华北科技学院毕业设计
目录
1 文献综述.................................................................................................................... 1
1.1 煤焦油加工的必要性..................................................................................... 1 1.2 煤焦油的性质和用途..................................................................................... 2
1.2.1 煤焦油的性质...................................................................................... 2 1.2.2 煤焦油的用途...................................................................................... 3 1.3 煤焦油加工原理............................................................................................. 3
1.3.1 煤焦油的化学组成.............................................................................. 3 1.3.2 煤焦油的连续蒸馏.............................................................................. 7 1.4 焦油蒸馏工艺介绍......................................................................................... 9
1.4.1 常压焦油蒸馏工艺.............................................................................. 9 1.4.2 减压蒸馏工艺.................................................................................... 12 1.4.3 常减压蒸馏工艺................................................................................ 13 1.5 国内外煤焦油加工工艺的概况................................................................... 14
1.5.1 国外煤焦油加工现状........................................................................ 14 1.5.2 我国煤焦油加工业的状况................................................................ 15
2 煤焦油蒸馏工段工艺设计...................................................................................... 17
2.1 煤焦油原料要求........................................................................................... 17 2.2 煤焦油生产前的准备................................................................................... 18
2.2.1 焦油质量均匀化................................................................................ 18 2.2.2 焦油的脱水........................................................................................ 18 2.2.3 焦油的脱盐........................................................................................ 19 2.2.4 焦油的脱灰、脱渣............................................................................ 20
3 工艺计算与设备选型.............................................................................................. 23
3.1 设备选择要点............................................................................................... 23
3.1.1 圆通管式炉........................................................................................ 23 3.1.2 一段蒸发器........................................................................................ 23 3.1.3 二段蒸发器........................................................................................ 24 3.1.4 馏分塔................................................................................................ 24
迁安年处理煤焦油12万吨蒸馏工段工艺设计
3.1.5 原料焦油泵........................................................................................ 25 3.2 设计计算定额............................................................................................... 25
3.2.1 焦油蒸馏馏分产率............................................................................ 25 3.2.2 焦油蒸馏工段设计定额.................................................................... 25 3.3 主要设备计算............................................................................................... 27
3.3.1 管式炉................................................................................................ 27 3.3.2 一段蒸发器........................................................................................ 30 3.3.3 二段蒸发器........................................................................................ 31 3.3.4 馏分塔................................................................................................ 32 3.3.5 一段轻油冷凝冷却器........................................................................ 34 3.3.6 馏分塔轻油冷凝冷却器.................................................................... 35 3.3.7 浸没式冷却器.................................................................................... 37
4 非工艺部分设计...................................................................................................... 37
4.1 工艺布置....................................................................................................... 37
4.1.1 布置要点............................................................................................ 37 4.1.2 土建.................................................................................................... 38 4.2 化工环保....................................................................................................... 39
4.2.1 废气的性质及区域划分.................................................................... 39 4.2.2 尾气治理原理.................................................................................... 39 4.2.3 其余污染物处理措施........................................................................ 40 4.3 化工安全....................................................................................................... 40
4.3.1 选择适宜的输送设备........................................................................ 40 4.3.2 防火.................................................................................................... 40 4.3.3 防爆.................................................................................................... 40 4.3.4 主要危险源........................................................................................ 41 4.3.5 防护措施............................................................................................ 41 4.3.6 工业卫生防护措施............................................................................ 41 4.4 电力............................................................................................................... 41
4.4.1 供电.................................................................................................... 41
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4.4.2 防触电................................................................................................ 41 4.5 给水排水....................................................................................................... 42 附录：图纸.................................................................................................................. 42 设计总结...................................................................................................................... 43 参考文献...................................................................................................................... 45 致谢.............................................................................................................................. 46
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1 文献综述
1.1 煤焦油加工的必要性
煤焦油是炼焦工业的重要产品。随着中国改革开放的不断深入发展，中国钢铁的生产规模已步入世界前列，焦化工业也随之迅速发展起来，现中国已发展成为世界最大的焦炭和煤焦油生产国家。以2001年为例，中国焦炭总产量为12406×104t/a，其中机焦产量为9400×104t/a,土焦产量为3000×104t/a。到目前为止全国煤焦油产量已超过650×104t/a，而煤焦油实际加工量不足400×104t，其余被作为原料出口或作为燃料烧掉，还有大量的土焦根本没有回收煤焦油，资源浪费严重。随着焦化的发展、土焦的不断取缔，煤焦油的产量在不断增加，另外近年来发达国家由于多种原因炼焦行业出现萎缩状态，煤焦油产量日趋减少，导致煤焦油的深加工产品必然从发展中国家获取，因此煤焦油的深加工对中国的经济发展会产生深远意义。
煤焦油组成极为复杂，含有上万种有机物，已知含量大于1%的组分只有12种，如萘、蒽和芴等。上述化合物中的很多是化学工业中很重要的原料，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，也有一部分多环烃化合物是石油化工所不能生产和替代的。
随着产业结构的调整和企业改制任务的逐步完成，中国经济的发展已开始走上持续发展的轨道。这对中国基础工业的发展从新的发展层次提出越来越紧迫的更高要求，对煤焦油加工工业的发展在结构和总量上会带来新的发展需求。进入90年代中期，利用煤焦油加工的萘、蒽、吡啶、酚类等多环或杂环芳香烃产品，以及发展起来的炭素工业对原料的需求不断加大，人们对煤焦油加工业的重要经济地位又有了更新的认识。中国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。煤矿是我国的重要能源，对人民的日常生活起着举足轻重的影响。而煤焦油蒸馏时焦油加工的龙头，其技术水平影响着焦油馏分的质量，并对焦油馏分的后续加工工艺的选择有着较大影响。所以对煤焦油蒸馏工段的设计将会对
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