常減壓蒸餾開(kāi)題報(bào)告

1、 . . 7/7本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告題 目 年處理24萬(wàn)噸焦油常減壓蒸餾車(chē)間初步設(shè)計(jì)院 （系 環(huán)化學(xué)院 班 級(jí)： 化工12-2 姓 名： 柴昶 學(xué) 號(hào)： 2012020836 指導(dǎo)教師：勁勇 教師職稱(chēng)： 教授 2016年3月科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告題目年產(chǎn)12萬(wàn)噸焦油常減壓蒸餾車(chē)間初步設(shè)計(jì)來(lái)源生產(chǎn)實(shí)踐研究目的和意義 煤焦油組成極為復(fù)雜，含有上萬(wàn)種有機(jī)物，已知含量大于1%的組分只有12種，如萘、蒽和芴等。上述化合物中的很多是化學(xué)工業(yè)中很重要的原料，廣泛用于制取鄰苯二甲酸酐，供生產(chǎn)樹(shù)脂、工程塑料、染料油漆與醫(yī)藥等用；酚與其同系物用來(lái)生產(chǎn)合成纖維、工程塑料、農(nóng)藥、醫(yī)藥、燃料中間體、炸藥等；蒽用來(lái)

2、制蒽醌燃料、合成糅劑與油漆。瀝青是焦油蒸餾殘液，為多種多環(huán)高分子化合物的混合物，用于制屋頂涂料、防潮層和筑路、生產(chǎn)瀝青焦和電爐電極等，也有一部分多環(huán)烴化合物是石油化工所不能生產(chǎn)和替代的。隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和企業(yè)改制任務(wù)的逐步完成，中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展已開(kāi)始走上持續(xù)發(fā)展的軌道。這對(duì)中國(guó)基礎(chǔ)工業(yè)的發(fā)展從新的發(fā)展層次提出越來(lái)越緊迫的更高要求，對(duì)煤焦油加工工業(yè)的發(fā)展在結(jié)構(gòu)和總量上會(huì)帶來(lái)新的發(fā)展需求。進(jìn)入90年代中期，利用煤焦油加工的萘、蒽、吡啶、酚類(lèi)等多環(huán)或雜環(huán)芳香烴產(chǎn)品，以與發(fā)展起來(lái)的炭素工業(yè)對(duì)原料的需求不斷加大，人們對(duì)煤焦油加工業(yè)的重要經(jīng)濟(jì)地位又有了更新的認(rèn)識(shí)。中國(guó)煤焦油加工工業(yè)作為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支

3、柱產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成。煤礦是我國(guó)的重要能源，對(duì)人民的日常生活起著舉足輕重的影響。而煤焦油蒸餾時(shí)焦油加工的龍頭，其技術(shù)水平影響著焦油餾分的質(zhì)量，并對(duì)焦油餾分的后續(xù)加工工藝的選擇有著較大影響。所以對(duì)煤焦油蒸餾工段的設(shè)計(jì)將會(huì)對(duì)焦油加工業(yè)的發(fā)展有巨大作用。2、國(guó)外發(fā)展情況(文獻(xiàn)綜述)2.1 生產(chǎn)規(guī)模德國(guó)、法國(guó)、俄羅斯等國(guó)家的單套焦油蒸餾裝置的能力都在1050萬(wàn)ta。國(guó)單套焦油蒸餾裝置有06萬(wàn)、12萬(wàn)、3 萬(wàn)、5萬(wàn)、75萬(wàn)、10萬(wàn)和15萬(wàn)ta各種規(guī)模。3 萬(wàn)ta以上的規(guī)模均為連續(xù)蒸餾工藝，小于3萬(wàn)ta的規(guī)模都是間歇蒸餾工藝。出現(xiàn)不同加工規(guī)模的原因有：(1)焦油加工廠自身焦油產(chǎn)量不同，按自產(chǎn)焦油建設(shè)相應(yīng)的規(guī)模；

4、(2)未作為一個(gè)產(chǎn)業(yè)來(lái)考慮焦油的加工，僅作為一個(gè)焦化廠的附帶處理單元；(3)大規(guī)模焦油加工的技術(shù)水平不夠；(4)環(huán)境保護(hù)和能量利用沒(méi)有達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家的重視程度。2.2 產(chǎn)品方案煤焦油中所含物質(zhì)上萬(wàn)種，已查明的有500多種，能夠提取或配制的產(chǎn)品，到目前為止，大約200多種。國(guó)外煤焦油加工廠的生產(chǎn)有三種模式。一是全方位多品種，提純和配制各種規(guī)格和等級(jí)的產(chǎn)品；二是在煤焦油加工產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，向著精細(xì)化工、染料、醫(yī)藥方面延伸的深加工產(chǎn)品；三是重點(diǎn)加工瀝青類(lèi)產(chǎn)品。國(guó)煤焦油加工的產(chǎn)品主要是酚類(lèi)、萘、洗油、粗蒽、瀝青等。各廠的產(chǎn)品質(zhì)量和數(shù)量都基本類(lèi)似，導(dǎo)致焦油加工的效益平平，與國(guó)外差距較大。其主要原因有以下幾方

5、面：各焦油加工裝置的規(guī)模普遍偏?。桓哔|(zhì)量、高附加值產(chǎn)品較少；生產(chǎn)企業(yè)適應(yīng)市場(chǎng)能力較差；焦油深加工產(chǎn)品的市場(chǎng)有待開(kāi)發(fā)，特別是新產(chǎn)品推向市場(chǎng)時(shí)，其難度較大。2.3 工藝流程國(guó)外焦油蒸餾的工藝小異，都是脫水、分餾，但國(guó)外的工藝比國(guó)要多樣化。能量消耗(包括水、電、煤氣、蒸汽等綜合指標(biāo))，從小到大排列為：illItIIIIm。各種規(guī)模的適應(yīng)性。從上述比較可以看出，國(guó)的焦油蒸餾工藝與國(guó)外工藝相比較。差距并不大，只是適用的場(chǎng)合不同。只要對(duì)國(guó)工藝的設(shè)備、儀表控制、能量利用方面做一些改進(jìn)工作，就能夠變成先進(jìn)和實(shí)用的工藝。3、研究/設(shè)計(jì)的目標(biāo)：本次設(shè)計(jì)題目為12萬(wàn)t/a焦油常減壓蒸餾車(chē)間的初步設(shè)計(jì)，時(shí)間為十七周。

6、設(shè)計(jì)成果包括一帶控制點(diǎn)的工藝流程圖、主要設(shè)備的裝配圖、設(shè)備平面布置與立面布置圖、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。其中設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)包括文獻(xiàn)綜述、工藝論證與生產(chǎn)流程確定、工藝計(jì)算書(shū)、主要設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)和設(shè)備選型、車(chē)間布置說(shuō)明、非工藝部分設(shè)計(jì)說(shuō)明、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析、設(shè)計(jì)體會(huì)和收獲、參考文獻(xiàn)等。4、設(shè)計(jì)方案（研究/設(shè)計(jì)方法、理論分析、計(jì)算、實(shí)驗(yàn)方法和步驟等）：工藝采用兩塔式常減壓蒸餾，包括脫水、常壓蒸餾、減壓蒸餾等主要系統(tǒng)與真空、溫水、排氣洗凈、貯槽等輔助系統(tǒng)。原料焦油進(jìn)焦油預(yù)熱器加熱后進(jìn)入預(yù)脫水塔。預(yù)脫水塔頂部脫出部分水和輕油，輕油作為脫水塔回流，分離水自流到氨水槽。預(yù)脫水塔底的焦油自流入脫水塔。脫水塔頂餾出的輕油餾分和水經(jīng)

7、冷凝冷卻、油水分離后，一部分輕油作為回流，其余作為產(chǎn)品送至輕油槽，分離水自流到氨水槽。脫水焦油在脫水塔底用泵抽出，與酚油塔底循環(huán)油混合后進(jìn)1號(hào)管式加熱爐。脫水塔底焦油經(jīng)重沸器循環(huán)加熱后返回塔底，以提供脫水蒸餾所需熱量。酚油塔為常壓操作，塔頂?shù)姆佑蜌庠诜挚s器冷凝，一部分作為回流，另一部分作為產(chǎn)品采出，冷卻后進(jìn)入酚油槽。酚油塔側(cè)線切取萘油餾分，冷卻后送至萘油槽。塔底混合油一部分與脫水塔底無(wú)水焦油混合后進(jìn)1號(hào)管式加熱爐，加熱到一定溫度后返回塔底，提供蒸餾所需熱量； 另一部分從酚油塔底抽出與餾分塔底循環(huán)瀝青混合后進(jìn)2號(hào)管式加熱爐。餾分塔為減壓操作，塔頂?shù)南从蜌庠诜挚s器冷凝，一部分作為回流；另一部分作為

8、產(chǎn)品采出，與原料焦油換熱并用溫水冷卻后進(jìn)洗油槽。餾分塔側(cè)線分別切取苊油、一蒽油和二蒽油餾分。苊油餾分與冷卻后送苊油槽，一蒽油餾分與冷卻后送一蒽油槽，二蒽油餾分冷卻后送二蒽油槽。塔底瀝青一部分用餾分塔底循環(huán)泵抽出，與酚油塔底油混合后進(jìn)2號(hào)管式加熱爐，在此加熱到一定溫度后返回塔底，提供蒸餾所需熱量；另一部分由餾分塔底抽出，與冷卻后送至后續(xù)生產(chǎn)裝置。工藝特點(diǎn)：1）常減壓蒸餾相結(jié)合，溫度、壓力分配合理，減壓蒸餾降低了操作溫度， 減少燃料消耗量，又可改善操作環(huán)境，有利于環(huán)境保護(hù)。2）各蒸餾塔底采用油循環(huán)加熱的供熱方式，便于操作和調(diào)節(jié)，能有效地防止結(jié)焦的產(chǎn)生。3）蒸餾過(guò)程不需通入直接蒸汽，不產(chǎn)生含酚廢水。

9、4）餾分分割較細(xì)，減少后續(xù)加工餾分的重復(fù)加熱，減少總能耗。5）易結(jié)晶、易凝固的餾分用溫水冷卻，減少設(shè)備、管道堵塞10。1-焦油預(yù)熱器；2-預(yù)脫水塔；3-脫水塔再沸器；4-脫水塔底循環(huán)泵；5-脫水塔；6-脫水塔底抽出泵；7-1號(hào)管式爐；8-酚油塔底循環(huán)泵；9-酚油塔；10-洗油冷卻器；11-萘油泵；12-苊油冷卻器；13-酚油冷卻器；14-萘油冷卻器；15-酚油塔底抽出泵；16-2號(hào)管式爐；17-餾分塔底循環(huán)泵；18-餾分塔；19-瀝青泵；20-瀝青冷卻器；21-二恩油泵；22-二蒽油冷卻器；23-一恩油泵；24-一蒽油冷卻器；25-苊油泵5、方案的可行性分析：常壓蒸餾是指焦油先進(jìn)入預(yù)處理塔、脫

10、重塔進(jìn)行脫水、脫重( 瀝青) 處理，處理后的精制焦油在蒸餾主塔中將輕油、酚油、萘油、洗油、蒽油進(jìn)一步分離。常減壓蒸餾是在常壓蒸餾的基礎(chǔ)上演變而來(lái)，第一步也是將原料中的水分脫去，然后進(jìn)入蒸餾主塔將輕油、酚油、萘油、洗油、軟瀝青分離，軟瀝青再進(jìn)入減壓蒸餾塔分離出蒽油、瀝青。這兩種工藝是目前國(guó)比較常用的焦油加工工藝。常壓蒸餾工藝是在傳統(tǒng)工藝的基礎(chǔ)上演變而來(lái)的，既保留了經(jīng)典流程簡(jiǎn)潔、穩(wěn)定的特點(diǎn)，又融入了新技術(shù); 常減壓蒸餾引入了真空系統(tǒng)，降低了操作溫度，是國(guó)全流程不加堿工藝的代表。6、該設(shè)計(jì)的創(chuàng)新之處產(chǎn)品分離靈活多樣的特性瀝青膠質(zhì)餾分可以做到預(yù)分離、預(yù)處理，大大降低了后續(xù)精加工的難度。節(jié)省能源，且便于

11、操作和調(diào)節(jié)。7、設(shè)計(jì)產(chǎn)品的主要用途和應(yīng)用領(lǐng)域：輕油餾分 170前的餾分，產(chǎn)率為0.4%0.8%，密度為0.880.90g/。主要含有苯族烴，酚含量小于5%?？梢宰鳛闄C(jī)動(dòng)車(chē)燃料。酚油餾分 170210的餾分，產(chǎn)率為2.0%2.5%，密度為0.981.01g/。含有酚和甲酚20%30%，萘5%20%，吡啶堿4%6%，其余為酚油。酚與其同系物生產(chǎn)合成纖維、工程塑料、農(nóng)藥、醫(yī)藥、燃料中間體、炸藥等。萘油餾分 210230的餾分，產(chǎn)率為10%13%，密度為1.011.04g/。主要含有萘70%80%，酚、甲酚和二甲酚4%6%，重吡啶堿3%4%，其余為萘油。用來(lái)制取鄰苯二甲酸酐，供生產(chǎn)樹(shù)脂、工程塑料、染料

12、、油漆與醫(yī)藥用等。洗油餾分 230300的餾分，產(chǎn)率為4.5%7.0%，密度為1.041.06g/。含有甲酚、二甲酚與高沸點(diǎn)酚類(lèi)3%5%，重吡啶堿,4%5%，萘含量低于15%，還含有甲基萘與少量苊、芴、氧芴等，其余為洗油。制炭黑的原料，加工成燃料油，一般需要加氫精制，作為柴油調(diào)和組分使用，加工成燃料油，一般需要加氫精制，作為柴油調(diào)和組分使用。一蒽油餾分 280360的餾分，產(chǎn)率為16%22%，密度為1.051.13g/。含有蒽16%20%，萘2%4%，高沸點(diǎn)酚類(lèi)1%3%，重吡啶堿2%4%，其余為一蒽油。用來(lái)制取染料、殺蟲(chóng)劑、樹(shù)脂、鞣料等。二蒽油餾分 初餾點(diǎn)為310，餾出50%時(shí)為400，產(chǎn)率為

13、4%8%，密度為1.081.18g/。含萘不大于3%。用于生產(chǎn)熒光染料、治霍亂藥，也可作為非磁性金屬表面探傷的熒光劑，與制取棕黃色還原染料的原料等。瀝青 為焦油蒸餾殘液，產(chǎn)率為50%56%。用于制屋頂涂料、防潮層和筑路、生產(chǎn)瀝青焦和電爐電極等。8、時(shí)間進(jìn)程第1-4周：搜集查閱書(shū)籍與網(wǎng)絡(luò)資料，撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告，制作PPT與開(kāi)題答辯；第5-6周：畢業(yè)設(shè)計(jì)工藝論證；第7-10周：工藝計(jì)算：物料衡算，熱量衡算，設(shè)備計(jì)算；第11-12周：繪制3A0工程設(shè)計(jì)圖紙：至少一手繪，包括PID圖；裝配圖；平面立面布置圖；第13-14周：技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析與非工藝部分；第15-16周：撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明說(shuō)；上交畢業(yè)設(shè)計(jì)

14、說(shuō)明書(shū)與圖紙；準(zhǔn)備答辯； 第17周：畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。9、參考文獻(xiàn)：1 冬霞.國(guó)成熟的煤焦油蒸餾工藝比較N.能源與節(jié)能.2014-62鵬程，婷，宏偉，團(tuán)結(jié)，煤焦油的加工工藝與研究現(xiàn)狀J.化工.2013，（41）：26-193袁毅夫，王亞彪，成，國(guó)外常減壓蒸餾工程技術(shù)淺析J.石油煉制與化工.2014，（45）:28-344進(jìn)輝，煤焦油加工工藝的比較與選擇J.燃料與化工.2016，(47):44-455肖瑾，秋，葉煌，煤焦油蒸餾工藝的選擇J.燃料與化工.2011，（42）：50-536眾喜，國(guó)外煤焦油加工工藝的比較DB/OL.百度文庫(kù).20147竇紅兵，暢賓平，水山， 煤焦油加工的國(guó)外現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)探討J 冶金，2006（5）：22-238晏海英，吳紹華 煤焦油深加工產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用進(jìn)展J 化工，32( 1) : 43 46，549亞偉，畢雅梅， 焦油的常壓蒸餾與常減壓蒸餾的探討J.企業(yè)家天地，2007,8:161-16210徐兵，小敏，利芬，桂振祥，吳術(shù)彬，梁治學(xué)，超大型煤焦油蒸餾技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用J.燃料與化工，2015，（42）：46-4811晁可繩，梁雙雙，宗士猛，超重原油常減壓蒸餾設(shè)計(jì)思考J.中外能源，2014，（19）：69-7212惜明，宏，林可鴻，煤焦油加工技術(shù)