【定稿】年处理12万吨焦油焦油车间蒸馏工段初步设计说明书_可行性论证报告word文档

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。

生产工艺流程和主要设备的论述目前我国各焦化厂根据生产能力和规模大小的不同，所采取的生产形式有间歇式焦油蒸馏和连续式焦油蒸馏，生产工艺分为单塔双塔两种。

通过设计题目和要求可知本设计属大型焦化厂精馏工段，所以采用管式炉连续蒸馏工艺对焦油进行蒸馏，在这套工艺中，无水焦油经过汽化和精馏，能够较好地得到分离，从而得到沥青和其他副产品。

原料及产品说明煤焦油概述煤焦油是炼焦工业煤热解生成的粗煤气中的产物之，其产量约占装炉煤的在常温常压下其产品呈黑色粘稠液状，密度通常在之间，闪点具有特殊臭味，煤焦油又称焦油。

根据干馏温度和方法的不同可得到以下几种焦油低温干馏焦油低温和中温发生炉焦油中温立式炉焦油高温炼焦焦油。

生产原料为炼焦回收的高温焦油，高温煤焦油黑色粘稠液体，相对密度大于，含大量沥青，其他成分是芳烃及杂环有机化合物。

包含的化合物已被鉴定的达余种。

工业上将煤焦油集中加工，有利于分离提取含量很少的化合物。

加工过程首先按沸点范围蒸馏分割为各种馏分，然后再进步加工。

各馏分的加工采用结晶方法可得到萘蒽等产品用酸或碱萃取方法可得到含氮碱性杂环化合物称焦油碱，或酸性酚类化合物称焦油酸。

焦油酸焦油碱再进行蒸馏分离可分别得到酚甲酚二甲酚和吡啶甲基吡啶喹啉。

这些化合物是染料医药香料农药的重要原料。

煤焦油蒸馏所得的馏分油也可不经分离而直接利用，如沥青质可制电极焦碳素纤维等各种重要产品，酚油可用于木材防腐，洗油用作从煤气中回收粗苯的吸收剂，轻油则并入粗苯并处理。

低温煤焦油也是黑色粘稠液体，其不同于高温煤焦油是相对密度通常小于，芳烃含量少，烷烃含量大，其组成与原料煤质有关，低温干馏焦油是人造石油的重要来源之，经高压加氢制得汽油柴油等产品。

产品分类焦油的各组分性质有差别，但性质相近组分较多，需要先采用蒸馏方法切取各种馏分，使酚萘蒽等欲提取的单组分产品浓缩集中到相应馏分中去，再进步利用物理和化学的方法进行分离。

般在焦油连续蒸馏系统中所切取的馏分有以下几种前的馏分为轻油的馏分，主要为酚油产率对无水焦油，比重为。

主要含有苯族烃，酚含量小于并含有少量的古马龙和茚等不饱和化合物及微量的萘的馏分主要为萘油，产率为，比重为。

含有酚和甲酚萘吡啶碱类，其余为酚油的馏分主要为洗油，产率为，比重为。

含有甲酚二甲酚及高沸点酚类重质吡啶碱类萘含量低于其余为洗油及少量其他有机物质的馏分主要为蒽油，产率为，比重。

含蒽萘高沸点酚类重质吡啶碱类其余为Ⅰ蒽油二蒽油馏分初馏点为，产率，比重，初馏点，馏出时为，含萘不大于沥青为焦油蒸馏的残液，产率为。

煤焦油加工过程煤焦油加工从过程上分为个层次首先是原料煤焦油的预处理，即煤焦油的净化脱水脱渣除盐过程其次是煤焦油蒸馏，切取各种馏分第三是各馏分的分离，即用各种分离技术从馏分中提取各种精制产品最后是精制产品的进步深加工，利用各种物理或化学方法开发下游精细化工产品。

原料煤焦油的预处理，目前各国基本采用静置分层离心分离加压过滤铵盐反应转化等方法对煤焦油进行脱渣脱水脱盐。

我国焦油加工企业采用离心分离技术和加压过滤技术的相对较少。

脱盐技术主要是利用碳酸盐或二氧化碳反应除去煤焦油中的固定铵盐。

煤焦油加工工艺煤焦油蒸馏是焦油加工的龙头，其技术水平影响着焦油馏份的质量，并对焦油馏份的后续加工工艺的选择有着较大影响。

目前国内外成熟的煤焦油蒸馏工艺流程较多，就蒸馏塔的操作压力而言，可分为常压蒸馏常减压蒸馏和减压蒸馏三大类按蒸馏塔的数量可分为塔式二塔式和多塔式。

目前国内焦化企业大都采用常压单塔流程，这种流程投资低，易操作，比较适合中小规模的焦油蒸馏装置，但馏份切割较粗。

国外大型煤焦油加工企业，大都采用常减压流程，特点是各馏份切取较精细，如萘油馏份中萘的集中度可达以上，洗油馏份中含萘量较低由于馏份分割较细，有利于馏份的后续加工和提高产品的提取率。

我国以前煤焦油蒸馏装置多采用间歇蒸馏或常压连续蒸馏，按温度切取轻油酚油萘油洗油蒽油等馏分及沥青的流程，该工艺加热温度高时间长。

分塔式焦油蒸馏工艺和两塔式焦油蒸馏工艺。

塔式流程塔式焦油蒸馏工艺又被称为塔半式，就是在二段蒸发器上部加段精馏塔以切取二蒽油馏分。

原料焦油经预处理以后，经由原料泵送往管式炉段，加热至进入段蒸发器脱水，塔底无水焦油于管式炉二段加热至左右送入二段蒸发器进行蒸发分馏，沥青由器底排出，温度为的二蒽油自蒸发器上部精馏它侧线排出，经冷却后送储槽。

其余馏分的混合蒸汽自顶部逸出进入馏分塔，自馏分塔底排出的的蒽油，经冷却后，部分用于二段蒸发器顶部打回流，以保持二段蒸发器顶部温度为，其余送去处理。

由馏分塔下部侧线切取温度为的洗油馏分，中部侧线切取馏分温度为的萘油馏分，上部侧线切取的酚油馏分，各种馏分均经冷却后导入相应的中间槽，然后送去处理。

轻油及水的混合蒸汽以自塔顶逸出，经冷凝冷却油水分离后，部分轻油打回流，其余送粗苯工段处理。

当塔式流程在用于切取酚萘洗三混馏分时，馏分塔总塔板层数可由切取窄馏分的层塔板减至层。

而后再精制三混得到高纯度的萘苊芴酚吲哚吡啶盐甲基萘馏分和甲基萘馏分。

而以上过程主要采用还是普通精馏操作。

二塔式流程二塔式蒸馏工艺是在塔式的基础上做的改进工艺，为了提高焦油初次蒸馏的效果，在馏分塔之前加入了蒽塔，用于切取蒽油和二蒽油，然后塔顶的产品进入馏分塔，提取萘油洗油和酚油。

这样的流程使蒽油等重组分可以较早的从焦油中分离出来，对后面其他组分分离的干扰小，虽然在设备投入方面多些，但产品质量得到了改善。

上面的流程主要是用于提取焦油中的些馏分，如轻油馏分和三混馏分。

在焦油初步分离之后还有更复杂的分离操作，以能够进步经过系列分离操作得到高纯度的工业用产品或原料。

例如对于酚油的继续精制，要进行先经过洗涤，在经由蒸馏操作得到精酚，本次本设计采用两塔式蒸馏过程，蒸馏工艺如下由原料贮槽来的初步脱水的焦油用段焦油泵送入管式炉的对流段加热至后进入次蒸发器。

于此，粗焦油中的大部分水份和部分轻油的混合蒸汽以的温度自次蒸发器顶逸出，进入段冷凝冷却器及油水分离器与水分离后的轻油送往粗苯工段处理。

经脱水后含水量以下的无水焦油，经过油封流入无水焦油槽中。

无水焦油槽应保持经常满流，满流的焦油流入无水焦油槽，此槽中的焦油可用泵倒回原料焦油贮槽，或将满流焦油引入段焦油泵前的管路中。

无水焦油用段焦油泵送入管式炉辐射段，在此被加热到左右送入段蒸发器进行闪蒸，分离成镏份的混合蒸汽和液体沥青。

由次蒸发器的底部排出的沥青，送沥青冷却浇注系统。

从次蒸发器顶逸出的馏份混合蒸汽进入蒽塔进料塔板，塔底排出温度为的二蒽油，侧线切取温度为的蒽油。

二蒽油分别经各自埋入式冷却器冷却后，流入各自贮槽，以备结晶工段加工处理。

蒽塔顶用洗油打回流。

自蒽塔顶来的油气进入馏分塔进料塔板。

洗油馏份以的温度自塔底排出温度为的萘油馏份从侧线采出温度为的酚油馏份从对应的侧线层采出这些馏份都分别经各自的埋入式冷却器，然后经窥镜流入各自的贮槽。

馏份塔顶出来的轻油和水的混合蒸汽引入馏份塔轻油冷凝冷却器中，冷凝液经油水分离后，水经窥镜导入酚水槽或下水道内。

轻油经窥镜流入回流槽，用回流泵送到馏份塔顶作为回流油，剩余的轻油送往粗苯工段。

由本次设计题目要求可知本设计属大型焦化厂精馏工段，所以采用管式炉两塔式连续蒸馏工艺对焦油进行蒸馏，在这套工艺中，无水焦油经过汽化和精馏，能够较好地得到分离，从而得到沥青和其他副产品。

焦油分离主要设备焦油蒸馏过程主要是将焦油加热，利用组分间的沸点不同。

从而得到分离开的轻重组分，重组分为沥青，轻组分可通过进步的精馏得到多种产品。

此生产过程的主要设备为管式炉蒸发器蒽塔馏分塔冷却器等。

管式加热炉管式炉工作原理中国焦化厂用于焦油蒸馏的管式加热炉有圆形和方形式两种，新建厂多为圆筒形或箱型立体式。

箱型立体式或圆筒管式炉主要由燃烧室对流室和烟囱构成。

炉管分辐射段和对流段，水平安设。

辐射管从入口至出口管径是变化的，按顺序依次为四种规格，可使焦油在管内加热均匀，提高炉子热效应，避免炉管结焦，延长使用寿命。

炉底的油气联合燃烧器火嘴喷出高达几米的火焰，温度高达主要以辐射传热的方式，将大部分热量传给辐射室又叫炉膛炉管也叫辐射管内流动的油品。

烟气沿着辐射室上升到对流室，温度降到。

以对流传热的方式继续将部分热量传给对流室炉管内流动着的油品，最后温度降至的烟气从烟囱排人大气。

油品则先进入对流管再进入辐射管，不断吸收高温烟气传给的热量，逐步升高到所需要的温度。

辐射室是加热炉的核心部分，从火嘴喷出的燃料油或气在炉膛内燃烧，需要定的空间才能燃烧完全，同时还要保证火焰不直接扑到炉管上，以防将炉管烧坏，所以辐射室的体积较大。

由于火焰温度很高最高处可达左右，又不允许冲刷炉管，所以热量主要以辐射方式传送。

在对流室内，烟气冲刷炉管，将热量传给管内油品，这种传热方式称为对流传热。

烟气冲刷炉管的速度越快，传热的能力越大，所以对流室窄而高些，排满炉管，且间距要尽量小。

有时为增加对流管的受热表面积，以提高传热效率，还常采用钉头管和翅片管。

在对流室还可以加几排蒸汽管，以充分利用蒸汽余热，产生过热蒸汽供生产上使用。

烟气离开对流室时还含有不少热量，有时可用空气预热器进行部分热量回收，使烟气温度降到左右，再经烟囱排出，但这需要用鼓风机或引风机强制通风。

有时则利用烟囱的抽力直接将烟气排入大气。

由于抽力受烟气温度大气温度变化的影响，要在烟道内加挡板进行控制，以保证炉膛内最合适的负压，般要求负压为水柱，这样既控制了辐射室的进风量，又使火焰不向火门外扑，确保操作安全。

焦油在管内流向是先从对流管的上部接口进入，流经全部对流管后，出对流段，经联络管进入斜顶处的辐射管入口，由下至上流经辐射段侧的辐射管，再由底部与另侧的辐射管相连，由下至上流动，最后由斜顶处最后根辐射管出炉。

本炉设有多个自然通风和垂直向上的燃烧器，煤气通入中心烧嘴进行燃烧，有次二次通风口，并有手柄调节风量。

烧嘴中有的设有废气通入管，用以喷然有害气体。

在两个燃烧器旁设有喷烧酚水的喷嘴。

风箱是个侧面为型断面为长方形的管状物，内衬消声材料，端部入口设有百叶窗。

燃烧器用风通过风箱时噪声被消除。

炉子采用陶瓷纤维为耐火材料，以玻璃棉毡为绝热性能好，质量轻，易施工，使用寿命长。

管式炉的分类炼油厂加热炉类型很多，按照管式加热炉的用途可分为纯加热炉和加热反应炉，前者如常压炉减压炉，原料在炉内只起到被加热的作用后者如裂解炉焦化炉，原料在炉内不仅被加热，同时还有足够的时间进行裂解和焦化反应。

按照管式炉的结