产万吨焦化厂粗苯工段的设计方案

1/22//////////中国矿业大学本科生毕业设计姓名：学号：学院：专业：设计题目：年产120万吨焦化厂粗苯工段的设计专题：指导教师：职称：教授2009年5月徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院专业年级姓名任务下达日期：毕业设计日期：毕业设计题目：年产120万吨焦化厂粗苯工段的设计2/22毕业设计专题题目：毕业设计主要内容和要求：要求：1）回收工艺论证；2）主要设备计算和选型；3）绘制带控制点工艺流程图、设备平面布置图、管道平面和立面布置图、绘制一张主要设备图必须与自己的设备计算一致），用AutoCAD绘制；4）编制设计说明书；5）按2×60孔TJL5550D焦炉配套规模进行计算。计算条件：苯回收率：1.0%硫铵工段来煤气温度/饱和温度℃：58/53终冷温度：22℃毕业设计工作计划1）3.1~3.8设计基本知识培训2）3.9~3.22现场实习收集资料3）3.23~4.17工艺论证和计算5）4.18~5.31绘制图纸6）6.1~6.15提交设计说明书和图纸院长签字：指导教师签字：中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：3/22成绩：指导教师签字：年月日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；③工作量的大小；④取得的主要成果及创新点；⑤写作的规范程度；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩答辩情况提出问题回答问题4/22正确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字：年月日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人：年月日目录第一章绪论11.1炼焦煤气中回收苯族烃的意义11.2粗苯的性质11.3设计任务书21.3.1设计题目：120万t/a焦化厂粗苯工段的工艺设计21.3.2计算条件：31.3.3设计条件31.3.4设计要求4第二章工艺论证及确定62.1煤气的终冷及除萘的方法及工艺选择62.1.1煤气终冷和除萘工艺72.1.2煤气终冷和焦油洗萘工艺82.1.3油洗萘和煤气终冷工艺92.1.4横管终冷洗萘工艺135/222.2洗苯工艺……………………………………………………………………….112.2.1用焦油洗油回收粗苯：152.2.2石油洗油回收粗苯16第三章粗苯脱苯方法及工艺选择错误!未定义书签。3.1蒸汽加热法生产一种苯工艺173.2管式炉加热富油脱苯16第四章粗苯回收原理184.1洗油吸收苯族烃的基本原理：184.2脱苯原理214.2.1影响脱苯的因素错误!未定义书签。第五章粗苯工段工艺的详述错误!未定义书签。5.1工艺流程详述错误!未定义书签。5.1.1横管终冷洗萘工艺错误!未定义书签。5.1.2洗苯工艺错误!未定义书签。5.1.3脱苯工艺错误!未定义书签。5.2操作规程及技术指标245.2.1终冷洗苯部分245.2.2蒸馏脱苯部分25第六章主要设备的工艺计算和选型错误!未定义书签。6.1终冷洗苯部分的工艺计算及设备选型错误!未定义书签。6.1.1计算依据错误!未定义书签。6.1.2计算过程286.1.3横管终冷洗萘塔的计算错误!未定义书签。6.2洗苯塔的计算：356.3蒸馏脱苯部分设备计算和选型386.3.1计算依据：386.3.2管式炉：错误!未定义书签。6.3.3再生器计算456.3.4脱苯塔计算：476.3.5分缩器的计算：错误!未定义书签。6.4贫富油换热器的计算和选型：错误!未定义书签。6.4.1基础数据：错误!未定义书签。6.4.2热量衡算：错误!未定义书签。6.4.3换热器面积的确定：536.5贫油冷却器的计算：546.6冷凝冷却器的计算：556.7管道计算556.7.1煤气管径计算：556.7.2贫油管路计算：556.7.3富油管路计算：556.7.4蒸汽管径的计算：566.8贫油泵的计算和选型566.8.1泵的压头计算：566.8.2泵的轴功率：57第七章粗苯工段岗位定员及操作规程587.1操作岗位的确定及定员587.1.1岗位的确定587.1.2岗位定员597.2岗位操作规程597.2.1岗位操作597.2.2洗涤部分开、停工操作597.2.3蒸馏部分开、停工操作错误!未定义书签。7.2.4特殊操作错误!未定义书签。6/227.2.5不正常情况处理错误!未定义书签。第八章非工艺部分628.1自动化仪表的要求628.2防火防爆和采暖通风658.2.1．防火防爆：658.2.2．采暖通风：658.3供汽和给排水658.3.1．供汽：658.3.2．给排水：错误!未定义书签。8.4检化验工程668.5电力土建678.6其他67第九章经济概算错误!未定义书签。9.1编制说明错误!未定义书签。9.2经济概算错误!未定义书签。9.3经济分析错误!未定义书签。第十章设备及管道材料汇总错误!未定义书签。10.1设备一览表错误!未定义书签。10.2图纸目录错误!未定义书签。10.3管道明细表77参考文献………………………………………………………………………………….83第一章绪论1.1炼焦煤气中回收苯族烃的意义炼焦化学工业是煤炭综合利用的专业。煤在炼焦时除了有75%左右变成焦炭外，还有25%左右生成各种化学品及煤气，为了便于说明将煤炭炼焦时的产品如下：单位：2/Nmg）75%25%250~45080~12030~458~166~302~2.51.0~2.58~120.4~0.62水煤汽焦油汽粗苯氨焦炭煤荒煤气硫化氢其它硫化物(CS,噻吩等)氰化物萘吡啶盐基由此看来，从荒煤气重粗苯的含量来看，回收苯三十分必要的。焦炉煤气经脱苯出氨后进入粗苯工段，语词进行苯族烃回收并制取粗苯，目前我国焦化工业生产的苯类产品仍占很重要的地位。1.2粗苯的性质粗苯是多种芳烃族和和其它多种碳氢化合物组成的复杂混合物，粗苯的主要成分是苯、二甲苯、甲苯及三甲苯等。此外，还含有一些不饱和化合物，硫化物及少量的酚类7/22和吡啶碱类。在用洗油回收煤气中的苯族烃时，则尚有少量轻质馏分掺杂在其中。粗苯是谈黄色的透明液体，比水轻，不溶于水。在贮存时，由于轻质不饱和化合物的氧化和聚合所形成的树脂状物质能溶于粗苯使其着色并很快地变暗。在常温下，粗苯的比重是0.82～0.92kg/L。粗苯是易燃易爆物质，闪点12℃.粗苯蒸汽在空中的浓度达到1.4～7.5%体积）范围内时，及形成爆炸性的混合物。粗苯质量的好坏以实验室蒸馏时180℃前蒸馏出量的百分数来确定，粗苯的沸点范围是75～200℃，若180℃前溜出量越多，粗苯质量越好；若在180℃后的溜出物则为溶剂油。粗苯易燃易爆，要求工段必须严禁烟火，并对电动机加以防爆。粗苯的组成取决于炼焦配煤的组成及炼焦产物在炭化室内热解程度，粗苯各组分的平均含量如下：组分分子式含量备注苯66CH55～75甲苯653CHCH11～22二甲苯652CH(CH)2.5～6同分异构体及乙基苯三甲苯和乙基甲苯653CH(CH)1～2同分异构体总和不饱和化合物，其中：25643CHCHCH7～12环戊二烯56CH0.6～1.0苯乙烯652CHCHCH0.5～1.0苯并呋喃86CHO1.0～2.0包括同系物茚98CH1.5～2.5硫化物，其中：0.3～1.8按硫计二硫化碳2CS0.3～1.4噻吩44CHS0.2～1.6饱合物0.6～1.5为了满足从煤气中回收和制取粗苯的要求，洗油为了满足从煤气中回收和制取粗苯的要求，洗油应具有如下性能：1）常温下对苯族烃有良好的吸收能力，在加热时又能使粗苯很好的分离出来；2）有足够的化学稳定性，即在长期使用中其吸收能力基本稳定；3）在吸收操作温度下，不应析出固体沉淀物；4）易与水分离，且不生成乳化物；5）有较好的流动性，易于用泵抽送并能在填料上均匀分布。1.3设计任务书1.3.1设计题目：120万t/a焦化厂粗苯工段的工艺设计要求：1）回收工艺论证；2）主要设备计算和选型；3）绘制带控制点工艺流程图、设备平面布置图、管道平面和立面布置图、绘制一张主要设备图必须与自己的设备计算一致），用AutoCAD绘制；4）编制设计说明书；5）按2×60孔TJL5550D焦炉配套规模进行计算。TJL5550D型焦炉由化工部第二设计院设计，系双联火道、废气循环、下喷、复热式侧装8/22捣固煤饼焦炉。焦炉主要结构尺寸：炭化室全长:15980mm炭化室全高:5500mm炭化室平均宽:500mm炭化室中心距:1350mm炭化室锥度:10立火道中心距:480立火道个数:32个燃烧室墙厚:100煤饼尺寸(长×宽×高:15100/14900×450×5200煤饼密度(干煤:0.95~1.0t/m3炭化室一次装入干煤量:35.1t焦炉周转时间:22.5h1.3.2计算条件：苯回收率：1.0%硫铵工段来煤气温度/饱和温度℃：58/53终冷温度：22℃1.3.3设计条件本设计在设计过程中，参考了徐州焦化厂的粗苯工段工艺。徐州的气象条件如下：本地区属海洋性气候，具有大陆性气候的特点，常年主导风向为东风、东北风。最大风速：23.4m/s最大平均风速：19.3m/s极端最高气温：40.6℃1927.6.11）年平均气温：14℃极端最低气温：-22.6℃海拔高度：43m冬季采暖：-6℃冬季通风：-1℃夏季通风：31℃大气压力：冬季767mmHg夏季751mmHg最高地下水位：1.25~1.75m土壤耐压力(砂质黏土：12T/m2地下水质对硅酸盐水泥混凝土无侵蚀作用。1.3.4设计要求本工段用焦油洗油吸收粗苯，富油经脱苯塔蒸馏，得到粗苯，粗苯产品的质量指标。粗苯的质量指标YB291-64）名称指标加工用粗苯溶剂用粗苯外观黄色透明液体黄色透明液体9/22比重d204）0.871～0.900不大于0.900馏程75℃前馏出量容）%不大于3%180℃前馏出量容）%不小于93%不小于91水分室温18～25℃）下目测无可见的溶解水焦油洗油质量指标YB297-64）名称指标比重d204）1.04～1.07馏程230℃前馏出量容）%不大于3%300℃前馏出量容）%不大于90%酚含量容）%0.5奈含量容）%不大于13粘度。E25）不大于2水分%不大于1.015℃结晶物无综上合述：本设计为毕业设计，是集四年学习专业知识理论和实际中运用在生产过程中的的体现，目的在于通过这次设计学会综合运用所学的各种知识和技能，是一次比较全面的分析和解决工程问题的能力训练。是我们初步了解有关技术政策，学会查阅和综合运用各种文献资料，掌握使用有关工程技术的规定和准则，以及设计的方案的论证和确定，设计的计算能力，绘图和撰写说明书的能力，于此同时培养自己一个严肃的工作态度和掌握严密的工艺流程，为今后打下良好的工作基础10/22第二章工艺论证及确定一、影响粗苯回收率的因素随着炼焦工艺的发展，化学产品的产率取决于炼焦过程的技术操作条件。影响粗苯的回收率的因素主要有三点：一、配煤性质和组成的影响焦油的产率取决于配煤的挥发分高低和煤的变质程度。在一定范围内，苯族烃的产率随着煤料中的碳氢比C/H）及挥发分的增加而增加。当配煤的挥发分V=20～30%时，可由下式求得产率Y%）：=-1.6+0.14V-0.0016V2二、温度对焦炉化学产品的影响焦炉化学产品的组成会受到焦炉操作温度，压力和挥发物在反映空间停留时间的影响，也受到焦炉内生成的石墨，焦炭或焦炭灰分中某些成分的催化剂作用的影响，而最主要的影响因素是炉墙温度和炭化室空间温度。增高炉墙温度将使焦油中苯族烃含量减少，而高温产物——萘、蔥沥青和游离碳的含量增加，比重变大，酚类及中性油类含量降低。炭化室顶部空间温度在整个炼焦过程