【正文】 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行冷卻。在實際生產(chǎn)中，粗苯工段的主要任務是完成煤氣的終冷除萘、吸收苯族烴以及粗苯的脫除三項任務。 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，氨脂高溫下由于進行逆反反應而部分分解，并和熾熱的焦炭作用生成氰化氫，氨、氮產(chǎn)率也降低。當配煤的揮發(fā)分V=20～30%時，可由下式求得產(chǎn)率Y（%）：=+2. 溫度對焦爐化學產(chǎn)品的影響焦爐化學產(chǎn)品的組成會受到焦爐操作溫度，壓力和揮發(fā)物在反映空間停留時間的影響，也受到焦爐內(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。影響粗苯的回收率的因素主要有三點：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。它不但鍛煉了我們設(shè)計方案的論證和確定，設(shè)計的計算能力和繪圖以及撰寫說明書的能力，而且同時使我們養(yǎng)成了一個嚴肅的工作態(tài)度，為今后工作打下了良好的基礎(chǔ)。綜上所述：本設(shè)計為畢業(yè)設(shè)計，是集三年學習專業(yè)知識理論和實際中運用在生產(chǎn)過程中的的體現(xiàn)，目的在于通過這次設(shè)計學會綜合運用所學的各種知識和技能，是一次比較全面的分析和解決工程問題的能力訓練。炭化室的頂部溫度過高，則由于熱解作用，焦油粗苯的產(chǎn)率均降低，高溫化合水的產(chǎn)率將增加；氨在高溫下由于進行逆反應而部分分解，并和熾熱的焦炭作用生成氰化氫，氨的產(chǎn)率也將降低。增高爐墻的溫度將使焦油中苯族烴含量減少，而高溫產(chǎn)物：萘、蒽、瀝青和游離碳的含量增加、比重變大、酚類及中性油類含量降低。在一定的范圍內(nèi)，苯族烴的產(chǎn)率隨著煤料中碳氫比及揮發(fā)份的增加而增加。表13粗苯指 標加工用粗苯溶劑用粗苯外觀黃色透明液體黃色透明液體比重（d204）～餾程75℃前餾出量（容）%不大于3%180℃前餾出量（容）%不小于93%不小于91%水分室溫（18～25℃）下目測無可見的溶解水煉焦化學產(chǎn)品的產(chǎn)率取決于煉焦過程的技術(shù)和操作條件。JNKD5505搗固焦爐參數(shù) 焦耐院設(shè)計:(1)炭化室平均寬500mm，炭化室有效容積：41m3；(2)設(shè)計結(jié)焦時間（可作為周轉(zhuǎn)時間）：；；每孔年產(chǎn)焦炭量10320t。其氣候?qū)俅箨懶约撅L氣候，常年主導風向為東風、東北風。表11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1甲基3乙基苯7～12環(huán)戊二烯～苯乙烯～苯并呋喃～包括同系物茚～硫化物二硫化碳～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。粗苯易燃易爆，要求工段必須嚴禁煙火，并對電動機加以防爆。粗苯是易燃易爆物質(zhì)，閃點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。焦爐煤氣經(jīng)硫銨工段后進入粗苯工段，進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。 中國礦業(yè)大學2011屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第80頁130萬噸焦化廠粗笨工段工藝設(shè)計畢業(yè)設(shè)計1 緒 論煉焦化學工業(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，回收粗苯是十分必要的。粗苯是多種芳烴族和和其它多種碳氫化合物組成的復雜混合物，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)量的好壞以實驗室蒸餾時180℃前蒸餾出量的百分數(shù)來確定，粗苯的沸點范圍是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見下表（表11）。 設(shè)計任務書 任務 130萬噸焦化廠粗苯工段的工藝設(shè)計本設(shè)計是參照徐州環(huán)宇焦化有限公司進行的，廠址建在江蘇徐州西郊。（表12）表12最大風速： 最大平均風速： 極端最高氣溫： ℃（）年平均氣溫： 14℃極端最低氣溫： ℃海拔高度： 43m室外計算干球溫度冬季采暖： 6℃冬季通風： 1℃夏季通風： 31℃大氣壓力： 冬季767mmHg 夏季751mmHg最高地下水位： ~平均相對濕度 71%最大積雪厚度 25cm土壤耐壓力(砂質(zhì)黏土)： 12T/m2地下水地下水質(zhì)對硅酸鹽水泥混凝土無侵蝕作用。 設(shè)計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)量指標見（13）表。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。受到焦爐操作溫度、壓力和揮發(fā)物在反應空間停留時間的影響，也受到焦爐內(nèi)生成的石墨、焦炭、或焦炭灰分中某些成分的催化作用的影響，而最主要的影響因素是爐墻溫度和炭化室頂部空間溫度。炭化室頂部溫度在整個煉焦過程中是有變化的，但其值不宜超過800℃。焦爐內(nèi)操作壓力的影響炭化室內(nèi)壓力的升高和降低都會造成化學產(chǎn)品的部分損失，故此規(guī)定焦爐內(nèi)必須保持一定的壓力。它是一個我們初步了解有關(guān)技術(shù)政策，學會查閱和綜合運用各種文獻資料，掌握使用有關(guān)工程技術(shù)的規(guī)定和準則的過程。2 工藝論證及確定隨著煉焦工藝的發(fā)展，化學產(chǎn)品的產(chǎn)率取決于煉焦過程的技術(shù)操作條件。在一定范圍內(nèi)，苯族烴的產(chǎn)率隨著煤料中的碳氫比（C/H）及揮發(fā)分的增加而增加。增高爐墻溫度將使焦油中苯族烴含量減少，而高溫產(chǎn)物——萘、蔥瀝青和游離碳的含量增加，比重變大，酚類及中性油類含量降低。3. 焦爐內(nèi)操作壓力大影響炭化室內(nèi)壓力的升高或降低都會造成化學產(chǎn)品的部分損失，故規(guī)定集氣管必須有一定的壓力。下面分別介紹完成這三項任務的工藝及論證。在焦爐氣冷卻和部分水蒸汽冷凝的同時，尚有萘從煤氣析出，因此煤氣的最終冷卻的同時應考慮到如何除萘。來自硫銨工段的煤氣進入終冷塔底部，在塔內(nèi)自下而上流動的過程中與隔板眼淋下的冷卻水密切接觸，從55℃左右冷卻到25℃左右。煤氣含萘量從2000~3000mg/標m3降至800mg/標m3左右，冷卻后的煤氣進入洗苯塔。在刮萘槽中積聚的萘，定期用水蒸汽間接熔化后流入萘揚液槽，再用水蒸汽壓送到焦油槽和焦油氨水澄清槽。煤氣在終冷塔內(nèi)的冷卻過程同前所述。熱焦油經(jīng)伸入器內(nèi)的分布器均勻噴灑在篩板上，通過篩板的孔眼向下流動，在與水封流接觸過程中將水中萘萃取出來，可使出口煤氣含萘量降到800毫克/標m3以下。經(jīng)過加熱靜止脫水，再送往焦油車間，送完焦油的容槽，再接受從冷凝鼓風工段來的新鮮焦油以備循環(huán)洗萘使用。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槽。 圖22 煤氣終冷和焦油洗萘工藝1煤氣終冷塔 2循環(huán)水泵 3焦油循環(huán)泵 4焦油槽 5水澄清槽 6液位調(diào)節(jié)器 7循環(huán)水冷卻器 8焦油泵從飽和器來的55~60℃煤氣進入木格填料塔或洗萘塔，被由塔頂噴淋下來的富油洗滌。從洗萘塔頂出來的煤氣，溫度約升高2℃，進入煤氣終冷塔，被噴淋下來的冷卻水冷卻后至洗苯塔。由于上述流程的油洗萘過程系在較高溫度下進行，因而洗萘塔后煤氣含萘量還較高，終冷塔排出的水有時有浮油。為使循環(huán)輕質(zhì)焦油中的萘含量保持穩(wěn)定，在輕質(zhì)焦油由泵送入循環(huán)槽的同時，從循環(huán)槽的壓出管引出相同的數(shù)量的焦油連續(xù)送往機械化氨水澄清槽，在送往焦油車間處理。4. 由于煤氣不直接與水接觸，故沒有含酚污水的處理，另外，由于系統(tǒng)阻力小，風機電耗低。目前，國內(nèi)焦化廠主要采用洗油吸收法回收煤氣中的苯族烴，經(jīng)過終冷的煤氣溫度降至25～27℃，然后進入洗苯塔回收苯族烴，回收方法大致分為下列三種：1. 洗油吸收法用洗油在洗滌塔中回收煤氣中的苯族烴，再將吸收了苯族烴的洗油（富油）送入脫苯蒸餾裝置中，以提取粗苯，脫苯后的洗油（貧油）經(jīng)過冷卻后，重新送至洗滌塔循環(huán)使用，洗油吸收法又分為常壓吸收法和加壓吸收法，加壓吸收法可以強化生產(chǎn)過程，適用于煤氣遠距離輸送或用作合成氨廠原料的情況下采用。用活性炭做吸附劑，可將煤氣的苯族烴完全吸附下來但此法要求煤氣凈化的程度較高，加之吸附劑價格昂貴，因此在工業(yè)上應用受到一定的限制，而多用于煤氣苯族烴的定量分析。 目前國內(nèi)焦化廠主要采用洗油吸收法回收煤氣中的苯族烴，油吸收法可分為焦油洗油吸收法和石油吸收法，焦油洗油的指標見下表。E50）蒸餾實驗初溜點，℃不小于265350℃前餾出量，%不小于95凝固點℃小于10含水量℃固體雜質(zhì)無：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。塔前的煤氣含粗苯32~40g/標m3，塔后的煤氣中含粗苯低于2g/標m3。用富油泵將富油從塔底抽出，送往脫苯工序。 圖25 洗苯工藝流程圖 1填料洗苯塔 2富油泵 3貧油中間槽 4貧油冷卻器從脫苯工序來的貧油，~%，進入貧油槽，用貧油泵進入洗苯塔頂部，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)填料塔回收粗苯的工藝流程見圖26。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性質(zhì)幾乎不變，此外，石油洗油吸萘的能力強，一般塔后煤氣含萘量可低于150mg/Nm3.石油洗油的缺點是洗苯能力較低，～%，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。3 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。 圖31 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殘渣槽 15控制分離器本設(shè)計采用生產(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，排出的分離水均進入控制分離器進一步分離，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聚合物及油渣稱為殘渣。從再生器排出的殘渣油，300℃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。管式爐加熱的富油脫苯工藝，因富油的加熱溫度高，同蒸汽法脫苯比較具有以下優(yōu)點：1. 富油在管式爐內(nèi)加熱至180℃左右，脫苯程度高，%左右，從而使粗苯的塔后損失減小，粗苯的回收率可高達95～97%2. 蒸汽耗量低，每生