煤气粗苯的回收工艺设计——毕业设计
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对焦炉煤气中的粗苯的回收的几点探讨[摘要]:焦炉煤气中的粗苯可以进行回收利用,尤其是当前阶段原油价格在不断攀升,粗苯本身是一种比较珍贵的化学工业原料,所以回收利用可以为相关的化工企业节省很多生产成本,同时对焦化厂向深加工行业迈进奠定了坚实的基础。
本文主要论述了焦炉煤气中的粗苯进行回收的方法与设备的选择,以其能够为相关的实践提供些许理论基础。
[关键词]:焦炉煤气粗苯回收方法探讨中图分类号:tq522.62 文献标识码:tq 文章编号:1009-914x(2013)01- 0042-01焦炉煤气中的粗苯是焦化厂重要的加工原料之一,焦化厂对其产量和质量的标准要求也在不断地提高,所以要想提高粗苯的质量和产量,就要在进行回收的时候注意工艺的选择和设备的使用,这两个方面的质量会影响到粗苯的提取效率。
另外还要加强对各个环节工作的监督,尤其在填料的选择上还要充分考虑到各种因素,以保证回收系统的稳定运行。
一、焦炉煤气中粗苯回收的具体工艺将焦炉煤气中的粗苯进行回收利用的过程主要包括终冷洗苯和粗苯蒸馏。
终冷洗苯的工艺流程全部进行完毕后与粗苯蒸馏工艺有着承接的特征。
一般来说,先将脱氨之后的煤气经横管或者是直喷式的终冷塔进行冷却处理,温度控制在25摄氏度到27摄氏度之间,将管道自装有填料的洗苯塔的底部插入,一直到顶部输出,这时,脱苯洗油(也成为贫油)和煤气就形成了逆向的接触,并顺着填料向下喷洒,脱苯洗油的温度一般在25摄氏度到27摄氏度之间。
最后从塔底流出的物质是相对于贫油而言的富油,其中含苯的质量分数在2.0%左右。
这些富油最后被送到粗苯的蒸馏阶段,再进行循环使用。
在粗苯蒸馏阶段,来自上一工序的富油按照特定的顺序被送到油汽换热器中,然后再被送到贫富油换热器中,利用管式炉将富油加热到185摄氏度,然后进入脱苯塔,然后使用再生器进行直接的蒸馏和汽提。
从塔顶逸出的粗苯需要经过油汽换热器和粗苯冷凝器的冷却之后才可以进入粗苯油水分离器中,这些经过分离的粗苯其中的一部分通过塔顶继续向外流出,剩余的部分则进入苯贮槽中,成为一种产品的输出方式。
焦炉煤气中粗苯的回收工艺设计焦炉煤气是钢铁冶炼过程中产生的一种气体,它广泛应用于热能、照明和化工等领域。
焦炉煤气的主要含量为CO、H2和CH4等可燃物质,同时还含有许多其他有机物,如苯、甲苯、乙苯等。
其中,苯是焦炉煤气中重要的芳香烃,也是一种重要的化工原料。
因此,焦炉煤气中的苯一直是粗苯热解法、非稳态热解法和吸附法等技术领域的研究重点。
粗苯回收是利用吸附剂和吸附设备将焦炉煤气中的苯吸附下来,经脱附后进行分离、提纯。
粗苯含量高,是一种前期产品,可以用于生产其他芳香烃,或者进一步提炼得到技术纯苯。
本文旨在研究焦炉煤气中粗苯的回收工艺设计,以提高苯回收率和产品质量。
1. 粗苯吸附剂的选择在选择合适的吸附剂之前,需要了解焦炉煤气中的有机物组成。
研究表明,纯甲苯、三甲苯和苯三种单一吸附剂的选择效果较好,但面对焦炉煤气中苯、甲苯、乙苯等复合有机物的组成,复合吸附剂应用更加广泛。
复合吸附剂可以选择具有不同亲和力和分子筛结构的吸附材料,例如活性炭和分子筛复合材料、纳米多孔材料等。
本研究选择的是一种复合吸附剂,其中活性炭和分子筛为主要组成部分,具有较高的吸附效率和重复使用性。
2. 吸附设备的设计吸附设备是粗苯回收过程中最重要的组成部分。
该设备的性能直接影响到吸附效率和回收率。
在吸附设备的设计中,需要考虑以下因素:(1)吸附剂的填充方式填充方式包括单层、多层和球形填充等。
单层填充方式是吸附剂单层均匀地堆放在设备内;多层填充方式则是吸附剂分层堆放。
在实际应用中,多层填充方式较为常见,既可以充分利用空间,又可以提高物料的接触机会,增加吸附效率。
(2)设备内的气体流动气体流动是吸附设备设计中的重要问题。
在设计吸附设备时,需要考虑气体流动的均匀性,避免出现死角或不流畅的区域,从而导致吸附剂工作不充分。
同时,也要考虑对吸附剂的温度、湿度等参数进行控制,保证吸附剂的性能不会受到影响。
(3)脱附设备的设计脱附设备旨在将吸附剂中吸附的苯进行脱附,使其分离出来并得到粗苯。
《化工工艺学》课程设计任务书一、课程设计的目的通过课程设计,旨在使学生了解化工工艺基本原理、重要工艺过程、设备的构造及工程设计基本内容,初步掌握化工工艺设计的主要程序及方法,锻炼和提高学生综合运用理论知识和技能的能力、收集和查阅文献资料的能力、分析和解决工程实际问题的能力、独立工作和创新能力。
课程设计的任务是:学生能综合运用所学理论知识和所掌握的各种技能,通过独立思考和锐意创新,在规定的时间内完成指定的化工工艺的设计任务,并通过设计说明书及设计图形式正确表述。
二、设计任务及要求1、设计题目40000/55000/75000m3/h焦炉煤气中粗苯回收工艺设计2、设计条件1)入塔煤气中粗苯含量为30g/m3,粗苯回收率大于92%. 贫洗油中粗苯含量: 0.3%2)工艺路线:自选3)操作压力、操作温度、运行时间:年生产7440小时4)设备选型:自选3、设计任务1)设计方案简介:对给定或选定的工艺流程进行简要的论述。
2)主要设备的工艺设计计算:包括工艺参数的选定、物料衡算、热量衡算、设备的工艺尺寸计算及结构设计。
对吸收塔的操作参数及设备参数(吸收剂用量、理论板数、塔高、塔径、填料层高度、塔压降、壁厚、气液分布器等)做详细设计。
3)典型辅助设备的选型和计算:包括典型辅助设备的主要工艺尺寸计算和设备型号规格的选定。
4)工艺流程简图:以单线图的形式绘制,标出主要设备和辅助设备的物料流向、物流量、能流量和主要化工参数测量点。
5)主要设备工艺条件图:包括设备的主要工艺尺寸。
6)编写设计说明书:包括设计任务书、目录、设计方案简介与评述、工艺设计及计算、主要设备设计、设计结果汇总表、参考资料等内容,并附带控制点的工艺流程图。
三、设计时间进程表四、课程设计说明书格式要求1.标题页2.设计任务书3.目录4.设计方案选择5.工艺流程图及说明6.物料、能量衡算及附图(工艺物料流程图、输入输出平衡表)7.主体设备的设计8.辅助设备的计算与选型9.设计结果概要或设计一览表10.问题与建议11.收获与体会12.参考文献13.附图带控制点的工艺流程图其他要求1、内容完整,条理清晰, 书面清洁,字迹工整;计算要求方法正确, 计算公式和所用数据必须注明出处;图表应能简要表达计算的结果。
1 文献综述1.1 产品简介粗苯是多种芳烃和其他化合物组成的混合物,粗苯主要成分是苯、甲苯、二甲苯及三甲苯等,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。
当用洗油回收煤气中的苯族烃时,在所得的粗苯中有少量的洗油轻质馏分,粗笨是焦炭生产过程中副产物,常温下是一种淡黄色易挥发的液体。
粗苯的各主要组分在180℃的馏出物称为溶剂油。
在测定粗苯中各组分的含量和计算产量时,通常把180℃前馏出量当作100%来计算,故以其180℃前的馏出量作为馏出量质量的指标之一。
粗苯在180℃前的馏出量取决于粗苯工段的工艺流程和操作制度。
180℃前的馏出量越多,粗苯的质量就越少,一般要求180℃前的馏出量为93—95%粗苯。
粗苯是淡黄色的透明液体,比水轻,不溶于水。
在储存时,由于轻质不饱和化合物的氧化和聚合形成的树脂状物质能溶解于粗苯中使其着色并很快地变暗。
粗苯是易燃的物质,闪点12℃。
粗苯蒸汽在空气中的浓度在1.4—7.5%(体积)范围内时,能形成爆炸性混合物,此工段要求严禁烟火。
由于粗笨是一种初级化工产品,成分复杂,不能直接用于化工生产,也不能直接被终端客户消费,因此需要精苯生产企业把粗笨分理出纯苯、甲苯、二甲苯以及重质苯后,再到消费者手中。
苯、甲苯、二甲苯(简称BTX)等同属于芳香烃,是重要的基本有机化工原料,芳香烃衍生的下游产品,广泛用于三大合成材料(合成塑料、合成纤维、合成橡胶)和有机原料及各种中间体的制造。
苯主要用于合成乙苯、异丙苯环己烷,一部分也用于合成苯胺、马来酸、环氧树脂、尼龙和氯苯等。
其中氯苯是重要的制药和染料工业的中间体,而苯胺则广泛用于染料、医药、农药、炸药、助剂、香料等精细化学品的生产,也用于合成材料工业[1]。
二甲苯在工业上有用的是邻、对二甲苯。
邻二甲苯可以用作生产邻二甲苯酰酐(苯酐)的原料,邻二甲苯酰酐主要用于增塑剂的制备;对二甲苯用作生产对二甲酸的原料,对苯二甲酸不仅是制造聚酯纤维涤纶的原料,也是制造模型树脂的原料。
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:40000 m3/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。
AbstractWash oil with activated carbon adsorption or absorption of physical methods, such as coke oven gas from the crude benzene recovery. Wash oil which are widely used to absorb crude benzene Act. Crude benzene content in the coke oven gas is generally 25 ~ 40g / Bang, crude benzene is an important organic chemical industrial raw materials, crude benzene recovery with higher economic efficiency. Wash oil absorption of crude benzene is Carlo German (H. Caro) invented in 1869. Developed during the First World War, has been widely adopted countries. Crude benzol wash oil absorption process to wash the oil absorption by benzene and benzene-rich oil from the composition process. Wash oil absorption of benzene is washed with wash oil group hydrocarbon gas absorption of benzene, benzene absorbed hydrocarbon group known as the wash oil-rich oil. Benzene-rich oil from steam distillation is dissolved in the oil-rich family of benzene hydrocarbons, due to the different devices can be a product of light of benzene or benzene and re-light the two products of benzene, benzene can also be light, precise weight of benzene and naphthalene solvent oil three products. After the benzene-rich oil from the wash oil as depleted oil and send the poor absorption of benzene oil recycling process. Activated carbon adsorption is a clumsy German Engelhardt (Engel-hardt) in 1916 developed the city gas used in 1918, after the age of 20 in the United Kingdom, France, the Netherlands and Japan and other countries have adopted a number of small-scale gas. And wash oil absorption compared to activated carbon adsorption equipment, low investment and low power consumption, high crude benzene recovery; but running easily microporous activated carbon gas in the fog of tar, naphthalene, resin compounds and elemental sulfur impurities, such as plug to decrease the adsorption capacity. The high cost of activated carbon, 50 post-industrial era have been rarely used.目录摘要 (2)Abstract (3)1. 总论 (6)1.1 概述 (6)1.2 文献综述 (6)2. 设计方案 (13)2.1 用洗油吸收煤气中的苯族烃 (13)2.2 富油脱苯 (13)3. 生产流程说明 (14)3.1 吸收苯族烃的工艺流程 (14)3.2 富油脱苯工艺流程 (14)4. 设计任务和操作条件 (16)4.1 设计任务 (16)4.2 操作条件 (16)5. 物料计算 (17)5.1 煤气中苯族烃的的体积分数计算 (17)5.2 粗苯回收率计算 (17)5.3 焦炉煤气中粗苯含量 (17)5.4 循环洗油量计算 (18)5.5 计算依据 (19)5.6进入脱苯工序的富油量 (20)5.7 富油组成 (20)5.8计算脱水后各组分留在液相中的分率 (21)5.9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 (23)5.10在脱苯塔进口处各组分的蒸发量 (25)6. 热量计算 (26)6.1管式炉供给富油的热量Q (26)m6.2 管式炉供给蒸气的热量Q (27)V6.3 管式炉加热面积 (28)7. 主要设备工艺计算 (29)7.1 塔径计算 (29)7.2 塔高计算 (29)8. 辅助设备的选型和计算 (30)8.1洗油再生器 (30)8.2 塔设备壁厚设计 (32)8.3 封头、人孔选用及设计 (34)9.稳定性及机械强度的计算 (35)9.1 圆筒的应力计算 (35)9.2 塔设备的质量载荷 (35)9.3 塔的风载荷 (36)10.设计体会和收获 (38)11.主要符号说明 (39)12.主要参考文献 (41)致谢 (42)1 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。
宁夏理工学院本科生毕业设计姓名:白娟学号:41312227学院:宁夏理工学院专业:化学工程与工艺设计题目:50000 Nm3 /h焦炉煤气中苯族烃回收专题:指导教师:职称:2015 年11月5宁夏理工学院毕业设计任务书学院应用技术学院专业年级化学工程与工艺学生姓名白娟任务下达日期:毕业设计日期:毕业设计题目:50000 Nm3 /h焦炉煤气中苯族烃回收毕业设计专题题目:毕业设计主要内容和要求:(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),并用AutoCAD绘制所有图纸。
(4)编制设计说明书(5)按4³25孔JN60-82焦炉配套规模进行计算。
计算条件:苯回收率:0.95%(占干煤重量)硫铵工段来煤气温度/饱和温度℃:56/50℃终冷温度:21℃(6)翻译一篇原版英文文献。
(7)撰写专题报告。
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):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内容摘要本设计是50000 Nm3/h焦炉煤气回收粗苯工段的设计。
主要包括六部分: 一、工艺方法的论证及选择(煤气的终冷除萘,粗笨的吸收和脱出),工艺流程详述和说明。
二、主要设备的计算,论证和选型(终冷塔、洗苯塔、脱苯塔、贫油冷却器等等)。
焦炉煤气中粗苯的回收工艺设计1. 简介焦炉煤气是炼焦过程中产生的一种有机气体,通常含有一定量的粗苯等有机物。
粗苯是一种重要的有机化工原料,广泛用于合成染料、塑料、橡胶等产品。
因此,有效回收焦炉煤气中的粗苯对于资源利用和环境保护具有重要意义。
本文将针对焦炉煤气中粗苯的回收工艺进行设计,通过合理的操作流程和设备配置,实现粗苯的高效回收利用。
2. 工艺流程本工艺设计主要分为粗苯回收、净化和分离三个步骤。
具体流程如下:2.1 粗苯回收步骤焦炉煤气中粗苯的回收主要通过吸附分离的方法进行,在本工艺中采用活性炭吸附剂。
1. 煤气预处理:将焦炉煤气经过除尘、脱硫等预处理工艺,去除煤气中的颗粒物和硫化物等杂质。
2. 吸附分离:将经预处理的焦炉煤气进入吸附塔,通过与活性炭吸附剂的接触,将粗苯吸附在活性炭表面形成富集液,从而实现粗苯的回收。
3. 吸附剂再生:吸附完粗苯的活性炭吸附剂需要进行再生,常见的再生方法包括热解和蒸汽吹扫。
在本工艺中,采用蒸汽吹扫的方法进行再生,通过高温蒸汽将吸附剂表面的粗苯蒸发,从而得到再生后的活性炭吸附剂。
2.2 净化步骤为了进一步提高粗苯的纯度,减少杂质含量,需要对吸附后的富集液进行净化处理。
1. 液体分离:将富集液通过分离器进行液体固体分离,分离后的液体即为含有粗苯的溶液。
2. 溶剂回收:将含有粗苯的溶液通过蒸馏列进行分馏,将粗苯和溶剂分离。
溶剂可以通过冷凝回收再利用,减少溶剂的消耗。
2.3 分离步骤将得到的粗苯进行进一步净化和分离。
1. 精馏塔分离:采用精馏塔进行粗苯的进一步分离,得到高纯度的粗苯产品。
2. 副产品处理:在精馏过程中,会得到一些低沸点的副产品,这些副产品可以进一步加工利用或进行处理,以达到资源最大化利用的目的。
3. 设备配置本工艺设计涉及的主要设备有:煤气预处理设备、吸附塔、再生设备、分离器、蒸馏列、精馏塔等。
根据实际生产需求和技术条件,可以进行合理的设备尺寸和数量选择,以确保工艺流程的平稳运行和高效回收。
设计说明本设计涵盖了焦炉煤气中吸收苯族烃,并采用富油脱苯。
苯族烃的吸收过程为典型的多组分吸收,为了叙述与设计计算方便,可近似看作单组分吸收,同时洗油吸收煤气中的苯族烃又是物理吸收过程,服从拉乌尔定律和道尔顿定律。
包括物料衡算,热量衡算,填料塔尺寸的计算、填料的选取及辅助设备的计算和选取。
其中,塔高为34米,塔径为4.8米,填料层高度为26米。
对洗苯塔进行了工艺计算,而对苯族烃的吸收因素以及洗油的选取与质量要求,作了简单阐述。
对脱苯工段设计为生产一种苯的工艺流程,即得到粗苯产品。
在循环利用方面,设置有富油再生装置。
并介绍了采用管式炉加热富油脱苯的工艺方法,对管式炉加热过程进行了物料及热量衡算,并简单求取其加热面积,从而确定的管式炉的型号。
最后,根据工艺参数、计算的主设备及辅助设备的参数,绘制了焦炉煤气洗苯塔的物料流程图、带控制点的物料流程图和主设备图。
关键词:管式炉;富油脱苯;洗苯塔Design specificationThis designing introduces a tubular heating furnace oil-rich off the process of benzene method, the tube furnace heating process the material and heat balance, and simple to obtain the heating area to determine the tube furnace model., including material calculation ,heat calculation ,packed tower calculation ,packing size of auxiliary equipment selection and calculation .Among them ,the tower is 34 high meters,4.8 diameter meters .The design covers the family of benzene absorption in coke oven gas hydrocarbons, using benzene-rich oil off. Finally hydorcaription benzene absorption typical multi-component absorption, in order to facilitate the description and design calculations, can be approximated as single component absorption, and wash oil absorption of hydrocarbon gas in the benzene family is the physical absorption process, subject to Raoul Law and Dalton’s law. Carried out researches on the washing process calculation benzene tower, the absorption of hydrocarbons benzene family factors,the selection and quantity of wash oil requirements. Workshop Section on benzene removal is designed process of produce; the products are benzene in recycling, and the settings of rich oil regeneration device. Finally, according to the process parameters, calculate the main equipment and auxiliary equipment parameters, equipment chart including Wash benzene tower coke oven gas flow chart, and the material with the material control flow chart and main device figure.Keywords: tube type stove; the rich oil takes off benzene; ash benzene tower.目录设计说明 (I)主要符号说明 (III)1 总论 (1)1.1引言 (1)1.2文献综述 (2)1.2.1粗苯的物理性质 (2)1.2.2洗油吸收苯族烃的基本原理 (2)1.2.3富油脱苯原理 (2)1.3设计任务的依据 (3)2 生产方案说明 (5)2.1用洗油吸收煤气中的苯族烃 (5)2.2富油脱苯 (5)2.3设备的选型 (5)2.3处理能力 (6)3 生产流程说明 (7)3.1总流程概述 (7)3.2吸收苯族烃工艺流程 (7)3.3、富油脱苯工艺流程 (7)4 洗油吸收粗苯填料塔设计 (9)4.1任务及操作条件 (9)4.2、吸收工艺流程的确定 (9)4.3物料计算 (9)4.3.1 进塔混合气中各组分的量 (9)4.3.2 混合气进出塔的体积组成 (10)4.3.3 混合气进出塔比摩尔组成 (10)4.3.4 出塔混合气量 (10)4.4汽液平衡曲线 (11)4.4.1 吸收剂(洗油)的用量 (12)4.4.2 操作线方程 (12)4.5塔径计算 (13)4.6填料层高度计算 (15)4.7填料层压降计算 (19)4.8填料吸收塔的附属设备 (19)4.8.1液体分布器 (19)4.8.2 液体再分布器 (20)4.8.3 填料支撑板 (20)4.8.4 填料压板及床层限制板 (21)4.8.5 气体入塔分布和排液装置 (21)4.8.6 人孔的设计: (21)4.8.7 气体接管尺寸计算 (22)4.8.8 液体接管尺寸计算 (22)4.9设备强度校核计算 (23)4.9.1 壁厚设计及校核 (23)4.9.2 封头设计 (24)4.9.3 圆筒的应力 (25)4.9.4 塔高的计算: (25)5 管式炉加热富油脱苯工段 (27)5.1生产流程选择 (27)5.2脱苯工段的设备计算 (27)5.3管式炉 (28)5.3.1 管式炉物料衡算 (28)5.3.2 加热面积的确定 (33)5.4洗油再生器 (35)设计结果 (38)参考文献 (40)附录 (41)附图1:粗苯回收填料塔设备图 (41)附图2:粗苯回收物料流程图 (41)附录3:带控制点的粗苯回收工艺流程图 (41)致谢 (42)主要符号说明英文字母:名称单位a t填料层有效传质比表面积m2/m3a w填料层的润湿比表面积m2/m³c 粗苯(蒸汽)比热容J/(g·K)C 厚度附加量mmC L洗油平均比热容kJ/kmol·℃C1负偏差mmC2腐蚀裕量mmd 鲍尔环外径mmd0盘上开孔孔径mmD 塔径mD G、D L溶质在液相和气相中的扩散系数m2∕sD i筒体内径mmE 亨利常数atmF 加热面积m2F1辐射段炉管加热面积m2F2、F3对流段蒸汽、富油部分加热面积m2g 重力加速度m/s2G 蒸馏用直接蒸汽消耗量kg/hG CB粗苯产量kg/hG F富油量kg/hG Fi富油中各组分量kg/hG m洗油量kg/hG N富油中奈含量kg/hG P贫油量kg/hG S进入再生器内水蒸气量kg/hH 塔高mH d粗苯微分溶解热kJ/kmolH OG传质单元高度mN OG传质单元数L 吸收剂用量kmol/hL' 吸收液质量流速kg/(m2·h)L喷液体喷淋密度M i各物质相对分子质量kg/kmolP i0 各组分饱和蒸汽压kPaq1、q2、q3洗油、粗苯、水带入或带出热量kJ/hQ 单位时间内炉管吸收热量kJ/hQ m管式炉供给富油热量kJ/hQ v管式炉供给蒸气的热量kJ/hQ i各分段带入带出热量kJ/hu 空塔气速m/su F液泛速度m/sV g煤气耗量m3/hV 混合气流量kmol/sx 溶质组分在液相中的摩尔分率X 气相摩尔比S脱吸因数Z′ 填料层高度m希腊字母:μ液相粘度Pa·mLΦ填料因子ψ形状系数ϕi各组分留在液相中的分率或质量含量1 总论1.1 引言粗苯和煤焦油是炼焦化学产品回收中最重要的两类产品。
50000 Nm3 /h焦炉煤气中苯族烃回收毕业论文目录1、绪论 (1)1.1 炼焦煤气中回收苯族烃的意义 (1)1.2 粗笨的性质 (1)1.3 设计任务 (3)(1)徐州地区的气相条件 (3)(2)工段规模和煤气处理能力的计算 (4)2、粗笨工段的工艺过程及工艺选择 (5)2.1 煤气终冷及洗奈工艺 (5)2.2洗苯工艺 (9)2.3脱苯工艺 (12)2.4 本设计工艺详述 (14)3、主要设备论证及选型 (16)3.1洗苯塔 (16)3.2脱苯塔 (18)3.3 终冷塔 (18)3.4贫富油换热器 (19)4、主要设备和管道的工艺计算、选型 (21)4.1 终冷塔的计算 (21)4.1.1物料衡算 (21)4.1.2热量恒算 (22)4.1.3终冷塔设计 (23)4.1.4冷却面积的计算 (24)4.1.5终冷塔塔高的计算 (24)4.2 洗苯塔的计算 (25)4.2.1洗油循环量的计算 (26)4.2.2贫富油中粗苯含量的计算 (26)4.2.3塔径、填料面积、填料量和塔高的确定 (27)4.3管式炉的计算与选型 (27)4.3.1物料衡算 (28)4.3.2能量衡算 (31)4.3.3管式炉的选型 (33)4.4再生器的计算选型 (34)4.4.1物料衡算 (34)4.4.2再生器选型 (36)4.5脱苯塔的计算选型 (36)4.6换热器 (39)4.6.1贫富油换热器 (39)4.6.2贫油冷却器 (42)4.6.3冷凝冷却器 (42)4.6.4分缩器 (43)4.7主要管道 (43)4.7.1煤气管道 (43)4.7.2蒸气管道 (43)4.7.3富油管道 (44)4.7.4贫油管道 (44)4.8泵的计算与选型 (44)5、工艺说明 (47)5.1操作技术指标 (47)5.2设备的布置 (48)5.3操作岗位的确定及岗位定员 (49)5.4岗位操作规程 (50)6设备及管道材料汇总表 (52)7、非工艺部分 (60)7.1自动化仪表的要求 (60)7.2防火防爆和采暖通风 (62)7.3供汽和给排水 (63)7.4检化验项目 (63)7.5电力土建 (64)7.6安全与劳保 (64)8、经济概算 (65)8.1编制说明 (65)8.2 经济概算 (65)8.3经济分析 (68)参考资料 (70)英文翻译 (71)1 绪论1.1炼焦煤气中回收苯族的意义煤在炼焦时一般72%-78%转化为焦炭,其中22%-28%转化为荒煤气,苯族烃是煤干馏过程中产生的芳香烃化合物中分子较低的部分,其产率占炼焦干煤脏入量的0.8%-1.4%产率的波动主要受炼焦煤料的性质炼焦温度的影响,近年来,由于石油化学工业的迅速发展,可以提供笨类,苯酚类等产品,对煤炼焦化学工业产生了巨大的影响,但是焦化工业提供的许多种芳香族化合物和杂环化合物是石油化学工业所不能代替的,它们不可能或者不能经济的从石油加工过程中获得,今后这类产品主要依赖炼焦化学产品的吸收与加工,因此这些化学产品对综合利用煤炭资源和我国社会主义经济建设有着重要意义。
设计说明本次毕业实习的地点是在中平能化集团河南京宝焦化有限公司,具体工作岗位是工艺技术部粗苯蒸馏工段。
经过近两个月的岗位工作,作者对焦化厂粗苯回收工艺流程有了一定程度的了解和掌握,所以将毕业设计题目定为:15000 m3/h焦炉煤气中粗苯的回收工艺设计。
粗苯回收工艺主要分终冷洗苯和粗苯蒸馏两个过程,根据河南京宝焦化有限公司的粗苯回收工艺流程以及自己对粗苯回收相关内容的一些了解,本设计采用的是常压填料吸收塔进行焦炉煤气中粗苯的吸收,用管式炉加热富油生产一种苯的方法进行粗苯的蒸馏。
主要流程为焦炉煤气首先自上而下经过横管式终冷塔,在此依次用32°C的循环水和18°C的低温水除去煤气中的萘,然后煤气自下而上进入洗苯塔,塔顶向下喷洒27°C左右的吸油,气、液逆向接触,使洗油充分吸收煤气中的粗苯而成为富油。
富油送往管式加热炉预热到135°C,之后从第15层塔板处进入脱苯塔,在此富油被加热到180°C,粗苯蒸汽由塔顶采出,塔底则为贫油。
然后粗苯蒸汽依次经过油气换热器和冷凝冷却器后成为液体进入粗苯储槽。
洗苯塔操作压力0.1MPa,填料塔高度13 m,塔径为 2.2m,入塔煤气中粗苯含量25 g/m3 ~40 g/m3,出塔含量为4 g/m3以下。
本设计中的计算内容主要有吸收塔中气液相的物料衡算和管式炉加热脱苯工序的热量衡算,以及吸收塔设备的相关工艺计算。
完成的图纸有带控制点的粗苯回收工艺流程图、物料衡算图和主设备洗苯塔和脱苯塔的剖面图。
关键词:焦炉煤气、粗苯回收、粗苯蒸馏、常压、洗苯塔、管式炉、Design NotesThis is the place of graduation practice of the Group in Henan to Beijing Zhongping Bao Coking Co., Ltd., is a technology specific jobs distillation section in the Ministry of benzene. After nearly two months of post work, I have a coke plant crude benzene recovery process a degree of understanding and knowledge, so I put my graduate design topics as: 15000 m3 / h of coke oven gas in the crude benzene recovery process design. Crude benzene recovery process mainly consists of the final cold wash both benzene and benzene distillation process, according to King Po Coking Co, Ltd. Henan, crude benzene recovery of crude benzol recovery process and their relevant content on some idea, this design uses the atmospheric pressure packed absorption tower for absorption of benzene in coke oven gas with a tube furnace heated to produce a rich oil method of benzene benzene distillation. Operating pressure of 0.1, height of packed tower 13, tower diameter, the benzene content of the gas into the tower 25g/m3~ 40g/m3, the tower content 4g/m3 below.Calculation of the design content of the main absorber in the gas phase of the material balance and the tube furnace heating process from benzene heat balance, and the calculation of the absorber device related technology. The drawings are done with the control point flow chart of crude benzene recovery, material balance chart and the main equipment wash benzene tower profile.Key words: coke oven gas, crude benzene recovery, clumsy distillation, atmospheric pressure, benzene washing tower, tube furnace目录设计说明 (I)Design Notes (II)主要符号说明 (iii)引言 (1)1设计总论 (2)1.1粗苯的组成和性质 (2)1.1.1 粗苯的组成 (2)1.1.2 粗苯的性质 (3)1.2 回收苯族烃的方法 (3)1.3 影响粗苯回收的因素 (4)1.3.1 吸收温度 (4)1.3.2 洗油的吸收能力及循环油量 (4)1.3.3 贫油含苯量 (5)1.3.4 吸收表面积 (6)1.3.5 煤气压力和流速 (6)1.4 粗苯回收过程存在问题与改进措施 (7)1.4.1 存在问题 (7)1.4.2 改进措施 (7)2 设计方案的确定 (9)2.1生产条件及参数 (9)2.2 工艺流程及工艺流程图 (9)2.2.1 工艺流程 (9)2.2.2 工艺流程图 (11)3 物料衡算与热量衡算 (13)3.1 物料衡算 (13)3.1.1 进塔焦炉煤气中各组分的含量 (13)3.1.2 进塔焦炉煤气中粗苯的摩尔组成 (13)3.1.3 气、液量计算 (14)3.1.4 粗苯蒸馏工段物料横算 (14)3.2 热量衡算 (18)3.2.1管式炉供给富油的热量Q (18)m (19)3.2.2 管式炉供给蒸气的热量QV3.2.3 管式炉加热面积 (19)4 主要设备的工艺计算 (20)4.1 吸收塔塔径计算 (20)4.2 吸收塔高度计算 (21)4.2.1 传质单元高度 (21)4.2.2 传质单元数 (22)4.2.3 填料层高度 (23)4.2.4 塔附属高度 (23)4.3 填料塔的压力降 (23)4.3.1 气体进出口压力降 (23)4.3.2 填料层压力降 (24)4.3.3 填料塔的总压力降 (24)5 主要设备的强度校核 (25)5.1壁厚设计及校核 (25)5.2 封头设计 (26)5.3 圆筒的应力 (26)5.4 塔裙座高度 (26)6 辅助设备的选型 (27)6.1 洗苯塔附属设备 (27)6.1.1填料支撑装置 (27)6.1.2液体分布器 (28)6.1.3液体再分布器 (29)6.1.4气体的进口与出口装置 (30)6.2 管式加热炉 (31)6.3 洗油再生器 (32)6.4 脱苯塔 (35)6.5 泵 (35)6.6 工艺管道 (36)6.7 换热器 (36)7 设计结果 (37)8 参考文献 (38)9 附录 (39)10 致谢 (40)主要符号说明引言粗苯是炼焦化学产品回收中最重要的两类产品之一。
130万吨焦化厂粗笨工段工艺设计毕业设计1.1炼焦煤气中回收苯族炷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列出如下:(单位: g/Nm2)水煤汽250 ~450焦油汽80 ~ 120粗苯30 ~ 45氨8~ 16焦炭7^-煤亠j荒煤气硫化氢 6 ~ 30其它硫化物(CS”囉吩等)2 ~ 2.5■氤化物 1.0 ~ 2.5蔡8~12毗噪盐基0.4 ~ 0.6由此看来,从荒煤气中粗苯的含量来看,回收粗苯是十分必要的。
焦炉煤气经硫枝工段后进入粗苯工段,进行苯族姪的回收并制取粗苯,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痊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毗噪碱类。
在用洗油回收煤气中的苯族痊时,则尚有少量轻质馆分掺杂在其中。
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0.891〜0.92kg/L0粗苯是易燃易爆物质,闪点129.粗苯蒸汽在空中的浓度达到1.4〜7.5% (体积)围时,及形成爆炸性的混合物。
粗苯质量的好坏以实验室蒸镭时18(TC前蒸馆出量的百分数来确定,粗苯的沸点围是75〜20CTC, 180°C前溜出量越多,粗苯质量越好;在18CTC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热解程度,粗苯各组分的平均含量见下表(表l-l)o表IT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)常温下对苯族姪有良好的吸收能力,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。
(冶金行业)焦炉煤气中粗苯的回收工艺设计设计说明本次毕业实习的地点是在中平能化集团河南京宝焦化有限公司,具体工作岗位是工艺技术部粗苯蒸馏工段。
经过近两个月的岗位工作,作者对焦化厂粗苯回收工艺流程有了一定程度的了解和掌握,所以将毕业设计题目定为:15000 m3/h 焦炉煤气中粗苯的回收工艺设计。
粗苯回收工艺主要分终冷洗苯和粗苯蒸馏两个过程,根据河南京宝焦化有限公司的粗苯回收工艺流程以及自己对粗苯回收相关内容的一些了解,本设计采用的是常压填料吸收塔进行焦炉煤气中粗苯的吸收,用管式炉加热富油生产一种苯的方法进行粗苯的蒸馏。
主要流程为焦炉煤气首先自上而下经过横管式终冷塔,在此依次用32°C的循环水和18°C的低温水除去煤气中的萘,然后煤气自下而上进入洗苯塔,塔顶向下喷洒27°C左右的吸油,气、液逆向接触,使洗油充分吸收煤气中的粗苯而成为富油。
富油送往管式加热炉预热到135°C,之后从第15层塔板处进入脱苯塔,在此富油被加热到180°C,粗苯蒸汽由塔顶采出,塔底则为贫油。
然后粗苯蒸汽依次经过油气换热器和冷凝冷却器后成为液体进入粗苯储槽。
洗苯塔操作压力0.1,填料塔高度13,塔径为,入塔煤气中粗苯含量25 g/m3 ~40 g/m3,出塔含量为4 g/m3以下。
本设计中的计算内容主要有吸收塔中气液相的物料衡算和管式炉加热脱苯工序的热量衡算,以及吸收塔设备的相关工艺计算。
完成的图纸有带控制点的粗苯回收工艺流程图、物料衡算图和主设备洗苯塔和脱苯塔的剖面图。
关键词:焦炉煤气、粗苯回收、粗苯蒸馏、常压、洗苯塔、管式炉、Design NotesThis is the place of graduation practice of the Group in Henan to Beijing Zhongping Bao Coking Co., Ltd., is a technology specific jobs distillation section in the Ministry of benzene. After nearly two months of post work, I have a coke plant crude benzene recovery process a degree of understanding and knowledge, so I put my graduate design topics as: 15000 m3/ h of coke oven gas in the crude benzene recovery process design.Crude benzene recovery process mainly consists of the final cold wash both benzene and benzene distillation process, according to King Po Coking Co, Ltd. Henan, crude benzene recovery of crude benzol recovery process and their relevant content on some idea, this design uses the atmospheric pressure packed absorption tower for absorption of benzene in coke oven gas with a tube furnace heated to produce a rich oil method of benzene benzene distillation. Operating pressure of 0.1, height of packed tower 13, tower diameter, the benzene content of the gas into the tower 25g/m3 ~ 40g/m3, the tower content 4g/m3 below.Calculation of the design content of the main absorber in the gas phase of the material balance and the tube furnace heating process from benzene heat balance, and the calculation of the absorber device related technology. The drawings are done with the control point flow chart of crude benzene recovery, material balance chart and the main equipment wash benzene tower profile.Key words: coke oven gas, crude benzene recovery, clumsy distillation, atmospheric pressure, benzene washing tower, tube furnace目录设计说明 (I)Design Notes (II)主要符号说明 (iii)引言 (1)1设计总论 (2)1.1粗苯的组成和性质 (2)1.1.1 粗苯的组成 (2)1.1.2 粗苯的性质 (3)1.2 回收苯族烃的方法 (3)1.3 影响粗苯回收的因素 (4)1.3.1 吸收温度 (4)1.3.2 洗油的吸收能力及循环油量 (4)1.3.3 贫油含苯量 (5)1.3.4 吸收表面积 (6)1.3.5 煤气压力和流速 (6)1.4 粗苯回收过程存在问题与改进措施 (7)1.4.1 存在问题 (7)1.4.2 改进措施 (7)2 设计方案的确定 (9)2.1生产条件及参数 (9)2.2 工艺流程及工艺流程图 (9)2.2.1 工艺流程 (9)2.2.2 工艺流程图 (11)3 物料衡算与热量衡算 (13)3.1 物料衡算 (13)3.1.1 进塔焦炉煤气中各组分的含量 (13)3.1.2 进塔焦炉煤气中粗苯的摩尔组成 (13)3.1.3 气、液量计算 (14)3.1.4 粗苯蒸馏工段物料横算 (14)3.2 热量衡算 (18)3.2.1管式炉供给富油的热量Q m (18)3.2.2 管式炉供给蒸气的热量Q V (19)3.2.3 管式炉加热面积 (19)4 主要设备的工艺计算 (20)4.1 吸收塔塔径计算 (20)4.2 吸收塔高度计算 (21)4.2.1 传质单元高度 (21)4.2.2 传质单元数 (22)4.2.3 填料层高度 (23)4.2.4 塔附属高度 (23)4.3 填料塔的压力降 (23)4.3.1 气体进出口压力降 (23)4.3.2 填料层压力降 (24)4.3.3 填料塔的总压力降 (24)5 主要设备的强度校核 (25)5.1壁厚设计及校核 (25)5.2 封头设计 (26)5.3 圆筒的应力 (26)5.4 塔裙座高度 (26)6 辅助设备的选型 (27)6.1 洗苯塔附属设备 (27)6.1.1填料支撑装置 (27)6.1.2液体分布器 (28)6.1.3液体再分布器 (29)6.1.4气体的进口与出口装置 (30)6.2 管式加热炉 (31)6.3 洗油再生器 (32)6.4 脱苯塔 (35)6.5 泵 (35)6.6 工艺管道 (36)6.7 换热器 (36)7 设计结果 (37)8 参考文献 (38)9 附录 (39)10 致谢 (40)主要符号说明引言粗苯是炼焦化学产品回收中最重要的两类产品之一。
毕业设计开题报告
题目:焦炉煤气粗苯回收工艺设计(45000m3/h)学生姓名:
年级:
专业:
院系:
指导教师:
完成日期:
2012年3月15日
毕业设计(论文)开题报告书
设计目标:
粗苯回收率达到95%
尽可能利用最新科技成果,力求技术先进,经济效益更大,减少环境污染。
同时符合国家工业安全和卫生要求。
技术路线及设计计算方法:
技术路线:
1——脱水塔2——管式炉3——再生器4——脱苯塔5——热品油槽6——两苯塔7——分凝器8——换热器9——冷凝冷却器
10——冷凝器11——分离器12——回流柱13——加热器
(1)用洗油吸收煤气中的苯族烃。
洗油吸收煤气中粗苯蒸气的过程是物理吸收过程,当煤气中粗苯蒸气的分压大于洗油表面上粗苯蒸气时,煤气中的粗苯就被洗油吸收。
而两者之间的差值就是吸收粗苯过程的推动力,故差值越大,则吸收过程进行的越容易,吸收的速率也越快。
此外吸收过程的进行还与洗油和煤气的物理性质(黏度、密度)及吸收过程的条件(温度、洗苯塔形式、气体流速和喷洒密度等)有关。
用洗油吸收煤气中的苯族烃所采用的洗苯塔虽有多种形式,但工艺流程基本相同。
焦化厂年产6万吨粗苯回收工艺设计学院化学与材料科学学院研究方向姓名学号指导老师姓名指导老师职称年月焦化厂年产6万吨粗苯回收工艺设计摘要:焦化厂是专门从事冶金焦炭生产及冶炼焦化产品,加工,回收的专门工厂。
粗苯是煤热解生成的粗煤气中的产物之一,经脱氨后的焦炉煤气中回收的苯系化合物,其中以苯含量为主,称之为粗苯。
性状1,粗苯简介。
粗苯为淡黄色透明液体,比水轻,不溶于水。
储存时由于不饱和化合物,氧化和聚合形成树脂物质溶于粗苯中,色泽变暗。
粗苯是一种复杂的化合物,是炼焦煤气中的产物之一。
粗苯主要含有苯、甲苯、二甲苯、三甲苯等芳香烃,这些芳香烃是重要的化工原料。
而且随着这些年粗苯的价格的不断增长,各焦化企业也开始重视粗苯的回收与制取。
粗苯的回收能为焦化企业带来一定的经济效益,因此粗苯的回收具有重要的意义。
粗苯经回收深加工后可得到的产品有苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、吉马隆、酚葱、毗A}盐基等。
这些产品具有极为广泛的用途,是塑料、合成纤维、合成橡胶、染料、涂料、医药、耐辐射材料、耐高温材料及国防工业极为宝贵的原料。
2粗苯回收工艺介绍粗苯回收系统主要由洗涤工序和脱苯工序两部分组成,即粗苯的吸收与解吸,洗涤工序用洗油作为吸收剂。
洗油在洗苯塔内与煤气逆向接触,吸收煤气中的粗苯。
吸收粗苯后的洗油称为富油,富油经过预热以后被送到脱苯工序。
脱苯工序主要采用管式炉加热富油的水蒸气蒸馏方法将富油中粗苯分离出来。
脱除粗苯后的富油称贫油,返回洗涤工序作为吸收剂,洗油在洗涤工序和脱苯工序之间不断循环。
摘要煤气无论是作为燃料或者化工原料,为了满足用户和管线输送的要求,都必须进行净化处理,脱除其中的有害杂质。
同时为了实现综合利用并减少环境污染,还要对脱除的杂质进行回收。
粗煤气中所含的氨可用于制取硫酸铵和无水氨;其中所含的氢可用于制取合成氨,进一步制造尿素、硝酸氨和碳酸氨等化肥。
硫化氢是生产单质硫和硫酸的原料。
氰化氢可用于制取黄血钠盐(钾)。
同时回收硫化氢和氰化氢,对减轻大气和水质的污染、加强环境保护以及减轻设备腐蚀均具有重要意义。
粗苯和粗焦油都是组成很复杂的半成品,经精制加工后,可得到CS2\环戊二烯,苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、古马隆、酚、甲酚、萘、蒽、吡啶盐基、防腐油和沥青等。
这些产品具有极为广泛的用途,是塑料、合成纤维、医药、农药、耐辐射材料、耐高温材料以及国防工业极为宝贵的原料[1]。
因此,需对其净化设备及流程进行合理的设计。
本设计以焦炉煤气为原料,设计主要内容可概括如下:(1)在查阅大量文献资料的基础上,通过比较国内外各种焦炉煤气净化工艺的主要原理和特点,选出焦炉煤气净化的最佳方案。
需选方案有:煤气的鼓风冷凝工艺;煤气中硫化氢的脱除;煤气中氨的回收;粗苯的回收。
(2)查阅文献得脱苯工艺的相关数据,确定设计的一些主要参数,从而进行脱苯设备的计算选择。
(3)结合前期工作计算结果,利用CAD画出洗油脱苯塔等的设备图。
本次设计在前期大量工作的基础上选出以下方案:(1)鼓风采用变频电动机离心式鼓风机正压鼓风。
(2)冷凝采用横管式间歇初冷器。
(3)脱氨采用磷酸吸收煤气中的氨制取无水氨工艺。
(4)脱硫采用HPF法。
(5)粗苯回收工艺采用洗油吸收苯,然后用管式炉加热得到的富油来回收苯关键词:煤气净化;回收;脱苯AbstractCoke oven Gas either as fuel or chemical feedstock, in order to meet user’s requirements and pipeline transportation,it must be refined, remove the harmful impurities. Meanwhile, in order to achieve comprehensive utilization and reduce environmental pollution, we need to recycle the impurities.Ammonia gas contained in the crude can be used to produce ammonium sulfate and anhydrous ammonia;the crude gas contains hydrogen can be used to produce further manufacture in synthetic ammonia area,which can be used to produce ammonium nitrate and ammonium carbonate and other chemical fertilizers.Hydrogen sulfide is raw material for produce sulfur and sulfate. Hydrogen cyanide can be used to produce yellow blood sodium (potassium). At the same time the hydrogen sulfide and hydrogen cyanide recycle is a significance for reducing air and water pollution, enhancing environmental protection and reducing equipment corrosion.Crude benzene and crude tar are complex composed semi-finished products, after finishing ,can get CS2\ cyclopentadiene, benzene, toluene, xylene, trimethylbenzene, coumarone, phenol, cresol, naphthalene, anthracene, pyridine base, anti-corrosion oil and products have a wide range of functions,such as plastic, synthetic fibers, pharmaceuticals, pesticides, radiation-resistant materials, high temperature materials, and the defense is extremely valuable raw materials. Therefore, it is very necessary to design some reasonable cleaning equipments and processes. The raw materials of design is coke oven gas, and the design can be summarized as follows: (1)On the basis of consulting many references, selecting a optimum scheme of coke gas purification by comparing the main principles and characteristics of the various domestic and international coke gas purification process, which including the gas blasting condensation process; removaling of hydrogy sulflde; ammonia gas recovery; crude Benzol recovery.(2) Consulting recording related data of benzene removal process, determined some of the major design parameters, so as to calculation and selectionsome equipments, such as benzene removal equipment.(3) combined with previous work results, using CAD to draw benzene tower which use washing oil and other device map.On the basis of above-mentioned work, the following conclusions of the design can be got:(1)Using centrifugal blowers with variable frequency blast motor and apply positive pressure blast. (2)Condenser used cross tube cooler. (3) Deaminase technology used phosphate to absorb ammonia from crude gas to produce anhydrous ammonia. (4) Desulfurization technology used desulfurization. (5)Crude Benzol recovery process by absorbing benzene with wash oil, and then using the tube furnace heated to get the oil-rich of benzene.Key words: Coke oven gas purification; Recycle; Removal of benzene目录1绪论 (1)2焦炉煤气净化方案的选择及论证 (2)鼓风冷凝工艺方案选择及论证 (2)鼓风机的选择 (2)煤气冷却与鼓风 (4)煤气鼓风冷凝工艺方案的选择 (8)脱氨工艺方案的选择及论证 (8)用硫氨法脱苯 (8)用水吸收煤气中的氨 (12)无水氨的生产 (15)脱氨工艺方案的选择 (16)脱硫工艺方案的选择及论证 (16)干法脱硫 (17)湿法脱硫 (19)硫酸工厂 (31)脱硫工艺方案选择 (32)焦炉煤气终冷洗苯工艺方案选择及论证 (33)煤气的终冷及脱萘工艺方案 (33)煤气的脱苯工艺方案 (36)焦炉煤气中粗苯回收工艺方案选择 (38)3终冷及洗苯工艺相关管道及设备的计算 (40)终冷塔 (40)焦炉煤气洗苯工艺计算 (47)4结语 (52)焦炉煤气净化方案 (52)主要设备选择 (52)主要工艺管道选择 (52)参考文献 (52)1绪论粗煤气中含有焦油蒸汽、粗苯蒸汽、水蒸气、氨、硫化氢、萘及其他化合物。
设计说明本次毕业实习的地点是在中平能化集团河南京宝焦化有限公司,具体工作岗位是工艺技术部粗苯蒸馏工段。
经过近两个月的岗位工作,作者对焦化厂粗苯回收工艺流程有了一定程度的了解和掌握,所以将毕业设计题目定为:15000 m3/h焦炉煤气中粗苯的回收工艺设计。
粗苯回收工艺主要分终冷洗苯和粗苯蒸馏两个过程,根据河南京宝焦化有限公司的粗苯回收工艺流程以及自己对粗苯回收相关内容的一些了解,本设计采用的是常压填料吸收塔进行焦炉煤气中粗苯的吸收,用管式炉加热富油生产一种苯的方法进行粗苯的蒸馏。
主要流程为焦炉煤气首先自上而下经过横管式终冷塔,在此依次用32°C的循环水和18°C的低温水除去煤气中的萘,然后煤气自下而上进入洗苯塔,塔顶向下喷洒27°C左右的吸油,气、液逆向接触,使洗油充分吸收煤气中的粗苯而成为富油。
富油送往管式加热炉预热到135°C,之后从第15层塔板处进入脱苯塔,在此富油被加热到180°C,粗苯蒸汽由塔顶采出,塔底则为贫油。
然后粗苯蒸汽依次经过油气换热器和冷凝冷却器后成为液体进入粗苯储槽。
洗苯塔操作压力0.1MPa,填料塔高度13 m,塔径为 2.2m,入塔煤气中粗苯含量25 g/m3 ~40 g/m3,出塔含量为4 g/m3以下。
本设计中的计算内容主要有吸收塔中气液相的物料衡算和管式炉加热脱苯工序的热量衡算,以及吸收塔设备的相关工艺计算。
完成的图纸有带控制点的粗苯回收工艺流程图、物料衡算图和主设备洗苯塔和脱苯塔的剖面图。
关键词:焦炉煤气、粗苯回收、粗苯蒸馏、常压、洗苯塔、管式炉、Design NotesThis is the place of graduation practice of the Group in Henan to Beijing Zhongping Bao Coking Co., Ltd., is a technology specific jobs distillation section in the Ministry of benzene. After nearly two months of post work, I have a coke plant crude benzene recovery process a degree of understanding and knowledge, so I put my graduate design topics as: 15000 m3 / h of coke oven gas in the crude benzene recovery process design. Crude benzene recovery process mainly consists of the final cold wash both benzene and benzene distillation process, according to King Po Coking Co, Ltd. Henan, crude benzene recovery of crude benzol recovery process and their relevant content on some idea, this design uses the atmospheric pressure packed absorption tower for absorption of benzene in coke oven gas with a tube furnace heated to produce a rich oil method of benzene benzene distillation. Operating pressure of 0.1, height of packed tower 13, tower diameter, the benzene content of the gas into the tower 25g/m3~ 40g/m3, the tower content 4g/m3 below.Calculation of the design content of the main absorber in the gas phase of the material balance and the tube furnace heating process from benzene heat balance, and the calculation of the absorber device related technology. The drawings are done with the control point flow chart of crude benzene recovery, material balance chart and the main equipment wash benzene tower profile.Key words: coke oven gas, crude benzene recovery, clumsy distillation, atmospheric pressure, benzene washing tower, tube furnace目录设计说明 (I)Design Notes (II)主要符号说明 (iii)引言 (1)1设计总论 (2)1.1粗苯的组成和性质 (2)1.1.1 粗苯的组成 (2)1.1.2 粗苯的性质 (3)1.2 回收苯族烃的方法 (3)1.3 影响粗苯回收的因素 (4)1.3.1 吸收温度 (4)1.3.2 洗油的吸收能力及循环油量 (4)1.3.3 贫油含苯量 (5)1.3.4 吸收表面积 (6)1.3.5 煤气压力和流速 (6)1.4 粗苯回收过程存在问题与改进措施 (7)1.4.1 存在问题 (7)1.4.2 改进措施 (7)2 设计方案的确定 (9)2.1生产条件及参数 (9)2.2 工艺流程及工艺流程图 (9)2.2.1 工艺流程 (9)2.2.2 工艺流程图 (11)3 物料衡算与热量衡算 (13)3.1 物料衡算 (13)3.1.1 进塔焦炉煤气中各组分的含量 (13)3.1.2 进塔焦炉煤气中粗苯的摩尔组成 (13)3.1.3 气、液量计算 (14)3.1.4 粗苯蒸馏工段物料横算 (14)3.2 热量衡算 (18)3.2.1管式炉供给富油的热量Q (18)m (19)3.2.2 管式炉供给蒸气的热量QV3.2.3 管式炉加热面积 (19)4 主要设备的工艺计算 (20)4.1 吸收塔塔径计算 (20)4.2 吸收塔高度计算 (21)4.2.1 传质单元高度 (21)4.2.2 传质单元数 (22)4.2.3 填料层高度 (23)4.2.4 塔附属高度 (23)4.3 填料塔的压力降 (23)4.3.1 气体进出口压力降 (23)4.3.2 填料层压力降 (24)4.3.3 填料塔的总压力降 (24)5 主要设备的强度校核 (25)5.1壁厚设计及校核 (25)5.2 封头设计 (26)5.3 圆筒的应力 (26)5.4 塔裙座高度 (26)6 辅助设备的选型 (27)6.1 洗苯塔附属设备 (27)6.1.1填料支撑装置 (27)6.1.2液体分布器 (28)6.1.3液体再分布器 (29)6.1.4气体的进口与出口装置 (30)6.2 管式加热炉 (31)6.3 洗油再生器 (32)6.4 脱苯塔 (35)6.5 泵 (35)6.6 工艺管道 (36)6.7 换热器 (36)7 设计结果 (37)8 参考文献 (38)9 附录 (39)10 致谢 (40)主要符号说明引言粗苯是炼焦化学产品回收中最重要的两类产品之一。
在石油工业中曾被称为基础化工原料的八种烃类有四类(苯、甲苯、二甲苯和萘)是从粗苯和煤焦油产品中制取的,目前,中国年产焦炭达到两亿多吨,可回收的粗苯资源达200多万吨。
虽然从石油化工中可生产这些产品,但焦化工业仍然是苯类产品的重要来源,因此,从焦炉煤气中回收苯族烃具有重要的意义。
粗苯是宝贵的化工原料,焦炉煤气中一般含有粗苯25 g/m3~40 g/m3,出塔焦炉煤气中粗苯的含量一般为2 g/m3~4 g/m3。
粗苯是各焦化企业回收的主要对象。
粗苯主要含有苯,甲苯,二甲苯,三甲苯等芳香烃。
随着原油价格不断上涨,粗苯的价格也在不断增长,而焦炭的价格稳中有降。
因此各焦化企业对焦炉煤气中的苯回收更加重视,粗苯的销售已成为一些企业的主要经济来源。
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。
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。
活性炭吸附粗苯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。
当前,在各化工企业逐渐走向深加工渠道的同时,众多焦化厂对粗苯产量的追求也日趋提升。
而粗苯产量的高低,关键取决于工艺设备的效率。
1设计总论1.1粗苯的组成和性质1.1.1 粗苯的组成粗苯是由多种芳烃和其他化合物组成的复杂混合物,粗苯中主要含有苯、甲苯、二甲苯和等芳香烃。
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。
粗苯各组分的平均含量见下表表1.1粗苯主要组成含量(%)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的温度。
在炼焦配煤质量稳定的条件下,在不同的炼焦温度下所得粗苯中苯、甲苯、二甲苯和不饱和化合物在180°C前馏分中含量见下表表1.2不同炼焦温度下粗苯中主要组分的含量此外,粗苯中酚类的含量通常为0.1%~1.0%,吡啶碱类的含量一般不超过0.5%。