【正文】 40 41 43 冷凝冷卻器的計算 44 管道計算 44 貧油泵的計算和選型 455 工藝說明 47 47 49 50 50 51 516 設備及管道材料匯總 54 54 567 非工藝部分 63 63 66 66 67 67 67 67 67 67 688 經(jīng)濟概算 69 69 69 74 74 74 75 75 75參考文獻 76附錄1 77致 謝 78 中國礦業(yè)大學2009屆本科生畢業(yè)設計 第 80 頁1緒 論 煤是我國最主要的能源，除了燃燒提供能量以外，煤還可以經(jīng)過綜合加工利用，生產多種化學產品。，投資回收期為6年5個月。蒸餾脫苯部分采用的是管式爐加熱生產一種苯的工藝。終冷洗苯部分采用的是橫管終冷輕質焦油洗萘，焦油洗油洗苯工藝。主要內容有：工藝流程的論證和選擇（包括煤氣終冷洗萘工藝，洗苯工藝，脫苯工藝），主要設備的論證和選擇（包括終冷塔，洗苯塔，脫苯塔，貧富油換熱器等），主要設備的計算與選型，工藝說明（包括工藝詳述，工藝布置等），操作規(guī)程及崗位定員，保證生產正常進行所需要的非工藝部分（包括自動化儀表的要求；防火防爆要求；安全與勞保；土建；設備檢修；采暖通風；給水排水；供汽；電力；檢化驗項目），經(jīng)濟概算等。中 國 礦 業(yè) 大 學本科生畢業(yè)設計姓 名： 學 號： 學 院： 專 業(yè)： 　 設計題目：20萬t/a焦化廠粗苯工段的工藝設計 指導教師： 職 稱：教授 2009年6月 徐州中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計任務書院（系） 專業(yè)年級 姓名 任務下達日期： 設計日期： 設計題目：20萬t/a焦化廠粗苯工段的工藝設計設計主要內容和要求：（1）回收工藝論證；（2）主要設備計算和選型；（3）繪制帶控制點工藝流程圖、設備平面布置圖、管道平面和立面布置圖、繪制一張主要設備圖（4）編制設計說明書；（5）按66－IV型425孔焦爐配套規(guī)模進行計算。計算條件：苯回收率：%(占干煤重量)硫銨工段來煤氣溫度/飽和溫度：58/52℃終冷溫度：22℃院長（系主任）簽字： 指導教師簽中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計評閱教師評閱書評閱教師評語（①選題的意義；②基礎理論及基本技能的掌握；③綜合運用所學知識解決實際問題的能力；③工作量的大?。虎苋〉玫闹饕晒皠?chuàng)新點；⑤寫作的規(guī)范程度；⑥總體評價及建議成績；⑦存在問題；⑧是否同意答辯等）：成 績： 評閱教師簽字： 2009年6月 日中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計答辯及綜合成績答 辯 情 況提 出 問 題回 答 問 題正 確基本正確有一般性錯誤有原則性錯誤沒有回答答辯委員會評語及建議成績：答辯委員會主任簽字： 年 月 日學院領導小組綜合評定成績：學院領導小組負責人： 年 月 日摘 要本設計為年產20萬焦炭的焦化廠回收車間粗苯工段的工藝設計。本設計所采用的工藝流程分兩部分：終冷洗苯部分和蒸餾脫苯部分。該工藝對煤氣的終冷采用間接冷卻，輕質焦油洗萘效果好，因此不產生含酚廢水，洗苯采用塑料花環(huán)填料塔，其有阻力小，洗苯效果好等優(yōu)點。該工藝具有富油預熱溫度高，節(jié)省蒸汽耗量，脫苯效果好等優(yōu)點，另外，貧油冷卻器采用螺旋板換熱器，貧富油換熱器采用螺旋板換熱器，其具有傳熱系數(shù)大，省鋼材等優(yōu)點。關鍵詞：粗苯； 洗油； 吸收。目前應用最廣，也是最成熟的綜合利用是煉焦化學工業(yè)，隨著煉焦工業(yè)的發(fā)展，煤氣及化學產品已不再是就地燃燒，而是加以回收利用，煤氣中的芳香烴是寶貴的化工原料,對合理利用我國煤炭資源，提高經(jīng)濟效益有十分重要的現(xiàn)實意義。粗苯回收工段的主要任務是：回收煤氣中的苯族烴及洗除煤氣中的大部分萘。當用洗油回收煤氣中的苯族烴時，在所得的粗苯中有少量的洗油輕質餾分。粗苯各組成的平均含量如表1—1。當硫銨工段從煤氣回收吡啶堿類時，%。在測定粗苯中各組分的含量和計算產量時，通常把180℃前餾出量當作100%來計算，故以其180℃前的餾出量作為餾出量質量的指標之一。180℃前的餾出量越多，粗苯的質量就越少，一般要求180℃前的餾出量為93—95%粗苯。在儲存時，由于輕質不飽和化合物的氧化和聚合形成的樹脂狀物質能溶解于粗苯中使其著色并很快地變暗。—%（體積）范圍內時，能形成爆炸性混合物，此工段要求嚴禁煙火，電機防爆。本設計是參考徐州市環(huán)宇焦化廠粗苯工段設計的。18180。17180。最大風速 最大平均風速 年平均氣溫 14℃極端最高氣溫 ℃（）極端最底氣溫 –℃（）大氣壓力：冬季 767mmHg夏季 751mmHg降水量（年） 降水天數(shù)（年） 最高地下水位 —土壤耐壓力（砂質黏土） 12t/m178。本設計采用洗油吸收煤氣中的苯族烴，對焦油洗油的質量要求見表14 焦油洗油質量標準(YB 29764) 表14名 稱指 標比重(d4178。) 餾程: 230℃前餾出量(容),%300℃前餾出量(重量),%酚含量(容),%萘含量(重量),%黏度(176。該工段的主要任務是完成煤氣終冷除萘、苯族烴的吸收和脫苯?；厥彰簹庵斜阶鍩N的適宜溫度為25℃左右,而進入粗苯工段的煤氣溫度在55℃，在回收之前煤氣要進行冷卻。目前我國焦化廠所采用的煤氣終冷及除萘工藝主要有四種:煤氣終冷和機械除萘工藝。洗油萘和煤氣最終冷卻工藝。降到8001200mg/Nm179。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。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。含萘冷卻水從終冷塔底流出，經(jīng)液封管導入焦油洗萘器底部并向上流動。洗萘后的焦油從洗萘器底部排入焦油貯槽。從洗萘器上部流出的水進入澄清槽，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。結果，減少涼水架的清掃次數(shù)，有利于終冷水的進一步處理。油洗萘和煤氣終冷工藝流程圖如圖23 煤氣進入木格填料洗萘塔底，經(jīng)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。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(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。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。橫管終冷噴灑輕質焦油洗萘工藝如圖24 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：對煤氣中的萘的脫除率高，而且冷卻效果好。無須用洗油，只須自產輕質焦油，節(jié)約洗油耗量；煤氣中的萘直接轉入焦油，減少了萘的損失。由于煤氣的冷卻不直接與水接觸，所以無含酚污水的處理。目前，國內外的焦化廠主要采用洗油吸收回收煤氣中的苯族烴。煤氣經(jīng)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(jīng)過各臺洗苯塔。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。各洗苯塔底部為洗油接受槽，用鋼板與煤氣隔開。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。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。以下。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。本設計采用焦油洗油吸收法。脫苯工藝有很多種，我國焦化廠均采用水蒸氣蒸餾法脫苯。蒸汽加熱法生產兩種苯的工藝如圖25： 由洗苯工序來的富油在分縮器下面的三格中，被脫苯塔來的洗油加熱，然后進入貧富油換熱器，再進入預熱器，用中壓蒸汽將富油加熱到135145℃，最后進入脫苯塔頂部進行脫苯，蒸餾用的直接蒸汽從再生器供入。從脫苯塔頂部出來的粗苯、輕質洗油蒸汽和水蒸氣進入分縮器，進行部分冷凝，大部分洗油蒸汽和部分水蒸氣被冷凝下來，形成輕重分縮油，分別進入分離器與水分離后兌入富油中。重苯呈液態(tài)從塔底經(jīng)重苯冷卻器流入貯槽，再由泵送出。由于兩苯塔塔頂溫度較低，有水蒸汽冷凝下來，為了引出兩苯塔內的冷凝水，分別從塔的上部和下部的既定塔板引出液體到相應的油水分離器，分離出水后的油再返回塔內引出板的下層。為保持循環(huán)洗油量，%的洗油進入再生器。再生器底部的殘渣油可靠設備內的蒸汽壓力間歇或連續(xù)排至殘渣油槽。該工藝和蒸汽法脫苯比較有以下優(yōu)點：（1）富油在管式爐內加熱度較高，故脫苯程度高，粗苯回收率高；（2）蒸汽耗量低，且受蒸汽壓力波動影響小，操作穩(wěn)定；（3）酚水量少，因為蒸汽耗量低； （4）管式爐脫苯時，蒸汽耗量顯著降低，可以大大縮小蒸餾和冷凝冷卻設備的尺寸，從而使設備費用大為降低。主要詳述工藝流程，生產操作規(guī)程及控制的技術指標。由硫銨工段來的煤氣，溫度為5056℃，進入終冷塔頂空噴塔，與從循環(huán)油槽來的連續(xù)噴灑的輕質焦油同流差速接觸速冷，再進入橫管段繼續(xù)冷至2125℃，179。由終冷塔下來的輕質焦油經(jīng)過U型管自流入塔底循環(huán)油槽。循環(huán)到一定含萘量時，用泵送至焦油工段或冷鼓工段。18℃冷凝水由塔下部橫管冷卻器進入，向上經(jīng)串聯(lián)著的歌橫管器與塔內循環(huán)油，煤氣間接換熱升溫后由塔的上部外排。（采用一個洗苯塔）煤氣經(jīng)最終冷卻器至約21℃進入洗苯塔。在塔內與逆流流動的洗油接觸后，出塔煤氣中含苯族烴低于2克/標米179。再用富油泵從油槽底部抽出，送往脫苯工序。當塔底油槽液位降低時，用貧油泵從新鮮洗油槽中抽新洗油補充，以維持液位穩(wěn)定。從洗滌工序來的富油先進入分縮器換熱，被從脫苯塔來的氣體加熱到7080℃，然后進入貧富油換熱器，溫度升到120℃左右，然后送到管式爐加熱到180190℃。熱貧油從脫苯塔底部靠液位差送汝貧富油換熱器，被冷卻到75℃左右，再流回塔底油槽。從脫苯塔頂出來的粗苯蒸汽，送入分縮器，部分水蒸氣被冷凝下來，然后進入冷凝冷卻器，粗苯和水從冷凝冷卻器下部流入油水分離器進行分離。輕、重分縮器進一步分離，分離水送至酚水井。為保證洗油質量，從管式爐加熱后的富油管線引出12%的富油進再生器。器頂排出溫度為190200℃的水汽，油汽與粗苯汽一起進入脫苯塔，再生器底部殘渣定期排放。煤氣終冷和機械化除萘工藝用金屬隔板塔。煤氣終冷和熱焦油洗萘工藝使用帶焦油洗萘器的煤氣終冷塔（篩板塔）。油洗萘和煤氣終冷工藝中使用的是橫管式終冷塔。橫管終冷噴灑輕質焦油洗萘工藝使用橫管終冷洗萘塔。根據(jù)本設計在第二章所確定選用的終冷除萘工藝、流程，可確定選用與該工藝相配套的終冷塔——橫管終冷洗萘塔?？諊娝话銥槎喽螄姙?，每段下部均設有煤氣分布器，相鄰兩段設有煤氣通過的錐性散罩，底部設有許多個噴嘴組成的洗油噴灑裝置，其上設有備用的中央噴嘴，從頂部灑下來的洗油經(jīng)降液管引到下段。用空噴塔洗苯具有以下優(yōu)點：投資省，處理能力大，阻力小，不堵塞等。（孔板塔）板式塔主要有穿流式篩板塔。這種塔結構簡單，容易制造，生產能力大，投資省，節(jié)約金屬材料，且安裝和維修簡便。填料洗苯塔是應用較早，較廣的一種塔。 木格填料塔 該塔型在我國焦化廠應用較多，它具有阻力較小，操作穩(wěn)定等優(yōu)點。