年產(chǎn)130萬(wàn)噸焦化廠粗苯工段的設(shè)計(jì)

1、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2009屆進(jìn)修生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 89 頁(yè) 共 99 頁(yè) 中 國(guó) 礦 業(yè) 大 學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)姓 名： 學(xué) 號(hào)： 學(xué) 院： 專(zhuān) 業(yè)： 設(shè)計(jì)題目： 年產(chǎn)130萬(wàn)噸焦化廠粗苯工段的設(shè)計(jì) 專(zhuān) 題： 指導(dǎo)教師： 職 稱(chēng)： 教 授 2009年 5月 徐州中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué)院 專(zhuān)業(yè)年級(jí) 學(xué)生姓名 任務(wù)下達(dá)日期： 畢業(yè)設(shè)計(jì)日期： 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：年產(chǎn)130萬(wàn)噸焦化廠粗苯工段的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)題題目：畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容和要求：要求：（1） 回收工藝論證；（2）主要設(shè)備計(jì)算和選型；（3）繪制帶控制點(diǎn)工藝流程圖、設(shè)備平面布置圖、管道平面和立面布置圖、繪制一張主要設(shè)備圖（必須與自己的設(shè)備計(jì)算一致），用a

2、utocad繪制；（4）編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；（5）按2×65孔tjl5550d焦?fàn)t配套規(guī)模進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算條件：苯回收率： 1.1%硫銨工段來(lái)煤氣溫度/飽和溫度： 57/52終冷溫度：22畢業(yè)設(shè)計(jì)工作計(jì)劃（1）3.13.8 設(shè)計(jì)基本知識(shí)培訓(xùn)（2）3.93.22現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)收集資料（3）3.234.17工藝論證和計(jì)算（5）4.185.31繪制圖紙（6）6.16.15提交設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和圖紙?jiān)洪L(zhǎng)簽字： 指導(dǎo)教師簽字：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師評(píng)閱書(shū)指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)（基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；獨(dú)立解決實(shí)際問(wèn)題的能力；研究?jī)?nèi)容的理論依據(jù)和技術(shù)方法；取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；工作態(tài)度及工作量；總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī)

3、；存在問(wèn)題；是否同意答辯等）：成 績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱教師評(píng)閱書(shū)評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ)（選題的意義；基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力；工作量的大??；取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；寫(xiě)作的規(guī)范程度；總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī)；存在問(wèn)題；是否同意答辯等）：成 績(jī)： 評(píng)閱教師簽字： 年 月 日中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯及綜合成績(jī)答 辯 情 況提 出 問(wèn) 題回 答 問(wèn) 題正 確基本正確有一般性錯(cuò)誤有原則性錯(cuò)誤沒(méi)有回答答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)及建議成績(jī)：答辯委員會(huì)主任簽字： 年 月 日學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組綜合評(píng)定成績(jī)：學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)人： 年 月 日目 錄第一章 緒論11.1煉焦煤氣中

4、回收苯族烴的意義11.2 粗苯的性質(zhì)11.3 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)21.3.1 設(shè)計(jì)題目：130萬(wàn)t/a焦化廠粗苯工段的工藝設(shè)計(jì)21.3.2 計(jì)算條件：31.3.3 設(shè)計(jì)條件31.3.4 設(shè)計(jì)要求4第二章 工藝論證及確定62.1 煤氣的終冷及除萘的方法及工藝選擇62.1.1 煤氣終冷和機(jī)械化除萘工藝72.1.2 煤氣終冷和焦油洗萘工藝82.1.3 油洗萘和煤氣終冷工藝92.1.4 橫管終冷洗萘工藝10 2.2 洗苯工藝.112.2.1 用焦油洗油回收粗苯：122.2.2 石油洗油回收粗苯13第三章 粗苯脫苯方法及工藝選擇153.1 蒸汽加熱法生產(chǎn)一種苯工藝153.2 管式爐加熱富油脫苯163.3 粗苯回

5、收原理173.3.1洗油吸收苯族烴的基本原理173.3.2 影響苯族烴吸收的因素183.4 脫苯原理203.4.1影響脫苯的因素21四 主要設(shè)備論證及選型224.1洗 苯 塔234.1.1空噴塔234.1.2板式塔（孔板塔）234.1.3填料塔234.2脫苯塔274.3貧油冷卻器和貧富油換熱器284.3.1貧油冷卻器284.3.2貧富油換熱器29第五章 粗苯工段工藝的詳述295.1 工藝流程詳述295.1.1 橫管終冷洗萘工藝295.1.2 洗苯工藝305.1.3 脫苯工藝315.2 操作規(guī)程及技術(shù)指標(biāo)325.2.1 終冷洗苯部分325.2.2 蒸餾脫苯部分32第六章 主要設(shè)備的工藝計(jì)算和選型

6、356.1 終冷洗苯部分的工藝計(jì)算及設(shè)備選型356.1.1 計(jì)算依據(jù)356.1.2 計(jì)算過(guò)程356.1.3橫管終冷洗萘塔的計(jì)算376.2 洗苯塔的計(jì)算：426.3 蒸餾脫苯部分設(shè)備計(jì)算和選型466.3.1 計(jì)算依據(jù)：466.3.2管式爐：476.3.3再生器計(jì)算536.3.4脫苯塔計(jì)算：546.3.5分縮器的計(jì)算：586.4 貧富油換熱器的計(jì)算和選型：586.4.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：586.4.2熱量衡算：596.4.3換熱器面積的確定：606.5 貧油冷卻器的計(jì)算：616.6 冷凝冷卻器的計(jì)算：626.7 管道計(jì)算626.7.1煤氣管徑計(jì)算：626.7.2貧油管路計(jì)算：626.7.3富油管路計(jì)算：6

7、26.7.4蒸汽管徑的計(jì)算：636.8 貧油泵的計(jì)算和選型636.8.1泵的壓頭計(jì)算：636.8.2泵的軸功率：64第七章 粗苯工段崗位定員及操作規(guī)程657.1操作崗位的確定及定員657.1.1崗位的確定657.1.2崗位定員667.2崗位操作規(guī)程667.2.1崗位操作667.2.2洗滌部分開(kāi)、停工操作667.2.3蒸餾部分開(kāi)、停工操作677.2.4特殊操作677.2.5不正常情況處理68第八章 非工藝部分698.1 自動(dòng)化儀表的要求698.2 防火防爆和采暖通風(fēng)708.2.1防火防爆：728.2.2采暖通風(fēng)：728.3 供汽和給排水728.3.1供汽：728.3.2給排水：728.4 檢化驗(yàn)

8、項(xiàng)目738.5 電力 土建748.6 其他74第九章 經(jīng)濟(jì)概算759.1編制說(shuō)明759.2經(jīng)濟(jì)概算759.3經(jīng)濟(jì)分析81第十章 設(shè)備及管道材料匯總8310.1設(shè)備一覽表8310.2 圖紙目錄8410.3 管道明細(xì)表84參考文獻(xiàn) .90第一章 緒論1.1煉焦煤氣中回收苯族烴的意義煉焦化學(xué)工業(yè)是煤炭綜合利用的專(zhuān)業(yè)。煤在煉焦時(shí)除了有75%左右變成 焦炭外，還有25%左右生成各種化學(xué)品及煤氣，為了便于說(shuō)明將煤炭煉焦時(shí)的產(chǎn)品列出如下：（單位：） 由此看來(lái)，從荒煤氣中粗苯的含量來(lái)看，回收粗苯三十分必要的。焦?fàn)t煤氣經(jīng)硫銨工段后進(jìn)入粗苯工段，進(jìn)行苯族烴的回收并制取粗苯，目前我國(guó)焦化工業(yè)生產(chǎn)的苯類(lèi)產(chǎn)品仍占很重要

9、的地位。1.2粗苯的性質(zhì)粗苯是多種芳烴族和和其它多種碳?xì)浠衔锝M成的復(fù)雜混合物，粗苯的主要成分是苯、二甲苯、甲苯及三甲苯等，此外，還含有一些不飽和化合物，硫化物及少量的酚類(lèi)和吡啶堿類(lèi)。在用洗油回收煤氣中的苯族烴時(shí)，則尚有少量輕質(zhì)餾分摻雜在其中。粗苯是談黃色的透明液體，比水輕，不溶于水。在貯存時(shí)，由于輕質(zhì)不飽和化合物的氧化和聚合所形成的樹(shù)脂狀物質(zhì)能溶于粗苯使其著色并很快地變暗。在常溫下，粗苯的比重是0.8910.92kg/l。粗苯是易燃易爆物質(zhì)，閃點(diǎn)12.粗苯蒸汽在空中的濃度達(dá)到1.47.5%（體積）范圍內(nèi)時(shí)，及形成爆炸性的混合物。粗苯質(zhì)量的好壞以實(shí)驗(yàn)室蒸餾時(shí)180前蒸餾出量的百分?jǐn)?shù)來(lái)確定，粗苯

10、的沸點(diǎn)范圍是75200，180前溜出量越多，粗苯質(zhì)量越好；在180后的溜出物則為溶劑油。粗苯易燃易爆，要求工段必須嚴(yán)禁煙火，并對(duì)電動(dòng)機(jī)加以防爆。粗苯的組成取決于煉焦配煤的組成及煉焦產(chǎn)物在炭化室內(nèi)熱解程度，粗苯各組分的平均含量如下：組 分分 子 式含 量備 注苯5575甲 苯1122二 甲 苯2.56同分異構(gòu)體及乙基苯三甲苯和乙基甲苯12同分異構(gòu)體總和不飽和化合物，其中：712環(huán)戊二烯0.61.0苯乙烯0.51.0苯并呋喃1.02.0包括同系物茚1.52.5硫化物，其中：0.31.8按硫計(jì)二硫化碳0.31.4噻 吩0.21.6飽合物0.61.5為了滿足從煤氣中回收和制取粗苯的要求，洗油為了滿足從

11、煤氣中回收和制取粗苯的要求，洗油應(yīng)具有如下性能：（1） 常溫下對(duì)苯族烴有良好的吸收能力，在加熱時(shí)又能使粗苯很好的分離出來(lái)；（2） 有足夠的化學(xué)穩(wěn)定性，即在長(zhǎng)期使用中其吸收能力基本穩(wěn)定；（3） 在吸收操作溫度下，不應(yīng)析出固體沉淀物；（4） 易與水分離，且不生成乳化物；（5） 有較好的流動(dòng)性，易于用泵抽送并能在填料上均勻分布。1.3 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1.3.1 設(shè)計(jì)題目：130萬(wàn)t/a焦化廠粗苯工段的工藝設(shè)計(jì)要求：（1）回收工藝論證；（2）主要設(shè)備計(jì)算和選型；（3）繪制帶控制工藝流程圖、設(shè)備平面布置圖、管道平面和立面布置圖、繪制一張主要設(shè)備圖（必須與自己的設(shè)備計(jì)算一致），用autocad繪制；（4）編制

12、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；（5）按2×65孔tjl5550d焦?fàn)t配套規(guī)模進(jìn)行計(jì)算。tjl5550d型焦?fàn)t由化工部第二設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，系雙聯(lián)火道、廢氣循環(huán)、下噴、復(fù)熱式側(cè)裝搗固煤餅焦?fàn)t。焦?fàn)t主要結(jié)構(gòu)尺寸：炭化室全長(zhǎng):15980mm炭化室全高:5500mm炭化室平均寬:500mm炭化室中心距:1350mm炭化室錐度:10 立火道中心距:480立火道個(gè)數(shù):32個(gè) 燃燒室墻厚:100煤餅尺寸(長(zhǎng)×寬×高):15100/14900×450×5200煤餅密度(干煤):0.951.0t/m3炭化室一次裝入干煤量:35.1t焦?fàn)t周轉(zhuǎn)時(shí)間:22.5h1.3.2 計(jì)算條件：苯回收率

13、： 1.1%硫銨工段來(lái)煤氣溫度/飽和溫度： 57/52終冷溫度：221.3.3 設(shè)計(jì)條件本設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，參考了徐州焦化廠的粗苯工段工藝。徐州的氣象條件如下：本地區(qū)屬海洋性氣候，具有大陸性氣候的特點(diǎn)，常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|風(fēng)、東北風(fēng)。最大風(fēng)速： 23.4m/s最大平均風(fēng)速： 19.3m/s極端最高氣溫： 40.6（1927.6.11）年平均氣溫： 14極端最低氣溫： -22.6海拔高度： 43m冬季采暖： -6冬季通風(fēng)： -1夏季通風(fēng)： 31大氣壓力： 冬季767mmhg 夏季751mmhg最高地下水位： 1.251.75m土壤耐壓力(砂質(zhì)黏土)： 12t/m2地下水質(zhì)對(duì)硅酸鹽水泥混凝土無(wú)侵蝕作用

14、。1.3.4 設(shè)計(jì)要求本工段用焦油洗油吸收粗苯，富油經(jīng)脫苯塔蒸餾，得到粗苯，粗苯產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)。粗苯的質(zhì)量指標(biāo)（yb291-64）名 稱(chēng)指 標(biāo)加工用粗苯溶劑用粗苯外觀黃色透明液體黃色透明液體比重（d204）0.8710.900不大于0.900餾程75前餾出量（容）% 不大于3%180前餾出量（容）%不小于93%不小于91水分室溫（1825）下目測(cè)無(wú)可見(jiàn)的溶解水焦油洗油質(zhì)量指標(biāo)（yb297-64）名 稱(chēng)指 標(biāo)比重（d204）1.041.07餾程230前餾出量（容）%不大于3%300前餾出量（容）%不大于90%酚含量（容）%0.5奈含量（容）%不大于13粘度（。e25）不大于2水分%不大于1.01

15、5結(jié)晶物無(wú)綜上所述：本設(shè)計(jì)為畢業(yè)設(shè)計(jì)，是集四年學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)理論和實(shí)際中運(yùn)用在生產(chǎn)過(guò)程中的的體現(xiàn)，目的在于通過(guò)這次設(shè)計(jì)學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用所學(xué)的各種知識(shí)和技能，是一次比較全面的分析和解決工程問(wèn)題的能力訓(xùn)練。是我們初步了解有關(guān)技術(shù)政策，學(xué)會(huì)查閱和綜合運(yùn)用各種文獻(xiàn)資料，掌握使用有關(guān)工程技術(shù)的規(guī)定和準(zhǔn)則，以及設(shè)計(jì)的方案的論證和確定，設(shè)計(jì)的計(jì)算能力，繪圖和撰寫(xiě)說(shuō)明書(shū)的能力，于此同時(shí)培養(yǎng)自己一個(gè)嚴(yán)肅的工作態(tài)度和掌握嚴(yán)密的工藝流程，為今后打下良好的工作基礎(chǔ).第二章 工藝論證及確定一、影響粗苯回收率的因素隨著煉焦工藝的發(fā)展，化學(xué)產(chǎn)品的產(chǎn)率取決于煉焦過(guò)程的技術(shù)操作條件。影響粗苯的回收率的因素主要有三點(diǎn)：1. 配煤性質(zhì)和

16、組成的影響焦油的產(chǎn)率取決于配煤的揮發(fā)分高低和煤的變質(zhì)程度。在一定范圍內(nèi)，苯族烴的產(chǎn)率隨著煤料中的碳?xì)浔龋╟/h）及揮發(fā)分的增加而增加。當(dāng)配煤的揮發(fā)分v=2030%時(shí)，可由下式求得產(chǎn)率y（%）：=-1.6+0.14v-0.0016v22. 溫度對(duì)焦?fàn)t化學(xué)產(chǎn)品的影響焦?fàn)t化學(xué)產(chǎn)品的組成會(huì)受到焦?fàn)t操作溫度，壓力和揮發(fā)物在反映空間停留時(shí)間的影響，也受到焦?fàn)t內(nèi)生成的石墨，焦炭或焦炭灰分中某些成分的催化劑作用的影響，而最主要的影響因素是爐墻溫度和炭化室空間溫度。增高爐墻溫度將使焦油中苯族烴含量減少，而高溫產(chǎn)物萘、蔥瀝青和游離碳的含量增加，比重變大，酚類(lèi)及中性油類(lèi)含量降低。 炭化室頂部空間溫度在整個(gè)煉焦過(guò)程中

17、是有變化的，但其值不宜超過(guò)800，炭化室頂部空間溫度過(guò)高，則由于熱解作用，焦油和粗苯的產(chǎn)率均將降低，高溫化合水的產(chǎn)率增加，氨脂高溫下由于進(jìn)行逆反反應(yīng)而部分分解，并和熾熱的焦炭作用生成氰化氫，氨、氮產(chǎn)率也降低。3. 焦?fàn)t內(nèi)操作壓力大影響炭化室內(nèi)壓力的升高或降低都會(huì)造成化學(xué)產(chǎn)品的部分損失，故規(guī)定集氣管必須有一定的壓力。在實(shí)際生產(chǎn)中，粗苯工段的主要任務(wù)是完成煤氣的終冷除萘、吸收苯族烴以及粗苯的脫除三項(xiàng)任務(wù)。下面分別介紹完成這三項(xiàng)任務(wù)的工藝及論證。2.1 煤氣的終冷及除萘的方法及工藝選擇在生產(chǎn)硫銨的回收工藝中，出飽和器進(jìn)入粗苯工段的煤氣溫度通常為55左右，而回收苯族烴的適宜溫度為25左右，因此在回收苯

18、族烴之前煤氣要進(jìn)行冷卻。在焦?fàn)t氣冷卻和部分水蒸汽冷凝的同時(shí)，尚有萘從煤氣析出，因此煤氣的最終冷卻的同時(shí)應(yīng)考慮到如何除萘。目前我國(guó)焦化廠目前所采用的煤氣終冷及除萘的工藝流程主要有三種即煤氣終冷和機(jī)械化除萘工藝；煤氣終冷和焦油洗萘工藝；油洗萘和煤氣終冷工藝；和橫管終冷噴灑輕質(zhì)焦油終冷除萘工藝。2.1.1 煤氣終冷和機(jī)械化除萘工藝 圖2-1 煤氣終冷和機(jī)械化除萘工藝流程1-煤氣終冷塔 2-機(jī)械化刮萘槽 3-萘揚(yáng)液槽 4-終冷循環(huán)水5-涼水架 6-循環(huán)水冷卻器來(lái)自硫銨工段的煤氣進(jìn)入終冷塔內(nèi)，與隔板眼淋下的冷卻水密切接觸，從55左右冷卻到25左右。在煤氣冷卻的同時(shí)，煤氣中一部分水蒸汽被冷凝，大部分萘析出

19、并被水沖洗下來(lái)。煤氣含萘量從20003000毫克/標(biāo)m3降至800毫克/標(biāo)m3左右，冷卻后的煤氣進(jìn)入洗苯塔。含萘的冷卻水由塔底經(jīng)水封管自流到機(jī)械化刮萘槽，水和萘在槽中分離后，水自流到冷水架被冷卻至3032，再用泵送經(jīng)冷卻器用低溫水將其冷卻到25后，回終冷塔循環(huán)使用。在刮萘槽中積聚的萘，定期用水蒸汽間接熔化后流入萘揚(yáng)液槽，再用水蒸汽壓送到焦油槽和焦油氨水澄清槽。該流程的優(yōu)點(diǎn)是操作穩(wěn)定，便于管理；缺點(diǎn)是出終冷塔煤氣含萘量較高；水和萘不能充分分離，部分萘被水帶到冷水架，增加清掃冷水架的次數(shù)；刮萘槽結(jié)構(gòu)復(fù)雜而且笨重，基建費(fèi)用較高。2.1.2 煤氣終冷和焦油洗萘工藝 圖2-2 煤氣終冷和焦油洗萘工藝1-

20、煤氣終冷塔 2-循環(huán)水泵 3-焦油循環(huán)泵 4-焦油槽 5-水澄清槽 6-液位調(diào)節(jié)器 7-循環(huán)水冷卻器 8-焦油泵煤氣在終冷塔內(nèi)的冷卻過(guò)程同前所述。含萘冷卻水從終冷塔底部流出，經(jīng)液封管導(dǎo)入焦油洗萘器底部并向上流動(dòng)。熱焦油經(jīng)伸入器內(nèi)的分布器均勻噴灑在篩板上，通過(guò)篩板的孔眼向下流動(dòng)，在與水封流接觸過(guò)程中將水中萘萃取出來(lái)，可使出口煤氣含萘量降到800毫克/標(biāo)m3以下。洗萘后的焦油從焦油洗萘器下部排出，經(jīng)液位調(diào)節(jié)器流入焦油槽。經(jīng)過(guò)加熱靜止脫水，再送往焦油車(chē)間，送完焦油的容槽，再接受從冷凝鼓風(fēng)工段來(lái)的新鮮焦油以備循環(huán)洗萘使用。從洗萘器上部流出的水進(jìn)入水澄清槽，分離出殘余焦油后，自流到冷水架。分離出的焦油及

21、浮在水面上的油類(lèi)、萘等混合物自流到焦油槽。上述兩種工藝存在的共同特點(diǎn)是：在終冷塔內(nèi)冷卻煤氣的同時(shí)，析出的萘須用水沖流，因而實(shí)際所需的冷卻水量遠(yuǎn)大于熱平衡所需的冷卻水量，由于水量大，則更新循環(huán)水系統(tǒng)所排出的污水量相應(yīng)增多。2.1.3 油洗萘和煤氣終冷工藝 圖2-3 油洗萘和煤氣終冷工藝流程1-洗萘塔 2-加熱器 3-富油泵 4-含萘富油泵 5-煤氣終冷塔 6-循環(huán)水冷卻器 7-熱水泵 8、9-循環(huán)水泵 10-熱水池 11-冷水池從飽和器來(lái)的5560煤氣進(jìn)入木格填料塔或洗萘塔，被由塔頂噴淋下來(lái)的富油洗滌。富油進(jìn)塔溫度比煤氣高57，煤氣含萘可由20002500毫克/標(biāo)m3降到500800毫克/標(biāo)m3

22、左右。從洗萘塔頂出來(lái)的煤氣，溫度約升高2，進(jìn)入煤氣終冷塔，被噴淋下來(lái)的冷卻水冷卻后至洗苯塔。該流程所用的循環(huán)水量，僅為前兩種煤氣終冷流程用水一半，因而可以減少污水排放量。由于上述流程的油洗萘過(guò)程系在較高溫度下進(jìn)行，因而洗萘塔后煤氣含萘量還較高，終冷塔排出的水有時(shí)有浮油。2.1.4 橫管終冷洗萘工藝 圖2-4 輕質(zhì)焦油終冷洗萘工藝流程1-終冷塔 2-新焦油槽 3-溢流槽 4-焦油泵 5-循環(huán)泵該工藝流程見(jiàn)圖，煤氣的終冷和除萘都在橫管終冷塔進(jìn)行，煤氣從上部導(dǎo)入終冷洗萘塔，從終冷塔下部導(dǎo)出，而水從下往上與煤氣逆流而行，且與煤氣是間接接觸，煤氣中遇冷段內(nèi)，冷卻到2426后進(jìn)入吸收段的上部，循環(huán)噴灑輕質(zhì)

23、焦油除萘，凈化后的煤氣進(jìn)入捕霧器除去其所夾帶動(dòng)焦油霧滴，捕霧后的煤氣進(jìn)入洗苯塔。為使循環(huán)輕質(zhì)焦油中的萘含量保持穩(wěn)定，在輕質(zhì)焦油由泵送入循環(huán)槽的同時(shí)，從循環(huán)槽的壓出管引出相同的數(shù)量的焦油連續(xù)送往機(jī)械化氨水澄清槽，在送往焦油車(chē)間處理。橫管終冷洗萘是冷卻水和煤氣間接接觸，因而它有很多優(yōu)點(diǎn)：1. 設(shè)備小，操作簡(jiǎn)便，無(wú)污染，占地面積小，基建費(fèi)用比較少2. 冷卻效果好，萘的脫除高，出口煤氣約22，煤氣含萘量大約在350450mg/nm33. 無(wú)須用洗油，只須自產(chǎn)輕質(zhì)焦油，節(jié)約洗油耗量，同時(shí)煤氣中的萘直接轉(zhuǎn)入焦油，減少萘的損失。4. 由于煤氣不直接與水接觸，故沒(méi)有含酚污水的處理，另外，由于系統(tǒng)阻力小，風(fēng)機(jī)電

24、耗低。這種工藝解決了前幾種工藝流程中存在的廢水多，含萘高的問(wèn)題，它使煤氣的含萘量可降到400毫克/標(biāo)m3，因而該工藝優(yōu)點(diǎn)突出，而且徐州地區(qū)具有豐富的低溫地下水（18）因而本設(shè)計(jì)采用的就是這種工藝。2.2 洗苯工藝目前，國(guó)內(nèi)焦化廠主要采用洗油吸收法回收煤氣中的苯族烴，經(jīng)過(guò)終冷的煤氣溫度降至2527，然后進(jìn)入洗苯塔回收苯族烴，回收方法大致分為下列三種：1. 洗油吸收法用洗油在洗滌塔中回收煤氣中的苯族烴，再將吸收了苯族烴的洗油（富油）送入脫苯蒸餾裝置中，以提取粗苯，脫苯后的洗油（貧油）經(jīng)過(guò)冷卻后，重新送至洗滌塔循環(huán)使用，洗油吸收法又分為常壓吸收法和加壓吸收法，加壓吸收法可以強(qiáng)化生產(chǎn)過(guò)程，適用于煤氣遠(yuǎn)

25、距離輸送或用作合成氨廠原料的情況下采用。2. 吸附法：使煤氣通過(guò)具有微孔組織比表面很大的活性炭或硅膠等固體吸附劑，苯族烴即被吸附在其表面上，直至達(dá)到接近飽和狀態(tài)，然后用水蒸氣直接進(jìn)行解析，即得粗苯。用活性炭做吸附劑，可將煤氣的苯族烴完全吸附下來(lái)但此法要求煤氣凈化的程度較高，加之吸附劑價(jià)格昂貴，因此在工業(yè)上應(yīng)用受到一定的限制，而多用于煤氣苯族烴的定量分析。3. 凝結(jié)法：在低溫加壓的情況下，使苯族烴從煤氣中冷凝出來(lái)，此法比吸收法所得到的粗苯質(zhì)量好，但煤氣的壓縮及冷凍過(guò)程復(fù)雜，動(dòng)力消耗大，設(shè)備材質(zhì)要求高。 目前國(guó)內(nèi)焦化廠主要采用洗油吸收法回收煤氣中的苯族烴，油吸收法可分為焦油洗油吸收法和石油吸收法，

26、洗油質(zhì)量的要求：焦油洗油的指標(biāo)見(jiàn)緒言表2，石油洗油質(zhì)量指標(biāo) 表 2 - 1名 稱(chēng)質(zhì) 量 指 標(biāo)比重（20）不大于0.89粘度（。e50）不大于1.5蒸餾實(shí)驗(yàn)初溜點(diǎn)，不小于265350前餾出量，%不小于95凝固點(diǎn)小于10含水量不大于0.2固體雜質(zhì)無(wú)2.2.1 用焦油洗油回收粗苯：用洗油回收煤氣中的粗苯的方法，所用的洗苯塔有多種型式，但工藝流程基本一樣。用塑料花環(huán)填料塔的工藝流程見(jiàn)圖2-1。 圖2-1 洗苯工藝流程圖 1-填料洗苯塔 2-富油泵 3-貧油中間槽 4-貧油冷卻器煤氣經(jīng)最終冷卻到2527后，進(jìn)入洗苯塔。塔前的煤氣含粗苯3240g/標(biāo)m3，塔后的煤氣中含粗苯低于2g/標(biāo)m3。從脫苯工序來(lái)

27、的貧油，含苯0.20.4%，進(jìn)入貧油槽，用貧油泵進(jìn)入洗苯塔頂部，從塔頂噴淋而下，含苯量增至2.5%左右。用富油泵將富油從塔底抽出，送往脫苯工序。脫苯后的貧油送回貧油槽循環(huán)使用。本設(shè)計(jì)所選用的就是這種工藝流程，但洗苯塔有多種形式，選擇合適的塔型是值得研究的。用洗油回收煤氣中的粗苯的方法，所用的洗苯塔有多種形式，但工藝流程基本一樣，用塑料花環(huán)調(diào)料塔回收粗苯的工藝流程見(jiàn)圖2-2。熱水冷水氣煤氣煤去分縮器23451 圖2 -2 塑料花環(huán)填料塔回收粗苯的工藝流程圖1-富油泵 2-塑料花環(huán)洗苯塔 3-貧油槽 4 貧油冷卻器 5貧油槽洗苯塔底部為洗油接受槽，用鋼板與煤氣部分隔開(kāi)，從塔頂下來(lái)的洗油經(jīng)u 型管流

28、入該槽，u型管內(nèi)有一定的液位，足以封住煤氣，阻止它進(jìn)入油槽從放散管溢出。洗苯塔噴頭上方設(shè)置捕霧器，以捕集煤氣帶出的油霧，減少洗油損失，塔頂還有一個(gè)噴口，以清洗捕霧層。2.2.2 石油洗油回收粗苯用石油洗油回收粗苯的工藝流程與用焦油洗油回收的一樣，只是在設(shè)計(jì)貧油槽時(shí)，須考慮，經(jīng)常排油渣和生成的腐蝕物。目前國(guó)內(nèi)使用的是有洗油為輕柴油，與焦油洗油比較，耗量低，油水分離容易，具有較高的穩(wěn)定性，長(zhǎng)期使用后其物理化學(xué)性質(zhì)幾乎不變，此外，石油洗油吸萘的能力強(qiáng)，一般塔后煤氣含萘量可低于150mg/nm3.石油洗油的缺點(diǎn)是洗苯能力較低，富油含苯量為1.20.3%，故循環(huán)洗油量每噸（180前粗苯為65m3）和脫苯

29、的耗氣量較多，此外，在洗苯過(guò)程生成難溶的油渣，容易堵塞換熱設(shè)備，含油渣的洗油和水容易形成乳濁液，影響正常操作，所以洗油含渣量不宜大于20mg/g洗油.另外焦化廠使用石油洗油需外購(gòu)，因此多數(shù)焦化廠采用焦油洗油。為了滿足從煤氣中回收和制取粗苯的要求，洗油具有如下性能：1) 常溫下對(duì)苯族烴有良好的吸收能力，在加熱時(shí)又能使粗苯很好的分離出來(lái)。2) 有足夠的化學(xué)穩(wěn)定性，即在長(zhǎng)期使用中吸收能力基本穩(wěn)定。3) 在吸收操作溫度下不應(yīng)析出固體沉淀物。4) 易于水分離，且不能生成乳化物。5) 有較好的流動(dòng)性，易于用泵抽送并能在填料上均勻分布。由于石油洗苯工藝流程缺點(diǎn)較多，設(shè)備選型上存在難題，故一般不采用它，而多采

30、用第一種工藝流程。本設(shè)計(jì)就采用焦油洗油回收粗苯工藝。第三章 粗苯脫苯方法及工藝選擇由洗苯工序過(guò)來(lái)的含苯富油需進(jìn)行脫苯。脫苯工藝與很多種，我國(guó)焦化廠均采用水蒸汽蒸餾法脫苯。按照粗苯產(chǎn)品可以分為生產(chǎn)一種苯工藝和生產(chǎn)兩種苯工藝，按照富油的加熱方式可以分為蒸汽加熱法和管式爐加熱法。下面就蒸汽加熱生產(chǎn)一種苯工藝和管式爐加熱法生產(chǎn)一種苯工藝分別進(jìn)行介紹。3.1 蒸汽加熱法生產(chǎn)一種苯工藝 圖2-6 生產(chǎn)一種苯的工藝流程（蒸汽加熱富油脫苯）1-貧油冷卻器 2-貧富油換熱器 3-預(yù)熱器 4-再生器 5-熱貧油槽 6-脫苯塔 7-重分縮油分離器 8-輕分縮油分離器 9-分凝器 10-冷凝冷卻器 11-粗苯分離器

31、12-控制分離器 13-粗苯槽 14-殘?jiān)?15-控制分離器本設(shè)計(jì)采用生產(chǎn)一種苯工藝，用直接蒸汽蒸餾的方法脫苯，現(xiàn)將各種工藝流程及選用的設(shè)備介紹如下：由洗滌（洗苯）工序來(lái)的富油，在分縮器下面的三個(gè)換熱筒體中，被脫苯塔來(lái)的蒸汽加熱至7080，然后進(jìn)入貧富油換熱器，被來(lái)自脫苯塔底的溫度為130140的熱貧油加熱至90100，最后在富油預(yù)熱器中用大于8kgf/cm2的間接蒸汽加熱到135145，在從脫苯塔的第十二層塔板進(jìn)入塔內(nèi)。富油在塔內(nèi)逐板向下溢流，在由塔底進(jìn)入的直接蒸汽的蒸吹作用下，富油中絕大部分粗苯，洗油部分輕質(zhì)餾分及萘，從洗油中蒸出來(lái)并同一定量的水蒸氣從塔頂逸出.溫度比富油的預(yù)熱溫度約12

32、的油氣和水汽混合物，進(jìn)入分縮器頂上一格用冷水冷卻，從而使大部分洗油氣和水汽冷凝下來(lái)，從分縮器頂部逸出的即為粗苯蒸汽。為得到合格粗苯產(chǎn)品，可用冷卻水量控制分縮器頂部蒸汽溫度，使其在8689的范圍內(nèi)。由分縮器頂部逸出的粗苯蒸汽進(jìn)入蒸汽冷凝冷卻器，在此用冷水冷凝冷卻到2530，再經(jīng)粗苯分離器將水分出后即進(jìn)入粗苯貯槽，并定期用產(chǎn)品泵送往精制車(chē)間或出售。進(jìn)入分縮器的油氣和水汽混合物，在分縮器底部?jī)蓚€(gè)所形成的冷凝液實(shí)施油氣中的重餾分，即重分縮油。輕重分縮油分別進(jìn)分縮器，在與水分離后進(jìn)入富油中并一起送往脫苯塔。 在三個(gè)油水分離器，排出的分離水均進(jìn)入控制分離器進(jìn)一步分離，以減少洗油的損失。從脫苯塔底排出的貧油

33、溫度比富油的預(yù)熱溫度約低35（130140）熱貧油流入貧富有換熱器，與富油換熱并被冷卻至110120后，在回到脫苯塔底的熱貧油槽中，在此用熱貧油泵送到噴淋式貧油冷卻器，冷卻至2530后，在送往洗苯塔循環(huán)噴灑。由于洗油在循環(huán)使用的過(guò)程中質(zhì)量會(huì)變壞，為保持循環(huán)洗油的質(zhì)量，將循環(huán)油量的11.5%有富油入塔前的管路或脫苯塔加料板以下的一塊塔板處引入洗油再生器，洗油被1012kgf/cm2的間接蒸汽加熱至160180，并用過(guò)熱直接蒸汽直接蒸吹，從再生器頂部蒸吹出來(lái)的溫度，留在再生器底部的高沸點(diǎn)聚合物及油渣稱(chēng)為殘?jiān)？梢钥吭O(shè)備內(nèi)地蒸汽壓力間歇地或連續(xù)地排至殘?jiān)筒邸脑偕髋懦龅臍堅(jiān)停?00前的餾出量要

34、求低于40%，若餾出量過(guò)高會(huì)大大增加洗油耗量。洗油再生器操作之好壞，還對(duì)洗油耗量有較大的影響，在洗苯塔后煤氣中所夾帶的洗油較少分離良好的情況下，如洗油再生器操作正常，則生產(chǎn)每噸180前的粗苯的焦油洗油約為50kg,石油洗油的耗量較高，約為50100kg.(故此設(shè)計(jì)采用焦油洗油)3.2 管式爐加熱富油脫苯該工藝與蒸汽法脫苯工藝相同，唯一的區(qū)別在于富油經(jīng)貧富油換熱器后，不是用蒸汽加熱而是用管式爐加熱至180200后，在進(jìn)入脫苯塔。圖2-5生產(chǎn)一種苯的工藝流程（管式爐加熱富油脫苯）1-脫水塔 2-管式爐3-再生器4-脫苯塔5-脫苯塔油水分離器6-油氣換熱器7-冷凝冷卻器8-富油泵9-貧富有換熱器10

35、-貧油泵11-貧油冷卻器12-粗苯分離器13-回流槽14-控制分離器15會(huì)流泵16-粗苯槽17-萘油槽18-殘油槽19-粗苯產(chǎn)品回收泵20-萘油泵21-殘油泵管式爐加熱的富油脫苯工藝，因富油的加熱溫度高，同蒸汽法脫苯比較具有以下優(yōu)點(diǎn)：1. 富油在管式爐內(nèi)加熱至180左右，脫苯程度高，貧油中粗苯含量可降至0.1%左右，從而使粗苯的塔后損失減小，粗苯的回收率可高達(dá)9597%2. 蒸汽耗量低，每生產(chǎn)一噸180前的粗苯耗蒸汽約11.05噸且不受蒸汽壓力波動(dòng)的影響，操作穩(wěn)定。3. 酚水含量少，蒸汽法脫苯，每噸180前粗苯要產(chǎn)生34噸工業(yè)酚水，而管式爐法只產(chǎn)生1.05噸以下的酚水。4. 設(shè)備費(fèi)用低，蒸汽耗

36、量顯著降低，大大縮小了冷凝冷卻和蒸餾設(shè)備的尺寸，從而使設(shè)備費(fèi)用大為降低。因此，本設(shè)計(jì)選用管式爐加熱法生產(chǎn)一種苯工藝。3.3 粗苯回收原理3.3.1 洗油吸收苯族烴的基本原理：用洗油吸收煤氣中的粗苯烴是物理吸收過(guò)程，服從亨利定律和道爾頓定律，當(dāng)煤氣中苯族烴的分壓大于洗油液面上苯族烴的平衡蒸汽壓時(shí)，煤氣中苯族烴即被洗油吸收，二者差值越大，則吸收過(guò)程進(jìn)行的越容易，吸收速率也越快。目前，吸收過(guò)程的機(jī)理仍建立在被吸收組分經(jīng)穩(wěn)定的界面薄膜擴(kuò)散傳遞的概念上，即液相與氣相之間有相界面，假定在相界面的兩側(cè)，分別存著不呈湍流的薄膜，在氣相側(cè)的稱(chēng)為氣膜，在液相側(cè)的成為液膜，擴(kuò)散過(guò)程的阻力及等于氣膜和液膜的阻力之和。

37、吸收系數(shù)的大小取決于所采用的吸收劑的形式，填料類(lèi)型與規(guī)格及吸收段過(guò)程操作條件（溫度，氣相和液相流速等）顯然，這些因素對(duì)吸收速率均有影響。3.3.2 影響苯族烴吸收的因素煤氣中的苯族烴在洗苯塔內(nèi)被吸收的程度稱(chēng)為吸收率，吸收率的大小取決于以下因素，煤氣和洗油中的苯族烴的含量;煤氣流速及壓力；洗油循環(huán)量及其分子量，吸收溫度，洗苯塔結(jié)構(gòu)，對(duì)填料塔則為填料表面積及特性等。分述如下：1、吸收溫度：吸收溫度是指洗苯塔內(nèi)氣液兩相接觸面積的平均溫度，它取決于煤氣和洗油的溫度，也受大氣溫度的影響。吸收溫度是通過(guò)吸收系數(shù)和吸收推動(dòng)力的變化而影響吸收率的，提高的吸收溫度，可使吸收系數(shù)與一定增加，但不顯著，而吸收推動(dòng)力

38、卻顯著減小。對(duì)于洗油吸收煤氣中的苯族烴來(lái)說(shuō)，洗油分子量及煤氣總壓的波動(dòng)很小，可視為常數(shù)，而粗苯的蒸汽壓是隨溫度的變化而變化，溫度升高，粗苯的蒸汽壓力也升高，當(dāng)煤氣中的苯族烴的含量一定時(shí)，溫度愈低，洗油中與其呈平衡的粗苯含量愈高；而當(dāng)提高溫度時(shí)，洗油中與其呈平衡的粗苯含量則有較大的降低。當(dāng)入塔貧油含量一定時(shí)，洗油液面上苯族烴的蒸汽壓隨吸收溫度升高而增大，吸收推動(dòng)力則隨之減小，致使洗苯后煤氣中的苯族烴含量（塔后損失）增粗苯的回收率降低。因此，吸收溫度不宜過(guò)高，但也并非越低越好，在低于15時(shí)洗苯油粘度將顯著增加，使洗油輸送及其在塔內(nèi)的均勻分布和自由流動(dòng)均發(fā)生困難，當(dāng)洗油溫度低于10時(shí)，還可能從油中析

39、出固體沉淀物。因此適宜的吸收溫度約25，實(shí)際操作波動(dòng)于2530之間。另外，操作中洗油溫度應(yīng)略高于煤氣溫度，以防止煤氣中的水汽冷凝進(jìn)入洗油中，一般規(guī)定，洗油溫度在夏季比煤氣溫度高2左右，冬季高4左右。為了保證吸收溫度，煤氣進(jìn)洗苯塔前，應(yīng)在終冷期內(nèi)冷卻至2028，循環(huán)油冷卻至小于30.2、洗油的分子量及循環(huán)量的影響當(dāng)其他條件一定時(shí)，洗油的分子量變小，將使洗油中粗苯含量變大，即吸收得愈好，同類(lèi)油劑的吸收能力與其分子量成反比。吸收劑與溶質(zhì)的分子量愈接近，則吸收得愈完全。在回收等量粗苯的情況下，洗油循環(huán)量也可以相應(yīng)地減少。但洗油的分子量不宜過(guò)小，否則洗油中吸收過(guò)程中損失較大，并且脫苯蒸餾時(shí)不易與粗苯分離

40、。增加循環(huán)油量可降低洗油中粗苯的含量，增加氣液間的吸收推動(dòng)力，從而可以提高粗苯的回收推動(dòng)力。提高回收率，但循環(huán)洗油量不宜過(guò)大，以免過(guò)多增大電、蒸汽的耗量和冷卻水用量。在塔后煤氣含苯量一定的情況下，隨著吸收溫度的升高，則需要的循環(huán)洗油量隨之增加。3、貧油含苯量的影響：貧油含苯量是決定塔后煤氣苯族烴的含量的主要因素之一，當(dāng)其它條件一定時(shí)，入塔貧油中的含苯量越高，則塔后損失愈大，按現(xiàn)行規(guī)定，塔后煤氣中粗苯含量不大于2g/nm3.為是塔后損失不大于2g/nm3,設(shè)貧油中的粗苯含量為2.2%，為了維持一定的吸收推動(dòng)力，2.2%應(yīng)除以平衡偏移系數(shù)n，一般n=1.11.2.若取n=1.15,則允許貧油含苯量

41、為c1=(2.2/1.5)%=1.92%<2%.實(shí)際上，由于貧油中粗苯的組成中苯和甲苯的含量少，絕大部分為二甲苯和溶劑油，其蒸汽壓僅相當(dāng)于統(tǒng)一溫度下煤氣中所含苯族烴蒸汽壓的2030%，故實(shí)際貧油含苯量可達(dá)到0.40.6%，此時(shí)仍能保證塔后煤氣含粗苯量在2g/nm3以下。如何一步降低貧油中的粗苯含量，雖然有助于降低塔后損失，但將增加脫苯蒸餾時(shí)代蒸汽耗量，使粗苯產(chǎn)品的180前餾出率減少，并且是洗油含量增加。近年來(lái)，國(guó)外一些焦化廠，塔后煤氣含粗苯量控制在4g/nm3左右，甚至更好，這一指標(biāo)對(duì)大型焦化廠的粗苯回收是經(jīng)濟(jì)合理的。另外，從一般粗苯粗苯和回爐煤氣中分離出來(lái)的苯族烴的性質(zhì)可以看出，由回爐

42、煤氣中得到的苯族烴，硫含量比粗苯高3.5倍，不飽和化合物的含量高1.1倍，由于這些物質(zhì)很容易聚合，故會(huì)增加粗苯的回收和精制難度，因此，塔后煤氣含苯量控制高一些也合理。4、吸收表面積的影響為使洗油充分吸收煤氣中的苯族烴，必須使氣液兩相之間有足夠的接觸面積（即吸收面積）。填料塔的吸收面積即為塔內(nèi)填料表面積，填料表面積愈大，則煤氣與洗油接觸時(shí)間愈長(zhǎng)，回收過(guò)程進(jìn)行的愈完全。適當(dāng)?shù)奈彰娣e即能保證一定的粗苯回收率，又使設(shè)備費(fèi)和操作費(fèi)經(jīng)濟(jì)合理。5、煤氣壓力與流速的影響：當(dāng)增大煤氣壓力時(shí)，擴(kuò)散系數(shù)將隨之減少，因而是吸收系數(shù)有所降低。但隨著壓力的增加，煤氣中的苯族烴分壓將成比例地增加，使吸收推動(dòng)力顯著增加，因

43、而，吸收速率也將增加。煤氣流速的增大也可提高吸收系數(shù)，并且可以提高氣液相接觸的渦流程度和提高洗苯塔的生產(chǎn)能力，所以，加大煤氣速度可以強(qiáng)化吸收過(guò)程，但煤氣速度太大時(shí)，容易使洗苯塔阻力和霧沫夾帶量急劇增加。3.4 脫苯原理脫苯原理實(shí)際上是精餾原理，由揮發(fā)度不同的組分的混合液中精餾塔內(nèi)多次地進(jìn)行部分氣化和部分冷凝，使其分離幾乎純態(tài)的組分的過(guò)程，在精餾過(guò)程中，當(dāng)加熱互不相溶的液體混合物時(shí)，如果塔內(nèi)的總壓力等于個(gè)混合組分的飽和蒸汽分壓之和時(shí)，液體開(kāi)始沸騰，但從富油中蒸出粗苯，要求達(dá)到脫苯條件，必將富油加熱到250300，這實(shí)際上是不可行的。為了降低蒸餾溫度采用水蒸氣法蒸餾。這樣，在脫苯過(guò)程中通入大量的直

44、接水蒸氣，當(dāng)塔內(nèi)總壓力的為一定值時(shí)，若氣相中水蒸氣所占的分壓愈高，則粗苯和洗油的蒸汽分壓就愈低，這樣就可以在較低的溫度下（遠(yuǎn)低于250300），將粗苯完全地從洗油中蒸餾出來(lái)。由此可見(jiàn)，脫苯操作時(shí)直接蒸汽用量，對(duì)蒸餾過(guò)程有著重要影響。下面就脫苯蒸餾中的蒸汽耗量進(jìn)行幾點(diǎn)討論：1) 當(dāng)貧油含苯量一定時(shí)，直接蒸汽的耗量是隨著洗油預(yù)熱的溫度的升 高而減少，一般在富油預(yù)熱溫度從140提高到180時(shí)，直接蒸汽 耗量可降低一半以上。2) 提高直接蒸汽的過(guò)熱溫度，可降低其耗用量。3) 當(dāng)富油中粗苯含量較高時(shí)，在一定的預(yù)熱溫度下，由于粗苯的蒸汽 分壓較高，對(duì)于蒸出每噸180之前的粗苯，可以減少直接蒸汽耗用量。4)

45、 在其他條件一定時(shí)，蒸汽的耗用量是隨塔內(nèi)總壓的提高而增加的，因此若要達(dá)到所需求的脫苯程度，塔內(nèi)溫度必然要高。 3.4.1影響脫苯的因素脫苯塔內(nèi)的脫出率取決于一下因素：1、在塔底油溫下各組分的蒸汽壓：若富油的預(yù)熱溫度高，塔底貧油溫度相應(yīng)也高，貧油中各組分的蒸汽壓變大，故餾出率也增加。但因苯的揮發(fā)度較大，在較低溫度下幾乎全部蒸出，所以富油預(yù)熱溫度對(duì)苯的餾出率影響很小，而對(duì)其它組分的影響則很大。如甲苯的回收率隨著預(yù)熱溫度的提高而相應(yīng)提高。2、塔內(nèi)操作壓力：提高塔內(nèi)的操作壓力時(shí)，各組分的餾出率會(huì)相應(yīng)減小，但同樣對(duì)苯的影響小。3、加料板下的塔盤(pán)：顯然，當(dāng)增加加料板下的塔盤(pán)層數(shù)時(shí)，各組分的餾出率相應(yīng)增加，

46、尤其是對(duì)甲苯和二甲苯等影響較大。4、直接蒸汽量：蒸汽耗量增加，增大了蒸汽分壓，相應(yīng)增加各組分的餾出率，但蒸汽耗量過(guò)分增加：一是給油水分離帶來(lái)負(fù)擔(dān)，二是冷卻水量增加，三是蒸汽耗量大了不經(jīng)濟(jì)。因此，直接蒸汽的多少應(yīng)以能保證脫苯順利進(jìn)行，又保證經(jīng)濟(jì)合理為標(biāo)準(zhǔn)。第四章 主要設(shè)備論證及選型前面我們介紹了四種終冷洗萘工藝，它們各自使用的終冷塔也不同。煤氣終冷和機(jī)械化除萘工藝用金屬隔板塔。此塔局有傳熱，傳質(zhì)好的優(yōu)點(diǎn)，但在終冷塔后出口煤氣的含萘量較高，萘的脫除率低，終冷水和萘不能很好地分離。煤氣終冷和熱焦油洗萘工藝使用帶焦油洗萘器的煤氣終冷塔（篩板塔）。此塔雖然具有擴(kuò)散推動(dòng)力大的優(yōu)點(diǎn)，但操作不穩(wěn)定，對(duì)水質(zhì)的要

47、求高。油洗萘和煤氣終冷工藝中使用的是橫管式終冷塔。此工藝洗萘與終冷分開(kāi)，投資高，不易小廠借鑒。橫管終冷噴灑輕質(zhì)焦油洗萘工藝使用橫管終冷洗萘塔。它的優(yōu)點(diǎn)：不僅終冷效果好，除萘效果也好；系統(tǒng)阻力小，操作維修簡(jiǎn)便，節(jié)約點(diǎn)耗；不需含酚污水處理。根據(jù)本設(shè)計(jì)在第二章所確定選用的終冷除萘工藝、流程，可確定選用與該工藝相配套的終冷塔橫管終冷洗萘塔。4.1洗 苯 塔目前，我國(guó)焦化廠采用的洗苯塔主要有空噴塔，板式塔和填料塔，下面分別加以介紹。4.1.1空噴塔空噴塔一般為多段噴灑，沒(méi)段下部均設(shè)有煤氣分布器，相鄰兩段設(shè)有煤氣通過(guò)的錐性散罩，底部設(shè)有許多個(gè)噴嘴組成的洗油噴灑裝置，其上設(shè)有備用的中央噴嘴，從頂部灑下來(lái)的洗

48、油經(jīng)降液管引到下段。洗油從第二段起來(lái)采用循環(huán)噴灑。用空噴塔洗苯具有以下優(yōu)點(diǎn)：投資省，處理能力大，阻力小，不堵塞等。缺點(diǎn)：洗苯效率低，塔后煤氣含苯量高，洗油循環(huán)量大，動(dòng)力消耗大。4.1.2板式塔（孔板塔）板式塔主要有穿流式篩板塔。該塔容易實(shí)現(xiàn)最佳流體力學(xué)條件，即增加氣液兩相的接觸面積，提高兩相的湍流程度，迅速更改兩相界面以減小其擴(kuò)散阻力。這種塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，生產(chǎn)能力大，投資省，節(jié)約金屬材料，且安裝和維修簡(jiǎn)便。其缺點(diǎn)是塔板的效率受負(fù)荷變動(dòng)的影響較大。4.1.3填料塔填料洗苯塔是應(yīng)用較早，較廣的一種塔。塔內(nèi)填料了用木格，鋼板網(wǎng)，金屬螺旋，帖拉累托填料，鮑爾環(huán)，鞍形填料以及塑料花環(huán)填料等。1.

49、木格填料塔 該塔型在我國(guó)焦化廠應(yīng)用較多，它具有阻力較小，操作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。但也存在著生產(chǎn)能力小，設(shè)備龐大、苯重，投資和操作費(fèi)用高及木材耗量大等缺點(diǎn)。因此在一些國(guó)家里，木格填料塔已被新型高效填料塔取代。2.鋼板網(wǎng)填料塔該塔型在國(guó)內(nèi)已被采用。該填料塔與木格填料塔相比，具有比表面積大，吸收率高，阻力小，動(dòng)力消耗小等優(yōu)點(diǎn)，但制造麻煩，價(jià)格昂貴，處理能力小。3.螺旋填料塔金屬螺旋填料塔采用鋼帶和鋼絲繞成，其比表面積大，重度小由于形狀復(fù)雜，填料層的持液量大，因此吸收劑與煤氣接觸時(shí)間較長(zhǎng)，又由于煤氣通過(guò)填料時(shí)攪動(dòng)激烈，因而吸收效率較高。但難于制造，價(jià)格昂貴。這種填料在蘇、美應(yīng)用較多。4.塑料花環(huán)填料塔 塑料花

50、環(huán)填料是近年來(lái)又國(guó)外引進(jìn)的高效填料，經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)證明，花環(huán)填料是一種具有比表面大，空隙來(lái)率高，阻力小，處理能力大，液體分布好，濕潤(rùn)率高，投資省，占地少，節(jié)省能耗，制造安裝容易，操作方便等突出優(yōu)點(diǎn)的填料。國(guó)家有關(guān)部門(mén)鑒于該填料具有以上優(yōu)點(diǎn)，已要求推廣使用高效花環(huán)填料洗苯塔。根據(jù)以上的論述，本設(shè)計(jì)采用塑料花環(huán)填料洗苯塔。各型式洗苯塔經(jīng)濟(jì)比較見(jiàn)表3-1。花環(huán)填料洗苯塔與其他填料洗苯塔的經(jīng)濟(jì)比較見(jiàn)表3-2。 各種型式洗苯塔經(jīng)濟(jì)比較 表3-1塔型使用廠家及規(guī)模萬(wàn)噸焦/年塔的直徑與塔高 mm臺(tái)數(shù)及單重，t總?cè)莘e比總重量比總占地比泵（閥）臺(tái)數(shù)總投資比總阻力 pa木格子邯鄲鋼廠603500h=37003834.19833（9）3.62000浮動(dòng)閥濟(jì)鋼603500h=23001351.021.1>11（3）0.71000鋼板網(wǎng)新余603500h=35002543.53.522（6）1.61000日本 空噴