5萬m3h焦?fàn)t煤氣中氨及粗輕吡啶回收工藝設(shè)計(jì)開題報(bào)告

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告題 目：5萬m3/h焦?fàn)t煤氣中氨及粗輕吡啶回收工藝設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 年 級： 專 業(yè)： 化學(xué)工程與工藝 申報(bào)學(xué)位： 工學(xué)學(xué)士 院 系： 化學(xué)化工系 指導(dǎo)教師： 完成日期： 2012-3-15 2012年3月15日畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告書題目 5萬m3/h焦?fàn)t煤氣中氨及粗輕吡啶回收工藝設(shè)計(jì)學(xué)生姓名 學(xué)號 指導(dǎo)教師 專業(yè)化學(xué)工程與工藝職稱教授 選題目的及意義：選題目的： 無水氨主要用于制造氮肥和復(fù)合肥料，還可用于制造硝酸，各種含氮的無機(jī)鹽，磺胺藥，聚氨酯，聚酰胺纖維及丁靑橡膠等，此外還常用做制冷劑。粗輕吡啶是一種具有特殊氣味的黃色油狀液體，沸點(diǎn)范圍為115160oc ，輕吡啶鹽基易溶于水

2、。純吡啶是重要的溶劑，可用于制造維生素、中樞神經(jīng)興奮劑、抗菌素以及一些高效農(nóng)藥和還原料染料。 在氨及粗輕吡啶的回收工藝中，用硫酸吸收焦?fàn)t煤氣中的氨生產(chǎn)硫酸銨按煤氣中氨與硫酸母液接觸的方式不同，分有三種：半直接法、間接法和直接法，其中應(yīng)用最廣泛的是半直接法。經(jīng)和老師討論，我確定了利用半直接法即飽和器法生產(chǎn)硫酸銨的方法回收氨。飽和器法生產(chǎn)硫酸銨的方法有鼓泡式飽和器和噴淋式飽和器，鑒于鼓泡式飽和器法比較成熟，老師建議我選用鼓泡式飽和器法生產(chǎn)硫酸銨。從飽和器中回收吡啶制取粗輕吡啶的工藝流程常用的有兩種形式，即文氏管反應(yīng)器法和中和器法。由于中和器法提取粗輕吡啶的工藝比較成熟，因此我選擇了中和器法提取粗輕

3、吡啶。意義： 對焦?fàn)t煤氣中氨及粗輕吡啶進(jìn)行回收工藝設(shè)計(jì)，不僅回收了它們，使它們得到合理利用，增加了化工生產(chǎn)企業(yè)的利潤，并且保護(hù)了環(huán)境。其中的粗輕吡啶是我國所急需的。我國在80年代至90代年初對吡啶系列原料使用面比較窄，基本上只有兩三個(gè)品種，全國年需求量大約在1500t左右，原料基本依靠進(jìn)口，國內(nèi)部分全部是煤焦油產(chǎn)品。如1992年我國吡啶系列原料產(chǎn)量為120t，進(jìn)口純吡啶1300t、六氫吡啶1000t。進(jìn)入90年代中后期，特別是1994年以后，隨著我國對精細(xì)化工產(chǎn)品的大力開發(fā)，我國對吡啶系列產(chǎn)品數(shù)量、品種的需求顯著增加，品種發(fā)展到十余個(gè)，年需求量增長到萬噸左右，其中醫(yī)藥消耗吡啶約0.3t/a、外

4、資企業(yè)約需0.5萬t/a、其他行業(yè)約需0.2萬t/a。從我國目前的吡啶系列下游產(chǎn)品發(fā)展趨勢來分析，近幾年我國化工領(lǐng)域?qū)拎は盗挟a(chǎn)品的需求還會(huì)有較大幅度地提高。如：合成纖維與橡膠的優(yōu)良粘接劑丁吡膠乳在我國的需求量很大，但目前主要靠進(jìn)口；丁苯喲橡膠所用原料苯乙烯和丁二烯國內(nèi)貨源充足，但乙烯基吡啶國內(nèi)尚未大量生產(chǎn)。又如隨著我國飼料工業(yè)的快速發(fā)展，對煙酸、煙酰胺的需求也將大幅度增加，另外，醫(yī)藥和食品工業(yè)也將增大對煙酸和煙酰的需求，該類產(chǎn)品國產(chǎn)能力低下，市場景廣闊，而其主要原料就是3-甲基吡啶。因此從焦?fàn)t煤氣中回收粗輕吡啶，也顯得十分必要。設(shè)計(jì)條件設(shè)計(jì)題目：50000 m3/h焦?fàn)t煤氣中氨及粗輕吡啶回收

5、工藝設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)：回收焦?fàn)t煤氣中氨及粗輕吡啶工藝參數(shù)：氨回收：焦?fàn)t氣處理量5萬 m3/h氨的產(chǎn)率/% 0.6初冷器后煤氣溫度/ 31剩余氨水量（t/h） 11剩余氨水含氨量(g/l) 2.1蒸氨塔廢水含氨量(g/l) 0.06每蒸餾1m3稀氨水用直接蒸汽/kg 110分凝后氨氣溫度/ 95硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% 92設(shè)計(jì)目標(biāo)：飽和器后煤氣含氨量（g/ m3）0.03。粗輕吡啶回收：焦?fàn)t氣處理量5萬 m3/h煤氣中吡啶鹽基含量飽和器前（g/ m3） 0.40飽和器后（g/ m3） 0.02剩余氨水量（m3/h） 10剩余氨水中吡啶鹽基含量（g/l） 0.1蒸氨廢水中吡啶鹽基含量（g/l） 0.1硫酸銨

6、中吡啶鹽基含量/% 0.02設(shè)計(jì)目標(biāo)：飽和器后煤氣中吡啶鹽基含量0.03g/m3。技術(shù)路線及設(shè)計(jì)計(jì)算方法：技術(shù)路線： 本設(shè)計(jì)分別采用飽和器法生產(chǎn)硫酸銨回收氨，中和器法提取粗輕吡啶。對于飽和器法生產(chǎn)硫酸銨的工藝，煤氣經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)和電捕焦油器之后進(jìn)入預(yù)熱器，然后進(jìn)入飽和器。煤氣穿過飽和器在除酸器分離出液滴后，去脫硫或粗苯回收段。結(jié)晶母液用泵從飽和器底部送至結(jié)晶槽，沉淀出結(jié)晶后滿流母液回到飽和器。結(jié)晶經(jīng)分離器、干燥器成為硫酸銨成品。對于中和器法提取粗輕吡啶，母液從結(jié)晶槽回流入沉淀槽，同蒸氨分凝器來的氨氣一起進(jìn)入中和器。分解出的吡啶蒸汽等進(jìn)入冷卻器，經(jīng)油水分離器后上層粗吡啶進(jìn)入計(jì)量槽，放入儲(chǔ)槽。下層的分離

7、水返回中和器。 計(jì)算方法：1.物料衡算 1.1氨的平衡及硫酸用量和硫酸銨產(chǎn)量的計(jì)算 1.2 水平衡及母液溫度的確定2.熱量衡算（熱平衡以0為基準(zhǔn)） 2.1輸入熱量 2.2輸出熱量3.硫酸銨生產(chǎn)的主設(shè)備計(jì)算 3.1飽和器 3.1.1預(yù)熱器后煤氣實(shí)際體積 3.1.2中央煤氣管直徑d1 3.1.3煤氣進(jìn)口管直徑d2 3.1.4 飽和器后煤氣的實(shí)際體積 3.1.5飽和器直徑 3.1.6飽和器的高度 3.2除酸器 3.2.1除酸器煤氣進(jìn)口尺寸 3.2.2進(jìn)口管直徑 3.2.3除酸器的內(nèi)徑 3.2.4出口管在器內(nèi)部分的高度 3.3干燥器 3.3.1沸騰床最低流態(tài)化速度的確定 3.3.2干燥器直徑的確定 3

8、.3.3干燥器溢流口高度的確定.4.中和器的物料平衡工藝計(jì)算 4.1母液處理量的計(jì)算 4.2分凝器后氨氣分配給中和器的質(zhì)量分?jǐn)?shù)5.回收粗輕吡啶的主要設(shè)備計(jì)算 5.1中和器 5.2冷凝冷卻器 5.3沉淀槽設(shè)計(jì)基礎(chǔ)工作（包括課程修習(xí)、實(shí)習(xí)、查閱資料和調(diào)研）：大學(xué)期間通過物理化學(xué)、化工原理、化工分離工程、煤化工工藝學(xué)、化工設(shè)計(jì)、催化原理等課程的學(xué)習(xí)，我對化工工藝流程設(shè)計(jì)有了初步的了解與認(rèn)識，上學(xué)期的煤化工工藝課程設(shè)計(jì)使得我初步掌握了化工工藝設(shè)計(jì)的過程以及需要做哪些準(zhǔn)備工作。在圖書館查找相關(guān)資料使得我對焦?fàn)t煤氣中氨及粗輕吡啶回收工藝有了進(jìn)一步的了解，同時(shí)也對化工生產(chǎn)的理論知識進(jìn)行了一次大的回顧和扎實(shí)。

9、在平煤集團(tuán)首山焦化公司的實(shí)習(xí)使我對焦?fàn)t煤氣中氨及粗輕吡啶回收工藝流程有了更多的了解。主要學(xué)習(xí)焦?fàn)t煤氣中氨及粗輕吡啶回收工藝過程及原理。在實(shí)習(xí)中我們能夠直觀的對化工生產(chǎn)過程進(jìn)行認(rèn)識和學(xué)習(xí)，同時(shí)也對化工生產(chǎn)的理論知識進(jìn)行了溫習(xí)。查閱下列參考書得到設(shè)計(jì)過程中必須的一些參考數(shù)據(jù)：1. 鄧淵. 煤氣規(guī)劃設(shè)計(jì)手冊北京：中國建筑工業(yè)出版社，19922賀永德現(xiàn)代煤化工技術(shù)手冊北京：化學(xué)工業(yè)出版社,20033何建平煉焦化學(xué)產(chǎn)品回收與加工北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.5 4郭樹才煤化工工藝學(xué) 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，19955國家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設(shè)計(jì)院編化工工藝設(shè)計(jì)手冊上冊北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1996.66陳

10、聲宗化工設(shè)計(jì)北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001.17陳國桓化工機(jī)械基礎(chǔ)北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.18潘國昌，郭慶豐化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)北京：清華大學(xué)出版社1996 總體進(jìn)度安排：1接受設(shè)計(jì)任務(wù)：1.0天2收集資料：7.0天3制定設(shè)計(jì)方案提交設(shè)計(jì)開題報(bào)告：7.0天4設(shè)計(jì)計(jì)算：20.0天5設(shè)計(jì)圖紙繪制：20.0天6編制說明書：7.0天7答辯：3.0天合計(jì)：65.0天 特色：本次設(shè)計(jì)的題目是5萬m3/h焦?fàn)t煤氣中氨及粗輕吡啶回收工藝設(shè)計(jì)。此設(shè)計(jì)讓我更深地了解了吸收及結(jié)晶過程的技術(shù)要點(diǎn)和相關(guān)的注意事項(xiàng)等。5萬m3/h焦?fàn)t煤氣中氨及粗輕吡啶回收工藝設(shè)計(jì)需要飽和器、除酸器、干燥器、結(jié)晶槽、中和器、冷凝冷卻器、沉淀槽等附屬設(shè)備。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我所用的飽和器的優(yōu)點(diǎn)是一器兼有兩個(gè)作用：一是吸收氨和吡啶；二是硫酸銨結(jié)晶。由于此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，對氨及粗輕吡啶的回收率要求比較高，所以對氨及粗輕吡啶的回收更加完全，也使得最終結(jié)晶產(chǎn)品產(chǎn)量更大。 在設(shè)計(jì)過程中，我了解了吸收及結(jié)晶過程的工