廢白土再生技術(shù)工藝設(shè)計(jì)

煉油廢白土再生技術(shù)工藝設(shè)計(jì)

學(xué)生姓名：趙海云學(xué)號(hào)：05031222

專業(yè)班級(jí)：化工05-2

指導(dǎo)教師：王延臻（教授）目錄12前言

流程簡(jiǎn)述及設(shè)備選型結(jié)論

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前言

●潤(rùn)滑油生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的含油廢白土，其中含油約為30%，這部分廢白土直接排放，不僅污染環(huán)境，而且浪費(fèi)資源。●目前我們所開發(fā)的回收方法，使用不同的溶劑回收廢白土中不同餾程的油分，然后再利用蒸餾的方法回收溶劑，實(shí)現(xiàn)了溶劑的循環(huán)使用與油分的回收。工藝流程簡(jiǎn)述在反應(yīng)釜中，先用溶劑B洗白土，溶解出其中的理想油，將洗滌液排入1號(hào)罐；再用溶劑A與溶劑B的混合液洗白土，溶解出其中的非理想油，并把洗滌液排入2號(hào)罐；然后再用溶劑A洗白土，溶解白土中的油分、少量的溶劑B以及溶劑A，也將洗滌液排入2號(hào)罐；最后用水洗白土，得到的洗滌液排入3號(hào)罐。其中2號(hào)罐中溶劑A會(huì)出現(xiàn)分層，可以直接打回原料罐循環(huán)使用，而3號(hào)罐中的洗滌液將要進(jìn)入精餾塔進(jìn)行分離，以實(shí)現(xiàn)溶劑A的回收。1號(hào)罐與2號(hào)罐中剩余的部分將分別進(jìn)入蒸發(fā)塔進(jìn)行分離，實(shí)現(xiàn)原料的回收以及油分的分離。工藝流程簡(jiǎn)述從反應(yīng)釜里排出的泥漿，質(zhì)量增加約60%，其中含有大部分水和少部分的A溶液，為了得到干燥的活性白土，還要經(jīng)過板框過濾機(jī)和烘干機(jī)。為了降低生成的白土中溶劑A的含量，在過濾時(shí)，要繼續(xù)用熱水沖洗3遍，并將洗滌液排入3號(hào)罐，然后將濕白土通入烘干機(jī)烘干后得到活性白土。整個(gè)工藝流程的流程圖如下圖所示：簡(jiǎn)單工藝流程圖通過流程圖可以看出，該工藝流程涉及的設(shè)備主要有：反應(yīng)釜，精餾塔和蒸發(fā)塔以及其附屬設(shè)備，包括換熱器、泵、罐等。這些設(shè)備的計(jì)算和選型因?yàn)樘幚砹勘容^小的原因，有一定的特殊性。廢白土的回收是在反應(yīng)釜中進(jìn)行的，該操作屬于間歇性操作。反應(yīng)釜是該流程的核心設(shè)備，必須具有攪拌、過濾、分離的作用，另外由于白土的弱酸性，所以反應(yīng)釜在材料的選擇上也要注意，要選用耐腐蝕比較好的鋼板。反應(yīng)釜反應(yīng)釜廢白土的回收是間歇性操作，以每釜處理量為4t廢白土來(lái)計(jì)算，則需要反應(yīng)釜的容積大于6m3,我們所選的反應(yīng)釜的容積為6735L，符合我們的需要。另外，在生產(chǎn)過程中，我們要加入各種試劑，同時(shí)我們也需要保證反應(yīng)釜的密封性，所以反應(yīng)釜只有一個(gè)排液口，并且排液口處的管路要向上傾斜45°，這是為了保證不在管路中殘留液體，以免造成不同溶劑間的混合污染。反應(yīng)完成后液體也從該排液口排出，也是從釜的密封性方面考慮。為了操作方便，釜底離地面的高度應(yīng)為1.8m左右。反應(yīng)釜的示意圖如下圖所示：

反應(yīng)釜示意圖白土干燥從板框過濾機(jī)排出的泥漿含水量仍超標(biāo)，我們采用的熱空氣烘干，首先將空氣加熱到約70℃，然后使熱空氣與濕白土通過烘箱完全接觸，以達(dá)到干燥白土的目的。在這里加熱空氣也完全采用精餾塔頂蒸汽的剩余熱量來(lái)完成。烘干過程示意圖為：濕白土

濕空氣

干白土

熱空氣溶劑A的回收溶劑A是一種極性溶劑，能與水互溶，而且二者沸點(diǎn)比較接近，所以要實(shí)現(xiàn)溶劑A的回收循環(huán)使用，必須要借助精餾塔來(lái)完成。實(shí)驗(yàn)證明，95%（體積分?jǐn)?shù)）的A溶液即能完成我們的實(shí)驗(yàn)要求，而根據(jù)物料衡算結(jié)果又可得到，3號(hào)罐中A的水溶液的體積組成為15%-30%之間。另外，因?yàn)锳是要循環(huán)使用的，所以A的回收率必須控制在95%以上。根據(jù)上述要求，借助Aspenplus軟件我們可得到關(guān)于精餾塔的一系列參數(shù)為：精餾塔理論塔板數(shù)：30進(jìn)料位置：26（從上往下）回流比：2.8塔徑：0.5m塔高：14.7m（我們使用的是高效填料，1m填料相當(dāng)于3-4塊理論版，所以填料層高度為10m。）精餾塔由計(jì)算結(jié)果可以知道，塔頂氣相溫度為78℃，回流之前需要冷凝，而進(jìn)料溫度為20℃，需要加熱，所以為了節(jié)約能源，我們采用塔頂氣體來(lái)加熱原料，通過計(jì)算可以知道，這部分熱量可以把進(jìn)料加熱到70℃，然后再用7公斤蒸汽將進(jìn)料加熱到泡點(diǎn)溫度。塔底取消再沸器，直接通入7公斤蒸汽，減少了再沸器的固定投資。精餾塔通過精餾塔的分離，不僅得到了符合實(shí)驗(yàn)要求的A溶液，同時(shí)塔底的含A較少的水也可以用來(lái)清洗過濾機(jī)中的白土，達(dá)到了水的循環(huán)利用，也減少了溶劑A的損失。另外值得注意的一點(diǎn)是廢白土呈酸性，所以水洗液中不可避免的含有酸性物質(zhì)，在處理時(shí)會(huì)腐蝕塔體，因此精餾塔提餾段不能采用普通的不銹鋼，應(yīng)該在里面加上襯里以防止被腐蝕，或者是直接使用復(fù)合鋼板。溶劑B的回收溶劑B是一種非極性溶劑，與油品混合在一起，但是二者之間的沸點(diǎn)相差比較大，所以可以用閃蒸的方法將二者分離。為了提高分離效果，在閃蒸塔內(nèi)加10塊塔板，并且在塔底通入進(jìn)料量的5%的7公斤蒸汽，用來(lái)氣提氣體B，盡可能的提高B的回收率。溶劑B的回收操作屬于間歇性操作，所以根據(jù)最優(yōu)原則，可得到蒸發(fā)塔的具體參數(shù)為：

蒸發(fā)塔塔徑：0.2m塔高：10m塔板數(shù)：10塊進(jìn)料位置：第1塊（從上往下）無(wú)回流，無(wú)再沸器等。蒸發(fā)塔通過簡(jiǎn)單的閃蒸分離操作以后，我們會(huì)得到符合要求的溶劑B和不同沸點(diǎn)的兩種油品。溶劑B中會(huì)含有少量的水分，但是由于二者極性不同，靜置后水會(huì)分離出來(lái)。在將塔頂?shù)腂打回原料罐之前，為了節(jié)約能源，要先用塔頂蒸汽加熱進(jìn)料，這樣既加熱了進(jìn)料，也冷卻了產(chǎn)品B。換熱器由于我們的處理量比較小，所以換熱器選用的是立式的逆流換熱器。具體計(jì)算過程為：首先根據(jù)換熱量及經(jīng)驗(yàn)數(shù)值初步計(jì)算換熱面積，再根據(jù)換熱面積選擇換熱器，選擇后再進(jìn)一步校核換熱系數(shù)，最后確定需要的換熱面積并驗(yàn)證所選擇的換熱器是否符合我們的要求.換熱器結(jié)果匯總位號(hào)實(shí)際換熱面積/m2溫差/℃裕度/%E-10118.8125.2425.47E-1027.5236.3925.27E-20112.954.128.7E-2023.91449.6327.75E-2036.1126.426.02泵因?yàn)樵摿鞒痰奶幚砹勘容^小，所以也就導(dǎo)致了泵的流量也比較小，并且通過計(jì)算可以知道，我們所需要的泵的揚(yáng)程比較高，而且精餾塔處理的液體比較潔凈，所以選擇旋渦泵，但是蒸發(fā)塔的泵輸送的是油品，粘度比較大，所以選擇了Y型油泵。確定泵型之后，又選擇了與之匹配的電機(jī)，并進(jìn)行了校核，包括功率等。最終泵的計(jì)算結(jié)果可匯總?cè)缦拢罕玫慕Y(jié)果匯總位號(hào)流量/m3/h揚(yáng)程/m型號(hào)P-1015.49040W-90P-1022.883032W-30P-2015.49040W-90P-301505880Y-60P-302256065Y-60罐因?yàn)槲覀兯婕暗降萌軇┘坝推穼?duì)儲(chǔ)存均無(wú)特殊要求，所以我們對(duì)罐的要求僅從容積上考慮即可。只有儲(chǔ)存溶劑B的罐因?yàn)锽的沸點(diǎn)比較低，為了減少B以氣體形式的損失，我們選擇浮頂罐，這樣既能減少B的損失，又能保證儲(chǔ)存的安全。其余的罐一律選擇的是圓筒形罐，其計(jì)算結(jié)果匯總?cè)缦拢汗薜膮R總表標(biāo)號(hào)罐型體積m3備注D-301圓筒形貯罐100循環(huán)使用D-302浮頂罐100D-303圓筒形貯罐30常壓，停留時(shí)間為1天，裝料系數(shù)0.8D-304圓筒形貯罐60D-305圓筒形貯罐20D-101圓筒形貯罐40D-201圓筒形貯罐100常壓，停留時(shí)間為30天裝料系數(shù)0.8D-202圓筒形貯罐100結(jié)論本次設(shè)計(jì)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完