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：2012020836
指导教师：张劲勇
教师职称：教授
2016年3月
第4章工艺计算
4.1设备选择要点
4.1.1 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1.25～1.3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Cr
5
Mo等）。
4.1.2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)
800 900 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400
板距（mm) 350 350
350 350 400 400 450 450 450 450
400 400 450 450 500 500 500 500
（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。
4.2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＝30303.03kg
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0.5 1.5 12 5 17 5 3 56 4.2.1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：
1212.1
无水煤焦油：
29090.9
30303
轻油：29090.9×0.5%＝151.5
酚油：29090.9×1.5%＝454.5
苊油：29090.9×3%＝909.1
萘油：29090.9×12%＝3636.4
洗油：29090.9×5%＝1515.3
一蒽油：29090.9×17%＝5151.6
二蒽油：29090.9×5%＝1515.3
沥青：29090.9×56%＝16969.7
从脱水塔蒸出的煤焦油的水分：
30303×4%＝1212.1
30303
输入物料量等于输出物料量，故满足物料衡算的要求。
4.2.2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%)＝29090.9 kg/h
输出物料量：
轻油29090.9×0.25%＝72.7kg/h
焦油29090.9×99.75%＝29018.2kg/h 共计72.7+29018.2＝29090.9 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29018.2 kg/h
输出物料量：
轻油29090.9×0.25%＝72.7kg/h
馏分29090.9×(1－0.25%－0.25%)＝28945.4kg/h
共计72.7+28945.4＝29018.2 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28945.4 kg/h 输出物料量：
酚油29090.9×1.5%＝436.4kg/h
萘油29090.9×12%＝3490.9kg/h 馏分蒸汽29090.9×(1－0.5%－12%－1.5%)＝25018.2kg/h
共计436.4+25018.2+3490.9＝28945.4kg/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25018.2 kg/h 输出物料量：
一蒽油29090.9×17%＝4945.5kg/h 二蒽油29090.9×5%＝1454.5kg/h 沥青29090.9×56%=16290.9kg/h 洗油29090.9×5%＝1454.5kg/h 苊油29090.9×3%＝872.7 kg/h 共计4945.5+1454.5+16290.9+1454.5+872.7＝25018.2kg/h 输入物料量等于输出物料量，故满足物料衡算定律。
4.3主要设备计算
4.3.1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%＝909.1kg/h
二段，按焦油量的0.3%计30303×0.3%＝91kg/h
过热蒸汽量，按焦油量的4%计30303×4%＝1212.1 kg/h
经管式炉一段后轻油蒸发量，按无水煤焦油的0.25%计72.8 kg/h ⑴一段焦油加热
加热焦油耗热量：
Q
1＝30303?96%?(i
125
－i
85
)＝29090.9?(197.4－121.8)
＝2199272kJ/h
式中
197.4—原料煤焦油125℃时的热焓，kJ/kg；
121.8—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）：