【正文】 ............................................................................. 47 爐管壓力降計算 .............................................................................................. 56 煙囪計算 .......................................................................................................... 61 阻力計算 ....................................................................................................... 61 煙囪高度 .................................................................................................................................... 65 遼寧科技學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計 第 V頁 3 其他設(shè)備的計算選型 ......................................................................................... 68 蒽塔的選型 ...................................................................................................... 68 瀝青高置槽 ..................................................................................................... 68 一次蒸發(fā)器 ..................................................................................................... 68 二段蒸發(fā)器 ...................................................................................................... 69 其他冷卻器的選型 .......................................................................................... 69 混合餾分冷卻器 ........................................................................................................................ 69 一蒽油冷卻器 ............................................................................................................................ 69 二蒽油冷卻器 ............................................................................................................................ 70 設(shè)備選型匯總 .................................................................................................. 70 結(jié)論 ........................................................................................................................ 73 致謝 ........................................................................................................................ 74 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................ 75 附錄 A 英文文獻(xiàn) .................................................................................................... 76 附錄英文翻譯 ........................................................................................................ 85 遼寧科技學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計 第 1 頁 焦油蒸餾工段非計算設(shè)計說明書 1 緒論 煤焦油的論述 煤焦油是煤在高溫干餾和氣化過程中副產(chǎn)的具有刺激性臭味、黑色或黑褐色、黏稠狀液體產(chǎn)品 ,[1] 產(chǎn)率大約占煉焦干煤的 3%~4%, 幾乎完全是由芳香族化合物組成的復(fù)雜混合物 , 組分上萬種 , 已從中分離并認(rèn)定的單種化合物約 500 余種 , 約占煤焦油總量的 55%。 最后根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)及資料進(jìn)行非工藝部分的簡要論述。 本設(shè)計的專題是介紹煤焦油蒸餾工藝過 程中存在的污染物及危害。此外還進(jìn)行蒽塔和餾分塔的物料衡算和熱量衡算對蒽塔塔板數(shù)及工藝尺寸計算 。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 第 I 頁 年處理 12萬噸焦油焦油車間蒸餾工段初步設(shè)計 摘 要 本次設(shè)計的題目是年處理 12萬噸焦油焦油車間蒸餾工段工藝初步設(shè)計，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)計算整個生產(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。 本設(shè)計的主體設(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算，并繪制成圖。 一次蒸發(fā)器和二次蒸發(fā)器的計算及選型。綜合論述國內(nèi)外煤焦油蒸餾過程中對污染物采取的防護(hù)治理措施、工藝、特點、污染治理取得的效果及展望。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)計和用水、用電等非工藝部分的設(shè)計任務(wù)。煤焦油中很多化合物是塑料、合成纖維、染料、合成橡膠、農(nóng)藥、醫(yī)藥、耐高溫材料及國防工業(yè)的貴重原料 , 也有一部分多環(huán)芳烴化合物是石油加工業(yè)無 法生產(chǎn)和替代的。少量煤焦油被用作筑路油、防腐劑及炭黑原料油、燃料油等。占煤焦油 50%的煤瀝青用途十分廣泛 , 可用作電極黏結(jié)劑 , 制造碳素纖維等。 煤 焦油蒸餾進(jìn)行初步分離，一般可分離得到輕油、酚油、洗油、萘油、蒽油、瀝青焦油六種餾份。瀝青是焦油蒸餾殘液，為多種多環(huán)高分子化合物的混合物，用于制屋頂涂料、防潮層和筑路、生產(chǎn)瀝青焦和電爐電極等?？?引起鼻中隔損傷。 燃爆危險： 本品易燃，為致癌物。與氧化劑接觸猛烈反應(yīng)。 研究現(xiàn)狀分析 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 我國煤焦油加工工業(yè)是隨著煉焦工業(yè)發(fā)展起來的，目前我國的煤焦油加工存在著加工工藝相對落后、裝置規(guī)模小且加工企業(yè)過于分散、加工過程環(huán)境污染嚴(yán)重、分離新技術(shù)應(yīng)用水平低、加工深度不夠等問題。 隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展 ,不僅傳統(tǒng)的煤焦油加工產(chǎn)品開發(fā)出了新的用途 ,而且應(yīng)用新技術(shù)提取或進(jìn)一步加工出的煤焦油餾分產(chǎn)品更具市場競爭力。蒸餾分離可以合理利用資源，節(jié)省不可再生資源，并減少分散加工帶來的環(huán)境污染 ,獲取最佳經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。 我國煤焦油初餾裝置規(guī)模較小，普遍在 10 萬噸 /年以下，但 我國焦化量大，焦油產(chǎn)量增加，加工空間大，同時深層產(chǎn)品潛力更大。我國現(xiàn)有焦油年加工能力為 540 萬 t，在建加工能力 425 萬 t，而擬建的加工能力達(dá)到 377 萬 t，投產(chǎn)后合計年加工能力達(dá)到 1340 萬 t。造成這一現(xiàn)象的主要原因是煤焦油分散加工。上海寶鋼于 20 世紀(jì) 80 年代建成的煤焦油加工系統(tǒng)的主要設(shè)備技術(shù)從日本引進(jìn)，但規(guī)模偏小，產(chǎn)品、副產(chǎn)品只有 26 種，中間產(chǎn)品種，與國內(nèi)同行相比， 技術(shù)上沒有多大突破，我國煤焦油加工業(yè)的狀況與德國進(jìn)行比較，存在較大的差距，分離精制技術(shù)低，產(chǎn)品數(shù)量少，品級低，而且其市場還有待于進(jìn)一步開拓，不少化工企業(yè)從國外進(jìn)口焦化原料，而焦化行業(yè)卻因產(chǎn)品找不到國內(nèi)市場又不得不低價出口 [2]。進(jìn)入 20 世紀(jì) 90 年代中期，由于對煤焦油產(chǎn)品的需求，人們對煤焦油加工工業(yè)的重要地位又有了新的認(rèn)識，煤焦油加工工業(yè)作為區(qū)域經(jīng) 遼寧科技學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計 第 3 頁 濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成，特別在當(dāng)前原油價格大幅上漲的背景下，石油化 工原料成本不斷攀高、石化產(chǎn)品競爭力大大削弱，“高油價時代”的到來，為長期處于競爭劣勢的煤化工提供了一個千載難逢的發(fā)展機遇。 德國是最早利用煤焦油的國家。目前 ，呂特格公司（ Rutgers Werke AG）的焦油加工能力為 150 萬 t/a，他們已能生產(chǎn) 500 多種芳烴產(chǎn)品，煤焦油的化工利用率接近 ，位居世界之首。煤焦油加工工藝大是考伯斯二次氣化工藝的改進(jìn)型。日本十分重視煤焦油加工方面新技術(shù)的研究與開發(fā)，在煤焦油的精密分離和焦化產(chǎn)品的深度加工利用等方面取得了令人 矚目的成就。作為發(fā)展中國家，印度的煤焦油加工生產(chǎn)水平也較高，目前其生產(chǎn)量達(dá) 38 萬 t / a 。 產(chǎn)品方案 國外煤焦油加工有 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；三是重點加工瀝青類產(chǎn)品國內(nèi)煤焦油加工產(chǎn)品主要是酚類、萘、洗油、粗蒽、瀝青等。國內(nèi)的焦油蒸餾工藝與國外工藝相比較，差距并不大，只是適用的場合不同。引進(jìn)的煤焦油蒸餾裝置有如下特點：采用連續(xù)脫水 — 脫輕油，餾分塔為減壓操作，塔頂采出酚油、壓力為 ，塔底為軟化點的軟瀝青；采用方箱管式爐，出口焦油溫度為 ；余熱利 用好，其中，軟瀝青與焦油換熱、各餾分采用蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生 的低壓蒸汽；餾分塔塔頂?shù)挠推捎每諝饫淠鋮s器，并為減壓操作，可節(jié)能約；減壓抽出的尾氣與分離酚水，均送往管式爐焚燒；餾分塔材質(zhì)選用抗腐蝕低碳合金鋼。 環(huán)保水平 鍋爐房產(chǎn)生的鍋爐煙氣；生產(chǎn)中產(chǎn)生的各種工藝廢氣；生產(chǎn)工藝設(shè)備噪聲；工藝中產(chǎn)生的固體廢物。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。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。但只要嚴(yán)格管理，認(rèn)真處理，達(dá)到國外處理水平是完全可以實現(xiàn)的。焦油加工是高能耗過程，國外在水、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內(nèi)還高。 熱回收焦?fàn)t與現(xiàn)存發(fā)電設(shè)備的組合是個完美概念。如果采用干熄焦技術(shù)，可回收顯熱能進(jìn)一步增加。在蒸汽方面，將干熄焦引入熱回收煉焦設(shè)備后．蒸 遼寧科技學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計 第 5 頁 汽 (500℃， 100 巴 )的輸出量可從每小時 270t 增加到 325t[4]。煤焦油加工發(fā)展方向集中加工與大型化煤焦油集中加工與大型化的優(yōu)點是：成本低；能耗低、產(chǎn)率高；投資?。划a(chǎn)品品種多、檔次高，有利于深加工；環(huán)境保護(hù)好。擴大加工原料的資源即摻混一部分“蒸汽裂解法制烯烴”過程中產(chǎn)生的“裂解焦油”，與煤焦油一起進(jìn)行加工。而國內(nèi)仍有較多的煤焦油直接作為燃料油，未能實現(xiàn)資源的綜合利用。 切忌盲目新建煤焦油加工設(shè)施 目前，我國現(xiàn)有的加工能力尚且開工不足．加上新建、擬建的 新設(shè)施，焦油加工能力已經(jīng)產(chǎn)生過剩。這樣煤焦油加工企業(yè)產(chǎn)能更顯過剩．規(guī)模較大，產(chǎn)品較多的企業(yè)目前還不至于虧損，但利潤空間已大大減少，而那些小的焦油加工企業(yè)支持不住，有的已經(jīng)倒閉。政府及有關(guān)部門則應(yīng)加強規(guī)劃管理等方面的調(diào)控，避免焦油加工業(yè)重蹈焦炭產(chǎn)能過剩、身陷嚴(yán)冬的“覆轍”。這樣才能大大增強企業(yè)競爭力。如報批 10 萬噸每年的規(guī)模，卻是先搞 5 萬噸．搞分期建設(shè)。 慎重投資 投資前要對原料、產(chǎn)品、運輸?shù)鹊亩喾矫媸袌銮闆r進(jìn)行詳盡市場調(diào)研，做到項目原料來源有保證，產(chǎn)品市場前景看好，運輸成本經(jīng)濟(jì)，投資產(chǎn)出比合理。 大工業(yè)化化工項目的上馬必須要考慮三十到五十年的生存周期，不能搞三五年．收回成本，賺一筆就走人。一個煤焦油加工廠運行幾年后它的地下周圍都會有不同程度的污染物殘留的。 注重煤焦的開