焦炉煤气粗苯回收工艺设计煤炭深加工毕业设计-精品

毕业设计[论文]题目：焦炉煤气粗苯回收工艺设计（煤气的处理量：40000m3/h）系别：化学与化学工程系专业：煤炭深加工与利用姓名：刘海洋学号：111307128指导教师：池吉安河南城建学院2010年05月20日河南城建学院毕业设计(论文)2摘要用洗油吸收或活性炭吸附等物理方法从焦炉煤气中回收粗苯。其中洗油吸收粗苯法应用广泛。焦炉煤气中粗苯含量一般为25～40g/m³，粗苯是有机化学工业的重要原料，回收粗苯具有较高经济效益。洗油吸收粗苯法是德国人卡罗(H.Caro)在1869年发明的。第一次世界大战期间得到发展，已被各国普遍采用。洗油吸收粗苯工艺由洗油吸苯和富油脱苯工序组成。洗油吸苯是用洗油洗涤煤气吸收苯族烃，吸收了苯族烃的洗油称为富油。富油脱苯是用蒸汽蒸馏出溶解在富油中的苯族烃，因装置不同可以得到轻苯一种产品或轻苯和重苯两种产品，也可以得到轻苯、精重苯和萘溶剂油三种产品。富油脱苯后的洗油称为贫油，贫油送吸苯工序循环使用。活性炭吸附粗笨法是德国人恩格尔哈特(Engel-hardt)在1916年开发的，1918年应用于城市煤气厂，20年代后在英国、法国、荷兰和日本等国的一些小型煤气厂相继采用。与洗油吸收法相比，活性炭吸附法设备投资少，动力消耗低，粗苯回收率高;但在运行过程中活性炭微孔容易被煤气中的焦油雾、萘、树脂化合物和元素硫等杂质堵塞，使吸附能力下降。活性炭价格昂贵，50年代后工业上已很少采用。Abstract河南城建学院毕业设计(论文)3Washoilwithactivatedcarbonadsorptionorabsorptionofphysicalmethods,suchascokeovengasfromthecrudebenzenerecovery.WashoilwhicharewidelyusedtoabsorbcrudebenzeneAct.Crudebenzenecontentinthecokeovengasisgenerally25~40g/Bang,crudebenzeneisanimportantorganicchemicalindustrialrawmaterials,crudebenzenerecoverywithhighereconomicefficiency.WashoilabsorptionofcrudebenzeneisCarloGerman(H.Caro)inventedin1869.DevelopedduringtheFirstWorldWar,hasbeenwidelyadoptedcountries.Crudebenzolwashoilabsorptionprocesstowashtheoilabsorptionbybenzeneandbenzene-richoilfromthecompositionprocess.Washoilabsorptionofbenzeneiswashedwithwashoilgrouphydrocarbongasabsorptionofbenzene,benzeneabsorbedhydrocarbongroupknownasthewashoil-richoil.Benzene-richoilfromsteamdistillationisdissolvedintheoil-richfamilyofbenzenehydrocarbons,duetothedifferentdevicescanbeaproductoflightofbenzeneorbenzeneandre-lightthetwoproductsofbenzene,benzenecanalsobelight,preciseweightofbenzeneandnaphthalenesolventoilthreeproducts.Afterthebenzene-richoilfromthewashoilasdepletedoilandsendthepoorabsorptionofbenzeneoilrecyclingprocess.ActivatedcarbonadsorptionisaclumsyGermanEngelhardt(Engel-hardt)in1916developedthecitygasusedin1918,aftertheageof20intheUnitedKingdom,France,theNetherlandsandJapanandothercountrieshaveadoptedanumberofsmall-scalegas.Andwashoilabsorptioncomparedtoactivatedcarbonadsorptionequipment,lowinvestmentandlowpowerconsumption,highcrudebenzenerecovery;butrunningeasilymicroporousactivatedcarbongasinthefogoftar,naphthalene,resincompoundsandelementalsulfurimpurities,suchasplugtodecreasetheadsorptioncapacity.Thehighcostofactivatedcarbon,50post-industrialerahavebeenrarelyused.目录河南城建学院毕业设计(论文)4摘要…………………………………………………………………………………2Abstract……………………………………………………………………………….31.总论………………………………………………………………………………61.1概述…………………………………………………………………………61.2文献综述……………………………………………………………………62.设计方案………………………………………………………………….132.1用洗油吸收煤气中的苯族烃…………………….……………………132.2富油脱苯……………………………………………………………….133.生产流程说明……………………………………………………………….143.1吸收苯族烃的工艺流程………………………………….……...………143.2富油脱苯工艺流程………………………………………………………144.设计任务和操作条件…………………………………………………………..164.1设计任务………………………………………………….……...………164.2操作条件…………………………………………………………………165.物料计算……………………………………………….………………………...175.1煤气中苯族烃的的体积分数计算………………………………………175.2粗苯回收率计算…………………………………………………………..175.3焦炉煤气中粗苯含量……………………………………………………175.4循环洗油量计算…………………………………………………………..185.5计算依据…………………………………………………………………..195.6进入脱苯工序的富油量………………………………………………….205.7富油组成…………………………………………………………………..205.8计算脱水后各组分留在液相中的分率…………………………………215.9富油进入脱苯塔闪蒸后与闪蒸前液相中各组分的比率计算……….…235.10在脱苯塔进口处各组分的蒸发量……………………………………….256.热量计算……………………………………………..…………………….26河南城建学院毕业设计(论文)56.1管式炉供给富油的热量mQ………………………………………………...266.2管式炉供给蒸气的热量VQ………………………………………………….276.3管式炉加热面积……………………………………………………………287.主要设备工艺计算……………………………………………………………..297.1塔径计算…………………………………………………………………......297.2塔高计算……………………………………………………………………..298.辅助设备的选型和计算………………………………………………………308.1洗油再生器……………………………………………………………………308.2塔设备壁厚设计…………………………………………………………….328.3封头、人孔选用及设计………………………………………………………349.稳定性及机械强度的计算..........................................................................359.1圆筒的应力计算……………………………………………………………..359.2塔设备的质量载荷…………………………………………………………..359.3塔的风载荷…………………………………………………………………..3610.设计体会和收获………………………………………………………………3811.主要符号说明…………………………………………………………….3912.主要参考文献……………………………………………………………41致谢…………………………………………………………………………………42河南城建学院毕业设计(论文)61总论1.1概述苯族烃是宝贵的化工原料，焦炉气一般含苯族烃25～40g/m3,因此。经过脱氨后的煤气需进行苯族烃的回收并制取粗苯。从焦炉煤气中回收苯族烃采用的方法有洗油吸收法，活性炭吸收法和深冷凝结法。其中洗油吸收法工艺简单，经济可靠，因此得到广泛应用。洗油吸收法依据操作压力分为加压吸收法，常压吸收法和负压吸收法。加压吸收法的操作压力为800～1200kPa,此法可强化吸收过程，适于煤气远距离输送或作为合成氨厂的原料。常压吸收法的操作压力稍高于大气压，是各国普遍采用的方法。负压吸收法应用于全负压煤气净化系统。吸收了煤气中苯族烃的洗油称为富油。富油的脱苯按操作压力分为常压水蒸气蒸馏法和减压蒸馏法。按富油加热方式又分为预热器加热富油的脱苯法和管式炉加热富油的脱苯法。各国多采用管式炉加热富油的常压水蒸气蒸馏法。因此，该设计对于化工生产来说也是一个很重要的课题。通过毕业设计可以使我们初步掌握该工艺的基本原理，重要的工艺过程及设备的构造，使我们综合运用所学专业课知识独立解决实际问题的能力得到了提高，培养和提高我们的决策能力、计算能力，结构设计与绘图能力。1.2文献综述1.2.1粗苯的物理、化学性质粗苯主要含有苯、甲苯、二甲苯、和三甲苯、等芳香烃。此外，还含有不饱和化合物、硫化物、饱和烃、酚类和吡啶碱类。当用洗油回收煤气中的苯族烃时，粗苯中尚含有少量的洗油轻质馏分。此外，粗苯中酚类的质量含量通常为0.1%～1.0%，吡啶碱类的质量含量一般不超过0.5%。当硫酸铵工段从煤气中回收吡啶碱类时，则粗苯中吡啶碱类质量含量不超过0.01%粗苯的各主要组分均在1800C前馏出，1800C后的流出物称为溶剂油。在测河南城建学院毕业设计(论文)7定粗苯中各组分的含量和计算产量时，通常将1800C前的馏出量当作100%来计算，故以其1800C前的馏出量作为鉴别粗苯质量的指标之一。粗苯在1800C前的馏出量取决于粗苯工段的工艺流程和操作制度。1800C前馏出量愈多，粗苯质量就愈好。一般要求粗苯的1800C前馏出量为93%～95%。粗苯是黄色透明液体，比水轻，微溶于水。在贮存时，由于低沸点不饱和化合物的氧化和聚合所形成的树脂状物质能溶解于粗苯中，使其着色变暗。粗苯易燃，闪点为120C。粗苯蒸气在空气中的体积浓度为1.4%～7.5%时，能形成爆炸性混合物。1.2.2影响苯族烃吸收的因素1)吸收温度吸收温度系指洗苯塔内气液两相接触面的平均温度，它取决于煤气和洗油的温度，也受大气温度的影响。吸收温度是通过吸