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1、 辽宁科技学院本科生毕业设计 第V页年处理12万吨焦油焦油车间蒸馏工段初步设计摘 要 本次设计的题目是年处理12万吨焦油焦油车间蒸馏工段工艺初步设计，焦油蒸馏采用两塔连续式馏分工艺流程。通过已知数据计算整个生产过程的主要设备的工艺尺寸，并进行非工艺部分的设计。详细论述了工艺流程。 本设计的主体设备是管式炉，主要进行管式炉的物料衡算、能量衡算及具体的工艺尺寸计算，并绘制成图。此外还进行蒽塔和馏分塔的物料衡算和热量衡算对蒽塔塔板数及工艺尺寸计算; 一次蒸发器和二次蒸发器的计算及选型。 本设计的专题是介绍煤焦油蒸馏工艺过程中存在的污染物及危害。综合论述国内外煤焦油蒸馏过程中对污染物采取的防护治理措施
2、、工艺、特点、污染治理取得的效果及展望。 最后根据相关数据及资料进行非工艺部分的简要论述。完成蒸馏工段的设备布置，绘制工艺流程图、平面图及立面图；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。关键词：焦油蒸馏，管式炉，污染The preliminary design of distilling section of coal tar workshop with the scale dealing of 120,000 tons coal tar per year Abstract It is a preliminary design for an annual ou
3、tput of 120000 tons of coal tar in The process of distilled coal tar adops to two towers continuous distilling process. To calculate the size of the main equipment and design the non-technical part according to the date that has already been known. This design illustrates the technical process in de
4、tails. The main equipment of this design is a tube furnace. There is a measurement for materials, power. And last a picture about this design will be drawn. In addition, the calculation of thean thracene tower the distilled tower and heat will be done. There is also selection for the first distillat
5、ory and the second distillatory. The topic is designed for the introduction of the pollutant and the hazards in the producing process. The protective measurements will be taken by discussing the pollutants dealing result in home and abroad to create a new available way for controlling the polluted p
6、roducts. Finally, to complete the equipment layout of distillation, the picture of producing process, the plane and three-dimensional picture as well as waste treatments, environmental protection by according to the related dates and materials.Key words: tar distillation, tube furnace, pollution目 录1
7、1绪论11.1煤焦油的论述11.1.1煤焦油的应用及深加工意义11.1.2焦油主要危害及其特性11.2研究现状分析21.2.1国内发展现状21.2.2国外发现展状31.2.3产品方案31.2.4工艺流程41.2.5环保水平41.2.6节能水平41.3 煤焦油精制新技术51.4煤焦油加工展望51.4.1切忌盲目新建煤焦油加工设施51.4.2项目建设要求51.4.3慎重投资61.4.5注重煤焦油加技术的开发61.4.6加强环保工作61.5设计任务62生产工艺流程和设备的说明82.1原料及产品说明82.1.1煤焦油概述82.2煤焦油加工过程92.2.1 煤焦油加工过程92.3煤焦油加工工艺92.3.
8、1一塔式流程102. 3.2 二塔式流程102.4焦油分离主要设备112.4.2蒸发器152.4.3蒸馏塔153非工艺部分设计173.1车间布置173.2蒸馏工艺布置173.3厂址的选择183.4 土建193.5供电193.6供水排水203.7防火防爆213.8采暖通风223.9环保233.10设备维修234专题蒸馏工艺过程的环境污染与防治254.1概述254.2煤焦油化工厂废气发生源264.3煤焦油化工厂废气治理方法264.3.1比重大于1的油品污染气体治理264.3.2轻质油品污染气体的控制274.4沥青烟萘粉尘的净化处理274.6改进生产工艺减少污染284.6.1用氮气封闭液体化工物料储
9、存设备294.6.2沥青和萘实行液态运输294.6.3酚钠盐分解的先进工艺294.6.4连续硫酸法酚钠盐分解工艺304.6.5二氧化碳分解30焦油蒸馏工段计算说明311物料与热量衡算311.1计算条件及操作制度311.2燃烧过程的计算321.3耗热量和煤气用量的计算352管式炉的计算与选型412.1辐射段计算412.2对流段的计算482.3炉管压力降计算572.4烟囱计算622.4.1阻力计算622.4.2烟囱高度663其他设备的计算选型693.1蒽塔的选型693.2 沥青高置槽693.3 一次蒸发器693.4二段蒸发器703.5其他冷却器的选型703.5.1混合馏分冷却器703.5.2一蒽油
10、冷却器703.5.3二蒽油冷却器713.6设备选型汇总71结论74致谢75参考文献76附录A英文文献77附录英文翻译86 辽宁科技学院本科生毕业设计 第91页焦油蒸馏工段非计算设计说明书1绪论1.1煤焦油的论述煤焦油是煤在高温干馏和气化过程中副产的具有刺激性臭味、黑色或黑褐色、黏稠状液体产品,1 产率大约占炼焦干煤的 3%4%, 几乎完全是由芳香族化合物组成的复杂混合物, 组分上万种, 已从中分离并认定的单种化合物约 500 余种, 约占煤焦油总量的55%。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, 也有一部分多环芳烃化合物是石油加工业无法
11、生产和替代的。1.1.1煤焦油的应用及深加工意义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、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, 可用作电极黏结剂, 制造碳素纤维等。煤焦油混合物不经加工仅作为燃料油、炭黑原料油或防腐油以及直接或简单加工后的应用价值不是很大1。煤焦油蒸馏进行初步分离，一般可分离得到轻油、酚油、洗油、萘油、蒽油、沥青焦油六种馏份。萘是化学工业中很重要
12、的原料，广泛用于制取邻苯二甲酸酐，供生产树脂、工程塑料、染料油漆及医药等用；酚及其同系物用来生产合成纤维、工程塑料、农药、医药、燃料中间体、炸药等；蒽用来制蒽醌燃料、合成糅剂及油漆。沥青是焦油蒸馏残液，为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。1.1.2焦油主要危害及其特性健康危害：作用于皮肤，引起皮炎、痤疮、毛囊炎、光毒性皮炎、中毒性黑皮病、疣赘及癌肿。可引起鼻中隔损伤。环境危害： 对环境有危害，对大气可造成污染。燃爆危险： 本品易燃，为致癌物。危险特性： 其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热极易燃烧爆炸。与氧化剂接触猛烈反应。若遇高热，容
13、器内压增大，有开裂和爆炸的危险。1.2研究现状分析1.2.1国内发展现状我国煤焦油加工工业是随着炼焦工业发展起来的，目前我国的煤焦油加工存在着加工工艺相对落后、装置规模小且加工企业过于分散、加工过程环境污染严重、分离新技术应用水平低、加工深度不够等问题。2 国内外普遍看好的是其深加工精制产品的应用。随着经济和技术的发展,不仅传统的煤焦油加工产品开发出了新的用途,而且应用新技术提取或进一步加工出的煤焦油馏分产品更具市场竞争力。因此,应用新技术、新工艺, 从煤焦油中提取市场急需的各类贵重化工产品, 不仅实现了资源综合利用, 提高了产品附加值, 而且经济效益、环境效益、社会效益明显, 对煤焦油的精制
14、加工极为重要。蒸馏分离可以合理利用资源，节省不可再生资源，并减少分散加工带来的环境污染,获取最佳经济效益和社会效益。同时对我国社会主义经济建设有着重要意义。我国煤焦油初馏装置规模较小，普遍在10万吨/年以下，但我国焦化量大，焦油产量增加，加工空间大，同时深层产品潜力更大。所以煤焦油的深加工前景广阔。我国现有焦油年加工能力为540万t，在建加工能力425万t，而拟建的加工能力达到377万t，投产后合计年加工能力达到1340万t。与世界先进水平相比，能力小、技术水平低、产品品种少、能耗高、环境污染严重。造成这一现象的主要原因是煤焦油分散加工。前仍未建成一座现代化的煤焦油集中加工厂。上海宝钢于20世
15、纪80年代建成的煤焦油加工系统的主要设备技术从日本引进，但规模偏小，产品、副产品只有26 种，中间产品种，与国内同行相比，技术上没有多大突破，我国煤焦油加工业的状况与德国进行比较，存在较大的差距，分离精制技术低，产品数量少，品级低，而且其市场还有待于进一步开拓，不少化工企业从国外进口焦化原料，而焦化行业却因产品找不到国内市场又不得不低价出口2。 近30年来，由于受到来自石油化工的激烈竞争，以及钢铁工业的制约，其发展比较缓慢且不均衡。进入20世纪90年代中期，由于对煤焦油产品的需求，人们对煤焦油加工工业的重要地位又有了新的认识，煤焦油加工工业作为区域经济发展的重要支柱产业已经形成，特别在当前原油价格大幅上涨的背景下，石油化工原料成本不断攀高、石化产品竞争力大大削
