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1、本科毕业设计工艺计算题 目 年处理24万吨焦油常减压蒸馏车间初步设计院 （系 环化学院 班 级： 化工12-2 姓 名： 柴昶 学 号： 2012020836 指导教师： 张劲勇 教师职称： 教授 2016年3月第4章 工艺计算4.1设备选择要点4.1.1 圆筒管式炉（1）合理确定一段（对流段）和二段（辐射段）加热面积比例，应满足正常条件下，二段焦油出口温度400410时，一段焦油出口温度在120130之间的要求。（2）蒸汽过热管可设置预一段或二段，要合理确定加热面积。当蒸气量为焦油量的4%时，应满足加热至400450的要求。（3）辐射管热强度实际生产波动在1800026000千卡/米2时，设
2、计宜采用1800022000千卡/米2时，对小型加热炉，还可取低些。当选用光管时，对流段热强度一般采用600010000千卡/米2时。（4）保护层厚度宜大于200毫米，是散热损失控制在3%以内。（5）火嘴能力应大于管式炉能力的1.251.3倍。火嘴与炉管净距宜大于900毫米，以免火焰添烧炉管。（6）辐射管和遮蔽管宜采用耐热钢（如Cr5Mo等）。4.1.2馏分塔（1）根据不同塔径确定塔板间距，见表4-1。表4-1 塔板间距塔径（mm)80090010001200140016001800200022002400板距（mm)35035035035040040045045045045040040045
3、0450500500500500（2）进料层的闪蒸空间宜采用板距的2倍。（3）降液管截面宜按停留时间不低于5秒考虑。 （4）塔板层数应结合流程种类、产品方案、切取制度及其他技术经济指标综合确定。4.2物料衡算原始数据：年处理量 24万t/a原料煤焦油所含水分 4%年工作日 330日，半年维修一次 每小时处理能力 w30303.03kg可按30303 kg计算表4-2 煤焦油馏分产率 % 馏分轻油酚油萘油洗油一蒽油二蒽油苊油沥青产率0.51.51251753564.2.1整个流程的物料衡算表4-3 整个流程的物料衡算输入 (kg/h)输出 (kg/h)共计煤焦油水分：1212.1无水煤焦油：29
4、090.9 30303轻油： 29090.90.5%151.5酚油： 29090.91.5%454.5苊油： 29090.93%909.1 萘油： 29090.912%3636.4 洗油： 29090.95%1515.3 一蒽油： 29090.917% 5151.6 二蒽油： 29090.95%1515.3 沥青： 29090.956%16969.7 从脱水塔蒸出的煤焦油的水分： 303034%1212.1 30303输入物料量等于输出物料量，故满足物料衡算的要求。 4.2.2主要设备的物料衡算 1.一段蒸发器输入物料量：无水煤焦油 30303(14%)29090.9 kg/h输出物料量：轻油
5、 29090.90.25%72.7kg/h焦油 29090.999.75%29018.2kg/h 共计 72.7+29018.229090.9 kg/h输入物料量等于输出物料量，故满足物料衡算定律。2.二段蒸发器输入物料量： 从一段蒸发器来的焦油量 29018.2 kg/h输出物料量： 轻油 29090.90.25%72.7kg/h 馏分 29090.9(10.25%0.25%)28945.4kg/h 共计 72.7+28945.429018.2 kg/h输入物料量等于输出物料量，故满足物料衡算定律。3.酚油塔输入物料量： 来自二段蒸发器顶部的馏分 28945.4 kg/h输出物料量： 酚油
6、29090.91.5%436.4kg/h 萘油 29090.912%3490.9kg/h 馏分蒸汽 29090.9(10.5%12%1.5%)25018.2kg/h 共计 436.4+25018.2+3490.928945.4kg/h输入物料量等于输出物料量，故满足物料衡算定律。4.馏分塔输入物料量： 来自蒽塔的馏分蒸汽 25018.2 kg/h输出物料量：一蒽油 29090.917%4945.5kg/h二蒽油 29090.95%1454.5kg/h 沥青 29090.956%=16290.9kg/h 洗油 29090.95%1454.5kg/h 苊油 29090.93%872.7 kg/h
7、共计 4945.5+1454.5+16290.9+1454.5+872.725018.2kg/h输入物料量等于输出物料量，故满足物料衡算定律。 4.3主要设备计算 4.3.1管式炉已知条件： 焦油温度 一段入口 85 一段出口 125 二段入口 110 二段出口 405过热蒸汽出口 450 焦油含水量 一段，按焦油量的3%计 303033%909.1kg/h 二段，按焦油量的0.3%计 303030.3%91kg/h 过热蒸汽量，按焦油量的4%计 303034%1212.1 kg/h 经管式炉一段后轻油蒸发量，按无水煤焦油的0.25%计72.8 kg/h一段焦油加热加热焦油耗热量： Q1303
8、0396%(i125i85)29090.9(197.4121.8) 2199272kJ/h 式中 197.4原料煤焦油125时的热焓，kJ/kg； 121.8原料煤焦油85时的热焓，kJ/kg。加热及蒸发一段焦油水分耗热量（按二段焦油含水量为零计）：Q2909.1(q125q85)909.1(2722.02357)2150039.7kJ/h 式中 2722.02水蒸气125时的热焓，kJ/kg； 357水85时的热焓，kJ/kg。蒸发轻油耗热量：Q372.8396.928894.3kJ/h式中 57.6轻油蒸发量，kg/h396.9轻油汽化热，kJ/kg一段焦油加热总耗热量：Q1Q2 Q321
9、99272+2150039+28894.3=4378205.3kJ/h过热蒸汽加热量加热蒸汽耗热量： Q41212.1 (3385.62771.6)744229.4 kJ/h式中 3385.66kg/cm2（表压）饱和水蒸气过热至450时热焓：kJ/kg； 2771.66kg/cm2（表压）饱和水蒸气热焓：kJ/kg。二段洗油加热加热焦油耗热量：Q5(29090.072.8)(966168)23156443.8kJ/h式中 966焦油380（即一次蒸发温度）时热焓，kJ/kg； 168焦油110，kJ/kg。加热二段焦油中水分耗热量：Q691256740.1kJ/h式中 3285405水蒸气热
10、焓，kJ/kg；463.68110水蒸气热焓，kJ/kg。二段焦油总耗热量：Q5 Q623413183.9kJ/h管式炉有效热负荷QQ1Q2Q3Q4Q5Q628535619.6kJ/h加热焦油单位耗热量：941.7 kJ/kg热负荷比例：一段热负荷 15.3%过热蒸汽热负荷 2.6%二段热负荷 82%耗煤气量设管式炉热效率为75%，则耗煤气量为：=2156.9Nm3/h式中 17640煤气热值，kJ/ m3每吨焦油耗煤气量为： =71.2 Nm3选用有效负荷为6270MJ/h(350万千卡/时)的标准圆筒式管式炉两台。 350万千卡时的管式炉规格性能见表4-4 4.3.2一段蒸发器已知条件：塔顶温度 105 塔顶压力（绝对压力） 1.01kg/cm3塔顶出来的物料 轻油
