【正文】 105 酚油 120 萘洗寬餾份 130 洗油 150 Ⅰ 蒽油 177 Ⅱ 蒽油 198 瀝青 — 損失 101 — 總量 100 10101 — 燃燒過程的計(jì)算 焦油煤氣的低熱值 干煤氣的低熱值 Q′e由表 ： Q′e =+++ =+++ =4260千卡 /標(biāo)米 3=17807千焦 /標(biāo)米 3 煤氣中的含水量： 02 100PWg PP??? %100 ??? =%≈% 式中 ： P0——在 20℃ 時(shí)，煤氣中的飽和水氣分壓，由表 P0= ； P2——大氣壓力，取 P2=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 Qe： 遼寧科技學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) 10039。不易堵塞，介質(zhì)適用范圍廣。操作彈性大，在負(fù)荷變動(dòng)較大時(shí)，仍能保持較高的效率。 本設(shè)計(jì)所應(yīng)用的 2 個(gè)塔 設(shè)備都是對(duì) 多 種分進(jìn)行分離，通過造價(jià)、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(jì)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(shí)，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(dòng)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(shí)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 遼寧科技學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁(yè) 浮閥塔盤是在塔盤板上開許多圓孔，每一個(gè)孔上裝一個(gè)帶三條腿可上下浮動(dòng)的閥。在塔盤板上開許多圓孔，每個(gè)孔上焊接一個(gè)短管，稱為升氣管，管上 再罩一個(gè) ―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(jì)的最佳選擇，其不僅能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求而且造價(jià)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(jià)較高，國(guó)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(jià)較低。 立式爐在熱負(fù)荷較低時(shí)，投資高于圓筒爐，一般在熱負(fù)荷較大時(shí) 使用。這種爐的特點(diǎn)是爐管沿長(zhǎng)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 遼寧科技學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 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 遼寧科技學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè) 撲，確保操作安全。煙氣離開對(duì)流室時(shí)還含有不少熱量，有時(shí)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(shí)為增加對(duì)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(duì)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(duì)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(shí)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(duì)流傳熱的方式繼續(xù)將部分熱量傳給對(duì)流室爐管內(nèi)流動(dòng)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(dòng)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 遼寧科技學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) 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：?jiǎn)嗡搅鞒?、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。 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(jì)題目和要求可知本設(shè)計(jì)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(duì)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(jì)和用水、用電等非工藝部分的設(shè)計(jì)任務(wù)。據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，國(guó)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(jí)、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(guó)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(duì)焦油餾份的后續(xù)加工工藝的選擇有著較大影響。中國(guó)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(duì)中國(guó)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(duì)煤焦油加工工業(yè)的發(fā)展在結(jié)構(gòu)和總量上會(huì)帶來新的發(fā)展需求。增長(zhǎng)的原因：一是中國(guó)能源消費(fèi)歷來以煤為主，煤焦油化工一直是中國(guó)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(shì)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(guó)防工業(yè)的重要原 料。 目前國(guó)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(guó)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(jí)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(guó)內(nèi)還高。但只要嚴(yán)格管理，認(rèn)真處理，達(dá)到國(guó)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 遼寧科技學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 2 頁(yè) 環(huán)保主要是指對(duì)焦油加工過程中所產(chǎn)生的廢水、廢氣、廢渣的處理。國(guó)內(nèi)的焦油蒸餾工藝與國(guó)外工藝相比較，差距并不大，只是適用的場(chǎng)合不同。 產(chǎn)品方案 國(guó)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(jí)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(guó)內(nèi)煤焦油加工產(chǎn)品主要是酚類、萘、洗油、粗蒽、瀝青等。國(guó)內(nèi)單套焦油蒸餾裝置有 0． 6， 1． 2，3， 5， 7． 5， 5， 10， 15 萬 噸／年 各種規(guī)模。 生產(chǎn)規(guī)模 日本、德國(guó)、法國(guó)、俄羅斯等國(guó)家的單套焦油蒸餾裝置的能力都在 l0～ 50萬 。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和對(duì)環(huán)境保護(hù)要求的日益提高，煤焦油的深加工成為一個(gè)亟待解決的課題。我國(guó)煤焦油年產(chǎn)量約為 500— 600 萬 噸 ，加工能力約為 450 萬 噸 ，在建、擴(kuò) 建、擬建項(xiàng)目能力約為 200萬 噸 。 關(guān)鍵詞： 焦油 蒸餾， 管式爐 ， 瀝青 遼寧科技學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 II 頁(yè) The preliminary design of distilling section of coal tar workshop with the scale dealing of 160,000 tons coal tar per year（一） Abstract The topic of the design is the preliminary design of distilling section of coal tar workshop with the scale dealing of 160,000 tons coal tar per year, the distillation process uses two tower continual type of technical process. Major equipment 39。 最后根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)及資料進(jìn)行非工藝部分的簡(jiǎn)要論述。此外還進(jìn)行蒽塔 和餾分塔的 物料衡算和 熱量衡算對(duì) 蒽塔 、 餾份塔 、 冷凝冷卻器 等設(shè)備 進(jìn)行計(jì)算與選型。詳細(xì)論述 了 工藝流程。 遼寧科技學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 I 頁(yè) 年 處理 16 萬噸 焦油焦油車間 蒸餾工段 初步設(shè)計(jì) （一） 摘 要 本次設(shè)計(jì)的題目是年產(chǎn) 16 萬噸 焦油焦油車間 蒸餾工段工藝初步設(shè)計(jì)，焦油蒸餾采用兩塔連續(xù)式餾分工藝流程。通過已知數(shù)據(jù)計(jì)算整個(gè)生產(chǎn) 過程的主要設(shè)備的工藝尺寸，并進(jìn)行非工藝部分的設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)的主體設(shè)備是管式爐，主要進(jìn)行管式爐的物料衡算、能量衡算及具體的工藝尺寸計(jì)算，并繪制成圖。 本設(shè)計(jì)的專題是 瀝青冷卻生產(chǎn)工藝探討 ，詳細(xì)論述目前瀝青冷卻的工藝流程、瀝青冷 卻工業(yè)中所產(chǎn)生的問題 —— 瀝青煙的凈化。完成工藝流程圖、蒸餾車間的設(shè)備布置圖、平面立面布置圖和主體設(shè)備（管式爐）圖。s craft size of production process is calculated by the known data, and the design of the noncraft part has been carried on. The technical process is elaborated. The main equipment pipe still is calculated, including material balance, energy balanceand and size of the pipe stil, and the chart of that has been worked out. In addition the materiala balance and heat balance of ant