焦炉煤气苯族烃的回收并制取粗苯设备计算与选型.doc

内蒙古科技大学毕业设计说明书摘 要焦炉煤气中一般含苯族烃25~40g/m3，因苯族烃是宝贵的化工原料，故经过脱氨后的焦炉煤气需要进行苯族烃的回收并制取粗苯本设计采用洗油常压吸收法回收煤气中的苯族烃和管式炉加热富油的脱苯工艺该法具有脱苯程度高，产生污水少和冷却设备尺寸小等优点，已被国内外广泛使用大体工艺流程为：进入洗苯塔的煤气与洗油逆流接触形成富油，富油通过换热器换热以及管式炉加热升温后进入脱苯塔进入再生器的富油经水蒸气吹蒸再生后进入脱苯塔粗苯蒸汽从脱苯塔塔顶流出，经冷凝冷却后分离成成品热贫油经换热冷却后进入洗苯塔循环使用本设计主要是设备计算与选型设备计算包括物料衡算和热量衡算，设备选型包括设备材料和尺寸的选择，还简要说明了车间布置设计关键词：粗苯；富油；脱苯；换热AbstractGeneral benzene aromatic hydrocarbon coke oven gas 25 to 40g/m3, due to the the benzene aromatic hydrocarbon is a valuable chemical raw materials, so after deamination of coke oven gas need to be the benzene aromatic hydrocarbon recovery and preparation of crude benzene.The design uses a wash oil atmospheric absorption method for recovery of the benzene aromatic hydrocarbon in the gas and the tube furnace heating oil-rich benzene removal process. The method has a high degree of benzene removal, produce less wastewater and cooling equipment, small size, etc., have been widely used at home and abroad.General process: the oil-rich, oil-rich gas into the washing benzene tower wash oil countercurrent contact form through the heat exchanger tube furnace heated up after entering from benzene tower. Entering the regenerator rich oil by steam blowing steam regeneration into benzene removal tower. The crude benzene vapor outflow from the top off the benzene Tata separated into finished products, condensed and cooled. Hot lean into the washing benzene tower circulating after the heat exchanger to cool.This design is a calculation and selection of equipment. The device calculates the material balance and heat balance, equipment selection, including the choice of equipment and materials and sizes, and a brief description of the plant layout design.Keywords: crude benzene; rich oil; debenzolization; heat exchange 4目 录摘 要 IAbstract II第一章 文献综述 11.1 煤气中粗苯的组成、性质和来源 11.2 焦炉煤气的性质 11.3 焦炉煤气中粗苯回收的原因和目的 21.4 粗苯的回收 31.4.1 煤气的最终冷却 31.4.2 洗苯工艺 31.4.3 富油脱苯生产工艺 61.4.4 富油脱苯脱萘工艺 91.4.5 脱苯工艺的要点 91.5 选定工艺流程描述 101.6 设备选型 101.6.1 煤气终冷器 101.6.2 洗苯塔 111.6.3 管式加热炉 121.6.4 洗油再生器 121.6.5 脱苯塔 131.6.6 泵 131.6.7 换热器 14第二章 主要设备计算及选型 192.1 洗苯塔 192.1.1 物料衡算 192.1.2 洗苯塔塔径及填料的计算 232.2 管式炉 272.2.1 管式炉的物料衡算 272.2.2 管式炉的能量衡算 302.2.3 管式炉的设备选型 342.3 再生器 342.3.1 再生器的物料衡算 342.3.2 再生器塔径的计算及选型 362.4 脱苯塔 362.4.1 脱苯塔的物料衡算 362.4.2 脱苯塔塔径的计算 392.4.3 侧线采出 412.5 油气换热器 412.5.1 物料衡算 412.5.2 热量横算 432.5.3 设备选型 442.6贫富油换热器 452.6.1物料衡算 452.6.2 热量衡算 462.6.3 设备选型 472.7贫油冷却器 482.7.1 一段贫油冷却器 482.7.2 二段贫油冷却器 502.8粗苯冷凝冷却器 512.8.1基本数据 512.8.2 热量衡算 512.8.3设备选型 52第三章 泵的选型 54第四章 车间布置 55参考文献 56致 谢 57第一章 文献综述1.1 煤气中粗苯的组成、性质和来源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含有苯系化合物，其中以苯含量为主，称之为粗苯。

粗苯主要含有苯、甲苯、二甲苯和三甲苯等芳香烃此外，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，粗苯中还含有少量的洗油轻质馏分[1]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程度此外，粗苯中酚类的质量含量通常为0.1%~1.0%，吡啶碱类的质量含量一般不超过0.5%当硫酸铵工段从煤气中回收吡啶碱类时，则粗苯中吡啶碱类质量含量不超过0.01%[1]粗苯的各主要组分均在180℃前馏出，180℃后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，通常将180℃前的馏出量当作100%来计算，故以180℃前的馏出量作为鉴别粗苯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℃前馏出量愈多，粗苯质量就愈好一般要求粗苯的180℃前馏出量为93%~95%[1]粗苯为淡黄色透明液体，易燃易爆，易挥发，比水轻，微溶于水,具有麻醉性和毒性，长时间吸入会使人中毒，在贮存时，由于低沸点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中，使其着色变暗成为棕黄色粗苯易燃，闪点为12℃，着火时使用泡沫灭火粗苯蒸气在空气中的体积浓度1.4%~7.5%时，能形成爆炸性混合物[2]。

粗苯在管道中流动时极易产生静电，为防止引起放电危险，全部苯装置应装有接地导电装置煤气中粗苯的来源是煤热解产生的粗煤气1.2 焦炉煤气的性质焦炉煤气是焦炉中煤干馏逸出的可燃气体，经化产回收、洗涤后成为净煤气焦炉煤气中主要含有可燃成分是占48%左右的氢气焦炉煤气的特性主要是发热量高，着火点低640℃，含可燃成分高，易发生爆炸，毒性比高炉煤气、发生炉煤气都小，比重比其他两种煤气小，通常称为富煤气主要成分是一氧化碳，无色无臭，有毒，被人和动物吸入后与血液中的血红蛋白结合（比氧与血红蛋白的结合能力强，造成一定程度的缺氧）能引起中毒也叫煤毒煤气中的一氧化碳和氢气是重要的化工原料1.3 焦炉煤气中粗苯回收的原因和目的煤炭在炼焦时，约有75%变为焦炭，还有25%转变成多种化学产品和荒煤气，荒煤气需要净化成为净煤气，才能够通过煤气输送管道外送及供用户使用而苯族烃是宝贵的化工原料，焦炉煤气一般含苯族烃25~40g/ m3，因此，经过脱氨后的煤气需进行苯族烃的回收并制取粗苯[3]随着原油价格的不断上涨, 粗苯作为一种宝贵的化工原料, 它的价格随之上涨当前, 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。

粗苯是煤热解生成的粗煤气中的产物之一，是多种有机化合物的混合物，主要由纯苯、甲苯、二甲苯和三甲苯等苯族烃所组成，粗苯是有机合成工业的基础原料，也是合成橡胶、合成纤维、合成染料的原材料粗苯是一种复杂的半成品，通过精制工艺可生产纯苯、甲苯、二甲苯、二硫化碳等，这些产品广泛用与化学工业、医药工业、耐火材料工业和国防工业回收这些化学产品，既能综合利用煤炭资源，又能促进国民经济的发展有的国家生产的焦化产品品种已达500多种，中国也从焦炉煤气、粗苯和煤焦油中提炼出上百种产品由此可见，焦炉煤气必须要进行粗苯回收工序经过这一工序，既可以净化煤气，又可以得到有经济效益的粗苯对于工厂来说，这也是有利可图的另外，如果不进行粗苯回收，那么这种有用的化工原料将成为一种危害性极大的毒物，他会严重的污染环境，污染空气、土壤、水源等等人类赖以生存的生活条件，危害人类和其他生物的健康甚至生命例如苯族烃泄漏于空气中很容易扩散人和动物吸入或皮肤接触大量苯进入体内，会引起急性和慢性苯中毒长期接触苯会对血液造成极大伤害，引起慢性中毒引起神经衰弱综合症苯可以损害骨髓，使红血球、白细胞、血小板数量减少，并使染色体畸变，从而导致白血病，甚至出现再生障碍性贫血。

苯可以导致大量出血，从而抑制免疫系统的功用，使疾病有机可乘有研究报告指出，苯在体内的潜伏期可长达12~15年吸入20000ppm的苯蒸气5~10分钟便会有致命危险1.4 粗苯的回收1.4.1 煤气的最终冷却粗苯回收主要影响因素之一就是回收温度煤气中苯属烃的含量一定时，如果洗油吸收苯的吸收温度较低，吸收推动力增大，苯回收率增加实践证明，最适宜的温度是20~28℃但煤气经过饱和器后的温度50~65℃为了有效利用洗油吸收煤气中的粗苯，必须进行煤气的最终冷却[4]在煤气流量，温度基本稳定的情况下，只须调节冷却进水量或水温（用补充新水进行调节）就可以将终冷煤气出口温度调节到所要求的范围[4]1.4.2 洗苯工艺 1.4.2.1 从焦炉煤气中回收粗苯的方法及其特点根据粗苯的特性，从煤气中回收粗苯的方法主要有以下三种[4]：(1) 洗油吸收法吸收剂包括焦油洗油和石油洗油洗油吸收又可分为煤气加压后吸收、低温吸收、常温常压吸收低温吸收经济上最为合理，而常温常压下吸收成本最高但常温常压吸收设备简单我国目前均采用常温常压法吸收煤气中的苯2) 深冷凝结法在低温（-40~-50℃）的条件下，使苯族烃从煤气中凝结出来而得到回收。

该法操作复杂，成本高，故没有得到推广运用3) 吸附法用活性炭等吸附剂吸收煤气中的粗苯，该法在我。