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本科毕业设计开题报告

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

黑龙江科技大学本科毕业设计开题报告 题目 年产12万吨焦油常减压蒸馏车间初步设计 来源 生产实践 1、 研究目的和意义 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焦油加工业的发展有巨大作用。 2、国内外发展情况(文献综述) 2.1 生产规模 德国、法国、俄罗斯等国家的单套焦油蒸馏装置的能力都在10～50万t／a。国内单套焦油蒸馏装置有0．6万、1．2万、3 万、5万、7．5万、10万和15万t／a各种规模。3 万t／a以上的规模均为连续蒸馏工艺，小于3万t／a的规模都是间歇蒸馏工艺。出现不同加工规模的原因有：(1)焦油加工厂自身焦油产量不同，按自产焦油建设相应的规模；(2)未作为一个产业来考虑焦油的加工，仅作为一个焦化厂的附带处理单元；(3)大规模焦油加工的技术水平不够；(4)环境保护和能量利用没有达到发达国家的重视程度。 2.2 产品方案 煤焦油中所含物质上万种，已查明的有500多种，能够提取或配制的产品，到目前为止，大约200多种。国外煤焦油加工厂的生产有三种模式。一是全方位多品种，提纯和配制各种规格和等级的产品；二是在煤焦油加工产品的基础上，向着精细化工、染料、医药方面延伸的深加工产品；三是重点加工沥青类产品。国内煤焦油加工的产品主要是酚类、萘、洗油、粗蒽、沥青等。各厂的产品质量和数量都基本类似，导致焦油加工的效益平平，与国外差距较大。其主要原因有以下几方面：各焦油加工装置的规模普遍偏小；高质量、高附加值产品较少；生产企业适应市场能力较差；焦油深加工产品的市场有待开发，特别是新产品推向市场时，其难度较大。

2.3 工艺流程 国内外焦油蒸馏的工艺大同小异，都是脱水、分馏，但国外的工艺比国内要多样化。能量消耗(包括水、电、煤气、蒸汽等综合指标)，从小到大排列为：illII>I>m。各种规模的适应性。从上述比较可以看出，国内的焦油蒸馏工艺与国外工艺相比较。差距并不大，只是适用的场合不同。只要对国内工艺的设备、仪表控制、能量利用方面做一些改进工作，就能够变成先进和实用的工艺。 3、研究/设计的目标： 本次设计题目为12万t/a焦油常减压蒸馏车间的初步设计，时间为十七周。设计成果包括一张带控制点的工艺流程图、主要设备的装配图、设备平面布置与立面布置图、设计说明书。其中设计说明书包括文献综述、工艺论证及生产流程确定、工艺计算书、主要设备的工艺设计和设备选型、车间布置说明、非工艺部分设计说明、技术经济分析、设计体会和收获、参考文献等。 4、设计方案（研究/设计方法、理论分析、计算、实验方法和步骤等）： 工艺采用两塔式常减压蒸馏，包括脱水、常压蒸馏、减压蒸馏等主要系统及真空、温水、排气洗净、贮槽等辅助系统。 原料焦油进焦油预热器加热后进入预脱水塔。预脱水塔顶部脱出部分水和轻油，轻油作为脱水塔回流，分离水自流到氨水槽。预脱水塔底的焦油自流入脱水塔。 脱水塔顶馏出的轻油馏分和水经冷凝冷却、油水分离后，一部分轻油作为回流，其余作为产品送至轻油槽，分离水自流到氨水槽。脱水焦油在脱水塔底用泵抽出，与酚油塔底循环油混合后进1号管式加热炉。脱水塔底焦油经重沸器循环加热后返回塔底，以提供脱水蒸馏所需热量。 酚油塔为常压操作，塔顶的酚油气在分缩器内冷凝，一部分作为回流，另一部分作为产品采出，冷却后进入酚油槽。酚油塔侧线切取萘油馏分，冷却后送至萘油槽。塔底混合油一部分与脱水塔底无水焦油混合后进1号管式加热炉，加热到一定温度后返回塔底，提供蒸馏所需热量； 另一部分从酚油塔底抽出与馏分塔底循环沥青混合后进2号管式加热炉。 馏分塔为减压操作，塔顶的洗油气在分缩器内冷凝，一部分作为回流；另一部分作为产品采出，与原料焦油换热并用温水冷却后进洗油槽。馏分塔侧线分别切取苊油、一蒽油和二蒽油馏分。苊油馏分与冷却后送苊油槽，一蒽油馏分与冷却后送一蒽油槽，二蒽油馏分冷却后送二蒽油槽。塔底沥青一部分用馏分塔底循环泵抽出，与酚油塔底油混合后进2号管式加热炉，在此加热到一定温度后返回塔底，提供蒸馏所需热量；另一部分由馏分塔底抽出，与冷却后送至后续生产装置。 工艺特点： 1）常减压蒸馏相结合，温度、压力分配合理，减压蒸馏降低了操作温度， 减少燃料消耗量，又可改善操作环境，有利于环境保护。 2）各蒸馏塔底采用油循环加热的供热方式，便于操作和调节，能有效地防止结焦的产生。 3）蒸馏过程不需通入直接蒸汽，不产生含酚废水。 4）馏分分割较细，减少后续加工馏分的重复加热，减少总能耗。 5）易结晶、易凝固的馏分用温水冷却，减少设备、管道堵塞[10]。