年产120万吨焦化厂粗苯工段的设计毕业设计论文

年产120万吨焦化厂粗苯工段的设计毕业设计论文内容摘要：

12粗苯分离器 13回流槽 14控制分离器 15 会流泵 16粗苯槽 17萘油槽 18残油槽 19粗苯产品回收泵 20萘油泵 21残油泵 管式炉加热的富油脱苯工艺因富油的加热温度高同蒸汽法脱苯比较具有以下优点 富油在管式炉内加热至 180℃左右脱苯程度高贫油中粗苯含量可降至 01 左右从而使粗苯的塔后损失减小粗苯的回收率可高达 95～ 97 蒸汽耗量低没生产一顿 180℃前的粗苯好蒸汽约 1～ 105 吨且不受蒸汽压力波动的影响操作稳定 酚水含量少蒸汽法脱苯每吨 180℃前粗苯要产生 3～ 4吨工业酚水而管式炉法只产生 105 吨 以下的酚水 设备费用低蒸汽耗量显著降低大大缩小罗冷凝冷却和蒸馏设备的尺寸从而使设备费用大为降低 因此本设计选用管式炉加热法生产一种苯工艺 第四章 粗苯回收原理 41 洗油吸收苯族烃的基本原理 用洗油吸收煤气中的粗苯烃是物理吸收过程服从亨利定律和道尔顿定律当煤气中苯族烃的分呀大于洗油液面上苯族烃的平衡蒸汽压时煤气中苯族烃即被洗油吸收二者差值越大则洗收过程进行的越容易吸收速率也越快 目前吸收过程的机理仍建立在被吸收组分经稳定的界面薄膜扩散传递的概念上即液相与气相之间有相界面假定在相界面的两侧分别存着不呈湍流的薄 膜在气相侧的称为气膜在液相侧的成为液膜扩散过程的阻力及等于气膜和液膜的阻力之和 吸收系数 大小取决于所采用的吸收剂的形式填料内型与规格及吸收段过程进行条件温度气相和液相流速等显然这些因素吸收速率均匀影响 影响苯族烃吸收的因素 煤气中毒苯族烃在洗苯塔内被吸收的程度称为吸收率吸收率的大小取决于以下因素煤气和洗油中的苯族烃的含量煤气流速及压力洗油循环量及其分子量吸收温度洗苯塔结构对填料塔则为填料表面积及特性等分述如下 1 吸收温度 吸收温度是指洗苯塔内气液两相接触面积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吸收率的提高的吸收温度可使吸收系数与一定增加但不显著而吸收推动力却显著减小 对于洗油吸收煤气中毒苯族烃来说洗油分子量及煤气总压的破洞很小可视为常数而粗苯的蒸汽压是随温度的变化而变化温度升高粗苯的蒸汽压力也升高当煤气中的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而当提高温度时洗油中与其呈平衡的粗苯含量则有较大的降低当入塔贫油含量一定时洗油液面上苯族烃的蒸汽压随吸收温度升高而增大吸收推动力则随之减小致使洗苯后煤气中的苯族烃含量塔后损失增粗 苯的回收率降低 因此吸收温度不宜过高但也并非越低越好在低于 15℃时洗苯油粘度将显著增加使洗油输送及其他内均匀分布和自由流动均发生困难当洗油温度低于 10℃时还可能从油中析出固体沉淀物因此适宜的吸收温度约 25℃实际操作波动于25～ 30℃之间 另外操作中洗油温度应略高于煤气温度以防止煤气中毒水汽冷凝进入洗油中一般规定洗油温度在夏季比煤气温度高 2℃左右冬季搞 4℃左右 为了保证吸收温度煤气进洗苯塔前应在终冷期内冷却至 20～ 28℃循环油冷却至小于 30℃ 2 洗油的分子量及循环量的影响 当其他条件一定时洗油的分子量变小将使 洗油中粗苯含量变大及吸收得愈好同类油剂的吸收能力与其分子量成反比吸收剂与溶质的分子量愈接近则吸收得愈完全在回收等量粗苯的情况下如洗油循环量也可以相应地减少 但洗油的分子量不宜过小否则洗油中吸收过程中损失较大并且脱苯蒸馏时不易与粗苯分离 增加循环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可以提高粗苯的回收推动力提高回收率但循环洗油量不宜过大以免过多增大电蒸汽的耗量和冷却水用量 在塔后煤气含苯量一定的情况下随着吸收温度的升高则需要的循环洗油量随之增加 3 贫油含苯量的影响 贫油含苯量是决定塔后煤气汗苯族 烃量的主要因素之一当其它条件一定时入塔贫油中的含苯量越高则塔后损失愈大按现行规定塔后煤气中粗苯含量不大于 2gNm3 为是塔后损失不大于 2gNm3 设贫油中的粗苯含量为 22 为了维持一定的吸收推动力 22 应除以平衡偏移系数 n 一般 n 11～ 115 则允许贫油含苯量为c1 2215 192 2 实际上由于贫油中粗苯的组成中苯和甲苯的含量少绝大部分分为二甲苯和溶剂油其蒸汽压仅相当于统一温度下煤气中汗苯族烃蒸汽压的 20～30故实际贫油含苯量可达到 04～ 06此时仍能保证塔后煤气含粗苯量子 2gNm3以下如何一步降低贫油中 的粗苯含量虽然有助于降低塔后损失但将增加脱苯蒸馏时代蒸汽耗量使粗苯产品的 180℃前馏出率减少并且是洗油含量增加 近年来国外一些焦化厂塔后煤气含粗苯量控制在 4gNm3 左右甚至更好这一指标对大型焦化厂的粗苯回收是经济合理的另外从一般粗苯粗苯和回炉煤气中分离出来的苯族烃的性质可以看出由回炉煤气中得到的苯族烃硫含量比粗苯高35倍不饱和化合物的含量高 11倍由于这些物质很容易聚合故会增加粗苯的回收和精致难度因此塔后煤气含苯量控制高一些也合理 4 吸收表面积的影响 为使洗油充分吸收煤气中毒苯族烃必须使气液两相之间有足够的接 粗面积即吸收面积填料塔的吸收面积即为塔内填料表面积调料表面积愈大则煤气与洗油接触时间愈长回收过程进行的愈完全适当的吸收面积即能保证一定的粗苯回收率又使设备费和操作费经济合理 5 煤气压力与流速的影响 当增大煤气诶压力时扩散系数 Dg 将随之减少因而是吸收系数与所降低但随着压力的增加煤气中的苯族烃分压将成比例地增加使吸收推动力显著增加因而吸收速率也将增加 煤气速度的增大也可提高吸收系数并且可以提高气液相接触的涡流程度和提高洗苯塔的生产能力所以加大煤气速度可以强化吸收过程但煤气速度太大时容易使洗苯塔阻力和雾沫夹带量急 剧增加 42 脱苯原理 脱苯原理实际上是精馏原理由挥发度不同的组分的混合液中精馏塔内多次地进行部分气化和部分冷凝使其分离几乎纯态的组分的过程在精馏过程中当加热互不相容的液体混合物时如果塔内的总压力等于个混合组分的饱和蒸汽分压之和时液体开始沸腾但从富油中蒸出粗苯达到过苯蒸出粗苯达到脱苯原理时必将富油加热到 250～ 300℃这实际上是不可行的 为了降低蒸馏温度采用水蒸气法蒸馏这样在脱苯过程中通入大量的直接水蒸气当塔内总压力的为一定值时若气相中水蒸气所占的分压愈高则粗苯和洗油的蒸汽分压就愈低这样就可以在较低的温度下 远低于 250～ 300℃将粗苯完全地从洗油中蒸馏出来 由此可见脱苯操作时直接蒸汽用量对蒸馏过程有着重要影响 下面就脱苯蒸馏中的蒸汽耗量进行几点讨论 放贫油含苯量一定时直接蒸汽的耗量是随着洗油预热温度的升 高而减少一般在富油预热温度从 140℃提高到 180℃时直接蒸汽 耗量可降低一半以上 提高直接蒸汽的过热温度可降低其耗用量 当富油中粗苯含量较高时在一定的预热温度下由于粗苯的蒸汽 分压较高对于蒸出每吨 180℃之前的粗苯可以减少直接蒸汽耗用量 在其他田间一定时蒸汽的耗用量是随塔内总压倒提高而增加的否则若 要达到所需求的脱苯程度时塔内温度必然要搞 苯的因素 脱苯塔内地脱出率取决于一下因素 1 在塔底油温下各组分的蒸汽压 若富油的如热温度高塔底贫油温度相应也高贫油中各组分的蒸汽压变大故馏出率也增加但因本的挥发度较大在较低温度下几乎全部蒸出所以富油预热温度对苯的馏出率影响很小而对其它组分的影响则很大如甲苯的回收率随着预热温度的提高而相应提高 2 塔内操作压力 提高塔内的操作压力时各组分的馏出率会相应减小但同样对苯的影响小 3 加料板一下的塔盘 显然当增加加料板一下的塔盘层数时各族分到馏出率 相应增加尤其是对甲苯和二甲苯等影响较大 4 直接蒸汽量 蒸汽耗量增加增大了蒸汽分压相应增加各组分的馏出率但蒸汽耗量过分增加一是给油水分离带来负担二是冷却水量增加三是蒸汽耗量大了不经济因此直接蒸汽的多少应以及能保证脱苯顺利进行又保证经济合理为标准 第五章 粗苯工段工艺的详述 51 工艺流程详述 横管终冷洗萘工艺 图 41 轻质焦油终冷洗萘工艺流程 1终冷塔 2新焦油槽 3溢流槽 4焦油泵 5循环泵 进入煤气粗苯回收工段的煤气温度为 55℃左右从终冷塔 顶进入在被横管内冷却水冷却到 25℃左右的同时煤气中的萘也被从轻质焦油循环槽来的连续喷洒的轻焦油溶解吸收脱萘至 045gNm3 以下然后从塔底排出经旋风捕雾器除去大部分夹带的焦油凝结水雾在进入煤气总管去洗苯塔 吸收萘后的轻焦油经 U 型管自流入塔底循环油槽再用轻质焦油泵从塔底抽出到塔顶和塔中段分两段喷洒循环至一定含萘量后用焦油泵从槽底抽出送到焦油工段处理同时补充新焦油 18℃的低温水自下而上经过串联的各管箱中横管与煤气逆流简介接触与煤气塔内循环油间接换热升温后从塔上部排出各横管均有一定的斜度纵向错开半个管箱高度便于含 萘焦油 下流避免粘附于管壁上形成热阻 洗苯工艺 图 4 2 塑料花环填料塔回收粗苯的工艺流程图 1富油泵 2塑料花环洗苯塔 3贫油槽 4 – 贫油冷却器 5 贫油槽 从终冷器来的均为 25℃的煤气含苯族烃为 25～ 40gNm3从洗苯塔进去出塔煤气含苯低于 2gNm3 从脱苯工序来的 30℃左右含苯 02～ 04的贫油被贫油泵送至洗苯塔定喷洒含苯量增至 25 左右从塔底经 U 型管导入塔下油槽再用富油泵从中抽刀脱苯工序去脱苯脱苯后的贫油循环使用 当油槽液位降低时从流油槽内用贫油泵抽取新洗油槽内之新洗油补 充以确保塔下油槽内一定的液位 脱苯工艺 图 43 生产一种苯的工艺流程管式炉加热富油脱苯 1脱水塔 2管式炉 3再生器 4脱苯塔 5脱苯塔油水分离器 6油气换热器 7冷凝冷却器 8富油泵 9贫富有换热器 10贫油泵 11贫油冷却器 12粗苯分离器 13回流槽 14控制分离器 15 会流泵 16粗苯槽 17萘油槽 18残油槽 19粗苯产品回收泵 20萘油泵 21残油泵 从洗涤工序来的富油经分缩器在分缩器下面三格中与从脱苯苯塔顶来的 7油气混 合物换热升温至 70～ 80℃进入贫富油换热器被从脱苯塔底来的热贫油加热至 130～ 140℃然后到管式炉加热升温至 180～ 190℃从低 14块塔板进入脱苯塔在过热蒸汽的蒸吹作用下脱苯 与富油换热后的贫油如脱苯塔下热贫油槽再用贫油泵抽至贫油冷却器冷却后到洗苯塔去洗苯 从脱苯塔顶出来的油气混合气进去分缩器冷凝出轻重分缩油后进入冷凝冷却器粗苯蒸汽冷凝冷却为粗苯液体粗苯进入粗苯油水分离器与水分离后进入粗苯贮槽 轻重分缩油分别进入轻重分缩油水分离器与水分离后送入地下槽与富油混合后送去脱苯 将分离出的水送入空竹分离器进一步分离 油进地下槽水送去酚水架 再生器底部温度应保持在 190～ 200℃脱苯用蒸汽应过热到 400℃以保证再生器出口气体温度高于脱苯塔底部温度再生器的油渣定期排入残渣槽 52 操作规程及技术指标 终冷洗苯部分 一开停工操作 1 开工 ① 检查所有阀门是否符合开工要求联系水电煤气水蒸气做好煤气进工段准备 ② 终冷塔油封加满油洗苯塔油封加满油 ③用蒸汽清扫终冷塔洗苯塔旁通观众的空气到放散管冒气泡为止然后同煤气干蒸汽直至做爆发试验合格为止在关放散管通煤气 ④ 开终冷塔放散管开中期赶空气到放散管冒气泡为止然后同煤气赶蒸 汽直至做爆发试验合格为止慢慢关闭放散管同时卡开终冷塔出口阀门然后关闭旁通阀门注意煤气压力变化使之全部通过终冷塔 ⑤ 洗苯塔用同样方法赶空气同煤气 ⑥ 待洗苯塔温度降至 40℃以下启动贫油泵使塔底具有一定油位 2 停工 ① 先停富油泵再停贫油泵若油槽需清扫先将油放入地下槽再开人孔若塔体检修则先开煤气旁通阀再关煤气进入阀再开塔放散管用蒸汽赶尽塔内煤气 ② 设备用蒸汽清扫后不应关死放散管以保证空气可进入设备否则设备内地水蒸汽冷凝后会造成塔内负压 二技术指标 1 煤气出终冷塔温度 25℃左右 2l 冷却水出口温度不大于 37℃ 3 终冷塔和洗苯塔阻力 400mmH2O 4 洗油入洗苯塔温度 20～ 35℃应较煤气温度高 2～ 7℃ 5 贫油含苯 02 含水 1 富油含苯 2 含水 1 蒸馏脱苯部分 一 开停工操作 1 开工 检查蒸馏系统阀门是否符合要求所以的油水分离器加水至轻重馏分进口管一下 脱苯塔通入蒸汽清扫蒸馏系统的管道检查了解情况扫完后直接蒸汽 一切正常后带洗苯塔底蕴一定油位时开富油泵富油经分缩器贫富油交换器脱苯塔贫油冷却器进行循环 开再生器进油阀再生器进油 13 时开通预热器简介蒸汽加热待再生器底部油温达 115℃时慢慢开再生器直接蒸汽维持 一定液位开贫油冷却器的冷却水分缩器苯蒸汽出口我呢度达 90℃开冷却水加以调节然后检查各处情况发现问题及时解决 2 停工 管再生器进油阀关贫油冷却器水阀 先关再生器直接蒸汽在关间接蒸汽 分缩器出口温度降至 80℃以下停富油 慢慢管分缩器冷却水慢慢关小冷凝冷却器冷却水待物粗苯流出时关闭冷却水阀 将各设备和管道的液体放净并开蒸汽清扫开放散管取塔内气体分。