【正文】 3千卡/千克= 932千焦/ 千克。一次蒸發(fā)溫度與餾份產(chǎn)率及二段蒸發(fā)器底部壓力有關(guān)。所謂一次蒸發(fā)溫度，就是指在二段蒸發(fā)器中，液體與蒸汽之間達(dá)到平衡狀態(tài)時的溫度。3 工藝計算及設(shè)備選型 物料與熱量衡算 計算條件及操作制度原料焦油無水焦油年處理量 噸/年 80000焦油車間工作日，天 330無水焦油處理量，千克/時 10101焦油中含水，%（對無水焦油） 4焦油加熱制度焦油入對流段的溫度，℃ 80焦油出對流段的溫度，℃ 130焦油入輻射段的溫度，℃ 110焦油出輻射段的溫度，℃ 400輻射段出口壓力，千帕 150過熱蒸汽蒸汽量（占無水焦油的6%） ，千克/時 606蒸汽入口壓力 千帕 600蒸汽入口溫度 ℃ 蒸汽出口溫度 ℃ 400燃料體積組成CO2 CmHn O2 CO H2 CH4 N2 空氣過剩系數(shù)α輻射段 對流段 焦油蒸餾的餾份產(chǎn)率 焦油蒸餾的餾份產(chǎn)率餾份名稱 產(chǎn)率% 產(chǎn)量 千克/時 平均分子量輕油 105酚油 120萘洗寬餾份 130洗油 150Ⅰ蒽油 177Ⅱ蒽油 198瀝青 —損失 101 —總量 100 10101 — 燃燒過程的計算焦油煤氣的低熱值干煤氣的低熱值Q ′ 查得：Q′e =+++=+++=4260千卡 /標(biāo)米 3=17807千焦/標(biāo)米 3煤氣中的含水量： 021PWg???%=%≈%式中：P0——在20℃時，煤氣中的飽和水氣分壓，由表 0=柱；P2——大氣壓力，取P 2=760毫米水柱；P——燒嘴前煤氣的靜壓力，毫米汞柱，取P=600毫米汞柱；濕煤氣的低熱值Q e： 1039。不易堵塞，介質(zhì)適用范圍廣。操作彈性大，在負(fù)荷變動較大時，仍能保持較高的效率。本設(shè)計所應(yīng)用的 2 個塔設(shè)備都是對多種分進(jìn)行分離，通過造價、塔板效率和操作彈性等多方面考慮，采用泡罩塔作為本設(shè)計的塔設(shè)備類型。（4）舌形和浮舌塔盤舌形塔盤是在塔盤板上沖有一系列舌孔，舌片與塔盤板呈一定傾角，氣流通過舌孔時，利用氣體噴射作用，將液相分散成液滴和流束而進(jìn)行傳質(zhì)，并推動液相通過塔盤。（3）篩板塔盤篩板塔盤是在塔盤板上開許多小孔，操作時液體從上層塔盤的降液管流入，橫向流過篩板后，越過溢流堰經(jīng)降液管導(dǎo)入下層塔盤；氣體則自下而上穿過篩孔，分散成氣泡通過液層，在此過程中進(jìn)行傳質(zhì)、傳熱。（2）浮閥塔盤浮閥塔盤是在塔盤板上開許多圓孔，每一個孔上裝一個帶三條腿可上下浮動的閥。在塔盤板上開許多圓孔，每個孔上焊接一個短管，稱為升氣管，管上再罩一個“帽子 “，稱為泡罩，泡罩周圍開有許多條形空孔。又可根據(jù)有沒有降液管分為溢流式塔板（泡帽等）和穿流式塔板（穿流式篩板和穿流式柵板等） [5]。圓筒爐是本設(shè)計的最佳選擇，其不僅能夠達(dá)到設(shè)計要求而且造價便宜。但這種無焰燃燒噴嘴目前只能燒氣體燃料，另外爐墻結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜、造價較高，國內(nèi)主要用作焦化爐、高溫制氫的轉(zhuǎn)化爐及裂解爐等。由于無焰燃燒，爐膛體積可縮小，傳熱較均勻。圓筒爐的熱效率偏低也使熱負(fù)荷的提高受到限制。圓筒爐的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，造價較低。立式爐在熱負(fù)荷較低時，投資高于圓筒爐，一般在熱負(fù)荷較大時使用。這種爐的特點(diǎn)是爐管沿長度方向受熱均勻，另外由于其輻射室高度低，故各輻射管間的受熱也比較均勻。臥管立式爐其輻射爐管沿爐壁橫排，火焰垂直于爐管上燒，爐膛較窄。按照管式爐的結(jié)構(gòu)又可分為立式爐、圓筒爐和無焰爐 [4]。由于抽力受煙氣溫度、大氣溫度變化的影響，要在煙道內(nèi)加擋板進(jìn)行控制，以保證爐膛內(nèi)最合適的負(fù)壓，一般要求負(fù)壓為 2~3mm 水柱，這樣既控制了輻射室的進(jìn)風(fēng)量，又使火焰不向火門外撲，確保操作安全。煙氣離開對流室時還含有不少熱量，有時可用空氣預(yù)熱器進(jìn)行部分熱量回收，使煙氣溫度降到 200℃左右，再經(jīng)煙囪排出，但這需要用鼓風(fēng)機(jī)或引風(fēng)機(jī)強(qiáng)制通風(fēng)。有時為增加對流管的受熱表面積，以提高傳熱效率，還常采用釘頭管和翅片管。在對流室內(nèi)，煙氣沖刷爐管，將熱量傳給管內(nèi)油品，這種傳熱方式稱為對流傳熱。輻射室是加熱爐的核心部分，從火嘴噴出的燃料(油或氣)在爐膛內(nèi)燃燒，需要一定的空間才能燃燒完全，同時還要保證火焰不直接撲到爐管上，以防將爐管燒壞，所以輻射室的體積較大。以對流傳熱的方式繼續(xù)將部分熱量傳給對流室爐管內(nèi)流動著的油品，最后溫度降至200~450℃的煙氣從煙囪排人大氣。其工作原理如下：爐底的油氣聯(lián)合燃燒器(火嘴)噴出高達(dá)幾米的火焰，溫度高達(dá) 1000~1500℃、主要以輻射傳熱的方式，將大部分熱量傳給輻射室(又叫爐膛)爐管(也叫輻射管)內(nèi)流動的油品。此生產(chǎn)過程的主要設(shè)備為：管式爐、蒸發(fā)器、蒽塔、餾分塔、冷卻器等 [4]。 設(shè)備的論述焦油蒸餾過程主要是將焦油加熱，利用組分間的沸點(diǎn)不同。餾份塔頂出來的輕油和水的混合蒸汽引入餾份塔輕油冷凝冷卻器中，冷凝液經(jīng)油水分離后，水經(jīng)窺鏡導(dǎo)入酚水槽或下水道內(nèi)。自蒽塔頂來的油氣進(jìn)入餾分塔進(jìn)料塔板。一、二蒽油分別經(jīng)各自埋入式冷卻器冷卻后，流入各自貯槽，以備結(jié)晶工段加工處理。由 2 次蒸發(fā)器的底部排出的瀝青，送瀝青冷卻澆注系統(tǒng)。無水焦油槽應(yīng)保持經(jīng)常滿流，滿流的焦油流入無水焦油槽，此槽中的焦油可用泵倒回原料焦油貯槽，或?qū)M流焦油引入一段焦油泵前的管路中。于此，粗焦油中的大部分水份和部分輕油的混合蒸汽以 100—106℃的溫度自 1 次蒸發(fā)器頂逸出，進(jìn)入一段冷凝冷卻器；及油水分離器；與水分離后的輕油送往粗苯工段處理。按蒸餾系統(tǒng)采用的塔數(shù)及餾份切取的方式的不同，主要有：單塔式流程、兩塔式流程和切取寬、窄餾分的焦油蒸餾流程 [3]。瀝青：為焦油蒸餾的殘液，產(chǎn)率為 54～56% [2]。含蒽 16～20% ；萘 2～4% ；高沸點(diǎn)酚類 1～3%；重質(zhì)吡啶堿類 2～4%；其余為Ⅰ蒽油。含有甲酚、二甲酚及高沸點(diǎn)酚類 3～5%；重質(zhì)吡啶堿類 4～5%；萘含量低于15%；其余為洗油及少量其他有機(jī)物質(zhì)。主要含有萘（達(dá) 70～80%） ；另含有酚、甲酚、二甲酚 4～6%；重質(zhì)吡啶堿類3～4% ；其余為萘油。含有酚和甲酚 20～30%；萘 5～20%；吡啶堿類 4～6%，其余為酚油。主要含有苯族烴，酚含量小于 5%并含有少量的古馬龍和茚等不飽和化合物及微量的萘。生產(chǎn)原料為煉焦回收的高溫焦油。3/～煤焦油是煤在干餾和氣化過程中獲得的液體產(chǎn)品。通過設(shè)計題目和要求可知本設(shè)計屬大型焦化廠精餾工段，所以采用管式爐連續(xù)蒸餾工藝對焦油進(jìn)行蒸餾，在這套工藝中，無水焦油經(jīng)過汽化和精餾，能夠較好地得到分離，從而得到瀝青和其他副產(chǎn)品 [2]。完成蒸餾工段的設(shè)備布置，繪制工藝流程圖、平面圖及立面圖；完成該工藝三廢處理與環(huán)境保護(hù)方面的設(shè)計和用水、用電等非工藝部分的設(shè)計任務(wù)。據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，國內(nèi)外煤焦油加工工藝大同小異，都是脫水、分餾，煤焦油加工的主要研究方向是 增加產(chǎn)品品種、提高產(chǎn)品質(zhì)量等級、節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境 [1]。世界焦油精制先進(jìn)廠家已從焦油中提取 230 多種產(chǎn)品，并集中加工向大型化方向發(fā)展。目前，我國煤焦油主要用來加工生產(chǎn)輕油、酚油、萘油及改質(zhì)瀝青等，再經(jīng)深加工后制取苯、酚、萘、蒽等多種化工原料，產(chǎn)品數(shù)量眾多、用途十分廣泛。而煤焦油蒸餾是焦油加工的龍頭，其技術(shù)水平影響著焦油餾份的質(zhì)量，并對焦油餾份的后續(xù)加工工藝的選擇有著較大影響。中國煤焦油加工工業(yè)作為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成。這對中國基礎(chǔ)工業(yè)的發(fā)展從新的發(fā)展層次提出越來越緊迫的更高要求，對煤焦油加工工業(yè)的發(fā)展在結(jié)構(gòu)和總量上會帶來新的發(fā)展需求。增長的原因：一是中國能源消費(fèi)歷來以煤為主，煤焦油化工一直是中國化學(xué)工業(yè)的主要支柱之一；二是煉焦工業(yè)將隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展繼續(xù)發(fā)展；三是城市燃料煤氣化的發(fā)展表明，焦?fàn)t制氣將是中等城市最好的供氣方案之一；四是化學(xué)工業(yè)中的某些重要有機(jī)產(chǎn)品無法從石油中提取，只能從煤焦油中提取。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，其生產(chǎn)、加工、消費(fèi)呈現(xiàn)良好的發(fā)展勢頭。 發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)意義煤焦油是塑料、合成纖維、染料、合成橡膠、農(nóng)藥、醫(yī)藥、耐高溫材料以及國防工業(yè)的重要原料。目前國內(nèi)多采用常壓、一塔式、切取兩混或三混餾分的蒸餾工藝。焦油加工是高能耗過程，國外在水、蒸汽、煤氣消耗方面控制較好，采用空冷、冷熱流體換熱、多級循環(huán)水、低溫減壓蒸餾、熱量回收蒸汽等技術(shù)，但電的消耗反而比國內(nèi)還高。但只要嚴(yán)格管理，認(rèn)真處理，達(dá)到國外處理水平是完全可以實(shí)現(xiàn)的。有些焦油加工廠的油槽頂部還進(jìn)行氮封，其放散氣排出的可能性就更小。廢氣處理主要是指焦油加工過程中的放散氣和瀝青煙氣的處理。環(huán)保水平環(huán)保主要是指對焦油加工過程中所產(chǎn)生的廢水、廢氣、廢渣的處理。國內(nèi)的焦油蒸餾工藝與國外工藝相比較，差距并不大，只是適用的場合不同。產(chǎn)品方案 國外煤焦油加工有 3 種模式生產(chǎn)：一是全方位多品種，提純和配制各種規(guī)格和等級的產(chǎn)品；二是在煤焦油加工產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，向著精細(xì)化工、染料、醫(yī)藥方面延伸的深加工產(chǎn)品；三是重點(diǎn)加工瀝青類產(chǎn)品國內(nèi)煤焦油加工產(chǎn)品主要是酚類、萘、洗油、粗蒽、瀝青等。3 萬噸／年以上的規(guī)模均為連續(xù)蒸餾工藝，小于 3 萬噸／年的規(guī)模都是間歇蒸餾工藝。從理論上講，能力越大，規(guī)模效益越好。從目前煤焦油行業(yè)的發(fā)展情況來看，國內(nèi)的煤焦化行業(yè)正處在一次重要的整合變革時期，未來的煤焦油工業(yè)正向集中化、精細(xì)分離、深加工、新材料合成方向發(fā)展。目前共有約 50 多家企業(yè)進(jìn)行煤焦油加工，其中最為先進(jìn)的是寶鋼集團(tuán)上世紀(jì)從日本引入的煤焦油加工裝置，加工規(guī)模為 26 萬噸／年，產(chǎn)品品種有 26 種，其次是鞍鋼、武鋼和本鋼。年處理 16 萬噸焦油焦油車間蒸餾工段初步設(shè)計畢業(yè)論文目錄1 緒論 .............................................................................................................................1 煤化工生產(chǎn)的國內(nèi)外現(xiàn)狀 ................................................................................1 發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)意義 ............................................................................2 設(shè)計任務(wù) ............................................................................................................32 生產(chǎn)工藝流程和設(shè)備的論述 .....................................................................................4 工藝流程的論述 ................................................................................................4 原料及產(chǎn)品 .....................................................................................................4 生產(chǎn)工藝的論述 .............................................................................................5 設(shè)備的論述 ........................................................................................................6 管式爐的工作原理 ........................................................