【正文】 成焦炭是H/C原子比很低的稠環(huán)芳烴，具有類石墨狀結(jié)構(gòu)。單環(huán)環(huán)烷烴的脫氫反應(yīng)須在600℃以上才能進(jìn)行，但雙環(huán)環(huán)烷在500℃左右就能進(jìn)行脫氫反應(yīng)，生成環(huán)烯烴。從熱力學(xué)判斷，在500℃左右，烷烴脫氫反應(yīng)進(jìn)行的程度不大。④異構(gòu)烷烴中的CC鍵及CH鍵的鍵能都小于正構(gòu)烷烴，說(shuō)明明異構(gòu)烷烴更容易斷鏈和脫氫。②長(zhǎng)鏈烴烷中，越靠近中間處，其CC鍵能越小，也就更容易斷裂。烴類的熱反應(yīng)行為與其分子中的各鍵能大小有密切的關(guān)系。②CH鍵斷裂生成碳原子數(shù)保持不變的烯烴及氫。至于烴類的相對(duì)分子質(zhì)量不變而僅僅是分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)改變是異構(gòu)化反應(yīng)，則在不適用催化劑的條件下一般是很少發(fā)生的。渣油熱加工過(guò)程的反應(yīng)溫度一般在400～450℃范圍。約只有10%的自由基互相結(jié)合終止反應(yīng)，生成烷烴。這一系列的連鎖反應(yīng)最終生成小分子的烯烴和烷烴。等較小的自收基可從其他烴分子抽取一個(gè)氫自由基而生成氫氣甲烷及一個(gè)新的自由基。、CH3熱轉(zhuǎn)化機(jī)理可用自由基理論來(lái)解釋，烴分子熱裂化是在高溫下鍵能較弱化學(xué)鍵斷裂生成自由基。焦化過(guò)程是重質(zhì)油渣深度裂化和縮合反應(yīng)的綜合熱過(guò)程。熱過(guò)程一般包括兩種反應(yīng)：烴分子的鏈斷裂生成小分子烴和鏈斷裂生成的活性分子再縮合生成發(fā)更大的分子。從世界煉油工業(yè)的發(fā)展歷程看，延遲焦化作為重油加工的主要手段之一無(wú)疑將獲得迅速發(fā)展。%。它主要是一種石油二次加工技術(shù)，是指以貧氫的重質(zhì)油為原料，在高溫(約500℃)進(jìn)行深度的熱裂化和縮合反應(yīng)，生產(chǎn)氣體汽油、柴油、蠟油、和焦炭的技術(shù)。通過(guò)對(duì)工藝中分餾塔進(jìn)行物料衡算和熱量衡算，確定塔體直徑D=2m,塔高H=,除此之外還對(duì)延遲焦化加熱爐和焦炭塔進(jìn)行了工藝計(jì)算并確定了其主要工藝尺寸，最終選用D=2m,H=，D=,H=13m的加熱爐，D=6m,H=30m的焦炭塔，并簡(jiǎn)單介紹了一些延遲焦化工藝改進(jìn)方法，最后還繪制了延遲焦化分餾塔及浮閥塔盤和延遲焦化工藝流程圖。而延遲焦化工藝則正好滿足這一要求。世界各國(guó)以紛紛采取不同的方法，尋找石油的替代品。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　　 　 目 錄摘要 IAbstract II第1章 焦化工藝 1 1 1 4 4 4 4 5 5 5 5 5 6 6 6 6 7 7第2章 工藝流程及選型 8 8 9 9 9 10第3章 焦化工藝技術(shù)及進(jìn)展 11 11 11 11 加金屬催化劑 12 12 12 13 13 14第4章 煤焦油部分 15 15 15 15 16 16 16 17 17 18第5章 工藝設(shè)計(jì) 19 19 19 19 20 20 21 21 21 21 24 26 28 30 31 32結(jié) 論 32致 謝 33參考文獻(xiàn) 3450萬(wàn)噸/年煤焦油延遲焦化工藝設(shè)計(jì)摘要：本設(shè)計(jì)是以煤焦油為原料的延遲焦化工藝流程的設(shè)計(jì)。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。50萬(wàn)噸/年煤焦油延遲焦化工藝設(shè)計(jì)Process Design of Coal tar Delays Coking of 500kt/a畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。作 者 簽 名：　　 　 　　 日　 期：　　　 　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　　 　 　使用授權(quán)說(shuō)明本人完全了解安陽(yáng)工學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。由于原油價(jià)格的不斷上漲，石油資源的日漸枯竭。煤焦油，一種原油的替代品，它是從煤中提煉出來(lái)的，其中含有大量的燃料油餾分，及其重要有機(jī)化工原料，但由于殘?zhí)恐蹈撸s質(zhì)含量高，不宜采用對(duì)原料要求較高的方法加工。故本設(shè)計(jì)采取延遲焦化工藝對(duì)50萬(wàn)噸煤焦油進(jìn)行加工。關(guān)鍵詞：延遲焦化 煤焦油 焦化分餾塔 焦化加熱爐 焦炭塔 Process Design of Coal tar delays coking of 500kt/aAbstract：The paper mainly refers to the delayed coking process flow based on coal tar . The more and more expensive raw oil results in the less and less oil resource in the world. It is necessary to find out some other resource which can take place of the raw oil. That’s why coral tar es out. Developed from coal, coal tar has lots of fuel oil distillates and key organic chemical material. But high carbon yields and impurities in coal tar make it hard to be processed by the methods which are strict for the raw material. Well, the delayed coking process flow can do it perfectly. Here in the paper, we will introduce the process for 500,000 tons of coal oils by delayed coking process flow. According to the result of material balance and heat balance, we determine the tower diameter of 2m and height of . Moreover, after lots of process calculations, finally we choose the proper sizes of the fractionating column (D=2m, H=), coking furnace (D=,H=13m), and coke tower (D=6m,H=30m). Here I also briefly introduce some improvements on the delayed coking process, as well as draw the flowcharts of catalytic fractionating column, floating valve tray and delayed coking process.Key words: Delayed coking Coaltar oil Coked fractionating tower Coke heating furnace Coke towerII第1章 焦化工藝延遲焦化是一種熱裂化工藝，其主要目的是將高殘?zhí)嫉臍堄娃D(zhuǎn)化為輕質(zhì)油，所用裝置可進(jìn)行循環(huán)操作，即將重油的焦化餾出油中較重的餾分作為循環(huán)油，且在裝置中停留時(shí)間較長(zhǎng)。延遲焦化工藝自30年代開發(fā)成功以來(lái)，至今已有70多年的工藝運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)，已經(jīng)成為一項(xiàng)重要的渣油加工工藝。焦化能力較大國(guó)家—美國(guó)是焦化能力最大的國(guó)家，其焦化能力占全世界總和的一半以上[1]。 熱加工過(guò)包括減粘裂化、熱裂化和焦化等多種工藝過(guò)程，其反應(yīng)機(jī)理基本上是相同的，只是反應(yīng)深度不同而已。前者為吸熱反應(yīng)，后者為放熱反應(yīng)。重質(zhì)渣油的組成十分復(fù)雜，除了各種烴類之外，還含有較多的膠質(zhì)和少量瀝青質(zhì)以及堿金屬、重金屬、氮化物等雜質(zhì)，所以，其熱轉(zhuǎn)化反應(yīng)機(jī)理十分復(fù)雜。H和C2H5較大自由基不穩(wěn)定，會(huì)很再斷裂成為烯烴和小的自由基。除了甲基自由基外，其他自由基雖然也能從烴類中抽取氫自由基（或甲基自由基）生成烷烴，但是速度很慢。以下分別說(shuō)明渣油中各種組成熱轉(zhuǎn)化的反應(yīng)機(jī)理[2]。烴類在熱的作用下主要發(fā)生兩類反應(yīng)：一類是裂解反應(yīng)，它是吸熱反應(yīng)；另一類是縮合反應(yīng)，它是放熱反應(yīng)。烷烴的熱反應(yīng)主要有兩類：①CC鍵斷裂生成較小分子的烷烴和烯烴。上述兩類反應(yīng)都是強(qiáng)吸收反應(yīng)。烷烴熱裂解反應(yīng)的某些規(guī)律性：①CH鍵的鍵能大于CC鍵的，因此CC鍵更容易斷裂。③隨著分子量的增大，烷烴中的CC鍵及CH鍵的鍵能都呈減少的趨勢(shì)，也就是說(shuō)它們的熱穩(wěn)定性逐漸下降。⑤烷烴分子中叔碳上的氫最容易脫除，其次是仲碳上的，而伯碳上氫最難脫除。環(huán)烷烴的熱反應(yīng)主要是烷基側(cè)鏈斷裂和環(huán)烷環(huán)斷裂，前者生成較小分子的烯烴或烷烴，后者生成較小分子的烯烴及二烯烴。芳香環(huán)極為不穩(wěn)定，一般條件下芳環(huán)不會(huì)斷裂，但在較高濁度下會(huì)進(jìn)行脫氫縮合反應(yīng)，生成環(huán)數(shù)較多的芳烴，直到生成焦炭。帶烷基側(cè)鏈的芳烴在受熱條件下主要是發(fā)生側(cè)鏈斷裂或脫烷基反應(yīng)。環(huán)烷芳香烴的反應(yīng)按照環(huán)烷環(huán)和芳香化之間的連接方式不同而有區(qū)別。這些烯烴在加熱的條件下進(jìn)一步裂解，同時(shí)與其他烴類交叉地進(jìn)行反應(yīng)，于是使反應(yīng)變得極其復(fù)雜。但是，由于所合作用所生成的高分子疊合物也會(huì)發(fā)生部分裂解，這樣，縮合反應(yīng)裂解反應(yīng)就交叉地進(jìn)行，使烯烴的熱反應(yīng)產(chǎn)物的餾程范圍變得很寬，而且在反應(yīng)物中存在有飽和烴、環(huán)烷烴和芳香烴。當(dāng)溫度升高到400℃以上時(shí)裂解反應(yīng)開始變得重要，碳鏈斷裂的位置一般在烯烴雙鍵的β位置。烯烴分子的斷裂分子也有與烷烴相似的規(guī)律。膠質(zhì)、瀝青質(zhì)主要是多環(huán)、稠環(huán)化合物，分子中也多含有雜原子。縮合程度不同的分子中也含有不同長(zhǎng)度的側(cè)鏈及環(huán)間的鏈橋。由以上的討論可知，烴類在加熱的條件下，反應(yīng)基本上可以分成裂解與縮合（包括疊合）兩個(gè)方