年处理9万吨焦油焦油车间蒸馏工段工艺初步设计.ppt

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毕业设计年处理9万吨焦油焦油车间蒸馏工段工艺初步设计专业：

应用化学班级：

姓名指导教师：

主要内容绪论流程选择工艺计算及设备选型车间布置非工艺部分设计专题设计的目的及意义煤焦油-用途：

煤焦油是焦化工业的重要产品之一，其产量约占装炉煤3%4%，其组成极为复杂，多数情况下是由煤焦油工业专门进行分离、提纯后加以利用.焦油各馏分进一步加工，可分离出多种产品。

煤焦油历史贡献：

煤焦油的实验室研究始于1820年，其后相继发现了萘（1824年）苯酚（1830年）、蒽（1833年）、苯胺和喹啉（1834年）、苯（1845年）、甲苯（1849年）和吡啶（1854年）等一序列主要化合物，为有机化学的发展奠定了基础。

1822年英国建成第一个煤焦油蒸馏工业装置，主要是为浸渍铁路枕木和建筑用木料提供重油。

1860年J.Rutger在柏林附近建成第一家煤焦油加工厂，一直发展到现在，为煤焦油加工的技术进步作出了历史性贡献。

直至第二次世界大战结束，工业用苯、甲苯、萘、蒽、苯酚和杂酚油、吡啶和喹啉等几乎全部来自煤的焦化副产品：

粗苯和煤焦油。

在石油化工高度发展的今天，虽然单环芳烃的主要来源已不再是煤，但多环芳烃和碳素工业的沥青仍主要甚至全部来自煤焦油。

设计任务对工艺主要设备进行物料衡算，能量衡算主要设备的工艺计算及选型：

馏分塔的工艺尺寸的计算，带精馏段二次蒸发器选型其它设备的选型：

泵及原料、成品槽的计算及选型，管式炉选型完成车间布置完成二次蒸发器设备图，绘制物料流程图、平面图及立面图；完成车该工艺非工艺部分的设计任务工艺流程选择焦油连续蒸馏一般都采用常压蒸馏工艺流程，可分为两种类型，即两塔式和一塔式。

按切取馏分的不同又可分为窄馏分和酚萘洗三混馏分或萘洗两混馏分。

本设计选择常压一塔式煤焦油连续蒸馏工艺装置。

其主要特点：

（1）耗热量小，比双塔流程可减少10%；

（2）结构简单，投资费用较少，占地面积小；（3）采用了较好的塔板结构，鼓泡线长度大，塔板效率高；（4）沥青产量高；（5）萘的集中度较高，但洗油质量难以保证；（6）二段蒸发器上部有三块塔板，采用一蒽油打回流。

故不易被堵塞；（7）影响操作的因素较少，故操作简单，易于稳定，易于自动化操作；（8）馏分塔较高，操作劳动强度大（自动化后可克服）。

塔板结构复杂，铸造困难。

工艺计算及设备选型主要设备计算及选型本设计的主要设备-二次蒸发器、馏分塔完成任务为：

二次蒸发器与馏分塔的物料衡算、能量衡算二次蒸发器塔径计算及选型、设备图绘制馏分塔具体的工艺尺寸计算，其工艺尺寸如下：

项目目数数据据塔径塔径D，mm塔板塔板间距距Hr,mm塔板形式塔板形式空塔速度空塔速度W，m/sm/s堰堰长Lw，mm堰高堰高hw，mm降液管底与下降液管底与下层板距离板距离h，mm泡罩个数，个泡罩个数，个齿缝开度开度hs，mm泡罩排数泡罩排数泡罩泡罩间距距t，mm动液封液封hds，mm塔版塔版压降降hp，米液柱，米液柱降液管内液降液管内液层高度高度Hd，mm液体在降液管内停留液体在降液管内停留时间t，mm排液空直径排液空直径dp，mm排版孔个数，个排版孔个数，个排空排空时间T，hh雾沫沫夹带量量ev，kg/kgkg/kg汽汽负荷上限，荷上限，%负荷下限，荷下限，%1.8.80.4单流型流型0.3250.3251.171.170.0660.045100铸铁泡罩泡罩0.02250.0225990.15150.030.057505750.12812822.822.80.013360.0091091121214040其他设备的计算及选型管式炉：

根据管式炉物料衡算与热量衡算结果，对管式炉工艺进行选型，可选350万千卡/小时焦油蒸馏圆筒管式炉一段泵与二段泵：

根据泵的物料处理量计算出单位时间内泵的工作要求，进行选型得到3DT-15/20型号泵回流泵：

根据二次蒸发器与馏分塔的物料衡算及热量衡算得到的回流处理量进行选型得到型号为25w-25与40F-40的一蒽油回流泵与轻油回流泵碳酸钠溶液高位槽：

根据碳酸钠溶液的处理量，计算所需槽的总容积为4.25米3，故选用V=5米3碳酸钠溶液高位槽二蒽油接收槽：

根据二蒽油的处理量，计算所需槽的总容积为17米3，故选用V=20米3二蒽油接收槽一次蒸发器：

根据一次蒸发器的汽相负荷，计算器塔径，通过塔径进行选型，故选用的一次蒸发器塔径为1000毫米，塔高8063毫米车间布置根据车间布置要求对车间进行布置及图纸绘制非工艺部分设计厂址选择安全防火与环境保护公用工程供电土建设备维修专题蒸馏工艺节能探讨节能就是应用技术上可行、经济上合理、环境和社会可以接受的方法有效地利用能源。

所以，节能并不简单的意味着少用能源，其实质是充分有效地发挥能源的作用，使用同样数量的能源，可以提供更多的有效能，从而生产出更多、更好的产品，创造出更多的产值和利润。

当前的主要节能技术化工单元与设备节能1、设备和管道的保温当在与环境温度不相等的条件下运行时，设备和管道向环境散热（冷），且温度离环境温度越远，这种散热（冷）所造成的损失越大。

据分析，不保温的蒸汽管道的散热损失时保温管道的9倍。

因此，设备和管道的保温，是十分重要的节能措施。

2、额外的蒸汽引入在单效蒸发中，若能将二次蒸发汽移至其他加热设备内作为热源加以利用，则对蒸发装置来说，能量消耗已降至最低限度，只是将生蒸发汽转变为温度较低的二次蒸汽而已。

同理，对多效蒸发，如能将末效蒸发器的二次蒸汽有效利用，也可大大提高生蒸汽的利用率。

3、馏分塔塔顶蒸气的回收利用塔顶蒸气的冷凝热从量上讲是比较大的。

例如炼油厂最大的冷却负荷就是移走常压塔顶的冷凝热，温度一般为88104；其次是催化裂化装置精馏塔顶的冷凝热，温度为93121。

塔顶蒸气余热的回收利用方法有：

产生低压蒸汽。

在高温精馏、加压精馏中，用蒸气发生器代替冷凝器把塔顶蒸气冷凝，可以得到低压蒸汽，外供其他用户做热源。

余热发电。

用塔顶余热产生低压蒸气驱动透平发电。

过程系统节能夹点技术工业生产中存在着大量的需要换热的工段，有些需要加热，如化工工业中物料进入精馏塔前一般需要预热；有些需要冷却或冷凝，如精馏塔顶的蒸气需要冷凝。

如果能过合理地设计好换热网络系统，就可以最大限度地减少公共供热或供冷，而且还可能减少设备投资，达到节能的目的。

换热网络综合设计技术常用的方法是以Linnhoff教授为首的研究小组提出的“夹点技术”（PinchPointTechnology）,利用该方法设计可以合成公共供热或供冷最小的换热网络，达到节能的目的。

本设计节能方式改进1、加热炉节能1）在其对流室与烟囱之间增设了供风与排烟换热器。

利用排烟余热将加热炉供风进炉前先预热，使天然气能够更充分地燃烧。

从而提高了加热炉的燃烧效率。

2）充分利用装置的潜能,对装置进行优化改造，降低管式加热炉的热负荷,进而降低炉膛温度和排烟温度，并通过加强对加热炉控制、操作降低能源消耗，增加效益2、管道保温措施在煤焦油加工过程中，产生大量重质产品：

渣油、沥青，如果保温措施不到位，受降温的影响，渣油、沥青很容易在管路内凝结，发生堵塞现象。

针对煤焦油加工的独特性，在加工过程中必须严格做好管路保温措施，达到保温节能的目的。

一般情况下，保温方式主要有：

1）保温棉做内层，保温布做外层；2）保温棉内层，保温水泥外层；3）保温棉保温水泥保温布。

3、余热回收1）圆筒管式炉由烟气带走热损失达40%，采用热管换热器用烟气废热预热燃烧用空气，可使管式炉热效率提高，尽量减少能耗。

2）焦油蒸馏系统的热量除损失于管式炉的烟气和散热外，主要损失于包括沥青在内的各馏分，占系统总能量的17%，约占系统余热77%，这些余热大多被冷却水直接带走。

尤其是沥青占的大量预热，可以使用沥青焦油换热流程，将沥青的大量热量通过换热器转移到原料焦油中，给原料焦油加热。