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。除萘后的煤氣進入終冷塔，該塔為隔板式分兩段，下段用從涼水架來的循環(huán)水噴淋，將煤氣冷卻至 40℃ 左右，上段用經冷卻器冷卻至 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水封管流入熱水池，然后用泵送至涼水架，經冷卻后自流入冷水池。 c 洗油萘和煤氣最終冷卻 工藝 煤氣進入木格填料洗萘塔底，經由塔頂噴淋下來的 55℃ 左右富油洗滌后可使煤氣含萘量降到 600mg/Nm179。結果，減少涼水架的清掃次數，有利于終冷水的進一步處理。 從洗萘器上部流出的水進入澄清槽，經與焦油分離后自流到涼水架冷卻，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，經液封管導入焦油洗萘器底部并向上流動。刮萘槽結構復雜笨重 ,建設費用高 ,且操作環(huán)境較差 ,污水處理量大 [9]。 該流程的優(yōu)點是操作穩(wěn)定 ,便于管理 ,缺點是出冷卻塔煤氣含萘量較高 。降到 8001200mg/Nm179。橫管終冷噴灑輕質焦油洗萘工藝 .本 設計采用橫管終冷噴灑輕質焦油洗萘工藝，同時在粗苯回收的過程中運用智能控制其過程，使其達到最大化 [17]。煤氣終冷和焦油洗萘工藝 。 (3)一些地方和焦炭企業(yè)對環(huán)境治理不重視 , 以犧牲環(huán)境和資源為代價發(fā)展經濟 , 再加上資金不足 ,造成焦爐氣回收裝置不能及時的配套建設 , 因此 , 國家對焦炭企業(yè)治理除了采取 中北大學 2022 屆畢業(yè)設計說明書 4 強制手段外 , 還需在焦爐氣回收方面給予一定的政策鼓勵和資金投入 [2]。 (2)由于技術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)展速度過快 ,