【正文】 積比約為1%。 產(chǎn)品的性質(zhì)、組成及用途 產(chǎn)品的性質(zhì)　　粗苯是淡黃色透明液體，有劇毒，比是水輕，微溶于水且易與水分離。由于粗苯中含有不飽和化合物，經(jīng)氧化和聚合反應(yīng)后又溶于苯，所以粗苯儲存時間過長時顯黑色。粗苯易燃，閃點為12℃，%～%范圍內(nèi)能形成爆炸性混合物,因此該工段要嚴禁煙火，電機防爆?！　〈直降奈锘再|(zhì)依其組成而定，在計算中可采用下列有關(guān)計算公式，粗苯比熱：=+ ／﹙㎏℃﹚ 　　粗苯的蒸發(fā)潛熱： λ=107－ ／㎏ 　　粗苯蒸汽的焓：I=103+Ct ／㎏ 　　 C= ／﹙㎏℃﹚ 　　M—粗苯分子式量（依粗苯組成而定，) 產(chǎn)品的組成粗苯的各主要成分皆在180℃前餾出，180℃以后餾出的是粗苯中所含的洗油輕質(zhì)餾分，稱為溶劑油。在測定粗苯中各組分的含量和計算其加工過程中的產(chǎn)量時，通常將180℃前的餾出量作為鑒別粗苯質(zhì)量的指標之一。粗苯在180℃前的餾出量取決于粗苯的工藝流程和操作制度。180℃前的餾出量越多，粗苯的質(zhì)量就越好，一般要求粗苯在180℃前餾出量達93%～95%，粗苯中除了主要的苯類物質(zhì)之外，還有飽和化合物和硫化物，這是由于從煤氣中回收粗苯的同時，煤氣中的烯烴，一氧化碳等等的膠質(zhì)生成物及有機硫化合物也一同進入了粗苯中。 產(chǎn)品的用途　　粗苯可用作動力油或用作溶劑油，前者叫動力苯，后者叫溶劑苯?！　〈直阶畲蟮挠猛臼羌庸こ杀?、甲苯、二甲苯、三甲苯、茚、氧茚樹脂、輕溶劑油等。 粗苯主要含有苯、甲苯、二甲苯和三甲苯等芳香烴，是寶貴的化工原料。苯族烴回收精制加工后，可得到的輕苯、重苯、精苯、甲苯、二甲苯、溶劑油等產(chǎn)品。甲苯、二甲苯、三甲苯、乙基甲苯、古馬隆、茚、噻吩、酚，這些產(chǎn)品具有極為廣泛的用途，是塑料合成纖維、合成橡膠、染料、涂料、醫(yī)藥、耐高溫材料及國防工業(yè)極為寶貴的原料。　　粗苯的主要組成取決于煉焦配煤的質(zhì)量及煉焦產(chǎn)物在炭化室呢裂解的程度，在配煤的質(zhì)量穩(wěn)定的條件下，在不同的煉焦溫度下得到的粗苯中苯、甲苯、二甲苯及不飽和化合物在180℃?！? 不同煉焦溫度下粗苯（180℃前餾分）中主要組成的含量煉焦溫度／℃　 950　　1050粗苯中主要組分含量／％苯 甲苯 二甲苯 不飽和化合物50～60 18～22 6～7 10～1265～75 13～16 3～4 7～10 設(shè)計條件說明　　本設(shè)計是參考貴州省六盤水市盤縣柏果天能焦化公司粗苯工段進行設(shè)計的。以下是柏果鎮(zhèn)地區(qū)簡介： 　　地理位置：柏果鎮(zhèn)位于盤縣西北部，距縣城58公里，東接松河鄉(xiāng)，雞場坪鄉(xiāng)，南界盤江鎮(zhèn)，西靠云南省宣威市，北鄰灑基鎮(zhèn)。鎮(zhèn)中心區(qū)建有盤縣發(fā)電廠（裝機容量為100萬千瓦）、盤北選煤廠（年洗煤能力為240萬噸），周邊有月亮田礦、土城礦等國有大中型企業(yè)。 　　交通情況：柏果鎮(zhèn)交通便利，資源豐富，現(xiàn)有兩水路（兩河至水城）和（水柏鐵路）、盤宣公路、雞土公路、貴昆鐵路盤西支線穿越鎮(zhèn)境，水柏鐵路已建成通車。以煤和石灰石為主的礦產(chǎn)資源極為豐富，遍布全鎮(zhèn)。全鎮(zhèn)共有有證煤礦32對，焦化廠6個，石廠18個?，F(xiàn)在在柏果火車站停的車有到貴陽，昆明，重慶，成都大城市列車。　　氣候條件：　柏果鎮(zhèn)氣候溫和，雨量充沛，年平均氣溫15℃，年降雨量1400毫米，平均海拔1514米以上。鎮(zhèn)境內(nèi)水資源豐富，拖長江、松土河、茨石河在鎮(zhèn)中心區(qū)交匯，自南向北流入珠江。第二章 粗苯工段的工業(yè)過程及工藝選擇　　焦爐煤氣經(jīng)硫銨工段脫除氨后進入粗苯工段,粗苯工段的主要任務(wù)是將煤氣進行終冷并除萘，吸收粗苯和脫苯。下面分別對完成這三項任務(wù)進行工藝論證。 煤氣終冷及洗萘工藝　　在生產(chǎn)硫酸銨的化學(xué)產(chǎn)品回收工藝系統(tǒng)中，飽和器后的煤氣溫度常為5056℃，而回收苯族烴的適宜溫度為2127℃，因此，在回收苯族烴之前煤氣要再次進行冷卻，稱為最終冷卻。在煤氣冷卻和部分水蒸氣冷凝的同時，尚有萘從煤氣中析出。因此煤氣在最終冷卻的同時還要進行除萘。在終冷前煤氣含萘約1~2，大大超過終冷溫度下的飽和含萘量。因此，煤氣最終冷卻同時還有除萘作用。早些年，煤氣凈化流程中普遍采用直接式最終冷卻兼水洗萘工藝，即用水直接噴灑進入終冷塔的煤氣，在煤氣冷卻的同時，萘析出并被水沖洗下來?；煊休恋睦鋮s水通過機械化萘沉淀槽將萘分離出去，或用熱焦油將萘萃取出來。這種方法洗萘效率低，~；循環(huán)水所夾帶的萘或焦油容易沉積于涼水架上，涼水架的排污氣和排污水嚴重污染環(huán)境，因此水洗萘法已被淘汰。比較有前途的方法是油洗萘法和橫管式煤氣終冷除萘流程。 煤氣終冷和機械化除萘工藝。來自硫銨工段的煤氣進入終冷塔底部，在塔內(nèi)自下而上流動的過程中與隔板孔眼淋下的冷卻水密切接觸，從50～56℃冷卻至25～27℃。煤氣冷卻的同時，其中部分水蒸汽被冷凝下來,同時還有相當數(shù)量的萘也從煤氣中析出,并用水蒸汽沖洗下來,煤氣含萘量可從2000～2500mg/Nm179。,降到500～800mg/Nm179。 冷卻后的煤氣去洗苯塔脫苯，含萘冷卻水由塔底經(jīng)水封管自流入機械化刮萘槽,水和萘在槽中分離后,水自流入涼水架,再由泵抽送經(jīng)冷卻器冷卻到16～23℃回終冷塔循環(huán)使用。在刮萘槽中積聚的萘,定期用水蒸氣間接加熱熔化后流入萘的揚液槽，再用泵送往焦油槽或焦油氨水澄清槽。亦可用冷凝工段的初冷凝液來熔化萘，熔萘后的冷凝液自流返冷凝鼓風(fēng)段，這樣既簡化了操作又改善了勞動條件。該工藝流程的除萘率受冷卻水溫度的影響，故塔后煤氣含萘量較高。水和萘不易充分分離，部分萘被水帶到?jīng)鏊埽黾恿藳鏊芮鍜吖ぷ?。因其排污水量大，刮萘槽結(jié)構(gòu)復(fù)雜且重，基建費用高。該洗萘法僅用于硫銨生產(chǎn)工序之后。 橫管式煤氣終冷除萘來自硫酸銨工段54℃左右的煤氣，進入橫管式煤氣終冷器進行最終冷卻，煤氣和輕質(zhì)焦油走管間，冷卻水所管內(nèi)。終冷器分上、下兩段。上段為循環(huán)水冷卻，下段為制冷水冷卻?！　∶簹庾陨隙铝鲃?，終冷器上段用25℃的循環(huán)睡間接冷卻煤氣，下段用18℃低溫水間接冷卻煤氣，經(jīng)終冷后煤氣被冷卻至25℃左右，同時在終冷的過程中，除去一部分萘，然后進入洗苯塔脫除其中的苯族烴?！　≥p質(zhì)焦油與煤氣并流直接接觸，自上而下分兩段噴灑，輕質(zhì)焦油含水量控制在10％以下，~5 。含萘的輕質(zhì)焦油用泵送冷凝鼓風(fēng)工段與初冷器冷凝液混合，混合分離出的輕質(zhì)焦油循環(huán)使用。 　　為降低終冷器煤氣系統(tǒng)阻力，終冷上段設(shè)氨水噴灑管，定期噴灑以清除橫管外壁的油垢。該流程的特點是： (1)輕質(zhì)焦油為工廠自產(chǎn)，(2)輕質(zhì)焦油吸萘能力強， (3)與鼓風(fēng)冷凝裝置緊密結(jié)合，流程簡單投資省。(4)煤氣不與低溫水、循環(huán)水直接接觸，不會造成大氣污染和廢水處理。 煤氣終冷和用熱焦油除萘(1)工藝流程　　從飽和器來的54℃左右的煤氣進入木格填料洗萘塔底部，經(jīng)由塔頂噴淋下來的55～57℃的富油洗滌后，可使煤氣含苯由2000～2500㎎／降到500左右。除萘后的煤氣于終冷塔內(nèi)冷卻后送往洗苯塔?！　∶簹鈿怏w于隔板式終冷塔冷卻后送往洗苯塔?！　　　∠摧了Ｓ媚靖裉盍纤?，~。~?！　∠摧劣玫南从蜑橄幢礁挥?，其噴灑量為洗苯富油量的30~35%，入塔富油含萘要求小于8%。吸收了萘的富油與另一部分洗苯富油一起送去蒸餾脫苯脫萘。為了防止在終冷塔內(nèi)從煤氣中析出萘，以保證終冷塔的正常操作，洗萘塔后煤氣含萘要求≤。影響洗萘塔后煤氣含萘量的主要因素是富油含萘量和吸收溫度?！　　　〗K冷塔為隔板式塔，共19層隔板，分兩段。下段11層隔板用從涼水架來的循環(huán)水噴淋，將煤氣冷卻至40℃左右。上段8層隔板，用溫度為20~23℃的低溫循環(huán)水噴淋，將煤氣再冷卻至25℃左右。熱水從終冷塔底部經(jīng)水封管流入熱水池，然后用泵送至涼水架，經(jīng)冷卻后自流入冷水池，再用泵送到終冷塔的下段，送往上段的水尚須于間冷器中用低溫水冷卻。由于終冷器只是為了冷卻煤氣而無須沖洗萘，～(煤氣)。(2)水－油－水洗萘終冷流程　　如將入洗苯塔煤氣進一步降低溫度，保證洗萘塔在較低的溫度下操作，則洗苯效果更好。因此，可采用將煤氣先預(yù)冷，然后再洗萘的工藝流程（即水－油－水洗萘終冷流程）。　　1－預(yù)冷塔；2－油洗萘塔；3－終冷塔；4－一段循環(huán)水冷卻器；5－二段低溫水冷卻器；6－循環(huán)水泵；7－終冷水中間槽；8－終冷水泵；9－送終冷水脫氰水泵；12－富萘油槽；13－洗萘油泵；14－洗萘油加熱器；15－富油泵 水－油－水終冷流程　　在此流程中，煤氣先進入預(yù)冷塔，被冷卻水冷卻至40～50℃（萘露點為30～35℃），由于煤氣溫度保持在40～45℃。洗萘后的煤氣再經(jīng)最終冷卻至25℃左右。此流程由于洗萘溫度低，故經(jīng)洗萘后的煤氣含萘量可降至400～500㎎／　　在水－油－水洗萘終冷流程中，操作的關(guān)鍵是要保證預(yù)冷塔煤氣出口溫度高于煤氣的露點溫度5～10℃，以保證萘不在預(yù)冷塔中析出?！　∠从洼梁兔簹饨K冷流程與水洗萘相比，除了洗萘效果好之外，另外突出的優(yōu)點就是所需終冷水量僅為水洗萘用水量的一半。因此可以減少污水排放量，并有可能采用終冷水閉路循環(huán)系統(tǒng)，從而可取消水架，避免對大氣的污染?！　【C上可知，橫管式煤氣終冷除萘的工藝流程是最簡單、最經(jīng)濟。又不會造成大氣污染和廢水處理。因此本設(shè)計采用橫管式間接冷卻器進行煤氣最終除萘，是最優(yōu)的方案。 洗苯工藝　　從焦爐煤氣中回收的苯族烴可采用下列方法：(1)洗油吸收法：洗油吸收煤氣中的苯族烴為典型的物理吸收，是在洗滌塔中回收煤氣中的苯族烴。將吸收了苯族烴的洗油（富油）送至脫苯塔蒸餾裝置中，以提取粗苯。脫苯后的洗油（貧油）冷卻后重新送至洗滌塔循環(huán)使用。洗油吸收法又分為常壓吸收法和加壓吸收發(fā)。加壓吸收法可強化生產(chǎn)過程，適于煤氣在遠距離或用作合成氨廠原料的情況下采用(2)吸附法：　　煤氣通過具有微孔組織，接觸表面很大的活性炭或硅膠等固體吸附劑。苯族烴即被吸附在其表面上直至達到飽和狀態(tài)。被吸附的苯族烴可用直接水蒸汽進行提取?！　∮没钚蕴课絼┛蓪⒚簹庵械谋阶鍩N幾乎完全吸附下來。此法要求煤氣凈化的程度較高，加之吸附劑價格昂貴，因此在工業(yè)上的應(yīng)用受到一定的限制，而多用于煤氣中的苯族烴的定量分析。(3)凝結(jié)法：　　 在低溫加壓的情況下，使苯族烴從煤氣中冷凝出來。此法比吸附法所得粗苯質(zhì)量好。但煤氣的壓縮及冷凍過程復(fù)雜，動力消耗大，設(shè)備材質(zhì)要求高?！　∧壳埃瑖鴥?nèi)外焦化廠主要采用洗油吸收法回收煤氣中的苯族烴。用洗油回收煤氣中的苯族烴所采用的洗苯塔雖有多種形式，但工藝流程基本相近。下面只簡單介紹用木格填料塔回收粗苯的流程?！　〗陙?，為解決木材短缺問題，采用篩板塔，鋼板網(wǎng)填料，不銹鋼填料以及塑料花環(huán)填料洗苯塔，取得了較好的效果，洗苯塔臺數(shù)可減少為一至兩臺。我國焦化廠洗滌用的洗油主要有焦油洗油和石油洗油。吸收放又分為焦油洗油吸收法和石油洗油法。 焦油洗油吸收法　　 焦油洗油是高溫焦油加工時230～300℃的餾分,由于大多數(shù)焦化廠都能自得,所以應(yīng)用廣泛,其質(zhì)量指標已在第一章中列出如表1～3.　　焦油洗油的含萘量除規(guī)定要小于13%外,還要求其含苊量不大于5%,是為了保證在10～15℃時無固體沉淀物。萘苊因熔點較高,在常溫下易析出固體結(jié)晶,因此應(yīng)控制其含量。但是萘苊同芴,氧及洗油中其他高沸點組分混合時,能生成低熔點的有關(guān)各組分的共熔點混合物,所以洗油中存在一定數(shù)量的萘,則有助于降低洗油析出沉淀物的溫度。洗油含酸量高時,會與水形成乳化物,從而破壞吸苯的操作,且酚的存在使洗油變稠,黏度大,因此必須嚴格控制洗油中的含酚量。 石油洗油吸收法　　用石油洗油回收苯族烴的工藝與焦油洗油苯族烴的工藝流程一樣,只是在設(shè)計油槽時,須要考慮經(jīng)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，油水分離容易及操作簡便等優(yōu)點。.　　石油洗油穩(wěn)定性好，脫萘能力強。但石油洗油吸收能力低，故循環(huán)洗油比用焦油洗油時大，因而洗油在循環(huán)使用過程中，會形成不溶于洗油的油渣，造成換熱設(shè)備的堵塞而破壞正常的加熱制度。同時，含有油渣的洗油與水能形成穩(wěn)定的乳濁液而影響生產(chǎn)?！? 石油洗油質(zhì)量指標： 名 稱單 位指 標　　比重（20℃）　　黏度　　蒸餾試驗：　　 初餾點　　 350℃前餾出量　　凝固點　　含水量　　固體雜物Rl 50176?！　　妗　?　　℃　　%　　　　　　不小于265　　不小于95　　低于20　　　　無　　綜上所述，由于石油洗油洗苯工藝存在很多問題尚未解決，設(shè)備選型上存在難題，所以一般不采用石油洗油工藝，而多采用焦油洗油洗苯工藝。 用洗油回收煤氣中苯族烴的主要生產(chǎn)操作指標　　 主要生產(chǎn)操作指標如下：入洗苯塔的煤氣溫度／℃ 25左右入洗苯塔煤氣中苯族烴含量／ 25～40入洗苯塔貧油含苯量／% ～入洗苯塔貧油溫度／℃ 大于煤氣入塔溫度2～7出洗苯塔煤氣中苯族烴含量／ ＜2出洗苯塔富油含苯量／% 2～3洗苯塔內(nèi)操作溫度／℃ 20～30木格填料塔阻力／ 不大于1000 脫苯工藝(1)洗苯原理 　 用焦油洗油吸收煤氣中的苯族烴的過程是物理吸收過程，煤氣中的苯族烴易溶解于洗油中，它在洗油中有一定的溶解度。這樣，煤氣與洗苯塔頂噴淋下來的洗油逆流吸收過程，煤氣中的苯族烴分子便進入洗油中而被洗油吸