【正文】 凝的同時(shí)，尚有萘從煤氣析出，因此煤氣的最終冷卻的同時(shí)應(yīng)考慮到如何除萘。目前我國焦化廠目前所采用的煤氣終冷及除萘的工藝流程主要有三種即煤氣終冷機(jī)械化除萘工藝；煤氣終冷和焦油洗萘工藝；油洗萘和煤氣終冷工藝；和橫管終冷噴灑輕質(zhì)焦油的新終冷除萘工藝。 煤氣終冷和除萘工藝1煤氣終冷塔 2機(jī)械化刮萘槽 3萘揚(yáng)液槽 4終冷循環(huán)水5涼水架 6循環(huán)水冷卻器圖31 煤氣終冷和機(jī)械化除萘工藝流程來自硫銨工段的煤氣進(jìn)入終冷塔內(nèi)，與隔板眼淋下的冷卻水密切接觸，從55℃左右冷卻到25℃左右。在煤氣冷卻的同時(shí)，煤氣中一部分水蒸汽被冷凝，大部分萘析出并被水沖洗下來。煤氣含萘量從2000~3000毫克/標(biāo)m3降至800毫克/標(biāo)m3左右，冷卻后的煤氣進(jìn)入洗苯塔。含萘的冷卻水由塔底經(jīng)水封管自流到機(jī)械化刮萘槽，水和萘在槽中分離后，水自流到冷水架被冷卻至30~32℃，再用泵送經(jīng)冷卻器用低溫水將其冷卻到25℃后，回終冷塔循環(huán)使用。在刮萘槽中積聚的萘，定期用水蒸汽間接熔化后流入萘揚(yáng)液槽，再用水蒸汽壓送到焦油槽和焦油氨水澄清槽。該流程的優(yōu)點(diǎn)是操作穩(wěn)定，便于管理；缺點(diǎn)是出終冷塔煤氣含萘量較高；水和萘不能充分分離，部分萘被水帶到冷水架，增加清掃冷水架的次數(shù)；刮萘槽結(jié)構(gòu)復(fù)雜而且笨重，基建費(fèi)用較高。 煤氣終冷和焦油洗萘工藝 圖32 煤氣終冷和焦油洗萘工藝1煤氣終冷塔 2循環(huán)水泵 3焦油循環(huán)泵 4焦油槽 5水澄清槽 6液位調(diào)節(jié)器 7循環(huán)水冷卻器 8焦油泵煤氣在終冷塔內(nèi)的冷卻過程同前所述。含萘冷卻水從終冷塔底部流出，經(jīng)液封管導(dǎo)入焦油洗萘器底部并向上流動(dòng)。熱焦油經(jīng)伸入器內(nèi)的分布器均勻噴灑在篩板上，通過篩板的孔眼向下流動(dòng)，在與水封流接觸過程中將水中萘萃取出來，可使出口煤氣含萘量降到800毫克/標(biāo)m3以下。洗萘后的焦油從焦油洗萘器下部排出，經(jīng)液位調(diào)節(jié)器流入焦油槽。經(jīng)過加熱靜止脫水，再送往焦油車間，送完焦油的容槽，再接受從冷凝鼓風(fēng)工段來的新鮮焦油以備循環(huán)洗萘使用。從洗萘器上部流出的水進(jìn)入水澄清槽，分離出殘余焦油后，自流到冷水架。分離出的焦油及浮在水面上的油類、萘等混合物自流到焦油槽。上述兩種工藝存在的共同特點(diǎn)是：在終冷塔內(nèi)冷卻煤氣的同時(shí)，析出的萘須用水沖流，因而實(shí)際所需的冷卻水量遠(yuǎn)大于熱平衡所需的冷卻水量，由于水量大，則更新循環(huán)水系統(tǒng)所排出的污水量相應(yīng)增多。 油洗萘和煤氣終冷工藝 圖33 油洗萘和煤氣終冷工藝流程1洗萘塔 2加熱器 3富油泵 4含萘富油泵 5煤氣終冷塔 6循環(huán)水冷卻器 7熱水泵 9循環(huán)水泵 10熱水池 11冷水池從飽和器來的55~60℃煤氣進(jìn)入木格填料塔或洗萘塔，被由塔頂噴淋下來的富油洗滌。富油進(jìn)塔溫度比煤氣高5~7℃，煤氣含萘可由2000~2500毫克/標(biāo)m3降到500~800毫克/標(biāo)m3左右。從洗萘塔頂出來的煤氣，溫度約升高2℃，進(jìn)入煤氣終冷塔，被噴淋下來的冷卻水冷卻后至洗苯塔。該流程所用的循環(huán)水量，僅為前兩種煤氣終冷流程用水一半，因而可以減少污水排放量。由于上述流程的油洗萘過程系在較高溫度下進(jìn)行，因而洗萘塔后煤氣含萘量還較高，終冷塔排出的水有時(shí)有浮油。 橫管終冷洗萘工藝 圖34 輕質(zhì)焦油終冷洗萘工藝流程1終冷塔 2新焦油槽 3溢流槽 4焦油泵 5循環(huán)泵該工藝流程見圖，煤氣的終冷和除萘都在橫管終冷塔進(jìn)行，煤氣從上部導(dǎo)入終冷洗萘塔，從終冷塔下部導(dǎo)出，而水從下往上與煤氣逆流而行，且與煤氣是間接接觸，煤氣中遇冷段內(nèi)，冷卻到24～26℃后進(jìn)入吸收段的上部，循環(huán)噴灑輕質(zhì)焦油除萘，凈化后的煤氣進(jìn)入捕霧器除去其所夾帶動(dòng)焦油霧滴，捕霧后的煤氣進(jìn)入洗苯塔。為使循環(huán)輕質(zhì)焦油中的萘含量保持穩(wěn)定，在輕質(zhì)焦油由泵送入循環(huán)槽的同時(shí)，從循環(huán)槽的壓出管引出相同的數(shù)量的焦油連續(xù)送往機(jī)械化氨水澄清槽，在送往焦油車間處理。橫管終冷洗萘是冷卻水和煤氣間接接觸，因而它有很多優(yōu)點(diǎn)：1. 設(shè)備小，操作簡便，無污染，占地面積小，基建費(fèi)用比較少2. 冷卻效果好，萘的脫除高，出口煤氣約22℃，煤氣含萘量大約在350～450mg/Nm33. 無須用洗油，只須自產(chǎn)輕質(zhì)焦油，節(jié)約洗油耗量，同時(shí)煤氣中毒萘直接轉(zhuǎn)入焦油，減少萘的損失。4. 由于煤氣不直接與水接觸，故沒有含酚污水的處理，另外，由于系統(tǒng)阻力小，風(fēng)機(jī)電耗低。這種工藝解決了前幾種工藝流程中存在的廢水多，含萘高的問題，它使煤氣的含萘量可降到400毫克/標(biāo)m3，因而該工藝有點(diǎn)突出，而且徐州地區(qū)具有豐富的低溫 地下水（18℃）因而本設(shè)計(jì)采用的就是這種工藝。 洗苯工藝目前，國內(nèi)焦化廠主要采用洗油吸收法回收煤氣中的苯族烴，經(jīng)過終冷的煤氣溫度降至25～27℃，然后進(jìn)入洗苯塔回收苯族烴，回收方法大致分為下列三種：1. 洗油吸收法用洗油在洗滌塔中回收煤氣中的苯族烴，再將吸收了苯族烴的洗油（富油）送入脫笨蒸餾裝置中，以提取粗苯，脫笨后的洗油（貧油）經(jīng)過冷卻后，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法，加壓吸收法可以強(qiáng)化生產(chǎn)過程，適用于煤氣遠(yuǎn)距離輸送或用作合成氨廠原料的情況下采用。2. 吸附法：使煤氣通過具有微孔組織比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(dá)到接近飽和狀態(tài)，然后用水蒸氣直接進(jìn)行解析，即得粗苯。用活性炭做吸附劑，可將煤氣的苯族烴完全吸附下來但此法要求煤氣凈化的程度較高，加之吸附劑價(jià)格昂貴，因此在工業(yè)上應(yīng)用受到一定的限制，而多用于煤氣苯族烴的定量分析。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，此法比吸收法所得到的粗苯質(zhì)量好，但煤氣的壓縮及冷凍過程復(fù)雜，阻力消耗大，設(shè)備材質(zhì)要求高。第四章 粗苯脫苯方法及工藝選擇 回收方法目前國內(nèi)焦化廠主要采用洗油吸收法回收煤氣中的苯族烴，油吸收法可分為焦油洗油吸收法和石油吸收法，洗油質(zhì)量的要求：焦油洗油的指標(biāo)見下表石油洗油質(zhì)量指標(biāo) 名 稱質(zhì) 量 指 標(biāo)比重（20℃）粘度（。E50）蒸餾實(shí)驗(yàn)初溜點(diǎn)，℃不小于265350℃前餾出量，%不小于95凝固點(diǎn)℃小于10含水量℃固體雜質(zhì)無 用焦油洗油回收粗苯用洗油回收煤氣中的粗苯的方法，所用的洗苯塔有多種型式，但工藝流程基本一樣。用塑料花環(huán)填料塔的工藝流程見圖41。 圖41 洗苯工藝流程圖 1填料洗苯塔 2富油泵 3貧油中間槽 4貧油冷卻器煤氣經(jīng)最終冷卻到25~27℃后，進(jìn)入洗苯塔。塔前的煤氣含粗苯32~40克/標(biāo)m3，塔后的煤氣中含粗苯低于2克/標(biāo)m3。從脫苯工序來的貧油，~%，進(jìn)入貧油槽，用貧油泵進(jìn)入洗苯塔頂部，從塔頂噴淋而下，%左右。用富油泵將富油從塔底抽出，送往脫苯工序。脫苯后的貧油送回貧油槽循環(huán)使用。本設(shè)計(jì)所選用的就是這種工藝流程，但洗苯塔有多種形式，選擇合適的塔型是值得研究的。用洗油回收煤氣中的粗苯的方法，所用的洗苯塔有多種形式，但工藝流程基本一樣，用塑料花環(huán)調(diào)料塔回收粗苯的工藝流程見圖42。熱水冷水氣煤氣煤去分縮器23451 圖4 2 塑料花環(huán)填料塔回收粗苯的工藝流程圖1富油泵 2塑料花環(huán)洗苯塔 3貧油槽 4 –貧油冷卻器 5—貧油槽洗苯塔底部為洗油接受槽，用鋼板與煤氣部分隔開，從塔頂下來的洗油經(jīng)U 型管流入該槽，U型管內(nèi)有一定的液位，足以封位煤氣，阻止它進(jìn)入油槽從放散管溢出。洗苯塔噴頭上方設(shè)置捕霧器，以捕集的油滴，減少洗油損失，塔頂還有一個(gè)噴口，以清洗捕霧層。 石油洗油回收粗苯用石油洗油回收粗苯的工藝流程與用焦油洗油回收的一樣，只是在設(shè)計(jì)貧油槽時(shí)，須考慮，經(jīng)常排油渣和生成腐蝕物。目前國內(nèi)使用的是有洗油為輕柴油，與焦油洗油比較，耗量低，油水分離容易，具有較高的穩(wěn)定性，長期使用后其物理化學(xué)性質(zhì)幾乎不變，此外，石油洗油吸萘的能力強(qiáng)，一般塔后煤氣含萘量可低于150mg/Nm3.石油洗油的缺點(diǎn)是洗苯能力較低，～%，故循環(huán)洗油量每噸（180℃前粗苯為65m3）和脫笨的耗氣量較多，此外，在洗苯過程生成難溶的油渣，容易堵塞換熱設(shè)備，含油渣的洗油和水容易形成乳蝕液，影響正常操作，所以洗油含渣量不宜大于20mg/，因此多數(shù)焦化廠采用焦油洗油。為了滿足從煤氣中回收和制取粗苯的要求，洗油具有如下性能：1) 常溫下對苯族烴有良好的吸收能力，在加熱時(shí)又能使粗苯很好的分離出來。2) 有足夠的化學(xué)穩(wěn)定性，即在長期使用中吸收能力基本穩(wěn)定。3) 在吸收操作溫度下不應(yīng)析出固體沉淀物。4) 易于水分離，且不能生成乳蝕物。5) 有較好的流動(dòng)性，易于用泵抽送并能在調(diào)料上均勻分布。由于石油洗苯工藝流程缺點(diǎn)較多，特別選型上存在難題，故一般不采用它，而多采用第一種工藝流程。本設(shè)計(jì)就采用焦油洗油回收粗苯工藝。．裝置流程及說明生產(chǎn)工藝流程說明：煉焦煤在焦?fàn)t干鎦過程中產(chǎn)生的苯族烴隨荒煤氣逸出，粗苯是有機(jī)化學(xué)工業(yè)的重要原料，回收粗苯具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。焦?fàn)t煤氣中粗苯含量一般為25～40g/、煉焦溫度和焦?fàn)t爐頂空間溫度有關(guān)。即粗苯的產(chǎn)率隨裝爐煤揮發(fā)分的提高而增加，隨煉焦溫度、爐頂空間溫度的提高而下降。%～%。粗苯的產(chǎn)率與裝入煤的揮發(fā)分的關(guān)系可用下式表示。Y= +－ 配煤揮分%2021222324252627282930粗苯產(chǎn)率,%1——脫水塔 2——管式爐 3——再生器 4——脫苯塔 5——熱品油槽 6——兩苯塔 7——分凝器 8——換熱器 9——冷凝冷卻器 10——冷凝器 11——分離器 12——回流柱 13——加熱器 粗苯產(chǎn)品的技術(shù)要求主要有兩個(gè)指標(biāo)：一是水分，要求在室溫下目測無可見不溶解水；二是對粗苯產(chǎn)品作流程測定，當(dāng)粗苯產(chǎn)品作為溶劑用時(shí),180℃前餾出量應(yīng)＞91%，當(dāng)作為精制用粗苯時(shí)180℃前餾出量應(yīng)＞93%。 粗苯的主要組分有苯、甲苯、二甲苯和三甲苯等芳烴，此外還含有不飽和化合物、含硫化合物、脂肪烴、萘、酚類和吡啶類化合物，其組成見下表。組分含量（%）組分含量（%）苯55～80古馬隆～甲苯12～22茚～二甲苯2～6硫化氫～三甲苯2～6二硫化碳～乙基苯～1噻吩～丙基苯～甲基噻吩～乙基甲苯～吡啶及其同系物～戊烯～苯酚及其同系物～環(huán)戊二烯～萘～C6～C8直鏈烯烴～脂肪烴C6～C8～苯乙烯～從焦?fàn)t煤氣中回收粗苯一般均采用焦油洗油作吸收劑，其工藝包括洗滌和蒸餾兩個(gè)部分。焦油洗油吸苯的工藝流程見下圖。如圖下所示，焦?fàn)t煤氣以25～27℃依次通過串聯(lián)的洗苯塔，與塔頂噴灑的焦油洗油逆流接觸，脫除粗苯后煤氣從塔頂排出。%的富油送往蒸餾裝置脫苯。％～%，經(jīng)冷卻至27～30℃后送至洗苯塔循環(huán)使用。用于吸收苯的焦油洗油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)如下：密度，g/cm3~蒸餾試驗(yàn)230℃前鎦出量，%（體積）300℃前鎦出量，%（體積）≤3≥90酚含量，%（體積）≤萘含量，%（質(zhì)量）≤15水分，%≤黏度≤15℃結(jié)晶物無焦油洗油吸苯的工藝流程近年來，國內(nèi)使用洗苯塔的填料型式較多，老式的木格填料已很少使用，使用較多的為鋼板網(wǎng)填料和花環(huán)填料。一般采用兩塔串聯(lián)型式，也有采用一塔洗苯的型式。目前國內(nèi)各焦化廠均普遍采用了管式爐加熱富油脫苯工藝。這種工藝可以有雙塔生產(chǎn)輕苯、重質(zhì)苯以及單塔生產(chǎn)粗苯和單塔生產(chǎn)輕苯、重苯三種方法。（1）脫苯工藝的主要種類 脫苯有水蒸氣加熱蒸餾法和管式爐加熱蒸餾兩種脫苯工藝，兩種工藝都可以回收一種苯或輕苯、重苯兩種。（2）水蒸氣加熱蒸餾法與管式爐加熱蒸餾法比較入下表：項(xiàng)目管式爐加熱蒸餾法水蒸氣加熱蒸汽法脫苯原理在脫苯塔中加入直接蒸汽，降低苯沸點(diǎn)在脫苯塔中加入直接蒸汽，降低苯沸點(diǎn)流程特點(diǎn)富油經(jīng)油氣換熱器、貧富油換熱器加熱至110℃，然后用管式爐將富油加熱到180℃入脫苯塔。設(shè)有脫水塔、富液再生器、兩苯塔水分離器。有生產(chǎn)一種苯兩種流程。兩苯塔氣相進(jìn)料。可以在兩苯塔側(cè)線切去重苯也可以在兩苯塔底取得重苯。富油經(jīng)分縮器、貧油換熱器、富油預(yù)熱器加熱140℃左右入脫苯塔，設(shè)有富油再生器，有兩苯塔水分離器，有生產(chǎn)一種苯兩種苯兩種流程，兩苯塔氣相進(jìn)料。產(chǎn)品粗苯或輕、重苯粗苯或輕、重苯主要工藝參數(shù)以兩苯塔為例）溫度/℃富油入脫苯塔溫度180～190140脫苯塔底溫度180～190130～140兩苯塔底溫度150～160150～160貧油冷卻溫度2525脫苯塔頂油汽溫度170～175120～135分凝器油汽出口溫度88～9288～92再生器頂油汽溫度150～170150～170再生器底溫度180～190160～180管式爐過熱蒸汽溫度400兩苯塔頂油汽溫度73～7873～78兩苯塔底重苯溫度140～160140～160輕縮分出口溫度90～95重分縮后出口溫度99～92重苯冷卻器后溫度70～8070～80輕苯冷凝冷卻后溫度3025～30壓力 Mpa再生器加熱蒸汽壓力～～1預(yù)熱蒸汽壓力蒸餾用蒸汽壓力～～脫苯塔底部壓力貧油重含苯量%（質(zhì)量