焦爐煤氣中粗苯的回收工藝設計-資料下載頁

　　

【正文】 靠輻射段的兩排橫管為過熱蒸汽管，用于將脫苯用的直接蒸汽過熱至400176。C以上。其余各管用于富油的初步加熱溫度在130176。C左右的富油分兩程先進入對流段，然后進入輻射段，加熱到180~200176。C后去脫苯塔。圓筒爐底設有4各煤氣燃燒器（火嘴），每個燃燒器有16個噴嘴，煤氣從噴嘴入，同時吸入空氣。由于有部分空氣先同煤氣混合而后燃燒，故在較小的過剩空氣系數下，可達完全燃燒。43河南城建學院本科畢業設計（論文） 輔助設備的選型1—煙囪；2—對流室頂蓋；3—對流室富油入口；4—對流室爐管；5—清掃門；6—飽和蒸汽入口；7—過熱蒸汽出口；8—輻射段富油出口；9—輻射段爐管；10—看火門；11—火嘴12—人孔；13—調節閥板的手搖股輪 洗油再生器洗油再生器為鋼板制的直立圓筒，帶有錐形底。中部設有帶分布裝置的進料管，下部設有殘渣排出管。蒸汽法加熱富油脫苯的再生器下部設有加熱器，管式爐法加熱富油脫苯的再生器不設集熱器。一般情況下，洗油在再生器內的蒸出程度約為75%。為了提高洗油的蒸出程度，有的焦化廠采用了在設備上部裝有兩層泡罩塔板的洗油再生器，當所用蒸汽參數及數量能滿足要求時，有較好的效果。為了降低洗油的蒸出溫度，再生器底部設有直接蒸汽管，通入脫苯蒸餾所需44河南城建學院本科畢業設計（論文） 輔助設備的選型的絕大部分或全部蒸汽。在富油入口管下面設兩塊弓形隔板，以提高再生器內洗油的蒸出程度。在富油入口管的上面設三塊弓形隔板，以捕集油滴。進入再生塔的富油中各組分蒸出率按下式計算： 式（62）式中 i組分的蒸出率； 提餾段塔板層數； i組分的平衡常數，按下式計算： i組分的飽和蒸汽壓，Kpa； 再生器內總壓力，kpa； 油與水蒸氣摩爾質量之比，按下式計算： 式（63） 油量和水蒸氣量，； 油和水蒸氣的相對分子質 量，分別為170和18。 圖6—6洗油再生器再生器內設5層多孔折流板，設其 1 洗油出口； 2 放散口；相當于兩層泡罩塔，即n=2， 3 殘渣出口；4 電阻油在再生器內被加熱到200176。C。 溫度計接口；5 直接蒸汽 該溫度下萘和洗油的飽和蒸汽 入口；6 加熱器；7 水。 銀溫度計接口；8 油入口。，則組分的平衡常數為： 萘 洗油 45河南城建學院本科畢業設計（論文） 輔助設備的選型進入再生器內的油量Gm為脫水塔后富油量的1%， kg/h,= kg/h,= kg/h。= kg/h,= kg/h,粗苯（+++）= kg/h,= kg/h。= kg/h,= kg/h，粗苯(+++)= kg/h。進入再生器內的水蒸氣量GS=1800 kg/h。液相油與水蒸氣摩爾量之比為： 將上式各值代入式，得組分蒸出率為： 萘 洗油 從再生器進入脫苯塔的氣體數量： 洗油 萘 粗苯 水蒸氣 從再生器排除殘渣數量：洗油 萘 共計 對每噸180176。C前粗苯為： 洗油再生的油汽和過熱水蒸氣從再生器頂部進入脫苯塔的底部，作為富油脫苯蒸汽。該蒸汽中粗苯的蒸汽分壓和脫苯塔熱貧油液面的粗苯蒸汽壓接近，很難使脫苯貧油含苯量進一步降低，%左右。故有人提出將富油再生器改為熱貧油再生，%，甚至更低，47河南城建學院本科畢業設計（論文） 輔助設備的選型使洗苯效率得以提高。 脫苯塔焦化廠脫苯塔多采用泡罩塔，塔盤泡罩為圓形或條形，其材質一般采用鑄鐵或不銹鋼，管式爐加熱富油的脫苯塔，一般采用30層塔盤。它的主要優點是液體不易泄漏，適應性比其他類型的塔板都強，操作比較穩定，當塔內的汽液兩相負荷有較大變化時，仍然能維持較高的效率，缺點是結構復雜，安裝檢修都不方便，造價很高，由于蒸汽上升過程中路線比較曲折，板上液層較深，壓強降比較大。同時，由于塔盤效率低，同樣處理能力情況下，鑄鐵塔要求的塔徑較大，占地也較大，通常要配置混凝土結構框架，工程量較大。近年來，鑄鐵泡罩塔已逐漸為不銹鋼泡罩塔所取代。不銹鋼泡罩塔泡罩為不銹鋼組件，其傳熱傳質效率較高，同等處理能力下塔徑比鑄鐵塔小1到2米，具有塔壁薄，操作重量輕，塔節為焊接工藝，易于維護。可用鋼平臺代替混凝土框架，節約工程費用。雖然不銹鋼塔一次投入高，但從使用壽命和維護周期來看，總體消耗還是較低的。從預熱器來的富油由上數第三層塔板引入，塔頂不打回流，富油中的粗苯完全是在提餾段被上升的蒸汽蒸吹出來，塔低排出的即為貧油。小部分直接蒸汽由浸入貧油中的蒸汽鼓泡器鼓泡而出,連同由再生器來的大部分直接蒸汽（總量大于75%）及油氣一齊沿塔上升，經各層塔板蒸吹富油后，又于塔頂部兩層塔板，將蒸汽所夾帶的洗油滴收集下來，然后由塔頂逸出。 由塔頂逸出的蒸汽是粗苯蒸汽，油汽和水蒸汽的混合物。通入塔內的直接蒸汽為過熱蒸汽，全部由塔頂逸出。在正常操作情況下，從煤氣中回收的苯族烴在脫苯蒸餾時均應從富油中蒸出。同時還有相當數量的洗油低沸點組分被蒸出，其蒸出率可根據再生器中富油蒸出率公式計算求得，再乘以洗油總量即得蒸出的洗油量。蒸出的洗油量一般為粗苯產量的2～3倍，其中絕大部分在分縮器內冷凝下來，即為分縮油。脫苯塔的板間距為600到750 mm，塔徑為800到2200 mm。目前一些焦化廠管式爐加熱富油的脫苯塔也采用30層左右的塔板。 泵洗油和粗苯為易燃易爆的介質，粗苯還是高危害介質，因此粗苯和洗油等介質輸送的泵的選型很重要。一般選型，對輸送粗苯的泵,要求軸封可靠且無泄漏泵，多選用屏蔽泵,這樣可有效避免介質的泄漏和設備漏電，且占地面積較小，貧富油泵要選用密封性能較好、質量可靠的化工泵。48河南城建學院本科畢業設計（論文） 輔助設備的選型 工藝管道因粗苯工段輸送的是易燃易爆的高度危險介質，還有溫度高達400176。C ~500176。C的過熱蒸汽，%時，溫度一旦增高，壓力變化較大，特別是在前序的脫硫、硫銨工段處理效果不好時,富油和粗苯中含有少量的氨、硫化氫和氰化氫等物質，在高溫時對設備管道的腐蝕較為嚴重，加之粗苯生產的管道數量多，尺寸、型式多種多樣，管道布置錯綜復雜，這樣就增加了發生事故的可能性和危險性。因此,在高溫的油或苯管道材質選用上建議選擇加厚的Q235A碳鋼管或304材質的不銹鋼管,而低溫管道則可選用普通Q235A碳鋼管。最好不要選用代材,如用有縫鋼管代替無縫鋼管，用碳鋼管代替合金鋼管。這樣可大大減少因管道泄漏和設備停產檢修帶來的環境污染和產量、原材料損失。 換熱器大多數焦化廠使用的換熱器多為浮頭式列管換熱器，螺旋板式換熱器和波紋板式換熱器3種。其中波紋板式換熱器是一種新型的高效換熱器，板面材質為不銹鋼，耐腐蝕性高，由于板面的特殊形狀，既增大了傳熱面積，又促使流體的流向和流速不斷變化，從而使緊貼板面的滯流層受到破壞，在流速不大的情況下，就呈湍流狀態，使傳熱效果大大提高，波紋板式換熱器的結構十分緊湊，板面很薄，兩塊板面之間的流道空隙只有2 mm~8 mm，因其單位體積設備可以提供的傳熱面積很大，每m3體積可具有250 m2以上，甚至高達1000 m2，而浮頭式列管換熱器只能達到40 m2到150 m2。此外，板面的加工比較容易，清洗起來也比較方便，一旦被焦油或蔡等雜質堵塞，只需拆開，就地維修即可，檢修時間短，檢修費用低，對生產影響較小。波紋板式換熱器占地小，同樣的換熱面積，其占地只有列管換熱器的1/4左右。因此，在現代的焦化企業中，已被廣泛采用。但由于受板片剛度和墊片強度的限制，其耐壓和耐高溫能力差，對粗苯貧富油換熱不能適應，但用于新型的終冷直噴塔中，上下段冷凝液的換熱還是可以的。49河南城建學院本科畢業設計（論文） 參考文獻7 設計結果 本設計題目為焦爐煤氣中粗苯的回收工藝設計，整個工藝流程參考河南京寶焦化有限公司粗苯工段的工藝流程圖，并適當的做了些改進。洗苯工序采用的是常壓填料塔作為洗苯塔，脫苯工序采用的是管式爐加熱富油的方式進行粗苯蒸餾，粗苯產量為1023 ，具體設計結果如下表所示。 主要參數一覽表設計項目結果設計項目結果混合氣密度 填料塔高度13 混合氣粘度 填料層壓力降 3150 泛點氣速 填料塔總壓力 洗苯塔塔徑D 填料支承裝置柵板式支撐板塔截面積 液體分布裝置管式液體分布器泛點率 %液體再分布器截錐式再分布器噴淋密度L噴 裙座高度 液相傳質系數 /h筒體壁厚 氣相傳質系數 封頭最大允許工作壓力 氣相質量流率 封頭壁厚 液相質量流率 粗苯產量 G填料有效相接觸面 管式爐換熱面積 F傳質單元高度 筒體應力 傳質單元數 布液孔數 n3468 參考文獻[1] 郭樹才．煤化工工藝學[M]． 北京：化學工業出版社，2006[2] 呂國志，葉煌． 國內焦化粗苯加工發展趨勢，鞍山，114002[3] 王彩鳳，劉亞冬． 焦爐煤氣粗苯回收的設備選型淺談，河津，04330[4] 劉仁萬，柯昌日．提高粗苯回收率及降低洗油消耗的經驗，南昌，33001[5] 劉光啟，馬連湘．化工工藝算圖手冊．北京：化學工業出版社，2002[6] 肖瑞華，白金鋒．煤化學產品工藝學． 北京：冶金工業出版社，2003[7] 劉道德．化工設備的選擇和工藝設計[M]．北京：化學工業出版社，[8] 劉民，翟瑞津等．輕苯生產工藝的改進[J]．燃科與化工，2007，38：4 [9] 崇關．化工工程制圖[M]．北京化學工業出版社，1932[10] 王保國．化工設計[M]．北京：化學工業出版社，2001[11] 何建平等．煉焦化學產品回收與加工[M]．北京：化學工業出版社 ，2005．103—134． [12] 上海化學工業設計院編．化工工藝設計手冊[M]．上海市商務印刷廠印刷，197551河南城建學院本科畢業設計（論文） 附錄9 附 錄附圖1：帶控制點的粗苯回收工藝流程圖（一張）附圖2：粗苯回收物料衡算圖（一張）附圖3：粗苯回收洗苯塔設備圖（一張）53河南城建學院本科畢業設計（論文） 收獲與致謝10 致 謝為期近兩個月的畢業設計終于全部結束了，雖然這算不上上乘之作，但卻凝聚著我的心血和努力。在此，首先要感謝本次設計的指導老師胡繼勇教授，還有中平能化集團河南京寶焦化有限公司工藝技術部的柴師傅以及同學們給我的莫大的支持和幫助。正是在他們的熱情幫助下，畢業設計的思路從無到有，從混亂到清晰，材料從復雜到精到，語言從瑣碎到精煉，一步步接近成熟。在這里請允許我再次向他們表示衷心的感謝！其次，通過這次畢業設計我意識到了學好專業知識的重要性。對粗苯的回收及其操作各方面的了解和設計，對實際單元操作設計中所涉及的各個方面要注意的問題都有所了解。通過這次對填料塔的設計，不僅讓我將所學的知識應用到實際中，而且對知識也是一種鞏固和提升。從而也使我獲得了很多重要的知識，同時也提高了自己的實際動手和知識的靈活運用能力，使我能更好的從事將來的工作。總之，系里各位老師的諄諄教導和殷切鼓勵給了我莫大的支持，各位老師嚴謹的治學態度使我深受啟發。感謝各位任課老師，你們豐厚的知識積累和敬業精神，給予了我很多的教益，你們把你們的知識教授給我們，讓我們有能力去為社會盡一份自己的力，我們會努力實現自己的目標的。大學時光很快的過去了，在河南城建學院的求學時光給我留下了太多美好的回憶，不僅學會很多知識更重要的是學會怎么做人，怎樣去做一個對社會有用的人。我想這是我大學生活的終點，同樣也是我未來生活的起點。