50萬t每a焦化廠粗苯工段的工藝設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 煤餅焦爐。焦爐主要結構尺寸炭化室全長: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立火道個數:32個 燃燒室墻厚:100 煉焦工藝主要技術指標煤餅尺寸(長寬高):15100/149004505200煤餅密度(干煤):~炭化室一次裝入干煤量:焦爐周轉時間:爐孔數為50孔則年產焦炭為876050則每小時干煤耗量為50取每噸干煤產氣340立方則產氣量為34078=26520 /h 終冷洗苯部分的工藝計算及設備選型計算依據：煤氣量 340煤煤氣密度 產率 (占裝煤量) %密度 粗苯的回收率(占裝煤量) % 洗苯塔后煤氣含苯 2g/粗苯蒸汽密度 kg/煤氣量 26520/h硫銨工段來的煤氣溫度/飽和溫度℃ 58/52終冷溫度℃ 23 煤氣流量V=26520/h G=26520=㎏/h 煤氣中含量 G= G產率=781000%=156kg/hV=G/=156/= 煤氣中粗苯含量G=G粗苯的回收率+ V塔后煤氣含苯量=781000%＋26520 =V =G/=上述三種氣體流量之和V總=26520++=塔前煤氣中水蒸氣量（Gkg/h和V/h）根據塔前煤氣的溫度t露點t0露點下的飽和水蒸氣壓力p0煤氣絕對總壓力p1進行計算。V塔前＝(V煤氣＋V H2S＋V 粗苯)[p01/( p1－p01)]，Nm3/hG塔前＝V塔前18/，kg/h塔前煤氣溫度T=58℃，煤氣露點T=52℃，露點下的水蒸汽壓力為1385kg/m2 煤氣分壓為8948kg/m2 煤氣壓約為10000pa煤氣絕對總壓力=大氣壓＋煤氣壓=10000+101330=111330pa =1385(1113301385)=G =V18/=18/= 塔后煤氣中水蒸汽量（Gkg/h和V/h）根據塔后煤氣的溫度t露點t0露點下的飽和水蒸氣壓力p0煤氣絕對總壓力p2進行計算。V塔后＝(V煤氣＋V H2S＋V 粗苯)[p02/( p2－p02)]，Nm3/hG塔后＝V塔后18/，kg/h塔后煤氣溫度T=23℃，煤氣露點T=23℃，露點下的水蒸汽壓力為286kg/m2 煤氣分壓為10047kg/m2 煤氣壓約為9500pa煤氣絕對總壓力=大氣壓＋煤氣壓=9500+101330 =110830 ==286(101330+9500286)= G= V18/=18/= 橫管終冷洗萘塔的計算 熱量衡算帶入熱量：（1）、干煤氣帶入熱量：q= V干煤氣在58c下的焓 =26520 = （2）帶入熱量 ：q= G在塔前溫度下的比熱塔前溫度 =15658 =式中 ——kcal與kJ之間的單位轉換系數(3)、粗苯帶入熱量：q= Gi KJ/hi=(103＋ct)式中c=(＋)/M Kcal/(kg℃)M——粗苯平均分子量，t——煤氣塔前溫度，℃則c=(＋58)/=℃i=(103＋58)=q= =(4)、水蒸氣帶入熱量： q= G水蒸氣塔前溫度下的焓 = =故帶入熱量為：Q= q＋q＋q＋q =帶出熱量Q出：（1）干煤氣帶出熱量： q= V干煤氣在22℃下的焓 =26520=（2）帶出熱量 ：q= G在塔后溫度下的比熱塔后溫度 =15623=(3) 粗苯帶出熱量：q= Gi，KJ/h；i=(103＋ct)c=(＋)/M=℃i=(103＋23)===(4)水蒸氣帶出熱量：q= G水蒸氣塔前溫度下的焓 ==1422156KJ/h故帶出熱量為：Q出=q＋q＋q＋q =＋＋＋1422156 =煤氣從56℃降到22℃放出的熱量為： Q—Q== KJ/h 冷卻水量W：(冷卻水采用18℃的地下水出塔溫度為28℃左右)則：W=（Q—Q）/【（28—18）1000】= /【（28—18）1000】=傳熱系數的計算： K=（1）、是由煤氣至管外璧的對流傳熱系數 J/㎡SK㏑=＋式中：x—每m飽和煤氣（塔前塔后的露點下為飽和煤氣）中水蒸氣的平均含量（體積百分比）查得：塔前露點58℃時煤氣水蒸氣含量x= 塔后露點22℃時煤氣水蒸氣含量x=x=【】100247。2=【】50= (%)㏑=＋=＋=故：= J/㎡SK在冷卻水的平均溫度為：=23℃時水的物性參數如下： 比熱：C=k導熱系數：=sk動力黏度：=10pa 密度：=則：R= = =p==（2）、是管內壁至冷卻水對流傳熱系數 J/㎡SK = ()故 = == J/㎡SK管壁厚b=,鋼的傳熱系數， b/λ=10㎡SK/J(管壁熱阻)查手冊得：管內壁污垢熱阻R==10㎡SK/J 管外壁污垢熱阻R==10㎡SK/J則：=1/+10++10+1/=10㎡SK/J故：K=㎡SK 冷卻面積的計算： （1）求平均溫差： 煤 氣：58℃23℃ 冷卻水：28℃18℃———————————————— △T： 30℃ 5℃ 則平均溫差為：===℃ (2)算冷卻面積F： 由公式F=Q/（K）得： F=1000/(3600)=㎡計算有效管長：塔兩 側的管箱開半個管箱的高度，形狀如圖：由于每側的管箱間距為200mm，則每根水管的縱向傾斜距離為100mm，如圖：則有效管長為：x=設：4/(u3600)=4/(3600)=取128根采用三角形排列 排4排。每排32根管箱數=661/(128)=取26個 共13個管箱=32=48mm,取50㎜，正△布管，㎜，取45㎜塔體采用邊長為2米，每排可布32根水管，每組管束含4排，則一組共有324=128根水管，組間距取60㎜，則一個管箱高度為458+60=420㎜，箱間距取200mm。 塔高計算：兩段噴灑高度共取1m，煤氣出口2m，煤氣入口1m，底部油槽高4m，則實際塔高為：H=3502+42013+20012+1000+2000+1000+4000=16560mm = 洗苯塔的計算：原始數據：塔前煤氣溫度23℃，塔后煤氣溫度23℃， 塔前煤氣壓力900mmH2O，塔后煤氣壓力600 mmH2O 從煤氣中吸收的粗苯量為：=G煤粗苯回收率 =78t/h1000% =858Kg/h出塔煤氣含粗苯量為:V塔后煤氣含苯量=26520 =入塔濕煤氣量：煤 氣 26520Nm3/h 硫 化 氫 粗苯蒸汽 水 蒸 汽 共 計 出塔濕煤氣量：煤 氣 26520Nm3/h 硫 化 氫 粗苯蒸汽 水 蒸 汽 共 計 煤氣的實際流量（塔前為V，塔后為V）V=（273+23）/273101325/(101325+10000)= Nm3/hV=（273+23）/273101325/(101325+8500)= Nm3/h煤氣平均流量V的計算：V=（V+ V）/2=(+)/2=洗油循環量W的計算：，油度取γ=,則W=V油氣比γ == 貧油粗苯含量的計算:(1)、塔前煤氣含粗苯量: =1000/=式中:V－塔前煤氣實際流量, Nm/h(2)、塔后煤氣含粗苯量: = 1000/= 式中:V－塔后煤氣實際流量, Nm/h(3)、貧油允許含粗苯量:查焦化設計參考資料186頁 圖4514 %（4）入塔貧油實際含苯量為：C=%/=%（5）出塔富油含苯量： C= C＋回收的苯量/（洗油量＋苯的回收量） =%+（858100/(+858)）%=%塔徑的確定； 根據《燃料化工》1998（3）：36提供的參數，～；～㎡/Nmh，本設計取=，㎡/Nmh （ 例：V= S= D== ）所以當： V=D=圓整后，取D= 3 m 式中 V—煤氣平均體積流量，Nm/S5花環填料面積，用量及塔高的計算： ㎡/Nmh得花環填料面積： F=26520 = 6630㎡洗苯塔吸收段內填Z型花環填料，填料層的結構采用多段填充，充填X型花環填料，采用6個葉式噴頭，在塔的適當部位設再分布器。三種花環填料規格見下表；型號填充分數 個/m比表面積 ㎡/Nm空隙率 %容重Kg/mX32500 185 88111 Z8000 127 89 120 D3000 94 90 88由上表可查出：Z型花環的比表面積為127㎡/Nm。則：填料總體積V=花環填料面積/花環比表面積 =6630/127 = m3 故填料高度為：h==（(3/2)2）=因此洗苯塔可分為4層填料，每層高度為2m，填料層間距為1m，,煤氣入口段2m, 煤氣出口段2m,洗苯塔底部槽高為5m，,第二層與第三層填料間設再分布器，間隔為2m,則洗苯塔內填料高度為：H=2+++24+12+2+2+5=再加上附加高度，則塔高可取為：H=27m 蒸餾脫苯部分設備計算和選型計算依據：粗苯產量為858kg/h； 其中含苯85876%=。 甲苯85815%=。 二甲苯8585%=。 萘溶劑油為: 8584%= 貧油量W=49150kg/h又貧油密度γ=1050Kg/h,則：V==49150/1050= Kg/h貧油中粗苯的含量為：%=,粗苯的密度取860 kg/m，860=，%=，%=，%=，%= Kg/h。 富油量=貧油量＋粗苯產量＋貧油中含粗苯量 =49150+858+ =富油中水量=富油量（～1%） =% =富油中萘量=富油量5% =5% =洗 油 量=貧油量富油中萘量 = =則進入脫苯工序的富油量如下： 成分Kg/hKmol/h分子量洗油49150160萘128苯85878甲苯二甲苯106溶劑油水18共計335．52（一） 管式爐：管式爐出口富油溫度為180℃，壓力為920mmHg。180℃時各種組分的飽和蒸汽壓（mmHg）分別為： 苯：7668； 甲苯：3875； 二甲苯：2060；萘：295； 溶劑油：1100； 洗油：110。從管式爐出來的富油進入脫苯塔時，閃蒸后與閃蒸前液相中各組分比率計算如下：（用試差法）苯的比率：假設=甲 苯：=7668/7668+3875=二甲苯：=7668/7668+2060=溶劑油：=7668/7668+1100=洗 油：=7668/7668+110=萘 ：=7668/7668+295=水 ：=0 閃蒸后留在液相中各組分的數量如下（包括進入再生器的洗油量）：成分Kmol/hKg/h苯=甲苯=二甲苯=溶劑油