年产120万吨焦化厂粗苯工段的设计

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第六章 主要设备的工艺计算和选型

设备的选型和计算是根据前述的粗苯工段工艺流程中提出的要求进行的。计算过程中对一些参数的选择，要求考虑实际操作，选型要求考虑实际操作需要外，还需考虑设备的型号是否为国内大量生产的系列，以便检修和更换零件。另外，该工段大部分是定型设备计算只能作为选择的参考。并且计算过程中选择了许多设计定额中的数据。

6.1 终冷洗苯部分的工艺计算及设备选型

6.1.1计算依据

煤气量 320Nm3/t煤 煤气密度 0.454kg/Nm3 H2S产率 (占装煤量) 0.2%

H2S密度 1.518kg/Nm3

粗苯的回收率(占装煤量) 1.1%

3洗苯塔后煤气含苯 2g/Nm 粗苯蒸汽密度3.667 kg/Nm3

煤气量 45000Nm3/h

煤气温度

硫铵工段来的煤气温度58 ℃ 饱和温度 52 ℃

终冷温度 22 ℃

6.1.2计算过程 1) 煤气流量

装炉干煤量

G煤= n?N?V炭化室??干煤/?

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= 2?60?35.1/22.5 = 187.2t/h

式中

n ——炉组焦炉个数

N ——炭化室孔数

35.1——单孔装煤量，即V炭化室??干煤，m3 ? ——焦炉周转时间,h

干煤气量

V煤气?G煤??煤气

= 187.2×320

= 59904Nm3/h G煤气= 59904×0.454 =27196.416Kg/h

2) 煤气中含H2S量

GH2S?G煤?H2S产率

= 187.2×1000×0.2% = 374.4kg/h VH2S=GH2S/?H2S

= 374.4/1.518

= 246.64Nm3/h

3) 煤气中粗苯含量

G粗笨=G煤×粗苯的回收率+ V煤气×塔后煤气含苯量

= 187.2×1000×1.1%＋59904×0.002

= 2179.008kg/h

V粗笨=G粗笨/?粗笨 = 2179.008/3.667 = 594.22Nm3/h

上述三种气体流量之和 V总?V煤气?VH2S?V粗苯 = 59904+246.64+594.22 = 60744.86Nm3/h

4) 塔前煤气中水蒸气量（G塔前kg/h和V塔前Nm3/h） 塔前煤气温度T1=58℃，煤气露点T01=53℃

露点下的水蒸汽压力P01= 13582 Pa

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煤气绝对总压力=大气压＋煤气总压（表）

= 101300+10000 = 111300 Pa ?P01/(P?P01)

=60744.86?13582/111300?13582

V塔前= 8504.28Nm3/h G塔前=V塔前?18/22.4

= 8504.28×18/22.4 = 6803.42 Kg/h

5) 塔后煤气中水蒸汽量（G塔后kg/h和V塔后Nm3/h） 塔后煤气温度T2=22℃ 露点T02=22℃ 露点下水蒸汽压力P02= 2638 Pa 塔后煤气绝对总压力:

P2=大气压＋塔后煤气压力

=101300+8500

=109800Pa

V塔后?P02/(P2?P02)

=60744.86×2638/(109800-2638) =1214.90Nm3/h

G塔后= V塔后×18/22.4

=1214.90×18/22.4 =976.26 Kg/h

6.1.3横管终冷洗萘塔的计算

(一) 热量衡算

1. 带入热量Q入

（1） 干煤气带入热量

q1= V煤气×干煤气在58℃下的焓

=59904×87.42 =5236807.68KJ/h （2）H2S带入热量

q2= GH2S×H2S在塔前温度下的比热×塔前温度

=374.4×0.9902×58 =21502.39KJ/h

(3)粗苯带入热量：

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q3= G粗笨× IKJ/h I=4.18×(103＋ct) 式中

c=(20.7＋0.026t)/M Kcal/(kg℃) M——粗苯平均分子量，可取为82.2 t——煤气塔前温度，℃ 则c=(20.7＋0.026×58)/82.2

=0.27Kcal/kg℃

I=4.18×(103＋0.27×58) =496.00KJ/kg q3 = G粗笨× I

=2179.008×496.00 =1080785.35KJ/h

(4)水蒸气带入热量：

q4= G塔前×水蒸气塔前温度下的焓 =6803.42×2600.54 =17692565.85KJ/h

故带入热量为：

Q入?q1?q2?q3?q4

=5236807.68+21502.39+1080785.35+17692565.85 =24031661.27KJ/h

2. 带出热量Q出： （1）干煤气带出热量

? = V煤气×干煤气在22℃下的焓 q1=59904×33.16 =1986416.64KJ/h

式中 33.16——22℃下干煤气的焓， KJ/h

（2）H2S带出热量 ：

? = GH2S×H2S在塔后温度下的比热×塔后温度 q2=374.4×0.9889×22 =8145.37KJ/h

（3）粗苯带出热量： ? = G粗笨×i? ，KJ/h q3i?=4.18×(103＋t?c?)

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式中c?=（20.7+0.026t?）/M,kcal/(kg℃)

M——粗苯平均分子量，可取为82.2 t?——煤气塔后温度℃

c?=(20.7＋0.026×22)/82.2 =0.259kcal/(kg.℃) i?=4.18×(103＋0.259×22) =454.36 KJ/kg

故粗苯产品带出热量

?=2179.008×454.36 q3=990054.07KJ/h

（4） 水蒸气带出热量：

q'4= G塔前×水蒸气塔前温度下的焓 =976.26×2533.94 =2473784.26KJ/h

故带出热量为：

Q出?q'1?q2?q3?q4

=1986416.64＋8145.37＋990054.07＋2473784.26

=5458400.34KJ/h

(二) 冷却面积的计算

冷却水采用18℃的地下水出塔温度为28℃左右 （1）冷却水量

W=（Q入—Q入）/【（28—18）×4.18×1000】 =(2403161.27—5458400.34) /【（28—18）×4.18×1000】 =444.34m3/h

（2） 传热系数的计算：

1K=

1?11?2b?????1?1?2?2?1) ?1是由煤气至管外璧的对流传热系数 J/㎡·S·K

㏑?1=0.0522x＋5.36

式中：x—每m3饱和煤气（塔前塔后的露点下为饱和煤气）中水蒸气的平均含量（体积百分比）

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