年產(chǎn)5.9萬噸瀝青蒸餾工段工藝初步設(shè)計(jì)專題：煤焦油加工工藝對(duì)瀝青質(zhì)量的影響

1、,畢業(yè)設(shè)計(jì),年產(chǎn)5.9萬噸瀝青蒸餾工段工藝初步設(shè)計(jì) 專題：煤焦油加工工藝對(duì)瀝青質(zhì)量的影響,-,提綱,緒論,專題,工藝流程的選擇,五,二,非工藝部分的設(shè)計(jì),四,設(shè)備的選擇,三,一,1.緒論,煤焦油是煉焦工業(yè)煤熱解生成的粗煤氣中的產(chǎn)物之一，其產(chǎn)量約占裝爐煤的3%4%，在常溫常壓下其產(chǎn)品呈黑色粘稠液狀，具有特殊臭味，煤焦油又稱焦油。 一般在焦油連續(xù)蒸餾系統(tǒng)中所切取的餾分有以下幾種：輕油餾份、酚油餾份、萘油餾份、洗油餾份、蒽油餾份、 蒽油餾份和瀝青。 目前，瀝青主要用于生產(chǎn)瀝青焦，以制造煉鋁工業(yè)所用的電極。主要作為基礎(chǔ)建設(shè)材料、原料和燃料，應(yīng)用范圍如交通運(yùn)輸、建筑業(yè)、農(nóng)業(yè)、水利工程、工業(yè)等各部門。,此

2、外，瀝青中還有多種化學(xué)產(chǎn)品。利用先進(jìn)技術(shù)可在瀝青中獲得更多的化學(xué)產(chǎn)品得到更多的利潤(rùn)。所以生產(chǎn)瀝青有著巨大的經(jīng)濟(jì)意義。 設(shè)計(jì)任務(wù): 本設(shè)計(jì)主要完成年產(chǎn)5.9萬噸瀝青蒸餾工段工藝初步設(shè)計(jì)。選擇合理的工藝流程和生產(chǎn)設(shè)備。進(jìn)行主體設(shè)備管式爐的物料衡算、熱量衡算，計(jì)算輻射段、對(duì)流段，煙囪的工藝尺寸;并對(duì)一次蒸發(fā)器、二次蒸發(fā)器進(jìn)行選型；計(jì)算蒽塔、餾分塔冷凝冷卻器的工藝尺寸和餾分塔的塔板數(shù)。,其次，完成設(shè)計(jì)工段的工藝流程圖、蒸餾車間的設(shè)備布置圖、立面布置圖和主體設(shè)備（管式爐）圖。并完成三廢處理和非工藝部分的設(shè)計(jì)。,2生產(chǎn)工藝流程的選擇,國(guó)外較先進(jìn)的焦油蒸餾流程有常壓脫水、減壓連續(xù)蒸餾切取混合餾分流程，常減壓

3、多塔式工藝等。國(guó)內(nèi)較大型焦油加工主要采用單塔或雙塔連續(xù)蒸餾，通過設(shè)計(jì)任務(wù)我選擇連續(xù)生產(chǎn)，采用雙塔蒸餾流程。 工藝流程如下： 由原料貯槽來的初步脫水的焦油用一段焦油泵送入管式爐的對(duì)流段、加熱至120130后進(jìn)入一次蒸發(fā)器。于此，粗焦油中的大部分水份和部分輕油的混合蒸汽以100106的溫度自一次蒸發(fā)器頂逸出，進(jìn)入一段冷凝冷卻器；及油水分離器；與水分離后的輕油送往粗苯工段處理。,經(jīng)脫水后含水量0.5%以下的無水焦油，流入無水焦油槽中。無水焦油槽應(yīng)經(jīng)常保持滿流，將滿流焦油引入一段焦油泵前的管路中。無水焦油用二段焦油泵送入管式爐輻射段，在此被加熱到400左右送入二段蒸發(fā)器進(jìn)行閃蒸，分離成鎦份的混合蒸汽和

4、液體瀝青。 由二次蒸發(fā)器的底部排出的瀝青，送瀝青冷卻澆注系統(tǒng)。從二次蒸發(fā)器頂逸出的餾份混合蒸汽進(jìn)入蒽塔進(jìn)料塔板，,塔底排出溫度為320330的二蒽油，側(cè)線切取溫度為290300的一蒽油。一、二蒽油分別經(jīng)各自埋入式冷卻器冷卻后，流入各自貯槽，以備結(jié)晶工段加工處理。蒽塔頂用洗油打回流。 自蒽塔頂來的油氣進(jìn)入餾分塔進(jìn)料塔板。洗油餾份以自塔底排出；萘油餾份和酚油餾份從對(duì)應(yīng)的側(cè)線層采出；這些餾份都分別經(jīng)各自的埋入式冷卻器，然后經(jīng)管道流入各自的貯槽。 餾份塔頂出來的輕油和水的混合蒸汽引入餾份塔冷凝冷卻器，冷凝液經(jīng)油水分離器后，水經(jīng)管道導(dǎo)入酚水槽或下水道內(nèi)。輕油經(jīng)管道流入回流槽，用回流泵送到餾份塔頂作為回流

5、油，剩余的輕油送往粗苯工段。,3、設(shè)備的選擇,主體設(shè)備管式爐 管式爐是石油煉制、化工和化纖工業(yè)中使用的工藝加熱爐。它的爐型有幾十種，按其結(jié)構(gòu)形式可分為箱式爐、立式爐和圓筒爐。按燃料燃燒的方式可分有焰爐和無焰爐。 從生產(chǎn)實(shí)際考慮選擇圓筒爐，并對(duì)其進(jìn)行計(jì)算確定工藝尺寸。 進(jìn)行了熱量衡算、物料衡算，并計(jì)算輻射段、對(duì)流段、煙囪的具體工藝尺寸和爐管壓力降。設(shè)計(jì)爐的具體工藝尺寸如下:,其他設(shè)備的選型,蒸發(fā)器 根據(jù)本設(shè)計(jì)的工藝流程，需要采用兩個(gè)蒸發(fā)器：一次蒸發(fā)器和二次蒸發(fā)器。利用計(jì)算結(jié)果直接選用適合的蒸發(fā)器。我選用公稱直徑為1400mm的一次蒸發(fā)器和公稱直徑為1800mm的二次蒸發(fā)器。,塔設(shè)備 塔主要有兩種

6、類型：板式塔和填料塔。 通過經(jīng)費(fèi)和實(shí)際生產(chǎn)工藝的要求選擇板式塔。板式塔又分為泡罩、浮閥、篩板等塔板及噴射式塔。 本設(shè)計(jì)選用泡罩塔，其優(yōu)點(diǎn)是：氣、液兩相接觸充分，傳質(zhì)面積大，因此塔盤效率高。操作彈性大，在負(fù)荷變動(dòng)較大時(shí)，仍能保持較高的效率。具有較高的生產(chǎn)能力，適用于大型生產(chǎn)。不易堵塞，介質(zhì)適用范圍廣。,本設(shè)計(jì)計(jì)算餾分塔塔板數(shù)，實(shí)際塔板數(shù)為46塊。并完成蒽塔的熱量衡算和工藝尺寸的計(jì)算。完成塔器的設(shè)計(jì)。蒽塔的工藝尺寸見下表：,換熱器 換熱器的類型也是多種多樣。其分為列管式、板式、螺旋板、埋入式等。 本設(shè)計(jì)完成冷凝冷卻器的計(jì)算，我選擇列管式換熱器，計(jì)算得到其總的換熱面積。,4非工藝部分的設(shè)計(jì),此部分設(shè)

7、計(jì)主要考慮生產(chǎn)安全并避免事故發(fā)生，主要內(nèi)容如下： 1.防火防爆 2.防觸電 3.用電 4.給水排水 5.通風(fēng) 6.土建 7.三廢處理,5專題煤焦油加工工藝對(duì)瀝青質(zhì)量的影響,煤瀝青是煤焦油加工的主要產(chǎn)品之一。表征煤瀝青特性的指標(biāo)很多，如瀝青軟化點(diǎn)、甲苯不溶物(TI)、喹啉不溶物(QI)等。 QI和TI含量，決定瀝青的質(zhì)量。而煤焦油 QI和TI含量很不穩(wěn)定，主要受以下方面因素影響：煉焦用煤 、煉焦溫度和煤料的容重。,典型的煤焦油蒸餾工藝 1.焦油間歇蒸餾 ：將脫水焦油裝入蒸餾釜，緩慢加熱升溫，依次從蒸餾柱頂切取各種餾分油，釜底殘?jiān)鼮槊航褂蜑r青。間歇蒸餾由于保溫時(shí)間長(zhǎng)，生產(chǎn)的瀝青比連續(xù)蒸餾的瀝青產(chǎn)率

8、高，可達(dá)60%。 2.一次汽化所有餾分的焦油連續(xù)蒸餾 ：這是國(guó)內(nèi)外最常用的一種焦油蒸餾工藝，這種工藝操作溫度與其它工藝差不多，但瀝青在二次蒸發(fā)器內(nèi)停留時(shí)間比較短，瀝青保溫時(shí)間短，次生QI增加很少，TI有定幅度增加。,3.逐漸加熱焦油的連續(xù)蒸餾：逐漸對(duì)焦油進(jìn)行加熱，逐塔對(duì)焦油餾分由輕至重進(jìn)行分離，根據(jù)切取產(chǎn)品數(shù)量不同，蒸餾塔的數(shù)量不同，其特點(diǎn)是熱能利用合理，餾分分餾精細(xì)，瀝青在較高溫度下保溫時(shí)間長(zhǎng)，能生產(chǎn)具有較高-樹脂的瀝青。 4.煤焦油直接熱處理生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)瀝青：煤焦油直接熱處理方法的目的是簡(jiǎn)化工藝，降低操作費(fèi)用，獲得物化性質(zhì)不同的多用途瀝青。焦油直接加壓熱處理，油分和瀝青產(chǎn)生熱分解和熱聚合反應(yīng)，

9、瀝青收率高，同時(shí)進(jìn)行了瀝青的改質(zhì)。改質(zhì)后的F瀝青-樹脂含量高，適合做石墨電極和鋁用炭素的粘結(jié)劑。而S瀝青幾乎不含喹啉不溶物，是優(yōu)質(zhì)的浸漬劑瀝青，也可作為生產(chǎn)針狀焦和炭纖維的原料。,5.瀝青的溶劑處理 ：各國(guó)用很多的方法進(jìn)行了瀝青溶劑處理的研究，如溶劑沉降法、溶劑離心法、溶劑過濾法等。已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的是溶劑沉降法。這種方法的以煤瀝青為原料，在一定溫度下，經(jīng)過芳香烴和脂肪烴混合溶劑的處理，靜置沉降分離成輕重兩相。煤瀝青中的QI幾乎全部集中在重相里，輕相中已不含QI，將輕相進(jìn)行溶劑回收處理，可得到不含QI的精制瀝青，精制瀝青是生產(chǎn)針狀焦的原料。由于輕相中的瀝青QI、TI同時(shí)降低，因此精制瀝青的T

10、I、-樹脂和結(jié)焦值都比較低，對(duì)其應(yīng)用是不利的。將其送到-樹脂反應(yīng)器進(jìn)行熱處理，并控制反應(yīng)溫度和時(shí)間，可制得優(yōu)質(zhì)的浸漬劑瀝青。,重相進(jìn)行溶劑回收處理，并調(diào)整軟化點(diǎn)，可得到QI含量較高的重質(zhì)瀝青。由于溶劑處理的原料是焦油蒸餾裝置生產(chǎn)的未經(jīng)專門熱處理的瀝青，瀝青溶劑處理時(shí)也不會(huì)生成中間相(二次QI)，重質(zhì)瀝青雖然含有較高的QI，卻有較少的中間相，是優(yōu)良的粘結(jié)劑瀝青。 6.改質(zhì)瀝青 為了滿足市場(chǎng)要求，我國(guó)改質(zhì)瀝青生產(chǎn)發(fā)展非?？?，生產(chǎn)出了很多不同規(guī)格的瀝青品種。改質(zhì)瀝青主要有以下幾種工藝 ： (1)間歇釜式熱聚合 (2)連續(xù)釜式熱聚合 (3)管式爐連續(xù)熱聚合 (4)煤焦油蒸餾時(shí)直接對(duì)瀝青進(jìn)行熱處理 (5)真空閃蒸； (6)加壓熱聚合,影響煤瀝