年处理10万吨焦油焦油车间蒸馏工段工艺初步设计

年处理10万吨焦油焦油车间蒸馏工段工艺初步设计,主要内容,绪论,工艺流程的选择,主要设备管式炉的工艺计算：包括辐射段、对流段的计算，烟囱的工艺尺寸计算以及炉管压力降的计算。,其它设备的计算：包括馏分塔轻油冷凝冷却器，沉浸式冷却器的计算。,完成蒸馏工段的主体设备图，绘制工艺流程图、设备的平面、立面布置图。,完成该工艺三废处理与环境保护方面的设计和用水、用电等非工艺部分的设计任务。,完成专题部分的主要任务。,绪 论,煤焦油又称煤膏，是煤焦化过程中得到的一种黑色或黑褐色粘稠状液体，比重大于水，具有一定溶性和特殊的臭味，可燃并有腐蚀性。煤焦油是煤化学工业中的主要原料，其成分达上万种，主要含有苯、甲苯、二甲苯、萘、蒽等芳烃，以及芳香族含氧化合物（如苯酚等酚类化合物），含氮、含硫的杂环化合物等很多有机物，可采用分馏的方法把煤焦油分割成不同沸点范围的馏分。,煤焦油是焦化工业的重要产品之一，其产量约占装炉煤的3%4%，其组成极为复杂，多数情况下是由煤焦油工业专门进行分离、提纯后加以利用.焦油各馏分进一步加工，可分离出多种产品，目前提取的主要产品有：,1、萘 用来制取邻苯二甲酸酐，供生产树脂、工程塑料、染料、油漆及医药等用。,2、酚及其同系物 主要是生产合成纤维、工程塑料、农药、医药、染料中间体、炸药等。,3、蒽 制取蒽醌染料、合成鞣剂及油漆。,4、菲 是蒽的同分异构体，含量仅次于萘，有不少用途，由于产量大，还待进一步开发利用。,5、咔唑 是染料、塑料、农药的重要原料。,6、沥青 是焦油蒸馏残液，是多种多环高分子化合物的混合物。用于制屋顶涂料、防潮层和筑路、生产沥青焦和电炉电极等。,工艺流程的选择,目前国内采用较多的焦油蒸馏主要是（单炉,),一塔式、两塔式和多塔式焦油蒸馏工艺。,一塔式焦油蒸馏工艺的特点是：热能利用合理，馏分分离较精细，关键组分（如萘）集中度高，设备结构简单。,为了增加萘、酚回收量，改进洗油质量，合理利用各种馏分产品,选择一塔式焦油蒸馏工艺流程（切取窄馏分）。,一塔式焦油蒸馏工艺流程图如下所示：,主体设备的计算 管式炉,按照管式加热炉的用途可分为纯加热炉和加热-反应炉。,按照管式炉的结构又可分为立式炉、圆筒炉和无焰炉。,从实际生产考虑应选择圆筒式加热炉。,对主要设备管式炉进行了以下计算：,热量衡算,辐射段计算,对流段计算,烟囱的具体工艺尺寸,炉管压力降的计算,管式炉的具体工艺尺寸如下:,其它设备的计算,1、馏分塔轻油冷凝冷却器,作用是将馏分塔塔顶出来的轻油蒸汽冷凝为液体，并继续冷却至一定温度。轻油的冷凝冷却采用列管式冷却器，管间介质为轻油蒸汽，管内为冷却水。,通过计算得到总传热面积为150米,2,，选择的规格型号为：,GL 800VI-6-50(选3组）。,2、沉浸式冷却器,用于焦油馏分的冷却。冷却器系一钢制外壳，壳内安装回型冷凝管，壳与外壳之间充满冷却水，冷却管内为焦油馏分。,通过计算得到总传热面积为5.5米,2,，选择的规格型号为：Fg6,IB173,。,3、其它设备的选型,主要依据的是实际经验,一段蒸发器规格为：D,g,1400,二段蒸发器规格为：D,g,1800,蒽塔规格为：D,g,1800,馏分塔规格为：D,g,1800,设备平面布置图,设备立面布置图,厂址的选择,土建,防火防爆,环境保护,劳动保护安全卫生,电力,给水排水,整体设计及非工艺部分,专题论述煤焦油深加工产品的开发和综合应用,1、煤焦油的组成、应用及深加工意义,煤焦油蒸馏分离可以得到轻油、酚油、萘油、洗油、蒽油和沥青，前五个馏分进行化学处理,可得到中性组分、酸性组分和碱性组分。,将这些组分进行深加工，其产品广泛应用于塑料、涂料、合成纤维合成橡胶、医药、农药、精细化工和耐高温材料等领域，部分多环芳烃是石油化工无法替代的。,煤焦油中很多化合物是塑料、合成纤维、染料、合成橡胶、农药、医药、耐高温材料及国防工业的贵重原料。,烃化合物是石油加工业无法生产和替代的。我国的煤焦油主要用来加工生产轻油、酚油、萘油、甲基萘油、洗油、I蒽油、蒽油及煤沥青。各馏分再经深加工后制取苯、萘、酚、蒽等多种芳烃类化工原料及中间体。,少量煤焦油被用作筑路油、防腐剂及炭黑原料油、燃料油等。近年也有人利用合成树脂、合成橡胶对煤焦油进行改性，制造高档次防水涂料。占煤焦油50的煤沥青用途十分广泛，可作电极黏结剂制造碳素纤维等。,2、煤焦油加工过程及工艺,煤焦油加工从过程上分为4个层次：首先是原料煤焦油的预处理。即煤焦油的净化脱水、脱渣、除盐过程；其次是煤焦油蒸馏。切取各种馏分；第三是各馏分的分离即用各种分离技术从馏分中提取各种精制产品；最后是精制产品的进一步深加工。利用各种物理或化学方法开发下游精细化工产品。,煤焦油加工通常是6种基本化工单元操作的有机组合。即蒸馏、结晶、萃取、催化聚合、热缩聚和氧化。,目前世界先进的煤焦油加工工艺为：粗煤焦油脱水、超滤脱渣、脱盐、负压脱水切取轻油、减压煤焦油蒸馏(一塔或多塔)、各馏分的冷凝分离得到各产品。,煤焦油加工技术发展方向是增加产品品种、提高产品质量、节约能源和保护环境。,（1）煤焦油蒸馏,蒸馏是煤焦油加工处理的第一阶段，分为间歇式、连续式两种蒸馏方式。,目前煤焦油蒸馏均选择连续式蒸馏。有常压蒸馏、减压蒸馏、常减压蒸馏，比较先进的是常减压多塔连续蒸馏。2005年9月投产的山西焦化焦团有限公司30万吨煤焦油加工蒸馏装置即采用常减压多塔连续蒸馏工艺，是目前国内单套加工能力最大、技术先进的煤焦油蒸馏装置。,（2）轻油中的粗苯加工,由粗苯精制成纯苯、甲苯、二甲苯等产品。,（3）酚油深加工,国内一般采用三釜二塔间歇式减压精馏对粗酚进行提取、精馏，得到苯酚、邻甲酚、间甲酚、对甲酚和二甲酚等产品。,（4）萘馏分加工,主要采用连续式结晶工艺。,（5）洗油加工,深加工程度较高，如德国吕特格公司，能生产一甲基萘、一甲基萘、二甲基萘、吲哚、苊、芴等20多种产品。,（6）蒽油加工,波兰、美国提出的精细精馏法，工艺复杂且动力费用大。我国焦化厂采用从法国引进的蒽精制技术，而俄罗斯成功开发的高纯度蒽生产新工艺，不产生三废，生产操作可自动化且消耗低。,（7）沥青加工,煤焦油加工主要瓶颈之一是大宗产品沥青的档次不高，影响经济效益，造成加工不如直销合算的反常现象，德国和日本对沥青下游产品开发得较好。,结论,本次设计详细论述了焦油蒸馏的原料及产品种类和数量，工艺流程选择及论证。确定焦油车间蒸馏工段工艺流程，并对主要设备进行计算。包括管式炉的工艺尺寸的计算及相关冷却器的计算。完成该工艺三废处理与环境保护方面的设计和用水、用电等非工艺部分的设计任务。最后完成蒸馏工段的设备布置，绘制工艺流程图、主体设备（管式炉）图，车间布置的平面图及立面图。,本次设计的专题为煤焦油深加工工艺产品的开发和综合应用。通过查阅相关资料了解了煤焦油的化学组成、种类以及深加工产品及用途，细致的了解了煤焦油的各种加工工艺，并且通过不同的加工工艺得到质量不同、用途不同的产品。,致谢,本次设计，是在老师的悉心指导下完成的。在我们做毕业设计的每个阶段，从查阅资料，设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，图纸等整个过程中都给予了我悉心的指导。,在这里首先要感谢指导老师。,另外要感谢大学四年来所有的老师。最后，祝所有老师身体健康，工作顺利！,