常减压蒸馏工艺计算

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： 36

指导教师：张劲勇

教师职称：教授

2016年3月

第4章工艺计算

设备选择要点

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400～410℃时，一段焦油出口温度在120～130℃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400～450℃的要求。

（3）辐射管热强度实际生产波动在18000～26000千卡/米2·时，设计宜采用18000～22000千卡/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6000～10000千卡/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～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）。

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 )800900

100

120

14001600

180

200

220

240

板距

（mm )350350

350350400400450450450450

400400450450500500500500

（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。

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 w＝

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125175356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：

无水煤焦油：

轻油：×%＝

酚油：×%＝

苊油：×3%＝

萘油：×12%＝

洗油：×5%＝

30303

一蒽油：×17%＝

二蒽油：×5%＝

沥青：×56%＝

从脱水塔蒸出的煤焦油的水分： 30303×4%＝

30303

输入物料量等于输出物料量，故满足物料衡算的要求。

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×(1－4%)＝ kg/h

输出物料量：

轻油×%＝h

焦油×%＝h

共计 +＝ 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 kg/h 输出物料量：

轻油×%＝h

馏分×(1－%－%)＝h

共计 +＝ 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 kg/h 输出物料量：

酚油×%＝h

萘油×12%＝h

馏分蒸汽×(1－%－12%－%)＝h

共计 ++＝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 kg/h 输出物料量：

一蒽油×17%＝h

二蒽油×5%＝h

沥青×56%=h

洗油×5%＝h

苊油×3%＝ kg/h

共计 ++++＝h

输入物料量等于输出物料量，故满足物料衡算定律。

主要设备计算

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 30303×3%＝h

二段，按焦油量的%计 30303×%＝91kg/h

过热蒸汽量，按焦油量的4%计 30303×4%＝ kg/h

经管式炉一段后轻油蒸发量，按无水煤焦油的%计 kg/h

⑴一段焦油加热

加热焦油耗热量：

Q1＝30303⨯96%⨯(i125－i85)＝⨯－

＝2199272kJ/h

式中

—原料煤焦油125℃时的热焓，kJ/kg；

—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）：Q2＝⨯(q125－q85)＝⨯－357)＝h

式中

—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：

Q3＝⨯式中

—轻油蒸发量，kg/h

—轻油汽化热，kJ/kg

一段焦油加热总耗热量：

Q1＋Q2＋Q3＝2199272+2150039+=h

⑵过热蒸汽加热量

加热蒸汽耗热量：

Q4＝⨯－＝ kJ/h

式中

—6kg/cm2（表压）饱和水蒸气过热至450℃时热焓：kJ/kg；

—6kg/cm2（表压）饱和水蒸气热焓：kJ/kg。

⑶二段洗油加热

加热焦油耗热量：

Q5＝－⨯(966－168)＝.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：

Q6＝91⨯()

3285-＝h

463

68

.

式中 3285—405℃水蒸气热焓，kJ/kg；