1、 贵州大学本科毕业设计 第 页 目录目录.I摘要.VAbstract.VI第一章 总论.11.1 设计对象.11.2 设计的目的和意义.11.3 设计项目的发展情况简介.21.4 炼焦化学产品概述.21.5 设计原理及规模简介.21.5.1 设计原理.21.6 产品的性质、组成及用途.41.6.1 产品的性质.41.6.2 产品的组成.51.6.3 产品的用途.51.7 设计条件说明.6第二章 粗苯工段的工业过程及工艺选择.72.1 煤气终冷及洗萘工艺.72.1.1 煤气终冷和机械化除萘工艺.72.1.2 横管式煤气终冷除萘.82.1.3 煤气终冷和用热焦油除萘.92.2 洗苯工艺.112.2
2、.2 石油洗油吸收法.132.3 用洗油回收煤气中苯族烃的主要生产操作指标.132.4 脱苯工艺.142.4.1脱苯原理及影响因素 .142.4.2 主要设备论证及选型.162.4.3 脱苯塔.182.4.4 蒸汽加热法生产一种苯.19贵州大学本科毕业设计 第 I页 2.4.5 管式炉加热法生产一种苯的工艺.20第三章 主要设备论证及选型.233.1 洗苯塔.233.1.1 空喷塔.233.1.2 板式塔（孔板塔）.233.1.3 填料塔.233.2 脱苯塔.253.3 终冷塔.263.4 贫油冷却器和贫富油换热器.263.4.1 贫油冷却器.263.4.2 贫富油换热器.27第四章 主要设备
3、及管道的工艺计算.284.1 原始数据.284.2 最终冷却塔的计算.294.2.1 物料衡算.294.2.2 热量衡算.314.2.3 传热面积.344.2.4 终冷塔塔高的计算.364.3 洗苯塔的计算.374.3.1 物料衡算.384.3.2 洗苯塔的基本尺寸计算和吸收表面积.414.4 蒸馏脱苯部分设备计算和选型.424.4.2 再生器计算.494.4.3 脱苯塔计算:.534.5 换热器计算.554.6 管道计算.595.1 操作岗位的确定及定员.605.1.1岗位的确定 .605.1.2岗位定员 .60贵州大学本科毕业设计 第 II页 5.2 岗位操作规程.615.2.1 岗位操作
4、.615.3 主要设备及工艺技术指标.615.6 系统检查及开、停车.655.6.1 系统启动前检查.655.6.2 开车顺序及操作：.665.6.3 系统开车及操作：.665.6.4 系统停车及操作：.675.6.5 特殊操作.675.7 岗位规范.685.7.1 岗位职责.685.7.2 巡检内容.695.7.3常见故障及处理方法 .695.7.4 安全注意事项.71第六章 非工艺部分.726.1 防火防爆.726.2 供汽和给排水.726.2.1 供汽：.726.2.2 给排水：.726.3 检化验项目.736.4 电力 、土建.73第七章 设备及管道材料汇总.757.1 设备一览表.7
5、57.2 图纸目录.767.3 管道明细表.77第八章 经济概算.848.1 编制说明.848.2 经济概算.848.3 经济分析.88贵州大学本科毕业设计 第 III页 参考文献.90致 谢.91附录.92贵州大学本科毕业设计 第 IV页 年产 135 万吨焦化厂粗苯回收工段设计摘要本设计为年产 135万吨粗苯回收工段的设计(粗苯回收率 0.95%)。本设计内容主要包括绪论，粗苯回收工艺方法的论证及选择(煤气的终冷除萘,粗苯的吸收和脱出),工艺流程详述和说明，主要设备(如终冷塔、洗苯塔、脱苯塔、等)的工艺选型及计算，设备布置说明，非工艺部分要求（如自动化仪表、供水供电、安全劳保等） ，经济概
6、算几个部分。本设计采用横管式间接终冷工艺，该工艺对煤气采用间接冷却，不产生含酚废水，保护环境；洗苯采用塑料花环填料塔，其具有阻力小，洗苯效果好等优点。蒸馏脱苯采用管式炉加热生产一种苯的工艺，具有富油预热温度高、节省蒸汽耗量、脱苯效果好等优点。关键词：煤气 洗油 回收 粗苯贵州大学本科毕业设计 第 V页 A process design of crude benzol recovery section in 1.35 million t/a coking planAbstractThis design is about a crude benzol recovery section of cok
7、ing plant which annual output of 1.15 million tons of coke (the crude benzol recovery is 0.95% ).It mainly contents following patrts :introduction,recovery process methods of argumentation and choice (the coal-gas final cooling and naphthalene removing, the absorption and prolapse of crude benzol),p
8、rocess flow detailing and instructions, the main equipments(such as final cooling tower, washing tower of benzene, taking off tower of benzene , etc) process selection and calculation, equipment layout, the process that partial requirements (such as automated instrument, water supply, power supply,
9、safe Labour protection, etc.), economic estimate several parts.The design uses the horizontal pipe type indirect final cooling process, this process by indirect cooling of coal gas, do not produce of hydroxybenzene wastewater, protecting the environment; Washing the benzene uses plastic garland pack
10、ed tower, it has the small resistance, good washing effect of benzene etc. Distillation using tubular furnace were off a benzene heat production craft, has rich oil high preheating temperature , saving the steam consumption of benzene, taking off good effect, etc.Key words:coal gas wash oil crude be
11、nzol贵州大学本科毕业设计 第 0 页 第一章 总论1.1 设计对象年产 135万吨焦化厂粗苯工段设计(苯回收率 0.95%） ，来自硫胺工段或洗氨塔的煤气经脱除后进入粗苯生产系统，于此进行苯的回收和制取粗苯。粗苯的制取过程包括煤气中奈的清除，用洗油吸取煤气中苯族烃及富油脱苯三个工序。设计粗苯工段的工业流程，并根据工艺流程作物料衡算、热量衡算和设计计算，用最佳的计算方法，得到较理想的数据，尽量减小误差。1.2 设计的目的和意义煤在炼焦时一般 72%78%转化为焦炭，其中 22%28%转化为荒煤气，苯族烃是煤干馏过程中产生的芳香烃化合物中分子较低的部分，其产率占炼焦干煤脏入量0.8% 1.4%
12、产率的波动主要受炼焦煤料的性质炼焦温度的影响，近年来，由于石油化学工业的迅速发展，可以提供苯类，苯酚类等产品，对煤炼焦化学工业产生了巨大的影响，但是焦化工业提供的许多种芳香族化合物和杂环化合物是石油化学工业所不能代替的，它们不可能或者不能经济的从石油加工过程中获得，今后这类产品主要依赖炼焦化学产品的吸收与加工，因此这些化学产品对综合利用煤炭资源和我国社会主义经济建设有着重要意义。荒煤气需要净化成为净化气，才能够通过煤气输送管道外送及供用户使用。焦炉煤气中所含的苯族烃是宝贵的化工原料，是由多种芳香族化合物组成的混合物，其中苯、甲苯、二甲苯含量占 95%以上，粗苯本身用途不大，但粗苯精制的的产品为
13、苯、甲苯、二甲苯及溶剂油均为有机化学工业得基础原料，因此进行焦炉煤气中苯族烃的回收很有意义。每炼 1t焦炭，约可以生产 340 左右的煤气，焦炉煤气一般含苯族烃 25403m，以年产焦炭 135万 t的企业来说，每年可回收粗苯为 1.69万 t 左右。3/mg煤在高温下裂解的焦化产品大约有 500多种。在焦化工业发达的德国从炼焦煤中以提取 250个品种，500 多个规格的产品。我国目前经过生产试制，包括小批量生产的有150余种。 ，正式生产的有 50多个品种。50 多个品种的含量约占煤中所含化学产品的95%，搞好这些炼焦化学产品的回收与精致，对我国经济建设起到很大的作用。贵州大学本科毕业设计
14、第 1 页 苯族烃回收精制加工后，可得到的轻苯，重苯，精苯，甲苯，二甲苯，溶剂油等产品。甲苯，二甲苯，三甲苯，乙基甲苯，古马隆，茚，噻吩，酚。这些产品具有极为广泛的用途，是塑料合成纤维，合成橡胶，染料，涂料，医药，耐高温材料及国防工业极为宝贵的原料，对于我国的社会主义建设具有十分重大的政治意义和经济意义。1.3 设计项目的发展情况简介苯族烃是宝贵的化工原料，焦炉煤气一般含苯 2540 。因此，脱氨后的煤气3/mg需要进行苯族烃的回收并制取粗苯。目前，中国年产焦炭达到 1.61.8 亿吨，可回收的粗苯资源达 200 万吨。近年来，化产脱苯市场发展迅速。经过近几年的快速发展，世界化产脱苯行业已经形
15、成一定的产业规模，相关化产脱苯产业也日渐完善，但是国内化产脱苯市场还远未成熟，同发达的欧美国家相比，无论市场规模、产品档次、品种规格、消费水平等方面都还有相当大的差距。随着市场经济的发展，化产脱苯技术水平、产品质量的提高，应用领域的不断扩展，我国的化产脱苯将会有巨大的市场需求和发展空间。1.4 炼焦化学产品概述炼焦煤于炼焦炉内在隔绝空气并高温加热条件下。煤质发生一系列的变化，裂解成各种化合物，C 1 C 6 直链烃类和氢等是裂解成焦炉煤气的主要成分。缩环裂解后，含一个苯环的为苯系化合物，包括苯、甲苯、乙基苯和二甲苯、三甲苯的同分异构体；含两个苯环的为萘系化合物，三个、四个、甚至很多个苯环组成的
16、化合物等等。在煤的结构中除碳、氢元素外的氮、氧、硫等成分，在裂解中除一部分生成一氧化碳、氰化氢、硫化氢、氨等进入焦炉煤气外，其余部分与苯环和多环化合物结合，形成一系列复杂化合物。例如，含氧的苯环生成酚、甲酚、二甲酚等酸性物质。煤在高温下裂解的焦化产品大约有 500 多种。在焦化工业发达的德国从炼焦煤中以提取 250 个品种，500 多个规格的产品。1.5 设计原理及规模简介1.5.1 设计原理从焦炉煤气中回收苯族烃采用的方法有液体吸收法，固体吸附法和深冷凝结法。其中液体吸收法工艺简单经济，得到广泛应用。(1)液体吸收法是用焦油蒸馏中 230300范围的馏出物并经脱酚脱吡啶后所得的贵州大学本科毕
17、业设计 第 2 页 液体焦油洗油作吸收剂，在洗涤塔呢回收煤气中的苯烃，将吸收了的苯族烃的洗油（富油）送至脱工段的脱蒸馏设备中提取出粗。在给个过程中液体洗油是循环使用的。由于吸收所用的吸收剂通常为焦油洗油。因此，液体吸收法也称为洗油吸收法。洗油法依据操作压力的不同，可分为加压吸收法，常压吸收法和负压吸收法。加压吸收法的操作压力（表压）为 8001200kPa，此法可强化吸收过程，适于煤气远距离输送或作为合成氨厂的原料气。常压吸收法的操作压力稍高于大气压，是各国普遍采用的方法。负压吸收法应用于全负压煤气净化系统。在洗油吸收法中，吸收剂的优劣往往成为决定吸收操作效果是否良好的关键。在选择吸收剂时应注
18、意考虑一下几方面问题：溶解度: 吸收剂对于溶剂质组分应具有较大的溶解度，这样可以提高吸收速度并减少吸收剂的耗油量。选择行: 吸收剂要在对溶质组分有良好吸收能力的同时，对混合气体中的其他组分基本上不吸收或吸收甚微，黏度: 操作温度下吸收剂的黏度要低，这样可以改善吸收塔内吸收剂流则不能实现有效分离。挥发度: 操作温度下吸收剂的蒸汽压要低，因为离开吸收设备的气体往往为吸收剂蒸汽所饱和，吸收剂的挥发度愈高，其损失量就愈大。动情况，从而提高吸收速率，有助于降低泵的能耗，还能较少传热和传质的阻力。其他: 所选用的吸收剂还应进肯能无毒性，无腐蚀性，不易燃，不发泡，冰点低，价廉易得，并具有化学稳定性。(2)固
19、体吸附法是采用具有大量微孔组织和很大 吸收表面积的活性炭或硅胶作吸附剂，活性炭的吸附表面积为 1000m2/g，硅胶的吸附表面积为 450m2/g。用活性炭等吸附剂吸收煤气中的粗苯。该法在中国曾用于实验室分析测定。例如煤气中苯含量的测定就是利用这种方法。(3)深冷凝结法是把煤气冷却到4050，从而使苯族烃冷凝冷冻成固体，将其从煤气中分离出来。该法中国尚未采用。吸收了煤气中苯族烃的洗油称为富油。富油的脱苯按操作压力分为常压水蒸汽蒸馏法和减压蒸馏法。按富油加热方式又分为预热器加热富油的脱苯法和管式炉加热富油的脱苯法。各国多采用管式炉加热富油的常压水蒸汽蒸馏法。 贵州大学本科毕业设计 第 3 页 1
20、.5.2 设计规模简介本设计采用焦油洗油吸收煤气中的苯族烃，对焦油洗油的质量要求见表 1.1。 表 1.1 焦油洗油质量标准项目 指标密度20g 1ml馏程（1.013 ）50ap230前馏出量（容） 300前馏出量（容）萘含量（容）酯含量水分黏度 soE15结晶物 1.031.063901.50.51.01.5无计算依据：炉型是 TJL4350D 型焦炉年产 135万吨焦炭生产 1吨焦炭约可以生产 340 左右的煤气3m其产率占炼焦干煤入量的 0.8%1.4%荒煤气中的粗苯含量一般为 2545%，它在荒煤气中的体积比约为 1%。1.6 产品的性质、组成及用途1.6.1 产品的性质粗苯是淡黄色透明液体，有剧毒，比是水轻，微溶于水且易与水分离。由于粗苯中含有不饱和化合物，经氧化和聚合反应后又溶于苯，所以粗苯储存时间过长时显黑色。粗苯易燃，闪点为 12，粗苯蒸汽在空气中的浓度 1.4%7.5%范围内能形成爆炸性混合物,因此该工段要严禁烟火，电机防爆。
