年产焦炭80万吨焦化厂回收车间粗苯工段工艺初步设计(编辑修改稿)

年产焦炭80万吨焦化厂回收车间粗苯工段工艺初步设计(编辑修改稿)内容摘要：

在与水对流接触过程中将水中含萘降到800mg/Nm179。 以下。 洗萘后的焦油从洗萘器下部排出，经液位调节器流入焦油槽。 焦油在循环使用 24 小时后，经加热静止脱水用泵送往焦油车间加工处理，送空的焦油槽再接受冷鼓工段的新鲜焦油以备循环洗萘使用。 从洗萘器上部流出的水进入水 澄清槽，分离出残余焦油后，自流到凉水架。 分离出的焦油及浮在水面上的油类、萘等混合物自流到焦油槽。 焦油洗萘比机械化除萘 效率高，但操作复杂。 该流程的优点是不仅可以把冷却水中的萘几乎全部清除，而且对水中的酚有一定萃取作用结果，减少凉水架的清扫次数，有利于冷却水的进一步处理。 缺点是操作复杂，出口煤气含萘量高，用水量大，后期仍需进行污水处理。 ： 饱和器来的 5055℃的煤气进入木格填料洗萘塔底部，塔顶喷洒温度为5557℃的洗苯富油进行洗萘。 富油进塔温度比煤气温度高 57℃，使煤气含萘 可由 20202500mg/Nm179。 降到 500800mg/Nm179。 除萘后的煤气进入终冷塔，该塔为隔板式，分两段。 上段用从凉水架来的循环水冷却至 2023℃的循环水喷淋，将煤气再冷却 25℃左右，额外水从终冷塔底部经水封管流入热水池；然后用泵送至凉水架，经冷却后自流入冷水池。 再用泵送至终冷冷塔的上下两端，送往上端的水须于间冷器用低温水冷却，由于终冷器只是为了冷却煤气，所以终冷循环水量可减至 吨 /1000 标米179。 煤气。 该流程的优点是塔后煤气含萘量要前两种工艺流程，用水量为水洗萘的一半，因而可减少含酚污水的 排放量。 缺点是该流程油洗萘在较为高的温度下进行，塔后煤气含萘量仍较高，煤气温度波动；操作复杂，洗油耗量大，脱苯困难，仍需进行污水处理。 ： 辽宁科技学院 2020 届本科生毕业设计 第 13 页 年产焦炭 80 万吨焦化厂回收车间粗苯工段工艺初步设计 从硫铵工段来的煤气由塔顶进入，与连续喷洒的轻质焦 油并流差速接触速冷，至横管段继续冷却至 2125℃，同时脱萘至 450 毫克 /标米179。 以下，然后从塔底排出，进入旋风捕雾器除掉夹带的焦油，萘和凝结水雾，然后去洗苯塔。 轻质焦油由其补充至塔底循环油槽，循环油由槽底泵出至槽中部，顶部喷洒，与横管束和煤气接触换热，同时溶解煤气中析出的萘，然后经液封回循 环槽。 （此过程中，循环油槽内，入塔处，出塔处油温基本相同）。 焦油循环至一定程度，用泵送至焦油上段。 18℃的冷冻水由塔下部横管冷却器进入，向上经串联着的各横管器与塔内循环油，煤气间接换热绳温，然后从塔的外部排出。 由于该工程主要依靠降低煤气的温度使煤气中萘析出，并由轻质焦油将萘溶解，因此煤气温度需降至 21℃左右。 如此低温，就决定了必须要有低温水的焦化厂才易采用该工艺。 该流程的优点是： （ 1）此工艺不仅对煤气中的萘的脱除率高，而且冷却效果非常好。 出口煤气约 21℃左右，煤气含萘量大约在 350450mg/Nm179。 （ 2)无须洗油，只须自产轻质焦油，节约洗油耗量；煤气中的萘直接转入焦油，降低了萘的损失。 （ 3)该系统阻力小，风机电耗低；操作维护简便；无污染；占地面积小，基建费用少。 （ 4)由于煤气冷却不直接与水接触，所以无含酚污水的处理。 综合上述的四种工艺，通过比较，第四种优点突出，本溪地区有低温的水源。 因此本设计采用第四种方法即：横管终冷喷洒轻质焦油洗萘工艺。 （二）洗苯工艺 ： 洗油吸收法： 洗油吸收煤气中的苯族烃为典型的物理吸收，是在洗涤塔中回收煤气中的苯族烃。 将吸收了苯族烃的洗油（富油）送至脱苯塔蒸馏装置中，以提取粗苯。 脱苯后的洗油（贫油）冷却后重新送至洗涤塔循环使用。 洗油吸收法又分为常压吸收法和加压吸收发。 加压吸收法可强化生产过程，适于煤气在远距离或用作合成氨厂原料的情况下采用。 目前，国内外焦化厂主要采用洗油吸收法回收煤气中的苯族烃。 我国焦化厂洗涤用的洗油主要有焦油洗油和石油洗油。 吸收法又分为焦油洗油吸收法和石油洗油法。 (1）焦油洗油吸收法 焦油洗油是高温焦油加工时 230300℃的馏分 ,由于大多数焦化厂都能自得 ,所以应用广泛 ,其质量指标已在第一章中列出 如表 13. 焦油洗油的含萘量除规定要小于 13%外 ,还要求其含苊量不大于 5%,是为了保证在 1015℃时无固体沉淀物。 萘苊因熔点较高 ,在常温下易析出固体结晶 ,因此应控制其含量。 但是萘苊同芴 ,氧及洗油中其他高沸点组分混合时 ,能辽宁科技学院 2020 届本科生毕业设计 第 14 页 年产焦炭 80 万吨焦化厂回收车间粗苯工段工艺初步设计 生成低熔点的有关各组分的共熔点混合物 ,所以洗油中存在 一定数量的萘 ,则有助于降低洗油析出沉淀物的温度。 洗油含酸量高时 ,会与水形成乳化物 ,从而破坏吸苯的操作 ,且酚的存在使洗油变稠 ,黏度大 ,因此必须严格控制洗油中的含酚量。 (2)石油洗油吸收法 用石油洗油回收苯族烃的工艺与焦油洗油苯族烃的工艺 流程一样 ,只是在设计油槽时 ,须要考虑经常排出油渣和可能生成的乳化物 . 石油洗油洗苯具有油耗低，油水分离容易及操作简便等优点。 石油洗油的质量指标见表 21 石油洗油稳定性好，脱萘能力强。 但石油洗油吸收能力低，故循环洗油比用焦油洗油时大，因而洗油在循环使用过程中，会形成不溶于洗油的油渣，造成换热设备的堵塞而破坏正常的加热制度。 同时，含有油渣的洗油与水能形成稳定的乳浊液而影响生产。 石油洗油质量指标 表 21 名 称 单 位 指 标 比重（ 20℃ ） 黏度 蒸馏试验： 初馏点 350℃前馏出量 凝固点 含水量 固体杂物 Rl 50176。 ℃ % ℃ % 不大于 不大于 不小于 265 不小于 95 低于 20 不大于 无 吸附法： 煤气通过具有微孔组织，接触表面很大的活性炭或硅胶等固体吸附剂。 苯族烃即被吸附在其表面上直至达到饱和状态。 被吸附的苯族烃可用直接水蒸汽进行提取。 用活性炭吸附剂可将煤气中的苯族烃几乎完全吸附下来。 此法要求煤气净化的程度较高，加之吸附剂价格昂贵，因此在工业上的应用受到一定的限制 ，而多用于煤气中的苯族烃的定量分析。 凝结法： 在低温加压的情况下，使苯族烃从煤气中冷凝出来。 此法比吸附法所得粗苯质量好。 但煤气的压缩及冷冻过程复杂，动力消耗大，设备材质要求高。 综上所述，由于石油洗油洗苯工艺存在很多问题尚未解决，设备选型上存在难题，所以一般不采用石油洗油工艺，而多采用焦油洗油洗苯工艺。 (3)粗苯回收原理及影响因素 辽宁科技学院 2020 届本科生毕业设计 第 15 页 年产焦炭 80 万吨焦化厂回收车间粗苯工段工艺初步设计 洗油回收粗苯的原理 用洗油回收炼焦煤气中的粗苯是一种吸收过程。 其吸收机理是建立在双膜理论基础上。 双膜理论的基本观点如下：相互接触的气液两流体间存在着稳定的相界面，界面两侧 各有一很薄的有效滞留膜层。 由于两流体的主体充分揣动，浓度的均匀的，全部的浓度变化集中在两个有效膜层内，且吸收过程在界面处达平衡。 因此扩散过程的全部阻力也就等于气膜和液膜的阻力之和，这个阻力的大小也就决定了吸收速率的大小。 影响粗苯吸收的因素 在吸收过程中，如果吸收系数比较大，那么进入液相的量也较大，也就是说吸收进行的完全。 为此，我们通过气相进入液相的量的多少来讨论回收进行的程度。 煤气中的苯族烃在洗苯塔乃被回收的程度称为回收率。 回收率是评价洗苯操作的重要指标，可按下式表示： η =1a2/a1 式 中：η 粗苯回收率， % a1， a2—— 洗苯塔入口，出口煤气中苯含量，克 /标米179。 回收率的大小取决于下列因素：煤气和洗油中苯族烃的含量；煤气流速几其压力；洗油循环量及其分子量；吸收温度；洗苯塔的构造，对填料塔则为填料表面积及其特性等。 现分述如下： a、吸收温度的影响 :吸收温度指洗苯塔内气体液体两相接触面的平均温度，它取决于煤气和洗油的温度，也受大气温度的影响。 吸收温度是通过吸收系数和吸收推动力的变化而影响粗苯回收率的。 吸收温度增高，吸收系数有些增大，但不显著。 当煤气中苯族烃的含量一定 时，温度愈低，洗油中与其呈平衡的粗苯含量愈高；因而当提高温度时，洗油中与其呈平衡的粗苯含量愈低，因此温度升高，吸收推动力随之减小。 吸收温度不宜过高，也不宜过低。 适宜为 25℃左右，实际操作温度波动于 20－ 30℃之间。 b、洗油的分子量及循环油量的影响 :当其它条件一定时，洗油的分子量变小将使洗油中粗苯含量变大，即吸收得愈好。 但洗油的分子量也不宜过小，否则洗油在吸收过程中损失较大，并在脱苯蒸馏时不易与粗苯分离。 增加循环洗油量可降低洗油中粗苯的含量，增加气液间的吸收推动力，从而提高粗苯回收率。 但循环洗油量也不易过大 ，以免过多增加电、蒸汽耗量和冷却用水量。 c、贫油含苯量的影响 :其它条件一定时，入塔贫油中粗苯含量愈高，则塔后损失愈大。 现行规定塔后煤气中粗苯含量低于 2g/m179。 如果一步降低贫油中的粗苯含量，虽有助于降低塔后损失，但将增加脱苯蒸汽时的水蒸汽耗量，使粗苯 180℃前馏出率减少，即相应增加粗苯中溶剂油的生成量，并使洗油的耗量增加。 d、吸收表面积的影响 :填料的表面积愈大，则煤气与洗油接触的时间愈长，回收过程进行得也愈完全。 辽宁科技学院 2020 届本科生毕业设计 第 16 页 年产焦炭 80 万吨焦化厂回收车间粗苯工段工艺初步设计 e、煤气压力和流速的影响 :煤气压力增大时，其扩散系 数随压力的增加而减小，因而使吸收系数降低。 但随煤气压力的增加，煤气中苯族烃的分压将成比例地增加，从而使吸收推动力迅速增加，吸收速率也将增大。 煤气速度的增大时吸收系数增大，可提高气液相接触的旋流程度和提高洗苯塔的生产能力。 所以加大煤气速度可强化吸苯过程，但太大，会使洗苯塔阻力和雾沫夹带量急剧增加。 六、粗苯蒸馏工段 : (一 )脱苯工艺 由洗苯工序过来的含苯富油需进行脱苯。 用一般蒸馏的方法可以把富油中的粗苯蒸出来。 但为达到需要的脱苯程度，则需将富油加热到 250300℃，这在实际上是不可行的，但为了降低脱苯蒸馏的温度，可采用水蒸汽蒸馏法或真空蒸馏法。 我国焦化厂均采用水蒸汽蒸馏法脱苯，或称气提法脱苯。 按照富油的加热方式的不同，可分为蒸汽加热法和管式炉加热法两种 蒸汽加热法生产一种苯 由洗涤工序来的富油在分离器下面的三格中，被脱苯塔来的蒸汽加热至7080℃，然后进入贫富油换热器，被来自脱苯塔的温度为 130140℃的热贫油加热到 90100℃，最后在富油预热器中用低间接蒸汽加热到 135145℃，进入脱苯塔顶部进行脱苯。 从脱苯塔顶部溢出的粗苯，洗油蒸汽和水蒸气的油汽和水汽混合物进入分缩器下面三格中与富油换热，并在分缩器顶上的一格用冷水冷却，从而之大 部分洗油汽和水汽冷凝下来，从分缩器顶部溢出的即是粗苯蒸汽。 为得到合格的粗苯产品，可用冷却水水量控制分缩器顶部蒸汽温度，之其在 8689℃的范围内。 由分缩器顶部溢出的粗苯蒸汽进入冷凝冷却器，在此用冷水冷凝冷却到2530℃，做经粗苯分离器将水分出后计量槽进入粗苯储槽。 进入分离器的油气和水汽混合物，在分离器底部两格所形成的冷凝液为重分缩油，在分缩器顶部两格所形成的冷凝液为轻分缩油。 轻、重分缩油分别进入油水跟力气，与水分离后与富油混合并送往脱苯塔。 从粗苯、轻分缩油、重分缩油油水分离器排出的分离水均进入控制分 离器进一步分离，以减少洗油损失。 从脱苯塔底部排出的贫油温度比富油温度低 35℃，自流入贫富油换热器，与富油换热并冷却至 110120℃后，再回到脱苯塔底热贫油槽，在此用贫油泵送到贫油冷却器冷却至 2530℃后，送往洗苯塔循环喷洒。 由于洗油在循环使用当中质量变坏。 为保持循环洗油量的 %由富油入塔的管路引入洗油再生器，在此，洗油被间接蒸汽加热至 160180℃，并用过热蒸汽直接蒸吹，从再生器顶部蒸吹出来的温度为 135175℃ 的油气和水汽的混合蒸汽进入脱苯塔的底部。 再生器底部的残渣油可靠设备内的蒸 汽压力间歇地或连续地排至残渣油槽。 管式炉加热法生产一种苯的工艺 辽宁科技学院 2020 届本科生毕业设计 第 17 页 年产焦炭 80 万吨焦化厂回收车间粗苯工段工艺初步设计 硫铵 煤气 残油渣 煤气 煤气 来自洗苯塔的富油先进入分缩器，被从脱苯塔来的粗苯 油 气 加 热 到7080℃，然后入贫富油换热器，被热贫油加热到 130140℃后进入管式炉。 加热到 180190℃的富油，从第 14 层板进入脱苯塔。 热贫油从脱苯塔底部经贫富油换热器自流入脱苯塔下部的热贫油槽，温度 120℃左右，然后用泵送到贫油冷却器到 2530℃送回洗苯塔循环使用。 从脱苯塔顶出来的粗苯蒸汽，进入分缩器，温度从 170180℃，降到 90℃左右，部分水蒸汽被冷凝下来，然后进入冷凝冷却 器，粗苯和水从冷凝冷却器下部流入油水分离器进行分离。 从油水分离器出来的粗苯进入粗苯储槽。 轻、。