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煤化工专业毕业论文

摘要

该设计采用的是酚、萘、洗三混组分通过双炉双塔别离生产工业萘的工艺设计。

设计主要是对塔的设计，经过设计将塔的实际板数和相关尺寸确定并对塔进展校核。

另外对关键设备选型的原那么和结构参数,与工艺的改进措施作了简要阐述。

本工艺的设计计算过程为：

生产工业萘的原料馏分为多组分混合物,其理论塔板数按多组分混合物精馏的计算法那么求得。

在双塔系统中，两塔均无侧线产品，故可按“关键组分法〞来计算。

首先进展物料衡算，得出各原料组成。

塔的操作条件要确定操作压力和塔顶、塔底温度。

操作压力采用近常压塔顶温度是由塔顶馏出物的组成和塔顶总压来决定的。

塔底温度是由塔底的液相组成与塔底总压来决定的。

由芬斯克方程计算最小理论塔板数。

最小回流比按柯尔本法计算公式确定。

关键词：

工业萘双炉双塔工艺

ABSTRACT

Thisarticleintroducestheprocessdesignofrectificationseparationofnaphthalenefromwashoilwithtwinfurnacesandtwincolumn.Italsorecountsseveralconsiderationsandcomprehensiveparametersofselectingthekeyseparationunitaswellastheproductionresultsandtheprocessoptimization.

Theprocessofdesignandcalculationprocessare:

rawmaterialforproductingnaphthaleneisthemulti-componentmixturefraction.Theoreticalplatenumbersareachievedbytheirmulti-componentmixturesdistillationtothecalculationofthelaw.Systeminthetwintowers,twotowernolaterallineproduct,itmaybethe"keycomponentmethod"tocalculate.Firstmaterialbalance,obtainthecompositionofrawmaterials.Toweroperatingconditionsmustdeterminetheoperatingpressureandthetop,bottomtemperature.operatingpressureusedtonearatmosphericpressure.Thetoptemperatureofthetowerisdeterminedbythecompositionofdistillatesandthetotalpressureofthetopofthetower.Bottomtemperatureisdeterminedbytheliquidphaseofthebottomandthetotalpressureofthebottom.Fenskeequationcalculatedfromtheminimumnumberoftheoreticalplates.Minimumrefluxratiocalculatedbythisformulatodeterminecole.BytheminimumnumberoftheoreticalplatesandminimumrefluxratioGillilandplanscomechecktheactualplatenumber.

Keywords:

naphthalenetwindual-furnaceprocess

1文献综述

1.1焦化工业开展史

焦化工业已经历了一百多年的历史，在此期间，它不仅为钢铁工业提供了焦炭和燃料，为化学工业提供了原料，而且为城市居民提供了民用煤气[1]。

随着现代科学技术的飞速开展，炼焦技术亦取得了很大进步。

但是过去二十年，由于钢铁市场迅猛开展，又由于过分乐观地估计了高炉焦比的下降和无焦炭炼铁工业的应用而造成非常保守的投资政策，使与炼钢、采矿和其它行业密切相关的国际炼焦工业极度老化，且在继续败落。

这样将保障不了未来焦炭的供给。

与此同时，人们对炼焦工业从环保、资源利用和建立费用等方面也提出了更高的要求。

因此炼焦技术将面临新的挑战。

全世界对冶金焦的需求一直受喷吹煤粉（PCI）和电炉炼钢等技术的开展所限制。

与此同时，现有的焦炉日益老化和损坏，新建焦炉又财力缺乏，再加上日趋严格的环保规定，使焦炭的供给量也一直下降。

据国际钢铁学会秘书长最新预测：

2000年世界钢材需求量将达约750Mt，这意味着钢材需求量将比1994年增加约120Mt。

而粗钢产量必须相应提高130Mt。

即从1994年的约723Mt提高到2000年的850Mt。

而世界焦炭需求与其变化，约85%是由炼钢工业而决定的，亦即由以高炉工艺为根底的生铁产而决定的。

因此未来开展的决定性因素是生铁产量和焦比的变化。

综合世界钢铁生产结构，从中长期情况看，保守地估计，焦比将以每年1的速度递减。

2003年我国原煤产量16.67亿t，国消费15.73亿t，其中,全国炼焦企业消费炼焦煤25.7亿t占原煤总消费量的16.34%，仅次于直接或间接燃烧消费。

炼焦煤消费在总煤消费结构中居第三位。

尽管高炉富氧喷吹粉煤和直接复原炼铁等技术的开展使冶金工业对焦炭需求量有所下降，但由于钢铁总量的增加，使我国1995年以来焦化工业消费煤在总煤消费结构中所占比例保持在12%~16%之间。

一种普遍的观点是，不用焦炭的炼铁工艺至少在今后20年30年不会大围替代目前的高炉炼铁法，焦炭仍然是未来钢铁生产的主要原料。

未来几年是我国经济高速开展时期，在这一时期社会对钢材有很大需求，因而对焦炭也有很大需求。

焦化在我国煤消费结构中的强势地位在近年不可动摇。

焦化是煤炭化工的最主要方式。

在煤的非燃料利用中,炼焦用煤占70%以上，数量最大。

我国焦炭产量占世界产量的1/3~2/5，是世界上第一焦炭生产大国[2]。

如2000年，世界焦炭产量34000万t，焦炭产量前五位的国家是：

中国第一，12184万t；日本第二，3368万t；第三是俄罗斯，3058万t；第四是乌克兰，1936万t；第五是美国，1880万t；2003年世界焦炭产量39000万t，中国焦炭产量17775万t，中国焦炭产量占全球焦炭生产总量的45.58%。

中国焦炭增产量占全球焦炭增产量的91.31%，我国焦炭出口遍与世界主要地区，对世界焦炭市场影响较广，2003年从中国进口焦炭量在50万t以上的国家有：

日本291万t，巴西214万t，印度118万t，意大利117万t，美国91万t，比利时76万t，荷兰72万t，法国64万t，南非61万，2003年中国焦炭出口贸易量约占全球出口贸易量的56.44%左右。

中国仍保持全球第一位焦炭出口大国。

近几年,我国焦炭消费量稳定在1.04~1.10亿t，2003年焦炭消费达1.63亿t，居全球之首。

焦炭是我国国民经济各部门尤其是钢铁工业的主要原材料。

1999年钢铁工业消费的焦炭量约占国民经济各部门焦炭消费总量的74%。

2003年钢铁工业消费焦炭13580万/%占全国消费焦炭量的83.3%，中国是全球第一位焦炭消费大国[3]。

1883年，C·奥托博士在格仁克新建立了第一座燃烧室和炭化室相别离的焦炉，德国的现代焦化工业就从这里起步，从此世界炼焦工业迅速开展。

从生产工艺的角度看，整个炼焦工艺在以后近100多年来变化甚微，但它日益受到严格的环境法规的约束，一些生产规模小、炼焦设备老化的焦化厂逐渐关闭，致使焦炭生产能力下降[4]。

德国在不断关闭老焦化厂的同时，积极建立更大的现代焦炉。

目前德国运行的焦化厂有7座，焦炭年生产能力1600万t，实际产量1100万t。

尽管德国的焦化工业在不断萎缩，但他们在焦炉的实验研究、设计与工业设施等方面都处于世界领先地位。

俄罗斯的焦化工业现有63座焦炉，总设计能力为3980万t/a，其中有57座焦炉长期投产，生产能力3560万t/a；20座沥青焦炉，沥青焦生产能力40万t/a，其中有12座使用，4座修理，4座备用；2个选煤厂，总设计能力为约1300万t/a；42个化学产品回收和加工车间。

在现有的焦炉中有11座焦炉的炭化室高7m，年产焦炭93-100万t。

设备自然老化的炼焦厂，日趋严格的环保法规和工厂的倒闭，严重威胁了美国和加拿大的炼焦生产能力。

根据世界钢铁动态和CRU国际组织的研究，在未来的20年，每年将减少焦炭产量1200万t以上。

生产能力的减少对焦炭生产企业提出了挑战，他们必须开发新技术来改进现有设备，以满足环保要求。

总的来说，在兴旺国家，炼焦设备老化和环境保护措施的日趋严格，使得企业增加生产本钱或者倒闭，一些生产规模小、炼焦设备老化的焦化厂逐渐关闭，焦炭产量不断减少。

我国是世界焦炭生产、消费和出口大国，产量占全球50%以上，出口量为全球70%-80%。

2001年以来，受我国钢铁产业和其它行业开展拉动，焦炭市场需求急剧增长，产品价格持续攀高，国平均价格由2001年每吨400元上升到2004年1400元以上，国际市场价格也由每吨67美元上涨到400美元以上。

因此，我国焦炭生产规模迅速扩大，投资日趋升温。

到2005年底，全国焦化生产企业约有1300多家，机焦生产总能力约为3亿吨，比上年增长25%；2005年焦炭实际产量2.43亿吨，其中机焦产量约为2.33亿吨，同比分别增长17.9%和24.4%；焦炭出口1276万吨，同比下降15%，同时进口炼焦用煤719万吨[5]。

1〕现状

自2004年以来,针对焦化产业高速开展中存在大量土焦（改进焦）生产、小机焦炉低水平盲目重复建立、资源浪费、污染环境严重等问题，我国实施了《焦化行业准入条件》、《产业结构调整指导目录》、《关于清理规焦化行业的紧急通知》、《关于加快焦化行业结构调整的指导意见的通知》等一系列宏观调控措施，取得一定成效。

主要为：

一是全国（如、蒙、、等）已关停、摧毁土焦（改进焦）2500多万吨，淘汰小机焦产能约1000万吨。

土焦产量由2000年3450万吨，下降到2005年1000万吨左右,所占全年焦炭产量比例由2000年28.3%下降为目前不到5%。

二是企业规模提高。

规模以上炼焦企业生产焦炭2.33亿吨、同比增长24.43%，其中机焦比例由2000年71.7%提高到2005年90%以上。

2005年产焦超过100万吨以上企业有48家，总产量约占全国规模以上企业总产量38.8%。

三是在开展循环经济、治理环境污染、加强焦炉煤气和焦化产品回收综合利用方面取得新进展。

但是，我国焦化行业今年面临着20年来前所未有的严峻挑战，一方面焦炭价格持续下降，另一方面炼焦原料煤价格居高不下，加上严重产能过剩，多数焦化企业生产经营出现亏损。

2〕主要问题

（1）生产产能过剩,企业效益严重下滑

我国国焦炭现实际消费量约2.3亿吨，生产能力有3亿吨，其中独立焦化生产企业产能约2.1亿吨，占总产能70%，但开工率仅60%左右，尤其是缺乏煤气、焦油等副产品回收利用的独立焦化企业开工率更低，同时焦炭价格急剧回落，企业利润大幅下降，亏损面达80%以上，局部焦炭企业关门停产。

因此，我国焦炭生产企业面临巨大经营风险。

主要原因：

一是俄罗斯、波兰、乌克兰等国新建焦炭