廢白土再生技術(shù)工藝設(shè)計(jì)

1、煉油廢白土再生技術(shù)工藝設(shè)計(jì)煉油廢白土再生技術(shù)工藝設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名：趙海云學(xué)生姓名：趙海云 學(xué)學(xué) 號(hào)：號(hào)：0503122205031222 專業(yè)班級(jí)：化工專業(yè)班級(jí)：化工05-205-2 指導(dǎo)教師：王延臻（教授）指導(dǎo)教師：王延臻（教授）前言前言 流程簡(jiǎn)述及設(shè)備選型流程簡(jiǎn)述及設(shè)備選型結(jié)論結(jié)論 前言前言 潤(rùn)滑油生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的含油廢白土，其中潤(rùn)滑油生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的含油廢白土，其中含油約為含油約為30%，這部分廢白土直接排放，不僅污，這部分廢白土直接排放，不僅污染環(huán)境，而且浪費(fèi)資源。染環(huán)境，而且浪費(fèi)資源。目前我們所開發(fā)的回收方法，使用不同的溶劑回目前我們所開發(fā)的回收方法，使用不同的溶劑回收廢白土中

2、不同餾程的油分，然后再利用蒸餾的收廢白土中不同餾程的油分，然后再利用蒸餾的方法回收溶劑，實(shí)現(xiàn)了溶劑的循環(huán)使用與油分的方法回收溶劑，實(shí)現(xiàn)了溶劑的循環(huán)使用與油分的回收。回收。工藝流程簡(jiǎn)述工藝流程簡(jiǎn)述 在反應(yīng)釜中，先用溶劑在反應(yīng)釜中，先用溶劑B洗白土，溶解出其中的洗白土，溶解出其中的理想油，將洗滌液排入理想油，將洗滌液排入1號(hào)罐；再用溶劑號(hào)罐；再用溶劑A與溶劑與溶劑B的混合液洗白土，溶解出其中的非理想油，并的混合液洗白土，溶解出其中的非理想油，并把洗滌液排入把洗滌液排入2號(hào)罐；然后再用溶劑號(hào)罐；然后再用溶劑A洗白土，溶洗白土，溶解白土中的油分、少量的溶劑解白土中的油分、少量的溶劑B以及溶劑以及溶劑A

3、，也將，也將洗滌液排入洗滌液排入2號(hào)罐；最后用水洗白土，得到的洗滌號(hào)罐；最后用水洗白土，得到的洗滌液排入液排入3號(hào)罐。其中號(hào)罐。其中2號(hào)罐中溶劑號(hào)罐中溶劑A會(huì)出現(xiàn)分層，會(huì)出現(xiàn)分層，可以直接打回原料罐循環(huán)使用，而可以直接打回原料罐循環(huán)使用，而3號(hào)罐中的洗滌號(hào)罐中的洗滌液將要進(jìn)入精餾塔進(jìn)行分離，以實(shí)現(xiàn)溶劑液將要進(jìn)入精餾塔進(jìn)行分離，以實(shí)現(xiàn)溶劑A的回的回收。收。1號(hào)罐與號(hào)罐與2號(hào)罐中剩余的部分將分別進(jìn)入蒸發(fā)號(hào)罐中剩余的部分將分別進(jìn)入蒸發(fā)塔進(jìn)行分離，實(shí)現(xiàn)原料的回收以及油分的分離。塔進(jìn)行分離，實(shí)現(xiàn)原料的回收以及油分的分離。工藝流程簡(jiǎn)述工藝流程簡(jiǎn)述 從反應(yīng)釜里排出的泥漿，質(zhì)量增加約從反應(yīng)釜里排出的泥漿，質(zhì)量

4、增加約60%60%，其，其中含有大部分水和少部分的中含有大部分水和少部分的A A溶液，為了得到溶液，為了得到干燥的活性白土，還要經(jīng)過板框過濾機(jī)和烘干干燥的活性白土，還要經(jīng)過板框過濾機(jī)和烘干機(jī)。為了降低生成的白土中溶劑機(jī)。為了降低生成的白土中溶劑A A的含量，在的含量，在過濾時(shí)，要繼續(xù)用熱水沖洗過濾時(shí)，要繼續(xù)用熱水沖洗3 3遍，并將洗滌液遍，并將洗滌液排入排入3 3號(hào)罐，然后將濕白土通入烘干機(jī)烘干后號(hào)罐，然后將濕白土通入烘干機(jī)烘干后得到活性白土。得到活性白土。 整個(gè)工藝流程的流程圖如下圖所示：整個(gè)工藝流程的流程圖如下圖所示：簡(jiǎn)單工藝流程圖簡(jiǎn)單工藝流程圖溶劑B泥漿出口白土進(jìn)口電機(jī)跟聯(lián)軸器圓盤渦輪式

5、攪拌器保溫層通氣孔鋼板液體進(jìn)出口外壁鋼板鐵網(wǎng)濾布（100目）鐵網(wǎng)攪拌器 通過流程圖可以看出，該工藝流程涉及的設(shè)備通過流程圖可以看出，該工藝流程涉及的設(shè)備主要有：反應(yīng)釜，精餾塔和蒸發(fā)塔以及其附屬主要有：反應(yīng)釜，精餾塔和蒸發(fā)塔以及其附屬設(shè)備，包括換熱器、泵、罐等。這些設(shè)備的計(jì)設(shè)備，包括換熱器、泵、罐等。這些設(shè)備的計(jì)算和選型因?yàn)樘幚砹勘容^小的原因，有一定的算和選型因?yàn)樘幚砹勘容^小的原因，有一定的特殊性。特殊性。 廢白土的回收是在反應(yīng)釜中進(jìn)行的，該操作屬于廢白土的回收是在反應(yīng)釜中進(jìn)行的，該操作屬于間歇性操作。反應(yīng)釜是該流程的核心設(shè)備，必須間歇性操作。反應(yīng)釜是該流程的核心設(shè)備，必須具有攪拌、過濾、分離的

6、作用，另外由于白土的具有攪拌、過濾、分離的作用，另外由于白土的弱酸性，所以反應(yīng)釜在材料的選擇上也要注意，弱酸性，所以反應(yīng)釜在材料的選擇上也要注意，要選用耐腐蝕比較好的鋼板。要選用耐腐蝕比較好的鋼板。反應(yīng)釜反應(yīng)釜反應(yīng)釜 廢白土的回收是間歇性操作，以每釜處理量為廢白土的回收是間歇性操作，以每釜處理量為4t4t廢白土來計(jì)算，則需要反應(yīng)釜的容積大于廢白土來計(jì)算，則需要反應(yīng)釜的容積大于6m6m3 3, ,我們所選的反應(yīng)釜的容積為我們所選的反應(yīng)釜的容積為6735L6735L，符合，符合我們的需要。另外，在生產(chǎn)過程中，我們要加我們的需要。另外，在生產(chǎn)過程中，我們要加入各種試劑，同時(shí)我們也需要保證反應(yīng)釜的密入

7、各種試劑，同時(shí)我們也需要保證反應(yīng)釜的密封性，所以反應(yīng)釜只有一個(gè)排液口，并且排液封性，所以反應(yīng)釜只有一個(gè)排液口，并且排液口處的管路要向上傾斜口處的管路要向上傾斜4545，這是為了保證不，這是為了保證不在管路中殘留液體，以免造成不同溶劑間的混在管路中殘留液體，以免造成不同溶劑間的混合污染。反應(yīng)完成后液體也從該排液口排出，合污染。反應(yīng)完成后液體也從該排液口排出，也是從釜的密封性方面考慮。為了操作方便，也是從釜的密封性方面考慮。為了操作方便，釜底離地面的高度應(yīng)為釜底離地面的高度應(yīng)為1.8m1.8m左右。左右。反應(yīng)釜的示反應(yīng)釜的示意圖如下圖所示：意圖如下圖所示： 反應(yīng)釜示意圖反應(yīng)釜示意圖=3422mmD

8、1=1750mm白土進(jìn)口電機(jī)跟聯(lián)軸器圓盤渦輪式攪拌器保溫層通氣孔鋼板泥漿出口液體進(jìn)出口外壁鋼板鐵網(wǎng)濾布（100目）鐵網(wǎng)攪拌器白土干燥白土干燥 從板框過濾機(jī)排出的泥漿含水量仍超標(biāo)，我們從板框過濾機(jī)排出的泥漿含水量仍超標(biāo)，我們采用的熱空氣烘干，首先將空氣加熱到約采用的熱空氣烘干，首先將空氣加熱到約7070 ，然后使熱空氣與濕白土通過烘箱完全接觸，然后使熱空氣與濕白土通過烘箱完全接觸，以達(dá)到干燥白土的目的。以達(dá)到干燥白土的目的。 在這里加熱空氣也完在這里加熱空氣也完全采用精餾塔頂蒸汽的剩余熱量來完成。烘干全采用精餾塔頂蒸汽的剩余熱量來完成。烘干過程示意圖為：過程示意圖為： 濕白土濕白土 濕空氣濕空氣

9、 干白土干白土 熱空氣熱空氣溶劑溶劑A 的回收的回收 溶劑溶劑A是一種極性溶劑，能與水互溶，而且二是一種極性溶劑，能與水互溶，而且二者沸點(diǎn)比較接近，所以要實(shí)現(xiàn)溶劑者沸點(diǎn)比較接近，所以要實(shí)現(xiàn)溶劑A的回收循的回收循環(huán)使用，必須要借助精餾塔來完成。實(shí)驗(yàn)證明，環(huán)使用，必須要借助精餾塔來完成。實(shí)驗(yàn)證明，95%（體積分?jǐn)?shù)）的（體積分?jǐn)?shù)）的A溶液即能完成我們的實(shí)溶液即能完成我們的實(shí)驗(yàn)要求，而根據(jù)物料衡算結(jié)果又可得到，驗(yàn)要求，而根據(jù)物料衡算結(jié)果又可得到，3號(hào)號(hào)罐中罐中A 的水溶液的體積組成為的水溶液的體積組成為15%-30%之間。之間。另外，因?yàn)榱硗?，因?yàn)锳是要循環(huán)使用的，所以是要循環(huán)使用的，所以A的回收的回

10、收率必須控制在率必須控制在95%以上。根據(jù)上述要求，借助以上。根據(jù)上述要求，借助Aspen plus軟件我們可得到關(guān)于精餾塔的一系軟件我們可得到關(guān)于精餾塔的一系列參數(shù)為：列參數(shù)為：精餾塔精餾塔理論塔板數(shù)：理論塔板數(shù)：30進(jìn)料位置：進(jìn)料位置：26（從上往下）（從上往下）回流比：回流比：2.8塔徑：塔徑：0.5m塔高：塔高：14.7m（我們使用的是高效填料，（我們使用的是高效填料，1m填料相當(dāng)于填料相當(dāng)于3-4塊塊理論版，所以填料層高度為理論版，所以填料層高度為10m。）。）精餾塔精餾塔 由計(jì)算結(jié)果可以知道，塔頂氣相溫度為由計(jì)算結(jié)果可以知道，塔頂氣相溫度為78，回流之前需要冷凝，而進(jìn)料溫度為回流之

11、前需要冷凝，而進(jìn)料溫度為20 ，需要，需要加熱，所以為了節(jié)約能源，我們采用塔頂氣體加熱，所以為了節(jié)約能源，我們采用塔頂氣體來加熱原料，通過計(jì)算可以知道，這部分熱量來加熱原料，通過計(jì)算可以知道，這部分熱量可以把進(jìn)料加熱到可以把進(jìn)料加熱到70 ，然后再用，然后再用7公斤蒸汽公斤蒸汽將進(jìn)料加熱到泡點(diǎn)溫度。塔底取消再沸器，直將進(jìn)料加熱到泡點(diǎn)溫度。塔底取消再沸器，直接通入接通入7公斤蒸汽，減少了再沸器的固定投資。公斤蒸汽，減少了再沸器的固定投資。精餾塔精餾塔 通過精餾塔的分離，不僅得到了符合實(shí)驗(yàn)要求通過精餾塔的分離，不僅得到了符合實(shí)驗(yàn)要求的的A溶液，同時(shí)塔底的含溶液，同時(shí)塔底的含A較少的水也可以用較少的

12、水也可以用來清洗過濾機(jī)中的白土，達(dá)到了水的循環(huán)利用，來清洗過濾機(jī)中的白土，達(dá)到了水的循環(huán)利用，也減少了溶劑也減少了溶劑A的損失。的損失。 另外值得注意的一點(diǎn)是廢白土呈酸性，所以水另外值得注意的一點(diǎn)是廢白土呈酸性，所以水洗液中不可避免的含有酸性物質(zhì)，在處理時(shí)會(huì)洗液中不可避免的含有酸性物質(zhì)，在處理時(shí)會(huì)腐蝕塔體，因此精餾塔提餾段不能采用普通的腐蝕塔體，因此精餾塔提餾段不能采用普通的不銹鋼，應(yīng)該在里面加上襯里以防止被腐蝕，不銹鋼，應(yīng)該在里面加上襯里以防止被腐蝕，或者是直接使用復(fù)合鋼板?；蛘呤侵苯邮褂脧?fù)合鋼板。溶劑溶劑B的回收的回收 溶劑溶劑B B是一種非極性溶劑，與油品混合在一起，是一種非極性溶劑，與

13、油品混合在一起，但是二者之間的沸點(diǎn)相差比較大，所以可以用但是二者之間的沸點(diǎn)相差比較大，所以可以用閃蒸的方法將二者分離。為了提高分離效果，閃蒸的方法將二者分離。為了提高分離效果，在閃蒸塔內(nèi)加在閃蒸塔內(nèi)加1010塊塔板，并且在塔底通入進(jìn)料塊塔板，并且在塔底通入進(jìn)料量的量的5%5%的的7 7公斤蒸汽，用來氣提氣體公斤蒸汽，用來氣提氣體B B，盡可能，盡可能的提高的提高B B的回收率。溶劑的回收率。溶劑B B的回收操作屬于間歇的回收操作屬于間歇性操作，所以根據(jù)最優(yōu)原則，可得到蒸發(fā)塔的性操作，所以根據(jù)最優(yōu)原則，可得到蒸發(fā)塔的具體參數(shù)為：具體參數(shù)為： 蒸發(fā)塔蒸發(fā)塔 塔徑：塔徑：0.2m 塔高：塔高：10m

14、 塔板數(shù)：塔板數(shù)：10塊塊 進(jìn)料位置：第進(jìn)料位置：第1塊（從上往下）塊（從上往下） 無回流，無再沸器等。無回流，無再沸器等。蒸發(fā)塔蒸發(fā)塔 通過簡(jiǎn)單的閃蒸分離操作以后，我們會(huì)得到符通過簡(jiǎn)單的閃蒸分離操作以后，我們會(huì)得到符合要求的溶劑合要求的溶劑B B和不同沸點(diǎn)的兩種油品。溶劑和不同沸點(diǎn)的兩種油品。溶劑B B中會(huì)含有少量的水分，但是由于二者極性不同，中會(huì)含有少量的水分，但是由于二者極性不同，靜置后水會(huì)分離出來。在將塔頂?shù)撵o置后水會(huì)分離出來。在將塔頂?shù)腂 B打回原料打回原料罐之前，為了節(jié)約能源，要先用塔頂蒸汽加熱罐之前，為了節(jié)約能源，要先用塔頂蒸汽加熱進(jìn)料，這樣既加熱了進(jìn)料，也冷卻了產(chǎn)品進(jìn)料，這樣既

15、加熱了進(jìn)料，也冷卻了產(chǎn)品B B。換熱器換熱器 由于我們的處理量比較小，所以換熱器選用的由于我們的處理量比較小，所以換熱器選用的是立式的逆流換熱器。具體計(jì)算過程為：首先是立式的逆流換熱器。具體計(jì)算過程為：首先根據(jù)換熱量及經(jīng)驗(yàn)數(shù)值初步計(jì)算換熱面積，再根據(jù)換熱量及經(jīng)驗(yàn)數(shù)值初步計(jì)算換熱面積，再根據(jù)換熱面積選擇換熱器，選擇后再進(jìn)一步校根據(jù)換熱面積選擇換熱器，選擇后再進(jìn)一步校核換熱系數(shù)，最后確定需要的換熱面積并驗(yàn)證核換熱系數(shù)，最后確定需要的換熱面積并驗(yàn)證所選擇的換熱器是否符合我們的要求所選擇的換熱器是否符合我們的要求.換熱器結(jié)果匯總換熱器結(jié)果匯總位號(hào)位號(hào)實(shí)際換熱面積實(shí)際換熱面積/m2溫差溫差/裕度裕度/%

16、E-10118.8125.2425.47E-1027.5236.3925.27E-20112.954.128.7E-2023.91449.6327.75E-2036.1126.426.02泵泵 因?yàn)樵摿鞒痰奶幚砹勘容^小，所以也就導(dǎo)致了因?yàn)樵摿鞒痰奶幚砹勘容^小，所以也就導(dǎo)致了泵的流量也比較小，并且通過計(jì)算可以知道，泵的流量也比較小，并且通過計(jì)算可以知道，我們所需要的泵的揚(yáng)程比較高，而且精餾塔處我們所需要的泵的揚(yáng)程比較高，而且精餾塔處理的液體比較潔凈，所以選擇旋渦泵，但是蒸理的液體比較潔凈，所以選擇旋渦泵，但是蒸發(fā)塔的泵輸送的是油品，粘度比較大，所以選發(fā)塔的泵輸送的是油品，粘度比較大，所以選擇了擇

17、了Y Y型油泵。確定泵型之后，又選擇了與之型油泵。確定泵型之后，又選擇了與之匹配的電機(jī)，并進(jìn)行了校核，包括功率等。最匹配的電機(jī)，并進(jìn)行了校核，包括功率等。最終泵的計(jì)算結(jié)果可匯總?cè)缦拢航K泵的計(jì)算結(jié)果可匯總?cè)缦拢罕玫慕Y(jié)果匯總泵的結(jié)果匯總位號(hào)位號(hào)流量流量/m3/h揚(yáng)程揚(yáng)程/m型號(hào)型號(hào)P-1015.49040W-90P-1022.883032W-30P-2015.49040W-90P-301505880Y-60P-302256065Y-60罐罐 因?yàn)槲覀兯婕暗降萌軇┘坝推穼?duì)儲(chǔ)存均無因?yàn)槲覀兯婕暗降萌軇┘坝推穼?duì)儲(chǔ)存均無特殊要求，所以我們對(duì)罐的要求僅從容積上特殊要求，所以我們對(duì)罐的要求僅從容積上考慮即

18、可。只有儲(chǔ)存溶劑考慮即可。只有儲(chǔ)存溶劑B B的罐因?yàn)榈墓抟驗(yàn)锽 B的沸點(diǎn)的沸點(diǎn)比較低，為了減少比較低，為了減少B B以氣體形式的損失，我以氣體形式的損失，我們選擇浮頂罐，這樣既能減少們選擇浮頂罐，這樣既能減少B B的損失，又的損失，又能保證儲(chǔ)存的安全。其余的罐一律選擇的是能保證儲(chǔ)存的安全。其余的罐一律選擇的是圓筒形罐，其計(jì)算結(jié)果匯總?cè)缦拢簣A筒形罐，其計(jì)算結(jié)果匯總?cè)缦拢汗薜膮R總表罐的匯總表標(biāo)號(hào)標(biāo)號(hào)罐型罐型體積體積m3備注備注D-301圓筒形貯罐圓筒形貯罐100循環(huán)使用循環(huán)使用D-302浮頂罐浮頂罐100D-303圓筒形貯罐圓筒形貯罐30常壓，停留時(shí)常壓，停留時(shí)間為間為1天，裝料天，裝料系數(shù)系數(shù)0.8D-304圓筒形貯罐圓筒形貯罐60D-305圓筒形貯罐圓筒形貯罐20D-101圓筒形貯罐圓筒形貯罐40D-201圓筒形貯罐圓筒形貯罐100常壓，停留時(shí)常壓，停留時(shí)間為間為30天裝料天裝料系數(shù)系數(shù)0.8D-202圓筒形貯罐圓筒形貯罐100結(jié)論結(jié)論 本次設(shè)計(jì)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成了設(shè)計(jì)任務(wù)，并本次設(shè)計(jì)在規(guī)