年产120万吨焦化厂粗苯工段的设计(3)

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= 0.174%+2059.2/(122747.21+2059.2)

= 1.8 %

3. 塔径和塔高的确定； 根据《燃料化工》1998（3）：36提供的参数，塑料花环填料的空塔气速?在1.1～1.4m/s之间；花环填料表面定额在0.2～0.3㎡/Nm3·h，本设计取?=1.25m/s ，花环填料表面定额值为0.25㎡/Nm3·h

D =

4V4?68117.21 = 4.38 m ??u??1.25?3600圆整后，取D = 4.4 m

式中 VS——煤气平均体积流量，Nm3/S 花环填料面积，用量及塔高的计算：

由于花环填料表面定额值为0.25㎡/Nm3·h 得花环填料面积：

F = 0.25×68117.21 = 17029.30㎡

洗苯塔吸收段内填Z型花环填料，填料层的结构采用多段填充，塔顶部设一层高0.8m的捕雾层，充填X型花环填料，采用6个叶式喷头，在塔的适当部位设再分布器。

三种花环填料规格见下表； 型号 X Z D 填充分数 个/m3 32500 8000 3000 比表面积 ㎡/Nm3 185 127 94 空隙率 % 88 89 90 容重 Kg/m3 111 120 88 由上表可查出：Z型花环的比表面积为127㎡/Nm3。秒年里 则：

填料总体积 V = 17029.30/127 = 134.09 m3

134.09V故填料高度为：h = = = 9.77 m 24.4πr2??（）2因此洗苯塔可分为5层填料，每层高度为2m，填料层间距为1m，捕雾层高0.8m,再分布器段2.5m,煤气入口段2m, 煤气出口段2m,洗苯塔底部槽高为5m，喷淋高度为2.5m,第二层与第三层填料间设再分布器，则洗苯塔内填料高度为： H， = 5×2+2.5+3×1 = 15.5m

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塔高可取为：

H = 15.5+0.8+2+2+5++2.5+2.2（附加高度） = 30 m

6.3 蒸馏脱苯部分设备计算和选型

6.3.1计算依据：

粗苯产量为2179.008 kg/h,其中

苯 2179.008×76% = 1656.05 kg/h 甲苯 2179.008×15% = 326.70 kg/h 二甲苯 2179.008×5% = 108.95 kg/h 萘溶剂油 2179.008×4% = 87.16 kg/h 贫油量 122747.21 kg/h

贫油密度γ= 1050Kg/ m3

W则：V = = 122747/1050= 116.90 m3/h

?贫油中粗苯的含量为 116.90×0.3% = 0.351m3/ h 粗苯的密度取860 kg/m3，则

粗苯量为 0.351×860 = 301.86 Kg/h 其中含苯 2.8%×301.86= 8.45 Kg/h 甲苯 19.2%×301.86= 57.96 Kg/h

二甲苯 30.8%×301.86 = 92.97 Kg/h 萘溶剂油47.2%×301.86= 142.48 Kg/h 富油量 = 贫油量＋粗苯产量＋贫油中含粗苯量 = 122747.21＋2179.008+301.86 = 125228.078 Kg/h

富油中水量 = 富油量×（0.5～1%） = 125228.078×0.6%

= 751.37 Kg/h

富油中萘量 = 富油量×5% = 125228.078×5% = 6261.40Kg/h

洗油 量 = 贫油量 - 富油中萘量 = 122747.21–6261.40 = 116485.81 Kg/h

则进入脱苯工序的富油量如下：

中国矿业大学2009届进修生毕业设计第13页共31页 成分 洗油 萘 苯 甲苯 二甲苯 溶剂油 水 共计

Kg/h 116485.81 6261.40 1664.5 384.66 201.92 229.64 751.37 125979.3 Kg/h 122747.21 Kmol/h 728.04 48.92 21.34 4.19 1.92 1.92 41.5 843.42 分子量 160 128 78 91.9 105．9 120 18 2529.32 6.3.2管式炉：

管式炉出口富油温度为180℃，压力为920mmHg。180℃时各种组分的饱和蒸汽压（mmHg）分别为：

苯：7668；甲苯：3875；萘：295；溶剂油：1100；洗油：110。 从管式炉出来的富油进入脱苯塔时，闪蒸后与闪蒸前液相中各组分比率计算如下：（用试差法）

苯的比率：假设?B=0.62

0.619?7668甲 苯：?T = = 0.764

0.619?7668?0.381?3875二甲苯：?溶剂油：?洗 油：?X=

0.619?7668= 0.859

0.619?7668?0.381?2060S=

0.619?7668= 0.919

0.619?7668?0.381?11000.619?7668 = 0.977

0.619?7668?0.381?295 = M中国矿业大学2009届进修生毕业设计第14页共31页

萘 ：?N =

0.619?7668 = 0.991

0.619?7668?0.381?110水 ：?W = 0

闪蒸后留在液相中各组分的数量如下（包括进入再生器的洗油量） 成 分 苯 甲 苯 二甲苯 溶剂油 萘 洗 油 共 计 验算?BKmol/h 0.62×21.34=13.23 0.764×4.19=3.20 0.859×1.92=1.65 0.919×1.92=1.76 0.977×48.92=47.79 0.991×728.04=721.49 789.11 Kg/h 1031.94 294.08 174.74 211.2 6117.12 115438.4 123266.416 1741.654 120774.08 ： P?? A =

?iGiMi

Gi?iGi??M?Mii789.11?920= 848.05?789.11 = 12317.29

12317.29?B = A/（A+PB）= = 0.616

12317.29?7668与假设值?B= 0.619非常接近，故以上计算正确。 在脱苯塔进口各组分蒸发量如下：（包括进入再生器的蒸发量） 成 分 苯 Kg/h 1664.5-1031.94=632.56 中国矿业大学2009届进修生毕业设计第15页共31页 甲 苯 二甲苯 4 溶剂油 萘 洗 油 水 共 计 384.66-294.08=90.58 201.92-173.676=28.24 769.824 1961.514 229.64-211.2=18.44 6261.40-6117.12=144.28 116485.81-115438.4=1047.41 751.37 2712.884 1191.69 粗苯在管式炉中的蒸发率：

769.824/2179.008×100 % = 35% 1． 管式炉输入热量QR：

（1） 从洗苯塔来的富油经分缩器，贫富油换热器后进入管式炉（包括洗

油，粗苯，水，其温度为125℃），带入热量Q1： ① 洗油带入热量（包括萘）：

q1 = 洗油量（包括萘）×125℃洗油的比热×温度 = 122747.21×0.491×125×4.18 = 31490489.86 KJ/h

式中0.491——含萘洗油125℃时的比热，KcaL/Kg· ℃ ② 粗苯带入热量：

q2 = 粗苯量×比热×温度，KJ/h。

粗苯125℃的比热

C = 0.383+0.00104t = 0.513 KcaL/Kg· ℃ 则q2 = 2480.72×0.513×125×4.18

= 664938.39 KJ/h

③ 水带入热量：

q3 = 水量×比热×温度

= 751.37×1.017×125×4.18

= 399264.869 KJ/h

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