毕业论文：《煤焦油蒸馏设计工艺论证》.docVIP

第一章 绪论 1.1 应用领域 煤焦油加工是近代有机化学工业的先导，至今有100多年历史。目前全世界煤焦油总产量约2000万吨，其中80%来自炼焦，20%来自气化和低温干馏，另外还有500万吨左右的焦化粗苯可加工成芳烃类化工原料、中间体高分子材料和碳素材料等，发展潜力巨大，全世界萘的需求量约100万吨/年，其中90%来自煤焦油，稠环芳烃如蒽、萘和咔唑等以及生产碳素电板所需的电极沥青全部来自煤焦油。目前我国煤焦油初馏装置规模较小，普遍在10万吨/年以下，但我国焦化量大，焦油产量增加，加工空间大，同时深层产品潜力更大。所以煤焦油的深加工前景广阔。 1.2 设计目的 煤焦油蒸馏是焦油加工的龙头，其技术水平影响着焦油馏分的质量，并对焦油馏份的后续加工工艺的选择有着较大影响。 1.3 设计意义 焦油蒸馏是对煤焦油进行初步分离，一般可分离得到轻油、酚油、洗油、萘油、蒽油、沥青焦油六种馏分。萘用来制取邻苯二甲酸酐，供生产树脂、工程塑料、染料油漆及医药等用；酚及其同系物用来生产合成纤维、工程塑料、农药、医药、燃料中间体、炸药等；蒽用来制蒽醌燃料、合成糅剂及油漆。沥青是焦油蒸馏残液，为多种多环高分子化合物的混合物，用于制屋顶涂料、防潮层和筑路、生产沥青焦和电炉电极等。 煤焦油含有上万种成分，其中很多有机物是生产塑料、合成纤维、染料、橡胶、医药、耐高温材料等的重要原料，因此煤焦化工业以其不可替代性在21世纪煤化工中占有重要位置。 1.4 煤焦油馏分表 煤焦油馏分表 馏分名称 切取温度范围，℃ 产率 % 密度，kg/l 主要组成 轻油 酚油 萘油 洗油 一蒽油 二蒽油 沥青 170 170～210 210～230 230～300 300～360 初馏点310℃ 馏出50%时400℃ 残液 0.4-0.8 1.0-2.5 10-13 4.5-6.5 16-22 4-6 54-56 0.88-0.90 0.98-1.01 1.01-1.04 1.04-1.06 1.05-1.10 1.08-1.12 — 主要苯族烃，含酚小于5%及少量古马隆、茚等不饱和化合物 酚和甲酚20-30%；萘5-20%；吡啶碱4-6% 萘70-80%；酚类4～6；砒啶类3-4% 酚类3-5%；萘小于15%；重吡啶类4%-5% 蒽16%-20%；萘2%-4%；高沸点酚类1%-3%；重吡啶类2%-4% 多环化合物，如萤蒽等 多环化合物 第二章 工艺论证 目前国内外成熟的煤焦油蒸馏工艺流程较多，就蒸馏塔的操作压力而言，可分为常压蒸馏、常减压蒸馏和减压蒸馏三大类；按蒸馏塔的数量可分为一塔式、二塔式和多塔式。目前国内焦化企业大都采用常压单塔流程，这种流程投资低，易操作，比较适合中小规模的焦油蒸馏装置，但馏份切割较粗。国外大型煤焦油加工企业，大都采用常减压流程，特点是：各馏份切取较精细，如萘油馏份中萘的集中度可达95%以上，洗油馏份中含萘量较低；由于馏份分割较细，有利于馏份的后续加工和提高产品的提取率。煤焦油是煤在干馏和汽化过程中获得的液体产品。 我国较普通采用二塔式和一塔式焦油蒸馏流程，生产规模小的装置切取混合分（三混馏分或二混馏分），生产规模大的装置一般切取窄馏分。根据对产品种类和质量要求的不同，焦油蒸馏的工艺路线也有所不同。 2.1常压焦油蒸馏工艺 焦油连续式蒸馏一般采用常压蒸馏工艺，可以分为一塔式、两塔式和多塔式。按切取馏分的不同又可以分为切取窄馏分、萘洗两混馏分或酚萘洗三混馏分。目前国内大都才有一塔式或两塔式焦油蒸馏工艺，为提高萘集中度，一般切取两混或三混馏分。 2.1.1一塔式焦油蒸馏工艺 焦炉在管式炉对流段加热到125~140°C去一蒸发器，在此焦油中大部分水和轻油蒸发出来，混合蒸汽由器顶排出来，温度为105~110°C，经冷凝冷却后进行油水分离，得到轻油。 无水焦油用泵送到管式炉辐射段，加热到390~405℃，在进入二段蒸发器进行一次蒸发，分出各馏分的混合蒸汽和沥青，沥青由器底去沥青槽。 各馏分混合蒸汽温度为370~375℃，去馏分塔自下数第3~5层塔板进料。塔底出二蒽油馏分；9、11层塔板侧线为一蒽油馏分；15、17层塔板侧线为洗油馏分；19、21、23层塔板侧线为萘油分；27、29、31、33层塔板侧线为酚油馏分。这些馏分经各自的冷却器冷却，然后入各自的中间槽。侧线引出塔板数可根据馏分组成改变之。 馏分塔顶出来的轻油和水混合物经冷凝冷却，油水分离，轻油入中间槽，部分回流，剩余部分作为中间产品送去粗苯精致车间加工。 2.1．2两塔式焦油蒸馏工艺 煤焦油(简称焦油)在贮槽中加热静置初步脱水(水分降至2一3%)后，送往管式炉对流段加热到120一130℃后，进人一段蒸发器进行最终脱水，从一段蒸发器的顶部蒸出的全部水分、挥发氨和部分轻油，经冷凝