【正文】 禁煙火，并對電動機(jī)加以防爆。粗苯是易燃易爆物質(zhì)，閃點(diǎn)12℃.～%（體積）范圍內(nèi)時，及形成爆炸性的混合物。在貯存時，由于輕質(zhì)不飽和化合物的氧化和聚合所形成的樹脂狀物質(zhì)能溶于粗苯使其著色并很快地變暗。在用洗油回收煤氣中的苯族烴時，則尚有少量輕質(zhì)餾分摻雜在其中。焦?fàn)t煤氣經(jīng)硫銨工段后進(jìn)入粗苯工段，進(jìn)行苯族烴的回收并制取粗苯，目前我國焦化工業(yè)生產(chǎn)的苯類產(chǎn)品仍占很重要的地位。年產(chǎn)130萬噸焦化廠粗苯工段的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄第一章 緒論 1 1 粗苯的性質(zhì) 1 設(shè)計(jì)任務(wù)書 2 設(shè)計(jì)題目：130萬t/a焦化廠粗苯工段的工藝設(shè)計(jì) 2 計(jì)算條件： 3 設(shè)計(jì)條件 3 設(shè)計(jì)要求 4第二章 工藝論證及確定 6 煤氣的終冷及除萘的方法及工藝選擇 6 煤氣終冷和機(jī)械化除萘工藝 7 煤氣終冷和焦油洗萘工藝 8 油洗萘和煤氣終冷工藝 9 橫管終冷洗萘工藝 10 洗苯工藝……………………………………………………………………….11 用焦油洗油回收粗苯： 12 石油洗油回收粗苯 13第三章 粗苯脫苯方法及工藝選擇 15 蒸汽加熱法生產(chǎn)一種苯工藝 15 管式爐加熱富油脫苯 16 粗苯回收原理……………………………………………………………………17 17 影響苯族烴吸收的因素 18 脫苯原理 20 21四 主要設(shè)備論證及選型 22 苯 塔 23 23（孔板塔） 23 23 27 28 28 29第五章 粗苯工段工藝的詳述 29 工藝流程詳述 29 橫管終冷洗萘工藝 29 洗苯工藝 30 脫苯工藝 31 操作規(guī)程及技術(shù)指標(biāo) 32 終冷洗苯部分 32 蒸餾脫苯部分 32第六章 主要設(shè)備的工藝計(jì)算和選型 35 終冷洗苯部分的工藝計(jì)算及設(shè)備選型 35 計(jì)算依據(jù) 35 計(jì)算過程 35 37 洗苯塔的計(jì)算： 42 蒸餾脫苯部分設(shè)備計(jì)算和選型 46 計(jì)算依據(jù)： 46： 47 53： 54： 58 貧富油換熱器的計(jì)算和選型： 58： 58： 59： 60 貧油冷卻器的計(jì)算： 61 冷凝冷卻器的計(jì)算： 62 管道計(jì)算 62： 62： 62： 62： 63 貧油泵的計(jì)算和選型 63： 63： 64第七章 粗苯工段崗位定員及操作規(guī)程 65 65 65 66 66 6停工操作 6停工操作 67 67 68第八章 非工藝部分 69 自動化儀表的要求 69 防火防爆和采暖通風(fēng) 70．防火防爆： 72．采暖通風(fēng)： 72 供汽和給排水 72．供汽： 72．給排水： 72 檢化驗(yàn)項(xiàng)目 73 電力 土建 74 其他 74第九章 經(jīng)濟(jì)概算 75 75 75 81第十章 設(shè)備及管道材料匯總 83 83 圖紙目錄 84 管道明細(xì)表 84參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………………...90第一章 緒論煉焦化學(xué)工業(yè)是煤炭綜合利用的專業(yè)。煤在煉焦時除了有75%左右變成 焦炭外，還有25%左右生成各種化學(xué)品及煤氣，為了便于說明將煤炭煉焦時的產(chǎn)品列出如下：（單位：） 由此看來，從荒煤氣中粗苯的含量來看，回收粗苯三十分必要的。粗苯是多種芳烴族和和其它多種碳?xì)浠衔锝M成的復(fù)雜混合物，粗苯的主要成分是苯、二甲苯、甲苯及三甲苯等，此外，還含有一些不飽和化合物，硫化物及少量的酚類和吡啶堿類。粗苯是談黃色的透明液體，比水輕，不溶于水。在常溫下，～。粗苯質(zhì)量的好壞以實(shí)驗(yàn)室蒸餾時180℃前蒸餾出量的百分?jǐn)?shù)來確定，粗苯的沸點(diǎn)范圍是75～200℃，180℃前溜出量越多，粗苯質(zhì)量越好；在180℃后的溜出物則為溶劑油。粗苯的組成取決于煉焦配煤的組成及煉焦產(chǎn)物在炭化室內(nèi)熱解程度，粗苯各組分的平均含量如下：組 分分 子 式含 量備 注苯55～75甲 苯11～22二 甲 苯～6同分異構(gòu)體及乙基苯三甲苯和乙基甲苯1～2同分異構(gòu)體總和不飽和化合物，其中：7～12環(huán)戊二烯～苯乙烯～苯并呋喃～包括同系物茚～硫化物，其中：～按硫計(jì)二硫化碳～噻 吩～飽合物～為了滿足從煤氣中回收和制取粗苯的要求，洗油為了滿足從煤氣中回收和制取粗苯的要求，洗油應(yīng)具有如下性能：（1） 常溫下對苯族烴有良好的吸收能力，在加熱時又能使粗苯很好的分離出來；（2） 有足夠的化學(xué)穩(wěn)定性，即在長期使用中其吸收能力基本穩(wěn)定；（3） 在吸收操作溫度下，不應(yīng)析出固體沉淀物；（4） 易與水分離，且不生成乳化物；（5） 有較好的流動性，易于用泵抽送并能在填料上均勻分布。TJL5550D型焦?fàn)t由化工部第二設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，系雙聯(lián)火道、廢氣循環(huán)、下噴、復(fù)熱式側(cè)裝搗固煤餅焦?fàn)t。徐州的氣象條件如下：本地區(qū)屬海洋性氣候，具有大陸性氣候的特點(diǎn)，常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|風(fēng)、東北風(fēng)。 設(shè)計(jì)要求本工段用焦油洗油吸收粗苯，富油經(jīng)脫苯塔蒸餾，得到粗苯，粗苯產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)。E25）不大于2水分%15℃結(jié)晶物無綜上所述：本設(shè)計(jì)為畢業(yè)設(shè)計(jì)，是集四年學(xué)習(xí)專業(yè)知識理論和實(shí)際中運(yùn)用在生產(chǎn)過程中的的體現(xiàn)，目的在于通過這次設(shè)計(jì)學(xué)會綜合運(yùn)用所學(xué)的各種知識和技能，是一次比較全面的分析和解決工程問題的能力訓(xùn)練。影響粗苯的回收率的因素主要有三點(diǎn)：1. 配煤性質(zhì)和組成的影響焦油的產(chǎn)率取決于配煤的揮發(fā)分高低和煤的變質(zhì)程度。當(dāng)配煤的揮發(fā)分V=20～30%時，可由下式求得產(chǎn)率Y（%）：=+2. 溫度對焦?fàn)t化學(xué)產(chǎn)品的影響焦?fàn)t化學(xué)產(chǎn)品的組成會受到焦?fàn)t操作溫度，壓力和揮發(fā)物在反映空間停留時間的影響，也受到焦?fàn)t內(nèi)生成的石墨，焦炭或焦炭灰分中某些成分的催化劑作用的影響，而最主要的影響因素是爐墻溫度和炭化室空間溫度。 炭化室頂部空間溫度在整個煉焦過程中是有變化的，但其值不宜超過800℃，炭化室頂部空間溫度過高，則由于熱解作用，焦油和粗苯的產(chǎn)率均將降低，高溫化合水的產(chǎn)率增加，氨脂高溫下由于進(jìn)行逆反反應(yīng)而部分分解，并和熾熱的焦炭作用生成氰化氫，氨、氮產(chǎn)率也降低。在實(shí)際生產(chǎn)中，粗苯工段的主要任務(wù)是完成煤氣的終冷除萘、吸收苯族烴以及粗苯的脫除三項(xiàng)任務(wù)。 煤氣的終冷及除萘的方法及工藝選擇在生產(chǎn)硫銨的回收工藝中，出飽和器進(jìn)入粗苯工段的煤氣溫度通常為55℃左右，而回收苯族烴的適宜溫度為25℃左右，因此在回收苯族烴之前煤氣要進(jìn)行冷卻。目前我國焦化廠目前所采用的煤氣終冷及除萘的工藝流程主要有三種即煤氣終冷和機(jī)械化除萘工藝；煤氣終冷和焦油洗萘工藝；油洗萘和煤氣終冷工藝；和橫管終冷噴灑輕質(zhì)焦油終冷除萘工藝。在煤氣冷卻的同時，煤氣中一部分水蒸汽被冷凝，大部分萘析出并被水沖洗下來。含萘的冷卻水由塔底經(jīng)水封管自流到機(jī)械化刮萘槽，水和萘在槽中分離后，水自流到冷水架被冷卻至30~32℃，再用泵送經(jīng)冷卻器用低溫水將其冷卻到25℃后，回終冷塔循環(huán)使用。該流程的優(yōu)點(diǎn)是操作穩(wěn)定，便于管理；缺點(diǎn)是出終冷塔煤氣含萘量較高；水和萘不能充分分離，部分萘被水帶到冷水架，增加清掃冷水架的次數(shù)；刮萘槽結(jié)構(gòu)復(fù)雜而且笨重，基建費(fèi)用較高。含萘冷卻水從終冷塔底部流出，經(jīng)液封管導(dǎo)入焦油洗萘器底部并向上流動。洗萘后的焦油從焦油洗萘器下部排出，經(jīng)液位調(diào)節(jié)器流入焦油槽。從洗萘器上部流出的水進(jìn)入水澄清槽，分離出殘余焦油后，自流到冷水架。上述兩種工藝存在的共同特點(diǎn)是：在終冷塔內(nèi)冷卻煤氣的同時，析出的萘須用水沖流，因而實(shí)際所需的冷卻水量遠(yuǎn)大于熱平衡所需的冷卻水量，由于水量大，則更新循環(huán)水系統(tǒng)所排出的污水量相應(yīng)增多。富油進(jìn)塔溫度比煤氣高5~7℃，煤氣含萘可由2000~2500毫克/標(biāo)m3降到500~800毫克/標(biāo)m3左右。該流程所用的循環(huán)水量，僅為前兩種煤氣終冷流程用水一半，因而可以減少污水排放量。 橫管終冷洗萘工藝 圖24 輕質(zhì)焦油終冷洗萘工藝流程1終冷塔 2新焦油槽 3溢流槽 4焦油泵 5循環(huán)泵該工藝流程見圖，煤氣的終冷和除萘都在橫管終冷塔進(jìn)行，煤氣從上部導(dǎo)入終冷洗萘塔，從終冷塔下部導(dǎo)出，而水從下往上與煤氣逆流而行，且與煤氣是間接接觸，煤氣中遇冷段內(nèi)，冷卻到24～26℃后進(jìn)入吸收段的上部，循環(huán)噴灑輕質(zhì)焦油除萘，凈化后的煤氣進(jìn)入捕霧器除去其所夾帶動焦油霧滴，捕霧后的煤氣進(jìn)入洗苯塔。橫管終冷洗萘是冷卻水和煤氣間接接觸，因而它有很多優(yōu)點(diǎn)：1. 設(shè)備小，操作簡便，無污染，占地面積小，基建費(fèi)用比較少2. 冷卻效果好，萘的脫除高，出口煤氣約22℃，煤氣含萘量大約在350～450mg/Nm33. 無須用洗油，只須自產(chǎn)輕質(zhì)焦油，節(jié)約洗油耗量，同時煤氣中的萘直接轉(zhuǎn)入焦油，減少萘的損失。這種工藝解決了前幾種工藝流程中存在的廢水多，含萘高的問題，它使煤氣的含萘量可降到400毫克/標(biāo)m3，因而該工藝優(yōu)點(diǎn)突出，而且徐州地區(qū)具有豐富的低溫地下水（18℃）因而本設(shè)計(jì)采用的就是這種工藝。2. 吸附法：使煤氣通過具有微孔組織比表面很大的活性炭或硅膠等固體吸附劑，苯族烴即被吸附在其表面上，直至達(dá)到接近飽和狀態(tài)，然后用水蒸氣直接進(jìn)行解析，即得粗苯。3. 凝結(jié)法：在低溫加壓的情況下，使苯族烴從煤氣中冷凝出來，此法比吸收法所得到的粗苯質(zhì)量好，但煤氣的壓縮及冷凍過程復(fù)雜，動力消耗大，設(shè)備材質(zhì)要求高。E50）蒸餾實(shí)驗(yàn)初溜點(diǎn)，℃不小于265350℃前餾出量，%不小于95凝固點(diǎn)℃小于10含水量℃固體雜質(zhì)無 用焦油洗油回收粗苯：用洗油回收煤氣中的粗苯的方法，所用的洗苯塔有多種型式，但工藝流程基本一樣。 圖21 洗苯工藝流程圖 1填料洗苯塔 2富油泵 3貧油中間槽 4貧油冷卻器煤氣經(jīng)最終冷卻到25~27℃后，進(jìn)入洗苯塔。從脫苯工序來的貧油，~%，進(jìn)入貧油槽，用貧油泵進(jìn)入洗苯塔頂部，從塔頂噴淋而下，%左右。脫苯后的貧油送回貧油槽循環(huán)使用。用洗油回收煤氣中的粗苯的方法，所用的洗苯塔有多種形式，但工藝流程基本一樣，用塑料花環(huán)調(diào)料塔回收粗苯的工藝流程見圖22。洗苯塔噴頭上方設(shè)置捕霧器，以捕集煤氣帶出的油霧，減少洗油損失，塔頂還有一個噴口，以清洗捕霧層。目前國內(nèi)使用的是有洗油為輕柴油，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，長期使用后其物理化學(xué)性質(zhì)幾乎不變，此外，石油洗油吸萘的能力強(qiáng)，一般塔后煤氣含萘量可低于150mg/Nm3.石油洗油的缺點(diǎn)是洗苯能力較低，～%，故循環(huán)洗油量每噸（180℃前粗苯為65m3）和脫苯的耗氣量較多，此外，在洗苯過程生成難溶的油渣，容易堵塞換熱設(shè)備，含油渣的洗油和水容易形成乳濁液，影響正常操作，所以洗油含渣量不宜大于20mg/，因此多數(shù)焦化廠采用焦油洗油。2) 有足夠的化學(xué)穩(wěn)定性，即在長期使用中吸收能力基本穩(wěn)定。4) 易于水分離，且不能生成乳化物。由于石油洗苯工藝流程缺點(diǎn)較多，設(shè)備選型上存在難題，故一般不采用它，而多采用第一種工藝流程。第三章 粗苯脫苯方法及工藝選擇由洗苯工序過來的含苯富油需進(jìn)行脫苯。按照粗苯產(chǎn)品可以分為生產(chǎn)一種苯工藝和生產(chǎn)兩種苯工藝，按照富油的加熱方式可以分為蒸汽加熱法和管式爐加熱法。 蒸汽加熱法生產(chǎn)一種苯工藝 圖26 生產(chǎn)一種苯的工藝流程（蒸汽加熱富油脫苯）1貧油冷卻器 2貧富油換熱器 3預(yù)熱器 4再生器 5熱貧油槽 6脫苯塔 7重分縮油分離器 8輕分縮油分離器 9分凝器 10冷凝冷卻器 11粗苯分離器 12控制分離器 13粗苯槽 14殘?jiān)? 15控制分離器本設(shè)計(jì)采用生產(chǎn)一種苯工藝，用直接蒸汽蒸餾的方法脫苯，現(xiàn)將各種工藝流程及選用的設(shè)備介紹如下：由洗滌（洗苯）工序來的富油，在分縮器下面的三個換熱筒體中，被脫苯塔來的蒸汽加熱至70～80℃，然后進(jìn)入貧富油換熱器，被來自脫苯塔底的溫度為130～140℃的熱貧油加熱至90～100℃，最后在富油預(yù)熱器中用大于8kgf/cm2的間接蒸汽加熱到135～145℃，在從脫苯塔的第十二層塔板進(jìn)入塔內(nèi)。為得到合格粗苯產(chǎn)品，可用冷卻水量控制分縮器頂部蒸汽溫度，使其在86～89℃的范圍內(nèi)。進(jìn)入分縮器的油氣和水汽混合物，在分縮器底部兩個所形成的冷凝液實(shí)施油氣中的重餾分，即重分縮油。 在三個油水分離器，排出的分離水均進(jìn)入控制分離器進(jìn)一步分離，以減少洗油的損失。由于洗油在循環(huán)使用的過程中質(zhì)量會變壞，為保持循環(huán)洗油的質(zhì)量，將循環(huán)油量的1～%有富油入塔前的管路或脫苯塔加料板以下的一塊塔板處引入洗油再生器，洗油被10～12kgf/cm2的間接蒸汽加熱至160～180℃，并用過熱直接蒸汽直接蒸吹，從再生器頂部蒸吹出來的溫度，留在再生器底部的高沸點(diǎn)聚合物及油渣稱為殘?jiān)?。從再生器排出的殘?jiān)停?00℃前的餾出量要求低于40%，若餾出量過高會大大增加洗油耗量。圖25生產(chǎn)一種苯的工藝流程（管式爐加熱富油脫苯）1脫水塔 2管式爐3再生器4脫苯塔5脫苯塔油水分離器6油氣換熱器7冷凝冷卻器8富油泵9貧富有換熱器10貧油泵11貧油冷卻器12粗苯分離器13回流槽14控制分離器15會流泵16粗苯槽17萘油槽18殘油槽19粗苯產(chǎn)品回收泵20萘油泵21殘油泵管式爐加熱的富油