年产120万吨焦化厂粗苯工段工艺设计.doc

1、山东科技大学 毕业设计 1 摘要 近年来，由于石油和天然气的化学加工和合成技术的发展，炼焦化学产品受到竞争。 粗苯为中间体产品，本身用途极为有限，仅作为溶剂使用，但是精制后的苯、甲苯、二甲苯等产品，是有机化工、医药和农药等的重要原料，在国内、国际上都有很好的市场，目前精苯产品价格持续上涨，市场潜力巨大 ，因此粗苯精制回收工艺很有意义。 本设计主要介绍粗苯 工段 工艺路线以及主要设备的计算与选型。 Abstract In recent years, due to the development of chemical processing and synthesis of oil and nat

2、ural gas, coking chemical products are subject to competition. Crude benzol as intermediate products, itself uses extremely limited, only used as the solvent, but refined benzene, toluene, xylene and other products is an important raw material for organic chemical industry, medicine and pesticide, i

3、n the domestic and international has a good market, the refined benzene product prices continued to rise, market potential is tremendous, so crude benzol refining recovery process is of great significance. This design mainly introduces crude benzene, toluene, xylene process and main equipment select

4、ion and calculation. 关键词： 焦化 粗苯 精馏 吸收 工艺设计 山东科技大学 毕业设计 2 目录 第一章 绪论 . 6 1.1 焦炉气成分含量及回收的意义 . 6 1.2粗苯的性质和组分含量 . 7 1.3 设计任务书 . 9 1.3.1 设计题目 . 9 1.3.2 计算条件 . 9 1.3.3 设计要求 . 10 第二章 粗苯回收原理 . 12 2.1 洗油吸收苯族烃的基本原理 . 12 2.2 影响苯族烃吸收的因素 . 12 2.2.1 影响脱苯的因素 . 16 第三章 工艺路线的选择及确定 . 17 3.1、影响粗苯回收率的因素 . 17 3.2 煤气的终冷及除萘

5、的方法及工艺选择 . 18 3.2.1 煤气终冷和除萘工艺 . 19 3.2.2 煤气终冷和焦油洗萘工艺 . 20 3.2.3 油洗萘和煤气终冷工艺 . 21 3.2.4 横管终冷洗萘工艺 . 22 山东科技大学 毕业设计 3 3.3 洗苯工艺 . 24 第四章 粗苯脱苯方法及工艺选择 . 25 4.1 回收方 法 . 25 4.1.1 用焦油洗油回收粗苯 . 26 4.1.2 石油洗油回收粗苯 . 28 4.2装置流程及说明 . 29 4.3.粗苯洗涤 . 31 4.3.粗苯蒸馏 . 33 第五章 主要设备的工艺计算和选型 . 38 5.1 终冷洗苯部分的工艺计算及设备选型 . 38 5.1

6、.1 计算依据 . 38 5.1.2 计算过程 . 39 5.1.3 横管终冷洗萘塔的计算 . 42 5.2 洗苯塔的计算 . 51 5.3 蒸馏脱苯部分设备计算和选型 . 57 5.3.1 计算依据 . 57 5.3.2 管式炉 . 59 5.3.3 再生器计算 . 68 5.3.4 脱苯塔计算 . 71 5.4 贫富油换热器的计算和选型 . 76 5.4.1 基础数据 . 77 山东科技大学 毕业设计 4 5.4.2 热量衡算 . 77 5.4.3 换热器 面积的确定 . 80 5.5管径计算 . 81 5.5.1 煤气管径计算 . 81 5.5.2 贫油管路计算 . 82 5.5.3 富

7、油管路计算 . 82 5.5.4 蒸汽管径的计算 . 82 5.6泵 的选型 . 83 5.6.1 泵的压头计算 . 83 5.6.2 泵的轴功率 . 85 第六章 非工艺部分 . 87 6.1 防火防爆和采暖通风 . 87 6.1.1 防火防爆 . 87 6.1.2 采暖通风 . 88 6.1.3 供汽 . 88 6.1.4 给排水 . 88 6.2 检化验项目 . 89 6.3 电力 土建 . 90 6.4 其他 . 91 第七章 经济概算 . 92 7.1收入 . 92 山东科技大学 毕业设计 5 7.2支出 . 92 第八章 总结 . 95 参考文献： . 96 致谢 . 97 附录

8、. 98 山东科技大学 毕业设计 6 第一章 绪论 1.1 焦炉气成分含量及回收的意义 煤焦化过程中产生大量荒煤气，荒煤气中又含有大量的苯和苯的同系物 ， 苯和苯的同系物 是有机化工、医药和农药等的重要原料，在国内、国际上都有很好的市场，目前精苯产品价格持续上涨，市场潜力巨大 。如果粗苯能够得到精制 不仅可使宝贵的苯资源得到充分利用， 减少了对环境的污染， 还可 以带来巨大经济效益 ，提高 企业收入 。 粗苯精制对于一个企业的发展来说有非常重要的作用。粗苯精制延长了企业的产业链，增加了获利的空间，同时也增加了企业抵御风险的 能力。因此，现在我国许多的煤焦化厂都大力发展粗苯精制这一工艺。 炼焦化

9、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 ） 7 5 % 2 5 %2 5 0 4 5 08 0 1 2 03 0 4 58 1 66 3 02 2 .51 .0 2 .58 1 20 .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 ( C S , 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。 山东科技大学 毕业设计 7 1.2 粗苯的性质 和组分含量 粗 苯是多种芳

10、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

11、 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： 山东科技大学 毕业设计 8 组 分 分 子 式 含 量 备 注 苯 66CH 55 75 甲苯 6 5 3CHCH 11 22 二甲苯 6 5 2C H (CH) 2.5 6 同分异构体及乙基苯 三甲苯和乙基甲苯 6 5 3C H (CH) 1 2 同分异构体总和 不饱和化合物，其中： 2 5 6 4 3C H C H CH7 12 环戊二烯 56CH 0.6

12、1.0 苯乙烯 6 5 2C H CHCH 0.5 1.0 苯并呋喃 86CHO 1.0 2.0 包括同系 物 茚 98CH 1.5 2.5 硫化物，其中： 0.3 1.8 按硫计 二硫化碳 2CS 0.3 1.4 噻吩 44CHS 0.2 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： 山东科技大学 毕业设计 9 （ 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；

13、（ 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 90 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； 1.3.2 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 山东科技大学 毕业设计 10 1.3.3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 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）