【正文】 壓力間歇地回連續(xù)地排至殘渣油槽。 、管式爐加熱法生產(chǎn)一種苯的工藝 圖 管式爐加熱法生產(chǎn)一種苯工藝流程管式爐 2再 生器 3 殘 渣池 4 脫苯塔 5 貧油冷卻器6貧 富油換熱器 7 重分縮器水分離器 8 輕分 縮器油水分離器9粗 笨油水分離器 1 0控 制分離器 1 1粗 笨儲槽1 2 產(chǎn)品泵 13 分縮器 14 冷凝冷卻器 15 貧油泵 管式爐加熱法生產(chǎn)一種苯的工藝流程如圖 27 從洗滌工序來的富油先進(jìn)入分縮器，被從脫苯塔來的氣體加熱到7080℃，然后入貧富油換熱器，被熱貧 油加熱后進(jìn)入管式爐。加熱到180190℃的富油，從第 14 層板進(jìn)入脫苯塔。熱貧油從脫苯塔底部經(jīng)貧富油換熱器自流入脫苯塔下部的熱貧油槽，溫度 120℃左右，然后用泵送到貧油 9 冷卻器到 2530℃送回洗苯塔循環(huán)使用。 從脫苯塔頂出來的粗苯蒸汽，進(jìn)入分縮器，溫度從 170180℃，降到 93℃左右，部分水蒸汽被冷凝下來，然后進(jìn)入冷凝冷卻器，粗苯和水從冷凝冷卻器下部流入油水分離器進(jìn)行分離。從油水分離器出來的粗苯進(jìn)入粗苯儲槽。輕、重分縮器分別進(jìn)入油水分離器分離。 為保證洗油質(zhì)量，從管式爐加熱后的富油管線引出 12%的富油進(jìn) 再生器，于此用管式爐過熱至 400450℃的蒸汽進(jìn)行蒸吹。器頂排出溫度為190200℃的水汽，油汽與粗苯汽一起進(jìn)入脫苯塔，再生器底部殘渣定期排放。 管式爐加熱法生產(chǎn)一種苯與蒸汽加熱法生產(chǎn)一種苯相比具有以下優(yōu)點(diǎn)： ① 粗苯回收率高； ② 蒸汽耗量低； ③ 酚水量少。 3 粗苯回收原理 粗苯回收原理及影響因素 洗油回收粗苯的原理 用洗油回收煉焦煤氣中的粗苯是一種吸收過程。其吸收機(jī)理 是建立在雙膜理論基礎(chǔ)上。雙膜理論的基本觀點(diǎn)如下： 相互接觸的氣液兩流體間存在著穩(wěn)定的相界面，界面兩側(cè)各有一很薄的有效滯留膜層。由于兩流體的主體充分揣動，濃度的均勻的，全部的濃度變化集中在兩個有效膜層內(nèi)，且吸收過程在界面處達(dá)平衡。因此擴(kuò)散過程的全部阻力也就等于氣膜和液膜的阻力之和，這個阻力的大小也就決定了吸收速率的大小。 影響粗苯吸收的因素 在吸收過程中，如果吸收系 數(shù)比較大，那么進(jìn)入液相的量也較大，也就是說吸收進(jìn)行的完全。為此，我們通過氣相進(jìn)入液相的量的多少來討論回收進(jìn)行的程度。 煤氣中的苯族烴在洗苯塔乃被回收的程度稱為回收率?；厥章适窃u價洗苯操作的重要指標(biāo)，可按下式表示： η =1a2/a1 式中：η 粗苯回收率， % a1， a2—— 洗苯塔入口，出口煤氣中苯含量，克 /標(biāo)米 179。 回收率的大小取決于下列因素：煤氣和洗油中苯族烴的含量；煤氣流速幾其壓力；洗油循環(huán)量及其分子量；吸收溫度；洗苯塔的構(gòu)造，對填料塔則 10 為填料表面積及其特性等?，F(xiàn)分述如 下： 吸收溫度的影響 吸收溫度指洗苯塔內(nèi)氣體液體兩相接觸面的平均溫度，它取決于煤氣和洗油的溫度，也受大氣溫度的影響。 吸收溫度是通過吸收系數(shù)和吸收推動力的變化而影響粗苯回收率的。吸收溫度增高，吸收系數(shù)有些增大，但不顯著。 當(dāng)煤氣中苯族烴的含量一定時，溫度愈低，洗油中與其呈平衡的粗苯含量愈高；因而當(dāng)提高溫度時，洗油中與其呈平衡的粗苯含量愈低，因此溫度升高，吸收推動力隨之減小。 吸收溫度不宜過高，也不宜過低。適宜為 25℃左右，操作中洗油溫度應(yīng)略高于煤氣溫度以防煤氣中的水汽冷凝進(jìn)入洗油中。 洗油的分子量及循環(huán) 油量的影響： 當(dāng)其它條件一定時，洗油的分子量變小將使洗油中粗苯含量變大，即吸收得愈好。但洗油的分子量也不宜過小，否則洗油在吸收過程中損失較大，并在脫苯蒸餾時不易與粗苯分離。 增加循環(huán)洗油量可降低洗油中粗苯的含量，增加氣液間的吸收推動力，從而提高粗苯回收率。但循環(huán)洗油量也不易過大，以免過多增加電、蒸汽耗量和冷卻用水量。 貧油含苯量的影響： 其它條件一定時，入塔貧油中粗苯含量愈高，則塔后損失愈大?，F(xiàn)行規(guī)定塔后煤氣中粗苯含量低于 2 克 /標(biāo)米 179。如果一步降低貧油中的粗苯含量，雖有助于降低塔后損失，但將增加脫苯蒸汽時的 水蒸汽耗量，使粗苯 180℃前餾出率減少，即相應(yīng)增加粗苯中溶劑油的生成量，并使洗油的耗量增加。 吸收表面積的影響： 填料的表面積愈大，則煤氣與洗油接觸的時間愈長，回收過程進(jìn)行得也愈完全。 煤氣壓力和流速的影響： 煤氣壓力增大時，其擴(kuò)散系數(shù)隨壓力的增加而減小，因而使吸收系數(shù)降低。但隨煤氣壓力的增加，煤氣中苯族烴的分壓將成比例地增加，從而使吸收推動力迅速增加，吸收速率也將增大。 煤氣速度的增大師吸收系數(shù)增大，可提高氣液相接觸的旋流程度和提高洗苯塔的生產(chǎn)能力。所以加大煤氣速度可強(qiáng)化吸苯過程，但太大，會使洗苯塔阻力和 霧沫夾帶量急劇增加。 11 脫苯原理及影響因素 脫苯原理（蒸汽法） 脫苯原理實(shí)際是精餾原理，又揮發(fā)度不同的組分組成的混合液 精餾塔內(nèi)大多次進(jìn)行部分汽化和部分冷凝，使其分離成幾乎純態(tài)的過程。在精餾過程中，當(dāng)加熱互不相溶的液體混合物時，如果此混合物的蒸汽分壓之和達(dá)到塔內(nèi)的總壓時，液體即行沸騰。所以。在脫苯蒸餾過程中通入大量直接水蒸汽，當(dāng)塔內(nèi)的總壓力一定時，若氣相中水蒸汽所占的分壓愈高，則粗苯和洗油的蒸汽分壓就愈低，這樣就可以在較低的脫苯蒸餾溫度（遠(yuǎn)比250300℃的溫度低）下，便可將粗苯完全地從洗油 中蒸出來。 影響脫苯的因素 在塔底溫度下各組分在蒸汽壓。 提高富油預(yù)熱溫度，則塔底貧油溫度也相應(yīng)提高。貧油中各組分的蒸汽壓增大，從而使粗苯的蒸出率也增加。 脫苯塔內(nèi)操作壓力 提高塔內(nèi)操作壓力時，各組分的蒸出率相應(yīng)減少。反之，則響應(yīng)增加。 脫苯塔的塔板層數(shù) 增多加料板以下的塔板數(shù) n，可使各組分的蒸出率增大，特別是 對甲苯，二甲苯的蒸出率影響較大。 直接蒸汽量、溫度 提高直接蒸汽量，可使各組分的蒸出率增加。反之則各組分的蒸出率減小。此外還有富油的預(yù)熱溫度和含苯量。 4 主要設(shè)備論證及選型 前面我們介紹了四種終冷洗萘工藝，它們各自使用的終冷塔也不同。 煤氣終冷和機(jī)械化除萘工藝用金屬隔板塔。此塔局有傳熱，傳質(zhì)好的優(yōu)點(diǎn)，但在終冷塔后出口煤氣的含萘量較高，萘的脫除率低，終冷水和萘不能很好地分離。 煤氣終冷和熱焦油洗萘工藝使用帶焦油洗萘器的煤氣終冷塔（篩板塔）。此塔雖然具有擴(kuò)散推動力大的優(yōu)點(diǎn)，但操作不穩(wěn)定，對水質(zhì)的要求高。 油洗萘和煤氣終冷工藝中使用的是橫管式終冷塔。此工藝洗萘與終冷分開，投資高，不易小廠借鑒。 橫管終冷噴灑輕質(zhì)焦油洗萘工藝使用橫管終冷洗萘塔。它的優(yōu)點(diǎn)：不僅終冷效果好，除萘效果也好； 系統(tǒng)阻力小，操作維修簡便，節(jié)約點(diǎn)耗；不需含酚污水處理。 12 根據(jù)本設(shè)計在第二章所確定選用的終冷除萘工藝、流程，可確定選用與該工藝相配套的終冷塔 —— 橫管終冷洗萘塔。 洗苯塔 目前，我國焦化廠采用的洗苯塔主要有空噴塔，板式塔和填料塔，下面分別加以介紹。 空噴塔 空噴塔一般為多段噴灑，沒段下部均設(shè)有煤氣分布器，相鄰兩段設(shè)有煤氣通過的錐性散罩，底部設(shè)有許多個噴嘴組成的洗油噴灑裝置，其上設(shè)有備用的中央噴嘴，從頂部灑下來的洗油經(jīng)降液管引到下段。洗油從第二段起來采用循環(huán)噴灑。 用空噴塔洗苯具有以下優(yōu)點(diǎn)：投資省 ，處理能力大，阻力小，不堵塞等。缺點(diǎn)：洗苯效率低，塔后煤氣含苯量高，洗油循環(huán)量大，動力消耗大。 板式塔（孔板塔） 板式塔主要有穿流式篩板塔。該塔容易實(shí)現(xiàn)最佳流體力學(xué)條件，即增加氣液兩相的接觸面積，提高兩相的湍流程度，迅速更改兩相界面以減小其擴(kuò)散阻力。 這種塔結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，生產(chǎn)能力大，投資省，節(jié)約金屬材料，且安裝和維修簡便。其缺點(diǎn)是塔板的效率受負(fù)荷變動的影響較大。 填料塔 填料洗苯塔是應(yīng)用較早，較廣的一種塔。塔內(nèi)填料了用木格，鋼板網(wǎng)，金屬螺旋，帖拉累托填料，鮑爾環(huán)，鞍形填料以及塑料花 環(huán)填料等。 木格填料塔 該塔型在我國焦化廠應(yīng)用較多，它具有阻力較小，操作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。但也存在著生產(chǎn)能力小，設(shè)備龐大、苯重，投資和操作費(fèi)用高及木材耗量大等缺點(diǎn)。因此在一些國家里，木格填料塔已被新型高效填料塔取代。 鋼板網(wǎng)填料塔 該塔型在國內(nèi)已被采用。該填料塔與木格填料塔相比，具有比表面積大，吸收率高，阻力小，動力消耗小等優(yōu)點(diǎn)，但制造麻煩，價格昂貴，處理能力小。 金屬螺旋填料塔 金屬螺旋填料塔采用鋼帶和鋼絲繞成，其比表面積大，重度小。 由于形狀復(fù)雜，填料層的持液量大，因此吸收劑與煤氣接觸時間較長，又 由于煤氣通過填料時攪動激烈，因而吸收效率較高。但難于制造，價格昂 13 貴。這種填料在蘇、美應(yīng)用較多。 塑料花環(huán)填料塔 塑料花環(huán)填料是近年來又國外引進(jìn)的高效填料，經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)證明，花環(huán)填料是一種具有比表面大，空隙來率高，阻力小，處理能力大，液體分布好，濕潤率高，投資省，占地少，節(jié)省能耗，制造安裝容易，操作方便等突出優(yōu)點(diǎn)的填料。國家有關(guān)部門鑒于該填料具有以上優(yōu)點(diǎn)，已要求推廣使用高效花環(huán)填料洗苯塔。 根據(jù)以上的論述，本設(shè)計采用塑料花環(huán)填料洗苯塔。 脫苯塔 我國焦化廠采用的脫苯塔有圓形泡罩塔，條形 泡罩塔以及浮閥塔等，以條形泡罩塔應(yīng)用最廣。 泡罩塔是工業(yè)上應(yīng)用最久的一種塔板型式，該種塔型的優(yōu)點(diǎn)是：不易發(fā)生漏液現(xiàn)象，有較好的操作彈性，即當(dāng)氣、液負(fù)荷有較大的波動時，仍能維持幾乎恒定的板效率，塔板不易堵塞，對各種物料的適應(yīng)性強(qiáng)，操作經(jīng)驗(yàn)豐富。缺點(diǎn)是：塔板結(jié)構(gòu)復(fù)雜，金屬耗量大，造價高，板上液層厚，氣體流動曲折，塔板壓降大，兼因霧沫夾帶現(xiàn)象較嚴(yán)重，限制氣速的提高，故生產(chǎn)能力不大。而且板上液流遇到的阻力大，致使液面落差大，氣體分布不均勻，也影響了板效率的提高。 根據(jù)目前的使用證明泡罩塔的操作，運(yùn)行更為穩(wěn)定。雖然浮 閥塔具有很多優(yōu)點(diǎn)，但因其防腐較差，操作不易穩(wěn)定，故選用條形泡罩塔作為本設(shè)計的脫苯塔。 貧油冷卻器和貧富油換熱器 貧油冷卻器 我國焦化廠應(yīng)用貧油冷卻器主要有：空氣 — 水噴淋式冷卻器，浮頭管殼冷卻器和螺旋板換熱器三種。 國內(nèi)應(yīng)用較多的是浮頭管殼式貧油冷卻器。近年來，螺旋板換熱器在我國焦化廠得到廣泛應(yīng)用。除可作為貧油冷卻器使用之外，還可以作貧油換熱氣，蒸氨廢水換熱器等。螺旋板換熱器與普通換熱器相比較，具有以下優(yōu)點(diǎn)： 傳熱效率高。該設(shè)備可進(jìn)行逆流，并流和錯流操作，其總傳熱系數(shù)約為列管式換熱器的三倍 左右。最突出的特點(diǎn)是對低溫?zé)嵩催M(jìn)行熱交換時，有極好的效果。 結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。所需面積只為列管式換熱器的 1/21/4。 它能自行清除污垢。因螺旋板的通道是單通道，如果通道內(nèi)處沉積 14 了污垢，此處的通道截面積就會減少，流速就相應(yīng)增高，污垢易被沖刷掉。因此幾乎不用人工清掃，可延長清掃周期。 另外，它還有鋼材耗量少，成本低等優(yōu)點(diǎn)，但它阻力較大。 鑒于以上優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計選用螺旋板換熱器作為貧油冷卻器。 貧富油換熱器 同樣由于螺旋板換熱器所具有的優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計選用螺旋板換熱器作為貧富油換熱器。 5 生產(chǎn)工藝說明 這部分主要詳述工藝流程，生產(chǎn)操作規(guī)程及控制的技術(shù)指標(biāo)。 工藝流程詳述 輕質(zhì)焦油終冷洗萘 由硫銨工段來的煤氣，溫度為 5060℃，進(jìn)入終冷塔頂空噴塔，與從循環(huán)油槽來的連續(xù)噴灑的輕質(zhì)焦油同流差速接觸速冷，再進(jìn)入橫管段繼續(xù)冷至2125℃，同時脫萘至 克 /標(biāo)米 179。以下，后從塔底排出，進(jìn)入旋風(fēng)捕霧器除掉的大部分焦油，凝結(jié)水霧，進(jìn)入煤氣總管送至洗苯塔。由終冷塔下來的輕質(zhì)焦油經(jīng)過 U 型管自流入塔底循環(huán)油槽。再由循環(huán)油泵從槽底抽出至塔頂噴灑。循環(huán)到一定含萘量時，用泵送至焦油工段或冷鼓工段。 打開輕質(zhì)焦油槽至循環(huán)油槽的閥門，新輕焦油依靠液位差自流入循環(huán)油槽，大約補(bǔ)充新洗油約 2小時。 18℃冷凝水由塔下部橫管冷卻器進(jìn)入，向上經(jīng)串聯(lián)著的歌橫管器與塔內(nèi)循環(huán)油，煤氣間接換熱升溫后 塔的上部外排。 洗苯 工藝流程見圖 25。（采用一個洗苯塔） 煤氣經(jīng)最終冷卻器至約 21℃進(jìn)入洗苯塔。塔前煤氣中含苯族烴 2540克 /標(biāo)米 179。，在塔內(nèi)與逆流流動的洗油接觸后，出塔煤氣中含苯族烴低于 2 克/標(biāo)米 179。 從脫苯工序來的貧油含粗苯 %，用貧油泵送至洗苯塔頂部，從塔頂噴淋而下，含苯量增至 %左右，經(jīng)過 U 型管自流入塔底富油槽。再用富油泵從油槽底部抽出，送往脫苯工序。脫苯后的貧油循環(huán)使用。 當(dāng)塔底油槽液位降低時，用貧油泵從新鮮洗油槽中抽新洗油補(bǔ)充，以維持液位穩(wěn)定。 脫苯 工藝流程見圖 27。 15 從洗滌工序來的壺油先進(jìn)入份縮器換熱，被從脫苯塔來的汽體加熱到7080℃，然后進(jìn)入貧富油換熱器，溫度升到 120℃左右，仁厚送到管式爐加熱到 180190℃。熱富油從脫苯塔 14 層塔板進(jìn)入。熱貧油從脫苯塔底部靠液位差送汝貧富油換熱器，被冷卻到 75℃左右，再流回塔底