年加工15万吨焦油初步蒸馏工段设计.docVIP

目　　录 引　言 1 1 文献综述 2 1.1原料焦油的组成和性质 2 1.2主要产品和用途 3 1.3焦油蒸馏处理的物化基础 5 1.4焦油预处理 6 1.4.1贮存和均合 6 1.4.2脱水 6 1.4.3脱盐 7 1.5煤焦油加工工艺 8 1.5.1主要焦油加工技术 8 1.5.2焦油蒸馏的工艺概况 9 1.5.3焦油蒸馏装置 9 1.6工艺流程的选择 10 1.7设备选择 14 1.7.1主要设备的选择及论述 14 1.7.2主要操作指标 18 2 工艺计算 20 2.2管式加热炉 20 2.2.1计算条件及操作制度 20 2.2.2焦炉煤气的低热值计算 21 2.2.3一次蒸发温度的计算 22 2.2.4耗热量及设备选择 23 2.3一段、二段蒸发器 25 2.3.1一段蒸发器 25 2.3.2二段蒸发器 26 2.4馏分塔 32 2.4.1计算条件 32 2.4.2热平衡计算 32 2.4.3塔板工艺条件 35 2.4.4馏分塔气、液组分进出口管径 46 2.4.5馏分塔塔高的确定 48 2.5馏分塔轻油冷凝冷却器 49 2.5.1计算条件 49 2.5.2热量计算 51 2.5.3平均温度差 52 2.5.4传热系数 52 2.5.5传热面积 59 2.6沉浸式冷却器 60 2.6.1计算条件 60 2.6.2热量及平均温度差的计算 61 2.6.3传热面积的计算 62 2.7其它设备的设计与选型 62 2.7.1油水分离器的设计 62 2.7.2贮罐的设计 63 2.7.3泵的选择 65 2.8烟气余热的回收装置 66 2.8.1概述 66 2.8.2燃烧过程的计算 66 3 非工艺设计条件 68 3.1建厂条件 68 3.1.1厂址选择的原则 68 3.1.2地质水文条件 68 3.1.3厂区的气象条件 68 3.1.4设计计算数据 69 3.1.5主要建筑物的结构形式 69 3.1.6焦油加工车间的布置 69 3.2采暖通风 70 3.2.1采暖 70 3.2.2通风 70 3.3.1电气 70 3.3.2动力 71 3.4给排水 71 3.5生产检验 72 3.6安全防火与消防 73 3.7劳动组织与定员 74 3.8环境保护 74 3.9设备一览表 75 参考文献 77 谢 辞 79 引　言 煤焦油是直接从炼焦煤气中冷凝回收而得的化工产品。按照炼焦温度和条件不同，煤焦油可分为低温焦油和高温焦油，本设计是与焦化生产相配套的高温焦油连续蒸馏技术，故只探讨有关高温焦油的内容。煤焦油加工业现状分析作为炼焦过程中一个重要的化产回收产品，煤焦油是一个组分上万种的复杂混合物，目前已从中分离并认定的单种化合物约500余种，约占煤焦油总量的55％，其中包括苯、二甲苯、萘等174种中性组分；酚、甲酚等63种酸性组分和113种碱性组分。煤焦油中的很多化合物是塑料、合成橡胶、农药、医药、耐高温材料及国防工业的贵重原料，也有一部分多环烃化合物是石油化工所不能生产和替代的。 本设计采用常压一塔式焦油连续蒸馏工艺：原料煤焦油经静止脱水后用一段泵打入管式炉对流段加热, 在泵前加质量分数为8％～12％的Na2CO3溶液脱盐,再对流管式炉内一段煤焦油加热到120～130℃后,进入一段蒸发器脱水,器顶蒸出一次轻油,经冷凝冷却后进入一次轻油分离器,分离出的废水进入油库废水池,分离出的一次轻油流入贮槽, 器底流入无水焦油槽的为含水在0.5％以下的无水焦油,分离出的无水焦油通过二段泵送入管式炉辐射段加热至300～400℃后进入二段蒸发器,器底排除中温沥青,器顶蒸汽进入二段馏分塔, 在馏分塔底排出蒽油, 经冷却后进入产品贮槽馏分塔侧线采出三混馏分, 经冷却后进入各自的贮槽,馏分塔塔顶蒸出二次轻油,经冷凝冷却后入油水分离器分离出的废水进入油库废水池,分离出的二次轻油一部分回流,回流量约为无水焦油量的40％,另一部分产品入贮槽销售。 结合工艺效率及经济等各方面的因素，本设计对管式加热炉（有效热负荷270万千卡）、一段蒸发器（DN=1400mm）、二段蒸发器（DN=1800mm）、馏分塔（DN=1800mm）等主要设备进行了选型及工艺尺寸计算。还对馏分塔冷凝冷却器、沉浸式冷却器以及其他设备（油水分离器、贮槽、泵）等进行了设计与选型。 1 文献综述 1.1原料焦油的组成和性质[1] 煤焦油中的主要成分是芳香烃、酚类、杂环氮化合物、杂环硫化合物、杂环氧化合物以及复杂结构的高分子的环状烃，它们组成了从像苯、苯酚这样低分子量、低沸点的物质直到甚至在高真空下也不易被蒸发出的分子量达数千那样高的非常复杂的物质的一种复杂的混合物。 煤焦油中单独的有机化合物估计有一万多种，而已被鉴定的只有500余种，尽管煤焦油中化合物是多种多样的，但它