1、中国矿业大学 2009 届进修生毕业设计 第 1 页 共 92 页 / 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中国矿业大学 2009 届进修生毕业设计 第 2 页 共 92 页 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
2、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 260 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）3.13.8 设计基本知识培训（2）3.93.22 现场实习收集资料（3）3.234.17 工艺论证和计算（5）4.185.31 绘制图纸（6）6.16.15 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中国矿业大学 2009 届进修生毕业设计
3、 第 3 页 共 92 页 指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 指导教师签字：年 月 日中国矿业大学 2009 届进修生毕业设计 第 4 页 共 92 页 中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字：年 月 日中国矿业大学 2009 届进
4、修生毕业设计 第 5 页 共 92 页 中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩答 辩 情 况回 答 问 题提 出 问 题 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 日中国矿业大学 2009 届进修生毕业设计 第 6 页 共 92 页 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
5、 .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 .102.2 洗苯工艺.112.2.1 用焦油洗油回收粗苯： .122.2.2 石油洗油回收粗苯 .13第三章 粗苯脱苯方法及工艺选择 .153.1 蒸汽加热法生产一种苯工艺 .153.2 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 .204.2.1 影响脱苯的因素 .21第五章
6、 粗苯工段工艺的详述 .225.1 工艺流程详述 .225.1.1 横管终冷洗萘工艺 .225.1.2 洗苯工艺 .235.1.3 脱苯工艺 .235.2 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 .286.1 终冷洗苯部分的工艺计算及设备选型 .286.1.1 计算依据 .286.1.2 计算过程 .286.1.3 横管终冷洗萘塔的计算 .306.2 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： .38中国矿业大学 2009 届进修生毕业设计 第 7 页 共 92 页
7、6.3.2 管式炉： .406.3.3 再生器计算 .456.3.4 脱苯塔计算： .476.3.5 分缩器的计算： .516.4 贫富油换热器的计算和选型： .516.4.1 基础数据： .516.4.2 热量衡算： .526.4.3 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
8、 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 .607.2.4 特殊操作 .607.2.5 不正常情况处理 .61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： .658.4 检化验项目 .668.5 电力 土建
9、.678.6 其他 .67第九章 经济概算 .68中国矿业大学 2009 届进修生毕业设计 第 8 页 共 92 页 9.1 编制说明 .689.2 经济概算 .689.3 经济分析 .74第十章 设备及管道材料汇总 .7610.1 设备一览表 .7610.2 图纸目录 .7710.3 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/Nmg75%25 5048123602.5180.46 2水 煤
10、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，由于中国矿业大学 2
11、009 届进修生毕业设计 第 9 页 共 92 页 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 0.820.92kg/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1.47.5%（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 75200，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
12、分 分 子 式 含 量 备 注苯 6CH5575甲苯 531122二甲苯 2()2.56 同分异构体及乙基苯三甲苯和乙基甲苯 612 同分异构体总和不饱和化合物，其中：2543712环戊二烯 6CH0.61.0苯乙烯 520.51.0苯并呋喃 8O1.02.0 包括同系物茚 91.52.5硫化物，其中： 0.31.8 按硫计二硫化碳 2CS0.31.4噻吩 4H0.21.6饱合物 0.61.5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
13、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；中国矿业大学 2009 届进修生毕业设计 第 10 页 共 92 页 （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 260 孔 TJL5550D 焦炉配套规模进行计
14、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):15100/149004505200煤饼密度(干煤):0.951.0t/m 3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：221.3.3 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）
