煤焦油加工、連續(xù)蒸餾畢業(yè)論文

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1.文獻綜述1</b></p><p>　　1.1.煤焦油加工的必要性1</p><p>　　1.2.煤焦油性質(zhì)和用途1</p><p>　　1.2.1.煤焦油的性質(zhì)2</p><p>　

2、　1.2.2.煤焦油用途2</p><p>　　1.3.煤焦油加工原理3</p><p>　　1.3.1.煤焦油的化學組成3</p><p>　　1.3.2.煤焦油的連續(xù)蒸餾6</p><p>　　1.4.焦油蒸餾工藝介紹8</p><p>　　1.4.1.常壓焦油蒸餾工藝8</p>

3、<p>　　1.4.2.減壓焦油蒸餾工藝10</p><p>　　1.4.3.常減壓焦油蒸餾工藝12</p><p>　　2.煤焦油蒸餾工段工藝設(shè)計14</p><p>　　2.1.煤焦油原料要求14</p><p>　　2.2.煤焦油加工前的準備16</p><p>　　2.2.1.

4、焦油質(zhì)量的均合16</p><p>　　2.2.2.焦油的脫水16</p><p>　　2.2.3.焦油的脫鹽17</p><p>　　2.2.4.焦油的脫灰、脫渣18</p><p>　　2.3.生產(chǎn)工藝及要求18</p><p>　　2.3.1.三混餾分工藝流程18</p>&

5、lt;p>　　2.3.2.焦油連續(xù)蒸餾操作制度20</p><p>　　2.3.3.餾分的切取制度20</p><p>　　3.工藝計算和設(shè)備選型22</p><p>　　3.1.設(shè)備選擇要點22</p><p>　　3.2.設(shè)計計算定額24</p><p>　　3.3.主要設(shè)備計算26&

6、lt;/p><p>　　3.3.1.管式爐26</p><p>　　3.3.2.一段蒸發(fā)器29</p><p>　　3.3.3.二段蒸發(fā)器30</p><p>　　3.3.4.餾分塔31</p><p>　　3.3.5.一段輕油冷凝冷卻器33</p><p>　　3.3.6.餾

7、分塔輕油冷凝冷卻器34</p><p>　　3.3.7.浸沒式冷卻器35</p><p>　　4.非工藝部分設(shè)計36</p><p>　　4.1.工藝布置36</p><p>　　4.1.1.布置要點36</p><p>　　4.1.2.土建37</p><p>　　4.2

8、.化工環(huán)保37</p><p>　　4.2.1.廢氣的性質(zhì)及區(qū)域劃分37</p><p>　　4.2.2.尾氣治理原理37</p><p>　　4.2.3.其余污染物處理措施38</p><p>　　4.3.化工安全38</p><p>　　4.3.1.選擇適宜的輸送設(shè)備38</p>

9、<p>　　4.3.2.防火38</p><p>　　4.3.3.防爆38</p><p>　　4.3.4.主要危險源39</p><p>　　4.3.5.防護措施39</p><p>　　4.3.6.工業(yè)衛(wèi)生防護措施39</p><p>　　4.4.電力39</p>

10、<p>　　4.4.1.供電39</p><p>　　4.4.2.防觸電39</p><p>　　4.5.給水排水40</p><p><b>　　參考文獻41</b></p><p><b>　　致謝42</b></p><p><b>

11、;　　文獻綜述</b></p><p><b>　　煤焦油加工的必要性</b></p><p>　　煤焦油是煉焦工業(yè)的重要產(chǎn)品。隨著中國改革開放的不斷深入發(fā)展，中國鋼鐵的生產(chǎn)規(guī)模已步入世界前列，焦化工業(yè)也隨之迅速發(fā)展起來，現(xiàn)中國已發(fā)展成為世界最大的焦炭和煤焦油生產(chǎn)國家。以2001年為例，中國焦炭總產(chǎn)量為12406×104t/a，其中機焦產(chǎn)量為94

12、00×104t/a,土焦產(chǎn)量為3000×104t/a。到目前為止全國煤焦油產(chǎn)量已超過650×104t/a，而煤焦油實際加工量不足400×104t，其余被作為原料出口或作為燃料燒掉，還有大量的土焦根本沒有回收煤焦油，資源浪費嚴重。隨著焦化的發(fā)展、土焦的不斷取締，煤焦油的產(chǎn)量在不斷增加，另外近年來發(fā)達國家由于多種原因煉焦行業(yè)出現(xiàn)萎縮狀態(tài)，煤焦油產(chǎn)量日趨減少，導(dǎo)致煤焦油的深加工產(chǎn)品必然從發(fā)展中國家獲取，

13、因此煤焦油的深加工對中國的經(jīng)濟發(fā)展會產(chǎn)生深遠意義。</p><p><b>　　煤焦油性質(zhì)和用途</b></p><p>　　煤焦油是煤在干餾和氣化過程中獲得的液體產(chǎn)品。根據(jù)干餾溫度和方法的不同可得到以下幾種焦油：低溫(450—650℃)干餾焦油、低溫和中溫(600—800℃)發(fā)生爐焦油、中溫(900—1000℃)立式爐焦油、高溫(1000℃)煉焦焦油。</p&

14、gt;<p>　　無論哪種焦油均為具有刺激性臭味的黑色或黑褐色的黏稠狀液體，簡稱焦油。比較有代表性的是低溫焦油和高溫焦油。</p><p>　　低溫焦油呈黑褐色，密度較小，其組成有烷烴、烯烴及芳香烴，為含氧、氮和硫的化合物及膠狀化合物。</p><p>　　高溫煤焦油呈黑色，密度大，是低溫焦油在高溫下二次分解的產(chǎn)物，因而，在組成上與低溫焦油有根本的區(qū)別。高溫焦油主要是由芳香烴

15、所組成的復(fù)雜混合物，其中很多有機化臺物是塑料、合成纖維、染料、合成橡膠、農(nóng)藥、建筑材料、耐高溫材料以及國防工業(yè)的貴重原料。</p><p>　　不同的焦油在組成上存在很大差異，中溫、低溫焦油含酚高、含水高。在煤焦油加工利用方面，除了一些專門加工低、中溫焦油用來生產(chǎn)甲酚等產(chǎn)品的焦油加工廠，絕大多數(shù)焦油加工廠只加工高溫煤焦油。近年來我國高溫煤焦油產(chǎn)量增長很快，帶動了煤焦油加工業(yè)的發(fā)展。</p><

16、p><b>　　煤焦油的性質(zhì)</b></p><p>　　煤焦油的閃點為96～105℃，自燃點為580～630℃，燃燒熱為35700～39000kJ/kg。</p><p>　　煤焦油在20℃的密度為1100～1250kg/m3，其值隨溫度升高而降低。</p><p>　　煤焦油的蒸發(fā)潛熱λ可用下式估算：</p><p

17、>　　煤焦油餾分相對分子質(zhì)量可按下式估算</p><p><b>　　煤焦油用途</b></p><p>　　焦油中含有上萬種化學品,如德國Rutgers公司焦油加工廠從煤焦油中可提取250余種化學品，其用途極為廣泛。</p><p>　　粗酚及酚類產(chǎn)品：粗酚是加工苯酚、鄰甲酚、間甲酚等產(chǎn)品的原料。其中苯酚主要用于制造酚醛樹脂、己內(nèi)酰胺、

18、雙酚A、己二酸、烷基酚、苯胺、增塑劑、殺蟲劑等各種化工產(chǎn)品，并作為染料、醫(yī)藥等精細化學品的原料。鄰甲酚是除草劑和殺蟲劑的原料，是重要的農(nóng)藥中間體。間甲酚是合成農(nóng)藥、染料、橡膠塑料抗氧劑、醫(yī)藥感光材料、維生素E及香料等產(chǎn)品的重要精細化工中間體?；於追涌捎米魅軇?、消毒劑、紡織助劑，可制取酚醛樹脂和增塑劑等。</p><p>　　在有機化工原料中，煤焦油芳烴對石油化學原料起補充作用，其作用隨碳氫比的增大而愈為重要，這

19、是和兩者分子的結(jié)構(gòu)不同有關(guān)。乙烯和丙烯[碳氫比（C/H）為0.5]當前全部來自石油制取，乙烯及丙烯產(chǎn)品也可從煤炭中采用MPO工藝制取，從而可替代石油。而C/H比為1的苯產(chǎn)品則有1/4來自煉焦，C/H比大于1的的多環(huán)芳烴、雜環(huán)芳烴如萘及蒽等全部來自煤焦油。</p><p>　　萘：可用來生產(chǎn)苯酐、萘磺酸鹽（減水劑）、四氫化萘、增塑劑等，是一種十分重要的有機化工原料，廣泛應(yīng)用在染料、顏料、橡膠助劑、建筑、醫(yī)藥和農(nóng)藥中

20、間體的生產(chǎn)中。</p><p>　　洗油：洗油可直接用于焦爐煤氣洗苯，經(jīng)加工可提取或制取甲基萘、吲哚、聯(lián)苯、1,8-萘酐、芴和氧芴等，也是一種重要的有機化工原料。</p><p>　　蒽油：蒽油在煤焦油中的含量為16%～20%，可直接用于生產(chǎn)炭黑，脫晶后的凈蒽油仍可以生產(chǎn)炭黑，也可以用來和瀝青調(diào)配燃料油。蒽油深加工可制取高附加值的萘、蒽、菲和咔唑，他們都是重要的化工原料。</p>

21、;<p>　　煤瀝青是焦油蒸餾產(chǎn)物，其含量占焦油量的50%～55%，煤瀝青主要用來生產(chǎn)碳材料，包括以生產(chǎn)石墨電極為主的冶金碳素和電解鋁用陽極及針狀焦和碳纖維。</p><p><b>　　煤焦油加工原理</b></p><p><b>　　煤焦油的化學組成</b></p><p>　　煤焦油組成中包括了如苯、

22、苯酚這樣低的相對分子質(zhì)量的簡單物質(zhì)（它們甚至在真空下也不易蒸發(fā)），也包括了相對分子質(zhì)量達數(shù)千的非常復(fù)雜物質(zhì)，因此煤焦油是一種十分復(fù)雜的混合物。煤焦油中有機化合物估計超過萬種，已被鑒定的約有五百多種。煤焦油化學組成特點是：①主要是芳香族化合物，而且大多數(shù)是兩個環(huán)以上的稠環(huán)芳香族化合物，而烷烴、烯烴和環(huán)烷烴化合物很少；②還有雜環(huán)的含氧、含氮和含硫化合物；③含氧化合物如呈弱酸性的酚類以及呈中性的古馬隆、氧芴等；④含氮化合物主要包括弱堿性的吡啶

23、、喹啉及它們的衍生物，還有吡咯類如吲哚，咔唑等；⑤含硫化合物如噻吩、硫酚、硫雜茚等；⑥煤焦油中各種烴的烷基化合物數(shù)量甚少，而且它們的含量隨著分子中環(huán)數(shù)增加而減少。</p><p>　　雖然煤焦油中組分是多種多樣的，但大多數(shù)組分在煤焦油中的含量不高或極微。在煤焦油中含量占煤焦油總量1%以上的組分只有13種，它們的主要物理性質(zhì)與含量等列于表1-1所示。</p><p>　　表1-1 占煤焦油

24、總量1%以上組分的主要物理性質(zhì)和含量</p><p>　　煤焦油中的組分相當多，難以將其中的組分只經(jīng)一次加工就分離出來，通常是分步地把煤焦油中的有用組分逐級分離開來。分離的方法一般是蒸餾、萃取和結(jié)晶等。圖1-1給出了從煤焦油分離出各主要組分的示意。</p><p>　　圖1-1 從煤焦油中分離的各個組分示意</p><p>　　由上圖可見，煤焦油通過蒸餾切取的餾分

25、有如下幾種：</p><p>　　①輕油餾分。為170℃前的餾分，產(chǎn)率為0.4%～0.8%，密度0.88～0.90kg/L，主要含苯族烴，酚的質(zhì)量分數(shù)小于5%。還含有少量的古馬隆和茚等不飽和化合物。</p><p>　　②酚油餾分。為170～210℃餾分，產(chǎn)率為1.0%～2.5%，密度0.98～1.Olkg/L，有酚和甲酚，其質(zhì)量分數(shù)為20%～30%，萘5%～20%，吡啶堿4%～6%，其余

26、為酚油。</p><p>　　③萘油餾分。為210—230℃餾分，產(chǎn)率為10%—13%，密度1.01～1.04kg/L，主要含萘70%—80%，酚、甲酚與二甲酚為4%—6%，重吡啶堿3%～4%，其余為萘油。</p><p>　　④洗油餾分。為230—300℃餾分，產(chǎn)率為4.5%～6.5%，密度1. 04—1.06kg/L，含甲酚、二甲酚及高沸點酚類，酚類3%～5%，重吡啶堿4%～5%，萘小

27、于15%，還含有甲基萘及少量的苊、芴、氧芴等，其余為洗油。</p><p>　　⑤一蒽油餾分。為280～360℃餾分，產(chǎn)率為16%—22%，密度1.05—1.lOkg/L，主要組分為蒽16%—20%。萘2%～4%，高沸點酚類1%～3%，重吡啶堿類2%～4%，其余為一蒽油。</p><p>　　⑥二蒽油餾分。初餾點310℃，餾出50%時為400℃，產(chǎn)率為4%～6%，密度1.08～1.12kg

28、/L，萘不大于3%。</p><p>　?、邽r青。為焦油蒸餾殘余物，產(chǎn)率為54%—56%。</p><p><b>　　煤焦油的連續(xù)蒸餾</b></p><p>　　煤焦油的蒸餾按操作方式可分為間歇式焦油蒸餾和連續(xù)式焦油蒸餾。焦油加工規(guī)模較小時（3萬噸/年以上）可以采用間歇式焦油蒸餾，而較大規(guī)模的焦油加工（5萬噸/年以上）一般采用管式爐連續(xù)式焦

29、油蒸餾，此時設(shè)備的生產(chǎn)率高，焦油分離效果好，各種餾分產(chǎn)率高，酚和萘可高度集中在一定的餾分中，能耗低，效益明顯。</p><p>　　目前，煤焦油加工的主要產(chǎn)品是獲得萘、酚、蒽等工業(yè)純產(chǎn)品和洗油、瀝青等粗產(chǎn)品。由于煤焦油中各組分含量都不太多，且組成復(fù)雜，性質(zhì)相近的不可能通過一次蒸餾加工而獲得所需的純產(chǎn)品。所以，煤焦油加工均是首先進行蒸餾，切取富集某些組分的窄餾分，在進一步從窄餾分中獲得所需的純產(chǎn)品。</p&g

30、t;<p>　　煤焦油的連續(xù)蒸餾，分離效果好，各種餾分產(chǎn)率高，酚和萘可高度集中在一定的餾分中。因此，生產(chǎn)規(guī)模較大的煤焦油車間或加工廠均采用管式爐連續(xù)蒸餾裝置。</p><p>　　用蒸餾方法分離煤焦油這樣的多組分液體混合物，都是先用部分蒸發(fā)汽化分離法將原料油分離成汽相混合物和液相混合物，然后再對這兩相混合物分別加工處理。</p><p>　　部分蒸發(fā)汽化法可通過兩種途徑實現(xiàn)：

31、分段蒸發(fā)汽化和一次蒸發(fā)汽化過程。</p><p>　　分段蒸發(fā)汽化過程，是將原料油整個加熱蒸發(fā)汽化過程，根據(jù)需要分成若干個溫度區(qū)段，依次將每個溫度區(qū)段產(chǎn)生的蒸氣與相應(yīng)的液相分開；而一次蒸發(fā)汽化過程，則是將原料油加熱到指定溫度，實現(xiàn)部分蒸發(fā)汽化，達到汽、液兩相平衡，一次性的將平衡的兩相分開。</p><p>　　煤焦油的連續(xù)蒸餾，采用的是一次蒸發(fā)汽化過程，簡稱一次汽化過程。</p>

32、;<p>　　1）焦油的實沸點蒸餾</p><p>　　焦油是含量低的多種化合物的混合物，其餾分的餾出量與溫度密切相關(guān)。將給定餾出溫度定義為焦油的真沸點，則餾出溫度和餾出量之間的關(guān)系曲線可作為焦油的實沸點，如圖1-2所示。由焦油的實沸點曲線可見，若要從焦油中分離所有的餾分和獲得合格的瀝青（產(chǎn)率55%）需將焦油加熱到400℃的高溫。</p><p>　　2）煤焦油在管式爐中一次

33、汽化過程</p><p>　　在管式爐加熱的煤焦油連續(xù)蒸餾裝置中，煤焦油的部分汽化分離就是用一次汽化（或稱一次蒸發(fā)）的方法來完成的。一次汽化過程得到的液相就是瀝青，而汽相則是進一步精餾分離的物料。一次汽化過程所需設(shè)備有煤焦油泵、管式爐、二段蒸發(fā)器。</p><p>　　無水煤焦油用二段煤焦油泵送入管式爐輻射段，在管內(nèi)流動中被加熱并部分汽化，出管式爐后便進入二段蒸發(fā)器進行汽-液分離，得到的液

34、相為瀝青，汽相則去蒸餾。</p><p>　　3）一次汽化溫度（一次蒸發(fā)溫度）</p><p>　　煤焦油管式爐連續(xù)蒸餾工藝要求，二蒽油以前的全部餾分在二段蒸發(fā)器內(nèi)一次蒸出，為了使各種餾分的產(chǎn)率及質(zhì)量都符合工藝指標，需合理地確定一次汽化溫度。</p><p>　　一次汽化溫度是指經(jīng)管式爐加熱后的煤焦油進入二段蒸發(fā)器“閃蒸”時，汽液兩相達到平衡狀態(tài)時的溫度。這個溫度比

35、管式爐二段出口溫度略低，比瀝青從二段蒸發(fā)器排除的溫度略高。因為少量原料在二段蒸發(fā)器內(nèi)閃蒸所需的汽化熱是由汽液混合物放出的顯熱提供的，溫度也就降到與二段蒸發(fā)器內(nèi)壓力及兩相組成所相應(yīng)的數(shù)值。</p><p>　　一般最適宜的一次汽化溫度應(yīng)保證從煤焦油中蒸出的酚和萘最多，并能得到軟化點為80～90℃的瀝青。一次汽化溫度對餾分產(chǎn)率和瀝青質(zhì)量均有顯著的影響，隨著一次汽化溫度的提高，煤焦油餾分產(chǎn)率增加，瀝青的產(chǎn)率相應(yīng)下降，瀝

36、青的軟化點和游離碳含量相應(yīng)增加。</p><p>　　一次汽化溫度可近似地按下述經(jīng)驗公式計算：</p><p><b>　　焦油蒸餾工藝介紹</b></p><p>　　煤焦油加工的主要目的產(chǎn)品有兩類：一是以傳統(tǒng)產(chǎn)品為主，即對煤焦油分餾，獲得不同軟化點的瀝青，并將沸點接近的化合物集中到相應(yīng)的餾分中，以便分離出單體產(chǎn)品；二是以獲得電極工藝原料（電

37、極焦、電極粘結(jié)劑）為主要目的的煤焦油加工。所以，煤焦油連續(xù)蒸餾工藝也有多種流程。</p><p>　　焦油加工工藝按處理量不同而采用不同的裝備水平。小型焦油加工采用釜式間歇蒸餾工藝，大中型焦油加工采用管式爐加熱的連續(xù)蒸餾工藝。焦油加工的產(chǎn)品路線不同，工藝路線也有所不同。</p><p><b>　　常壓焦油蒸餾工藝</b></p><p>　　

38、常壓兩塔式煤焦油連續(xù)蒸餾工藝流程</p><p>　　常壓兩塔式煤焦油連續(xù)蒸餾工藝流程如圖1-3所示。</p><p>　　原料煤焦油在儲槽中加熱靜置初步脫水后，用一段煤焦油泵送入管式爐的對流段，在一段泵入口處加入含量為8%～12%的Na2CO3溶液進行脫鹽。煤焦油在對流段被加熱到120～130℃后進入一段蒸發(fā)器，在此，粗煤焦油的大部分水分和輕油蒸發(fā)出來，混合蒸氣自蒸發(fā)器頂逸出，經(jīng)冷凝冷卻

39、器得到30～40℃的冷凝液，再經(jīng)一段輕油油水分離器分離得到一段輕油和氨水。氨水流入氨水槽，一段輕油可配入回流洗油中。一段蒸發(fā)器排除的無水煤焦油進入器底的無水煤焦油槽。由此引入二段煤焦油泵前管路中。</p><p>　　無水煤焦油用二段煤焦油泵送入管式爐輻射段加熱至400～410℃后，進入二段蒸發(fā)器一次蒸發(fā)，使餾分與煤焦油瀝青分離。瀝青自底部排出，餾分蒸氣自頂部逸出進入蒽塔下數(shù)第三層塔板，塔頂用洗油餾分打回流，塔底

40、排出二蒽油。自11、13、15層塔板的側(cè)線切取一蒽油。一蒽油和二蒽油分別經(jīng)埋入式冷卻器冷卻后，放入各自儲槽，以備送去處理。</p><p>　　自蒽塔頂逸出的油氣進入餾分塔下數(shù)第五層塔板。洗油餾分自塔底排出，萘油餾分從第18、20、22、24層塔板側(cè)線采出；酚油餾分從第36、38、40層采出。這些餾分經(jīng)冷卻后進入各自儲槽。自餾分塔頂出來的輕油和水的混合蒸氣冷凝冷卻和油水分離后，水導(dǎo)入酚水接受槽，用來配制洗滌脫酚時

41、所需的堿液；輕油入回流槽，部分用作回流液，剩余部分送粗苯工段處理。</p><p>　　蒸餾用直接蒸汽經(jīng)管式爐輻射段加熱至450℃，分別送入各塔底部。</p><p>　　圖1-3 兩塔式焦油蒸餾工藝流程</p><p>　　管式爐；2—一段蒸發(fā)器；3—二段蒸發(fā)器；4—蒽塔；5—餾分塔；6—一段輕油</p><p>　　冷凝器；7—餾分塔輕

42、油冷凝冷卻器；8—碳酸鈉高位槽；9，10—油水分離器；</p><p>　　11—酚油餾分冷卻器；12—萘油餾分（或萘洗兩混餾分）冷卻器；13—洗油餾</p><p>　　分（或苊油餾分）冷卻器；14—一蒽油餾分冷卻器；15—二蒽油餾分冷卻器</p><p>　　（二）常壓一塔式煤焦油連續(xù)蒸餾工藝流程</p><p>　　常壓一塔式煤焦油連續(xù)

43、蒸餾工藝流程（切取窄餾分）如圖1-4所示。</p><p>　　常壓一塔式煤焦油連續(xù)蒸餾工藝流程是從兩塔式連續(xù)蒸餾改進發(fā)展而來的，兩種流程的最大不同之處是，一塔式流程取消了蒽塔，二段蒸發(fā)器改由兩部分組成，上部為精餾段，下部為蒸發(fā)段。</p><p>　　經(jīng)靜置脫水后的原料煤焦油用一段泵打入管式爐的對流段，在泵前加入含量為8%～12%的Na2CO3溶液進行脫鹽，在管式爐一段煤焦油被加熱到12

44、0～130℃后進入一段蒸發(fā)器進行脫水。分離出的無水煤焦油通過二段泵送入管式爐輻射段加熱至400～410℃后進入二段蒸發(fā)器進行蒸發(fā)分餾，瀝青由底部排出，油氣升入上部精餾段。二蒽油從上數(shù)第四層塔板側(cè)線引出，經(jīng)冷卻器冷卻后送入二蒽油接受槽。其余餾分混合蒸氣自頂部逸出進入餾分塔的下數(shù)第3層塔板。自餾分塔底部排出的一蒽油，經(jīng)一蒽油冷卻器冷卻后，一部分回流入二段蒸發(fā)器，其余送去生產(chǎn)粗蒽。由第15、17、19層塔板側(cè)線采出洗油餾分；由第33、35、3

45、7層切取萘油餾分；由第51、53、55層切取酚油餾分。各種餾分分別經(jīng)各自的冷卻器冷卻后引入各自的中間槽，在送去處理。由塔頂出來的輕油和水的混合蒸氣經(jīng)冷凝器冷凝和餾分塔輕油油水分離器分離后，部分輕油回流入塔，其余送入粗苯工段處理。</p><p><b>　　減壓焦油蒸餾工藝</b></p><p>　　為提高餾分油收率，降低焦油蒸餾過和能耗，防止焦油在管式爐管中因溫度

46、過高而結(jié)焦，國外一些焦油加工企業(yè)采用減壓煤焦油蒸餾工藝，如圖1-5所示。</p><p>　　原料焦油經(jīng)焦油預(yù)熱器（開工時用）和軟瀝青換熱器后進入預(yù)脫水塔，在塔內(nèi)閃蒸出在部分水分和少量輕油，預(yù)脫水塔底的焦油自流入脫水塔。由兩個脫水塔頂部逸出的蒸氣和輕油氣經(jīng)冷凝冷卻器和分離器得到氨水和輕油。一部分輕油用作脫水塔的回流。脫水塔底的無水焦油一部分經(jīng)重沸器循環(huán)加熱，供給脫水塔所需熱量，另一部分經(jīng)軟瀝青換熱器和管式爐加熱后

47、進入主塔。主塔是減壓精餾塔，從主塔得到酚油、萘油、洗油和蒽油餾分。為充分利用熱能，洗油和蒽油出塔后經(jīng)蒸汽發(fā)生器，利用它們的熱量產(chǎn)生0.3MPa蒸汽，供裝置加熱用。主塔底的軟瀝青分別與無水焦油和原料焦油換熱后送出。酚油冷卻器與真空系統(tǒng)連接，以造成系統(tǒng)的負壓。</p><p>　　圖1-4 一塔式焦油蒸餾工藝流程（切取窄餾分）</p><p>　　1—管式爐；2—一段蒸發(fā)器；3—二段蒸發(fā)器；

48、4—餾分塔；5—一段輕油冷凝冷卻器；</p><p>　　6—餾分塔輕油冷凝冷卻器；7—碳酸鈉高位槽；8，9—油水分離器；</p><p>　　10—酚油餾分冷卻器；11—萘油餾分冷卻器；12—洗油餾分冷卻器；</p><p>　　13—一蒽油餾分冷卻器；14—二蒽油餾分冷卻器</p><p>　　圖1-5 減壓焦油蒸餾工藝流程</p

49、><p>　　1—脫水塔；2—主塔；3—管式爐；4，5—輕油冷凝冷卻器；6—酚油冷卻器；</p><p>　　7—重沸器；8—預(yù)脫水塔；9—蒸汽發(fā)生器；10—主塔回流槽；</p><p>　　11，12—油水分離器；13—萘油液封罐</p><p><b>　　常減壓焦油蒸餾工藝</b></p><p&g

50、t;　　煤焦油減壓蒸餾具有較高的優(yōu)越性，但該工藝最大的問題是輕油損失較多，而與常減壓相結(jié)合的煤焦油蒸餾工藝既可以充分體現(xiàn)減壓蒸餾的優(yōu)點，又可以避免輕油的損失，這在德國的煤焦油加工企業(yè)得到廣泛應(yīng)用。圖1-6所示為德國的Rutgers焦油蒸餾工藝。</p><p>　　該工藝能量利用合理，能耗低，瀝青產(chǎn)率低，得到餾分多且窄，便于進一步的分離和精制，常減壓搭配合理，但所采用的精餾塔多，設(shè)備投資大，特別是采用了4個管式爐

51、，使得流程復(fù)雜。</p><p>　　圖1-6 Rutgers焦油蒸餾工藝流程</p><p>　　1—脫水塔；2—酚油塔；3—甲基萘塔；4—蒽油塔；5—萘油副塔；</p><p>　　6—洗油副塔；7—管式爐；8—冷凝器；9—蒸汽發(fā)生器；</p><p>　　10—脫水焦油槽；11—油水分離器；12—冷卻器</p><

52、p>　　除以上焦油蒸餾工藝流程外，還有帶瀝青循環(huán)的焦油蒸餾工藝流程，如英國帶有瀝青循環(huán)工藝流程如圖1-7所示。</p><p>　　焦油經(jīng)換熱和管式爐一段加熱后入三段蒸發(fā)器的第一段，在此分出的水蒸氣和低沸點餾分進到精餾塔，無水焦油進到蒸發(fā)器的第三段，在此與由蒸發(fā)器第二段來的熱瀝青混合，餾出的油氣進到精餾塔。由第三段排出的270℃的焦油與瀝青混合物經(jīng)管式爐一段加熱送到蒸發(fā)器第一段，在365℃下進行一次氣化，剩

53、余的餾分蒸氣進入精餾塔。在蒸發(fā)器第二段得到的瀝青一般僅有5%～7%作為最終產(chǎn)物，其余進入蒸發(fā)器第三段與焦油混合。該流程的特點是由于瀝青循環(huán)，餾分產(chǎn)率可增加到63.1%，蒸發(fā)器的餾分氣進入精餾塔，輕油質(zhì)量得到改善。</p><p>　　圖1-7 英國帶瀝青循環(huán)的焦油蒸餾工藝流程</p><p>　　1—管式爐；2—三段蒸發(fā)器；3—精餾塔；4—換熱器；5—冷卻器；</p>&l

54、t;p>　　6—油水分離器；7—輕油槽；8—輕油回流泵</p><p>　　本次設(shè)計的任務(wù)和目的：年處理煤焦油10萬噸的焦油蒸餾工段的工藝設(shè)計，本設(shè)計為一塔式工藝流程，切取三混餾分。包括煤焦油蒸餾工段工藝流程、設(shè)備工藝計算和設(shè)備選型等。目的是培養(yǎng)學生運用專業(yè)知識和技能進行煤化工領(lǐng)域工藝初步設(shè)計的能力。綜合應(yīng)用學生所學各項知識，進一步提高學生自學能力和獨立工作的能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識與工程實踐能力。掌握化工

55、工藝初步設(shè)計方法和設(shè)計內(nèi)容。</p><p>　　煤焦油蒸餾工段工藝設(shè)計</p><p><b>　　煤焦油原料要求</b></p><p>　　煤焦油是煉焦過程中所得到的重要副產(chǎn)物，煉焦煤于煉焦爐內(nèi)在隔絕空氣并高溫加熱條件下，煤質(zhì)發(fā)生一系列的變化，裂解成各種化合物。煉焦煤在碳化室內(nèi)最終形成焦炭，排放出荒煤氣?；拿簹饨?jīng)凈化處理得到凈煤氣和粗焦油

56、及其他化學物質(zhì)。</p><p>　　煉焦煤組成和煉焦操作的工藝條件的不同隊對煤焦油的組成和物理性質(zhì)波動范圍大。所以，對于不同的焦化廠來說，各自生產(chǎn)的煤焦油質(zhì)量和組成是有差別的。但煤焦油產(chǎn)品應(yīng)符合YB/T 5075—2010 的規(guī)定，見表2-1。</p><p>　　表2-1 煤焦油的技術(shù)指標（YB/T 5075—2010）</p><p>　　組成煤焦油的主要元

57、素中，碳占90%以上，氫占5%，此外還含有少量的氧、硫、氮及微量的稀有金屬等。</p><p>　　煤焦油的化學組成大致有以下幾個特點:</p><p>　　(1)主要是芳香族化合物，而且大多是兩個環(huán)以上的稠環(huán)芳香族化合物，烷烴、烯烴和環(huán)烷烴化合物很少。</p><p>　　(2)含氧化合物主要是呈弱酸性的酚類，還有一些中性含氧化合物,如氧茚和氧芴等。</p&

58、gt;<p>　　(3)含氮化合物主要是具弱堿性的吡啶和喹啉類化合物，還有吡咯類化合物如吲哚和咔唑等，還有少量胺類和腈類。</p><p>　　(4)含硫化合物主要是噻吩類化合物，如噻吩和硫茚等,還有硫酚類化合物。</p><p>　　(5)不飽和化合物有茚和氧茚類化合物，以及環(huán)戊二烯和苯乙烯等。</p><p>　　(6)芳香烴的烷基取代基主要是甲基

59、。</p><p>　　(7)蒸餾殘渣瀝青的含量很高，一般在50%以上，含有相當多的高相對分子質(zhì)量的組分，其相對分子質(zhì)量在2000～30000之間。</p><p>　　高溫焦油中質(zhì)量分數(shù)≥1.0%的化合物只有10余種，它們是萘(10.0%)、菲(5.0%)、熒蒽(3.3%)、芘(2.1%)、苊烯(2.0%)、芴(2.0%)、蒽(1.5%)、2-甲基萘(1.5%)、咔唑(1.5%)、茚(1

60、.0%)和氧芴(1.0%)等。</p><p><b>　　煤焦油加工前的準備</b></p><p>　　為了保證焦油蒸餾的安全穩(wěn)定操作，提高設(shè)備的生產(chǎn)能力及加強設(shè)備的維護，煤焦油在蒸餾前應(yīng)做好準備工作。</p><p>　　煤焦油加工前的準備工作包括煤焦油的運輸及儲存、煤焦油質(zhì)量的均和、煤焦油脫水及脫鹽等。</p><p

61、><b>　　焦油質(zhì)量的均合</b></p><p>　　對于焦油加工來說，焦油的以下指標：喹啉不溶物(QI)、水和灰分含量都十分重要，因為它們會影響焦油蒸餾操作穩(wěn)定和蒸餾殘液瀝青的質(zhì)量。</p><p>　　在焦油蒸餾過程中，焦油含萘波動1%，就會嚴重影響各餾分的質(zhì)量變化，會給蒸餾操作帶來困難。焦油QI含量波動大于1.5%，中溫瀝青QI含量波動在3%左右，對其

62、應(yīng)用和改質(zhì)瀝青生產(chǎn)會帶來不利影響。而一些大型煤焦油加工廠收購處理很多焦化廠的煤焦油，這些焦油在組成、密度、QI、水和灰分含量等方面均有較大差別，如不經(jīng)預(yù)先均勻混合，對焦油連續(xù)蒸餾操作的穩(wěn)定性會帶來很大的影響和不安全因素。煤焦油在進入裝置之前進行均質(zhì)，使其組成和QI含量相對穩(wěn)定，對安全穩(wěn)定生產(chǎn)、保證產(chǎn)品質(zhì)量是十分有意義的。</p><p><b>　　焦油的脫水</b></p>

63、<p>　　煤焦油中含有較多的水分，不利于煤焦油蒸餾操作。在間歇操作中，煤焦油含水較多，將拖延脫水時間而降低設(shè)備的生產(chǎn)能力，增加耗熱量。特別是水在煤焦油中可以形成油包水型乳化液。受熱時，這類小水滴不能立即蒸發(fā)，溫度繼續(xù)升高，這些小水滴在煤焦油整個容積中進行急劇汽化蒸發(fā)，容易造成突沸竄油事故。</p><p>　　在管式爐蒸餾系統(tǒng)中，煤焦油含水太多，會使系統(tǒng)的壓力顯著提高，帶來附加阻力。呈乳濁液而穩(wěn)定存在

64、于煤焦油中的小水滴同樣會發(fā)生急劇蒸發(fā)式整個系統(tǒng)壓力劇增，打亂操作制度。</p><p>　　因此，焦油在蒸餾前必須將水分除去。脫水的焦油可以減少蒸餾過程的熱量消耗，增加設(shè)備的生產(chǎn)能力，降低連續(xù)蒸餾加熱的系統(tǒng)阻力。</p><p>　　焦油脫水分為初步脫水和最終脫水，經(jīng)最終脫水的焦油稱作無水焦油。</p><p>　　焦油初步脫水一般采用加熱靜置脫水法，即焦油在貯槽內(nèi)

65、用蛇管加熱保溫在80℃左右，靜置36h以上，焦油與水因密度不同而分離。靜置脫水可使焦油中水分初步脫至4%以下。此外，焦油初步脫水還有離心脫水法和加壓脫水法等。初步脫水的同時，溶于水中的鹽類（主要是銨鹽）也隨水分一起排除。因此要求初步脫水后煤焦油中含水量盡可能低。</p><p>　　焦油最終脫水，依據(jù)生產(chǎn)規(guī)模不同，主要有以下幾種方式：</p><p>　　(a)間歇釜脫水 間歇蒸餾系統(tǒng)

66、中，專設(shè)脫水釜進行焦油最終脫水。釜內(nèi)焦油溫度加熱至100℃以上，使水分蒸發(fā)脫除。脫水釜容積與蒸餾釜相同，一釜脫水焦油供一釜蒸餾用。脫水釜蒸汽管溫度加熱至130℃時，最終脫水完成，釜內(nèi)焦油水分可降至0.5%以下。</p><p>　　(b)管式爐脫水 連續(xù)焦油蒸餾工藝應(yīng)用管式爐脫水。經(jīng)初步脫水的焦油送入管式爐連續(xù)加熱到120～130℃，然后送入一次蒸發(fā)器（脫水塔），脫除部分輕油和水。此時焦油含水量降至0.3%～

67、0.5%。國內(nèi)的連續(xù)式管式爐焦油蒸餾工藝中，絕大多數(shù)廠家最終脫水是在管式爐的對流段進行的。</p><p>　　(c)蒸汽加熱脫水 經(jīng)初步脫水的焦油送人蒸汽加熱器連續(xù)加熱到125～130℃，再進入脫水塔來完成焦油的最終脫水。</p><p><b>　　焦油的脫鹽</b></p><p>　　焦油中含的水實際上就是氨水，在這種稀氨水中，一部

68、分氨以的形式存在，另一部分以氯化銨、硫氰化銨、硫酸銨等固定銨鹽形式存在，其中主要是氯化銨。它們在焦油最后脫水階段仍留在焦油中，當被加熱到220～250℃時，固定銨鹽就會分解成游離酸和氨：</p><p>　　產(chǎn)生的HCl存在于焦油中，會引起設(shè)備管道的嚴重腐蝕。同時，銨鹽還會使餾分與水起乳化作用，對萘油餾分的脫酚操作十分不利。因此，焦油必須在蒸餾前進行脫鹽處理。</p><p>　　焦油脫鹽

69、是焦油在最終脫水前加入8%～12%的碳酸鈉溶液，使固定銨鹽轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的鈉鹽：</p><p>　　這些鈉鹽在焦油蒸餾時完全殘留在瀝青中變成灰分，若除去0.1g/(kg焦油)中的固定銨鹽，瀝青灰分約增加0.08%。故碳酸鈉的加入量要適當，在選擇工藝路線時，使最終脫水前焦油中含水減少，固定銨鹽含量也相應(yīng)減少了（因固定銨鹽溶解于水而不溶于焦油）。</p><p><b>　　焦油的脫灰

70、、脫渣</b></p><p>　　煤焦油中含有少量的機械雜質(zhì)，它來源于煤煉焦時炭化室的耐火材料、煤粉、焦粒等。這部分機械雜質(zhì)在焦油蒸餾時全部殘留在瀝青里，這對焦油蒸餾操作和瀝青應(yīng)用是不利的，應(yīng)予以除去。德國、美國、日本、法國等國家在焦油蒸餾前用超級離心機進行脫灰、脫渣處理。我國寶鋼、馬鋼、山西焦化廠、濟寧碳素廠等若干廠家對焦油進行了脫灰、脫渣處理，這一工藝逐步在全國各焦油加工廠推廣，焦油在用超級離心

71、機脫灰、脫渣的同時，也脫除了大量的水分和銨鹽，對焦油蒸餾的穩(wěn)定操作是非常有利的。</p><p><b>　　生產(chǎn)工藝及要求</b></p><p><b>　　三混餾分工藝流程</b></p><p>　　焦油連續(xù)蒸餾一般采用常壓蒸餾工藝流程，可分為兩種類型，即兩塔式和一塔式。按切取餾分的不同又可分為窄餾分和酚萘洗三混餾

72、分或萘洗兩混餾分。</p><p>　　兩塔式和一塔式流程，當切取窄餾分時，在鋼材、基建投資、產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量、操作條件等各項主要技術(shù)經(jīng)濟指標方面，并無顯著區(qū)別。但是一塔式二段蒸發(fā)器送回流后，在塔板層數(shù)較少情況下，二蒽油餾分量不易控制。致使其產(chǎn)率偏高，初餾點偏低，而一蒽油產(chǎn)率亦相應(yīng)降低。</p><p>　　兩塔式和一塔式流程，當切取三混餾分時，萘集中度高；蒸餾及洗滌工序操作簡化；但由于餾分

73、合并，制取工業(yè)萘時重復(fù)蒸餾，熱能單耗增多。當切取兩混餾分時，萘集中度較高，洗滌及工業(yè)萘工序簡化，在采用單爐單塔精餾制取工業(yè)萘的工藝上取得了成熟的經(jīng)驗。</p><p>　　本設(shè)計采用一塔式焦油蒸餾工藝流程，并切取三混餾分，工藝流程如圖2-1所示。</p><p>　　圖2-1 切取混合餾分的焦油蒸餾工藝流程</p><p>　　1—焦油管式爐；2—一段蒸發(fā)器；3—

74、二段蒸發(fā)器；4—餾分塔；5—一段輕油冷凝冷卻器；</p><p>　　6—輕油冷凝冷卻器；7—一段輕油油水分離器；8—輕油油水分離器；9—混合餾分冷卻器；</p><p>　　10—一蒽油冷卻器；11—二蒽油冷卻器；12—輕油回流槽；13—一蒽油回流槽；14—無水焦油槽；15—焦油循環(huán)槽；16—輕油接收槽；17—酚水接收槽；18—混合餾分接收槽；19—一蒽油接收槽；20—二蒽油接收槽；21

75、—碳酸鈉高位槽；22—一段焦油泵；23—二段焦油泵；24—輕油回流泵；</p><p>　　25—一蒽油回流泵；26—輕油泵；27—二蒽油泵</p><p>　　經(jīng)脫水的焦油用一段蒸發(fā)泵22送至焦油管式爐1的對流段。并在一段焦油泵的吸入管上加入濃度為8～10%的碳酸鈉溶液。焦油經(jīng)管式爐的第一加熱段（對流段）被加熱到120～130℃。然后，進入一段蒸發(fā)器2，水和部分輕油由于壓力的降低而迅速地

76、由焦油中蒸發(fā)出來，并由一段蒸發(fā)器2頂排出，經(jīng)冷凝冷卻器5、油水分離器7，輕油流入輕油接收槽16，送往回收車間。無水焦油流入一段蒸發(fā)器2下部的無水焦油槽，這時焦油中水分已降至0.5%以下。再用二段泵23送到管式爐1的輻射段加熱。在此，焦油被加熱到400～410℃后進入二段蒸發(fā)器3，瀝青自二段蒸發(fā)器底經(jīng)塔底液面調(diào)節(jié)器自流至瀝青高位槽進行自然冷卻，待瀝青冷卻到150～180℃后放入瀝青冷卻運輸機，冷卻成型后裝車外運。自二段蒸發(fā)器3側(cè)線切取二蒽

77、油餾分，經(jīng)埋入式冷卻器11冷卻后流入二蒽油接收槽20。然后，送往油庫裝車外運。一蒽油以前的餾分蒸汽（輕油、酚油、萘油、洗油、一蒽油）由二段蒸發(fā)器3頂部出來進入焦油餾分塔4。一蒽油餾分由餾分塔底經(jīng)油封排出，并經(jīng)埋入式冷卻器10冷卻后流入回流槽13，一部分用泵25送往二段蒸發(fā)器頂作回流，其余送往結(jié)晶工段制取粗蒽。自餾分塔4側(cè)線切取的</p><p>　　焦油連續(xù)蒸餾操作制度</p><p>　

78、　一塔式切取三混餾分焦油連續(xù)蒸餾的主要操作制度如表2-2所示。</p><p>　　表2-2 焦油連續(xù)蒸餾的主要操作制度</p><p><b>　　餾分的切取制度</b></p><p>　　餾分切取制度主要應(yīng)取決于原料焦油組成，確定其產(chǎn)率和質(zhì)量指標，并使主要組分盡量富集于相應(yīng)的餾分中，以利于進一步加工。為了提高萘、酚集中度，增加萘、酚回收

79、量，改進洗油質(zhì)量，合理利用各種餾分，進一步提高生產(chǎn)操作水平，餾分切取制度應(yīng)結(jié)合本廠生產(chǎn)實際情況擬定，一般要求如下：</p><p>　　（1）二蒽油餾分餾程多在360℃之后，主要組分有熒蒽、芘、吖啶、屈、蒽、菲、咔唑等。目前，一般均作為燃料油使用，以少切取為宜。</p><p>　　（2）一蒽油餾分餾程多在300～360℃之間，主要組分有蒽、菲、咔唑等，主要用于精蒽和防腐油的原料。從結(jié)晶、

80、離心操作要求，宜提高其360℃前餾出量；而從萘的回收角度考慮，又宜降低為有利。在兩塔式流程中，根據(jù)是否切取苊油餾分，一蒽油餾分產(chǎn)率宜分別控制在16%～18%和18%～20%為宜，含萘控制在1.5%以下。</p><p>　?。?）苊油餾分中主要組分有苊、芴、氧芴等。切取苊油餾分后，不僅可以改進洗油質(zhì)量，而且可以為進一步提取工業(yè)苊、氧芴、芴等提供有利條件。苊油餾分產(chǎn)率可控制在2%～3%，含萘控制在5%以下。<

81、/p><p>　　（4）洗油餾分的餾程較寬，餾程不同時主要組分隨之變化較大。在230～270℃之間多為洗油組分，主要為甲基萘、二甲基萘、聯(lián)苯、喹啉等。它們?nèi)埸c低，吸苯能力較強：而在270～300℃之間多為洗油重質(zhì)組分，主要含苊、芴、氧芴等組分。它們?nèi)埸c高，易于析出沉淀，吸苯能力弱。但這些物質(zhì)與萘共存時，則可形成共熔物，互相降低熔點，從而減少結(jié)晶析出。目前從工業(yè)萘生產(chǎn)裝置中可生產(chǎn)出含萘較低的洗油，因而要求含苊類物質(zhì)也應(yīng)

82、降低。故在焦油蒸餾中，大于270℃的高沸點組分，宜盡量少切入洗油餾分，以便為獲得優(yōu)質(zhì)洗油創(chuàng)造條件。</p><p>　?。?）切取酚萘洗三混餾分有利于萘集中度的提高，但其產(chǎn)率不能控制過高，一般宜控制在19%～22%左右。過高時會惡化洗油質(zhì)量。</p><p>　?。?）切取萘洗兩混餾分時，同樣也會有利于萘集中度提高，其產(chǎn)率宜控制在16%～17%左右。并且切取苊油餾分，以改進洗油質(zhì)量，有利于

83、進一步綜合加工利用。</p><p>　　對于一塔式切取三混餾分的焦油連續(xù)蒸餾的各餾分的產(chǎn)率和質(zhì)量指標如表2-3所示。</p><p>　　表2-3 三混餾分焦油蒸餾餾分產(chǎn)率及質(zhì)量指標</p><p><b>　　工藝計算和設(shè)備選型</b></p><p><b>　　設(shè)備選擇要點</b><

84、/p><p><b>　　圓筒管式爐</b></p><p>　　1）合理確定一段（對流段）和二段（輻射段）加熱面積比例，應(yīng)滿足正常條件下，二段焦油出口溫度400～410℃時，一段焦油出口溫度在120～130℃之間的要求。</p><p>　　2）蒸汽過熱管可設(shè)置預(yù)一段或二段，要合理確定加熱面積。當蒸氣量為焦油量的4%時，應(yīng)滿足加熱至400～450

85、℃的要求。</p><p>　　3）輻射管熱強度實際生產(chǎn)波動在18000～26000千卡/米2·時，設(shè)計宜采用18000～22000千卡/米2·時，對小型加熱爐，還可取低些。當選用光管時，對流段熱強度一般采用6000～10000千卡/米2·時。</p><p>　　4）保護層厚度宜大于200毫米，是散熱損失控制在3%以內(nèi)。</p><p&g

86、t;　　5）火嘴能力應(yīng)大于管式爐能力的1.25～1.3倍。火嘴與爐管凈距宜大于900毫米，以免火焰添燒爐管。</p><p>　　6）輻射管和遮蔽管宜采用耐熱鋼（如Cr5Mo等）。</p><p><b>　　一段蒸發(fā)器</b></p><p>　　1）空塔速度宜采用0.2米/秒。</p><p>　　2）閃蒸空間一般不

87、小于2400毫米。</p><p>　　3）結(jié)構(gòu)形式有兩種，一種是上部蒸發(fā)器與下部無水焦油槽相連，中間用隔板隔開。另一種是中間無隔板，上下連通。兩種形式均可，后者操作較簡便。無水焦油槽宜以液面自動調(diào)節(jié)裝置自控液面。</p><p>　　4）材質(zhì)采用鑄鐵或普通鋼。</p><p><b>　　二段蒸發(fā)器</b></p><p&

88、gt;　　1）底部空塔速度采用0.2～0.3米/秒。一般情況下，二段蒸發(fā)器直徑宜按餾分塔直徑大一級考慮。</p><p>　　2）閃蒸空間一般不小于4000毫米。</p><p>　　3）采用液面自調(diào)裝置控制瀝青液面。</p><p>　　4）材質(zhì)采用鑄鐵或碳鋼內(nèi)襯不銹鋼薄板，以耐高溫和腐蝕。</p><p>　　5）設(shè)置人孔（底部要對開）以

89、便于清掃、檢修。</p><p>　　蒸餾塔（蒽塔和餾分塔）</p><p>　　1）根據(jù)不同塔徑確定塔板間距，見表3-1。</p><p>　　表3-1 塔板間距，毫米</p><p>　　2）進料層的閃蒸空間宜采用板距的2倍。</p><p>　　3）降液管截面宜按停留時間不低于5秒考慮。</p>

90、<p>　　4）塔板層數(shù)應(yīng)結(jié)合流程種類、產(chǎn)品方案、切取制度及其他技術(shù)經(jīng)濟指標綜合確定。一船可按表3-2設(shè)計。</p><p>　　表3-2 蒸餾塔塔板層數(shù)和側(cè)線位置</p><p><b>　　原料焦油泵</b></p><p>　　1）流量要求均勻、穩(wěn)定，易于調(diào)節(jié)。</p><p>　　2）揚程可以克服管內(nèi)

91、由于汽化、高速、結(jié)垢而產(chǎn)生的各種阻力；正常操作時泵后壓力一般在7～10公斤/厘米2選用揚程宜大于14公斤/厘米2。</p><p>　　3）維護檢修比較方便，體積小，占地面積較少。</p><p><b>　　設(shè)計計算定額</b></p><p>　　年處理煤焦油量10萬噸，一年按8000工作小時計算，合12500kg/h。</p>

92、<p><b>　　焦油蒸餾餾分產(chǎn)率</b></p><p>　　表3-3 煤焦油餾分組成</p><p><b>　　焦油蒸餾工段用水量</b></p><p>　　表3-4 焦油蒸餾工段用水量</p><p>　　焦油蒸餾工段蒸汽、煤氣、碳酸鈉用量</p><

93、;p>　　焦油蒸餾工段設(shè)計定額</p><p>　　表3-5 焦油蒸餾設(shè)計定額</p><p><b>　　主要設(shè)備計算</b></p><p>　　以焦油處理量為12500kg/h，一塔式流程，且切取酚萘洗三混餾分進行計算，餾分產(chǎn)率按焦油餾分組成表。</p><p><b>　　管式爐</b&g

94、t;</p><p><b>　　已知條件：</b></p><p><b>　　一段焦油加熱</b></p><p><b>　　加熱焦油耗熱量：</b></p><p>　　表3-6 焦油餾分產(chǎn)量</p><p>　　加熱及蒸發(fā)一段焦油中水分耗熱量

95、（按二段焦油含水量為零計）：</p><p><b>　　蒸發(fā)輕油耗熱量：</b></p><p>　　一段焦油加熱總耗熱量為</p><p><b>　　過熱蒸汽加熱</b></p><p><b>　　加熱蒸汽耗熱量：</b></p><p><

96、;b>　　二段焦油加熱</b></p><p><b>　　加熱焦油耗熱量：</b></p><p>　　加熱二段焦油中水分耗熱量：</p><p>　　二段焦油加熱總耗熱量為</p><p><b>　　管式爐有效熱負荷</b></p><p>　　加熱焦

97、油單位耗熱量為</p><p><b>　　熱負荷比例：</b></p><p><b>　　耗煤氣量</b></p><p>　　設(shè)管式爐熱效率為75%，則耗煤氣量為</p><p>　　每噸焦油耗煤氣量為：</p><p>　　由于所需管式爐有效熱負荷12169420kJ

98、/h(合290.6萬千卡/時)，</p><p>　　選用有效熱負荷350萬千卡/時圓通管式爐一臺（圖號1F4510）。</p><p>　　表3-7 350萬千卡/時焦油蒸餾圓筒管式爐規(guī)格性能</p><p><b>　　一段蒸發(fā)器</b></p><p><b>　　已知條件：</b><

99、/p><p><b>　　氣相負荷：</b></p><p>　　設(shè)空塔速度為0.2m/s，則蒸發(fā)器直徑為</p><p>　　選用Dg1200毫米一段蒸發(fā)器一臺。</p><p>　　表3-8 Dg1200毫米一段蒸發(fā)器規(guī)格</p><p><b>　　二段蒸發(fā)器</b>&l

100、t;/p><p><b>　　已知條件：</b></p><p><b>　　汽相負荷：</b></p><p>　　設(shè)空塔速度為0.2m/s，則蒸發(fā)器直徑為</p><p>　　選用Dg1800毫米二段蒸發(fā)器一臺。</p><p>　　表3-9 Dg1800毫米二段蒸發(fā)器規(guī)格

101、（帶精餾段）</p><p><b>　　餾分塔</b></p><p><b>　　已知條件：</b></p><p><b>　　蒸發(fā)回流所需熱量：</b></p><p><b>　　內(nèi)回流量：</b></p><p><

102、;b>　　塔頂汽相負荷：</b></p><p><b>　　汽相密度：</b></p><p><b>　　液相密度：</b></p><p><b>　　液相負荷：</b></p><p><b>　　空塔速度：</b></p&

103、gt;<p>　　適宜空塔速度按0.8Wmax</p><p><b>　　所以</b></p><p><b>　　計算塔徑：</b></p><p>　　按設(shè)備系列，選用Dg1600毫米的餾分塔。</p><p>　　表3-10 Dg1600毫米餾分塔規(guī)格</p&

104、gt;<p><b>　　一段輕油冷凝冷卻器</b></p><p><b>　　已知條件：</b></p><p>　　冷凝階段放出的熱量：</p><p>　　冷卻階段放出的熱量：</p><p><b>　　熱量小計：</b></p><

105、p>　　冷卻水（入口25℃，出口40℃）用量：</p><p><b>　　冷卻段水溫升高至</b></p><p><b>　　對數(shù)平均溫差：</b></p><p><b>　　冷凝段</b></p><p><b>　　冷卻段</b><

106、;/p><p>　　需要換熱面積F（K1=628.05kJ/m2·h·℃，K2=418.7kJ/m2·h·℃）</p><p><b>　　冷凝段</b></p><p><b>　　冷卻段</b></p><p>　　選用1×30m2冷凝冷卻器一臺

107、。</p><p>　　餾分塔輕油冷凝冷卻器</p><p><b>　　已知條件：</b></p><p>　　冷凝階段放出的熱量：</p><p>　　冷卻階段放出的熱量：</p><p><b>　　熱量小計：</b></p><p>　　冷卻水

108、（入口25℃，出口40℃）用量：</p><p><b>　　冷卻段水溫升高至</b></p><p><b>　　對數(shù)平均溫差：</b></p><p><b>　　冷凝段℃</b></p><p><b>　　冷卻段℃</b></p>

109、<p>　　需要換熱面積F（K1=628.05kJ/m2·h·℃，K2=418.7kJ/m2·h·℃）</p><p><b>　　冷凝段</b></p><p><b>　　冷卻段</b></p><p>　　選用3×50m2冷凝冷卻器一臺。</p&

110、gt;<p><b>　　浸沒式冷卻器</b></p><p>　　以酚萘洗三混餾分為例進行計算。</p><p><b>　　已知條件：</b></p><p><b>　　物料放出熱量：</b></p><p><b>　　對數(shù)平均溫差：</b

111、></p><p>　　需要換熱面積F（K=418.7kJ/m2·h·℃）：</p><p>　　冷卻水（入口32℃，出口45℃）用量：</p><p><b>　　非工藝部分設(shè)計</b></p><p><b>　　工藝布置</b></p><p>

112、;<b>　　布置要點</b></p><p>　　1）焦油蒸餾工段一般由管式爐、蒸餾平臺、蒸餾廠房、餾分中間槽等組成。必要時也可與工業(yè)萘工段合并布置。</p><p>　　2）根據(jù)氣溫條件，蒸餾廠房可布置為敞開式和半敞開式。</p><p>　　3）各種設(shè)備標高要相適應(yīng)，以滿足各種餾分液體自流要求。</p><p>　

113、　4）碳酸鈉高位槽底標高應(yīng)高于一段焦油泵的原料焦油槽高度。</p><p>　　5）瀝青冷卻器宜布置于焦油蒸餾塔平臺附近，以利于兼作開工停工用的循環(huán)熱焦油的冷卻設(shè)備。</p><p>　　6）餾分中間槽的布置，應(yīng)考慮其加熱器抽出方便。并宜臨近結(jié)晶洗滌工段。</p><p>　　7）一般情況下，焦油蒸餾工段的工藝布置間距見表4-1。</p><p&

114、gt;　　表4-1 焦油蒸餾工藝布置間距，米</p><p><b>　　土建 </b></p><p>　　廠房室內(nèi)地坪高比室外地坪高宜高出0.15米。酸堿洗滌室及所屬室外酸類貯槽區(qū)的地坪應(yīng)作防腐處理，室內(nèi)應(yīng)設(shè)墻裙及沖洗地坪的排水箅子。各工段泵房和主要設(shè)備廠房的地坪應(yīng)按耐油耐堿處理，一般鋪設(shè)磁磚或水磨石地坪。室外設(shè)備的操作區(qū)及通道需作水泥地坪，并考慮排水。室內(nèi)穿樓

115、板的管洞應(yīng)作凸臺，以防漏水漏油。按照工藝需要在廠房設(shè)計中考慮安裝門或安裝孔。焦油車間關(guān)于建筑物的防火等級要大大提高。對于建筑物進行設(shè)計時，應(yīng)使廠房室內(nèi)的地平標志次室外地平標高出0.15m。酸堿洗滌室及所需室外酸類儲槽區(qū)的地平應(yīng)作防腐處理。室內(nèi)應(yīng)設(shè)置墻裙及沖洗地平的排水管子。</p><p><b>　　化工環(huán)保</b></p><p>　　該工程的污染物主要為：燃燒廢

116、氣、生活污水、廢渣、噪音、有毒氣體等。廢氣污染源是吸收器生產(chǎn)而產(chǎn)生的，通過高煙囪排放。生活污水排入污水處理池。噪音來自油泵，由于油泵功率小，無大噪音。有毒氣體是來自本身的反應(yīng)，所以要注意其防止泄漏，造成更大的污染。</p><p>　　廢氣的性質(zhì)及區(qū)域劃分</p><p>　　酚鹽分解為其主要組成：水蒸氣、揮發(fā)分、SO3氣體等具有溫度高，易凝結(jié)的特點，又很強的刺激性和腐蝕性，對人體呼吸系統(tǒng)

117、刺激性強，對設(shè)備腐蝕性嚴重。</p><p>　　原料焦油槽為其主要組成：水蒸氣、酚、H2S、NH3、萘等，其特點是易冷凝、易揮發(fā)、溫度較高、有明顯的異味。對周圍環(huán)境有特別大的危害，對人的皮膚有一定的刺激。</p><p>　　焦油中間槽、成品槽等部位尾氣主要組成：輕質(zhì)油類、萘酚、水蒸氣、瀝青煙、苯等，其特點是易凝結(jié)、易散發(fā)、有明顯的異味和較大的毒性，對周圍環(huán)境和人體均有較大的危害。<

118、;/p><p><b>　　尾氣治理原理</b></p><p>　　根據(jù)廢氣的不同性質(zhì)，對焦油尾氣的治理劃分為三塊：原料焦油槽尾氣通過排氣凈化塔處理；酚鹽分解尾氣通過水吸收塔處理；焦油中間槽、成品槽等部位廢氣通過洗油吸收治理。</p><p>　　酚鹽采用常溫水為吸收液，在塔內(nèi)用噴頭噴淋，通過花環(huán)填料達到氣體液體充分接觸，并相互進行傳質(zhì)和傳熱使蒸