【正文】 2g/標m3。從脫苯工序來的貧油，~%，進入貧油槽，用貧油泵進入洗苯塔頂部，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。 圖25 洗苯工藝流程圖 1填料洗苯塔 2富油泵 3貧油中間槽 4貧油冷卻器從脫苯工序來的貧油，~%，進入貧油槽，用貧油泵進入洗苯塔頂部，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)填料塔回收粗苯的工藝流程見圖26。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，足以封住煤氣，阻止它進入油槽從放散管溢出。洗苯塔噴頭上方設(shè)置捕霧器，以捕集煤氣帶出的油霧，減少洗油損失，塔頂還有一個噴口，以清洗捕霧層。熱水冷水氣煤氣煤去分縮器23451 圖2 6 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)計貧油槽時，須考慮，經(jīng)常排油渣和生成的腐蝕物。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性質(zhì)幾乎不變，此外，石油洗油吸萘的能力強，一般塔后煤氣含萘量可低于150mg/Nm3.石油洗油的缺點是洗苯能力較低，～%，故循環(huán)洗油量每噸（180℃前粗苯為65m3）和脫苯的耗氣量較多，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濁液，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，在加熱時又能使粗苯很好的分離出來。2) 有足夠的化學穩(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，且不能生成乳化物。5) 有較好的流動性，易于用泵抽送并能在填料上均勻分布。由于石油洗苯工藝流程缺點較多，設(shè)備選型上存在難題，故一般不采用它，而多采用第一種工藝流程。本設(shè)計就采用焦油洗油回收粗苯工藝。3 粗苯脫苯方法及工藝選擇由洗苯工序過來的含苯富油需進行脫苯。脫苯工藝與很多種，我國焦化廠均采用水蒸汽蒸餾法脫苯。按照粗苯產(chǎn)品可以分為生產(chǎn)一種苯工藝和生產(chǎn)兩種苯工藝，按照富油的加熱方式可以分為蒸汽加熱法和管式爐加熱法。下面就蒸汽加熱生產(chǎn)一種苯工藝和管式爐加熱法生產(chǎn)一種苯工藝分別進行介紹。 圖31 生產(chǎn)一種苯的工藝流程（蒸汽加熱富油脫苯）1貧油冷卻器 2貧富油換熱器 3預(yù)熱器 4再生器 5熱貧油槽 6脫苯塔 7重分縮油分離器 8輕分縮油分離器 9分凝器 10冷凝冷卻器 11粗苯分離器 12控制分離器 13粗苯槽 14殘渣槽 15控制分離器本設(shè)計采用生產(chǎn)一種苯工藝，用直接蒸汽蒸餾的方法脫苯，現(xiàn)將各種工藝流程及選用的設(shè)備介紹如下：由洗滌（洗苯）工序來的富油，在分縮器下面的三個換熱筒體中，被脫苯塔來的蒸汽加熱至70～80℃，然后進入貧富油換熱器，被來自脫苯塔底的溫度為130～140℃的熱貧油加熱至90～100℃，最后在富油預(yù)熱器中用大于8kgf/cm2的間接蒸汽加熱到135～145℃，在從脫苯塔的第十二層塔板進入塔內(nèi)。富油在塔內(nèi)逐板向下溢流，在由塔底進入的直接蒸汽的蒸吹作用下，富油中絕大部分粗苯，洗油部分輕質(zhì)餾分及萘，從洗油中蒸出來并同一定量的水蒸氣從塔頂逸出.溫度比富油的預(yù)熱溫度約1～2℃的油氣和水汽混合物，進入分縮器頂上一格用冷水冷卻，從而使大部分洗油氣和水汽冷凝下來，從分縮器頂部逸出的即為粗苯蒸汽。為得到合格粗苯產(chǎn)品，可用冷卻水量控制分縮器頂部蒸汽溫度，使其在86～89℃的范圍內(nèi)。由分縮器頂部逸出的粗苯蒸汽進入蒸汽冷凝冷卻器，在此用冷水冷凝冷卻到25～30℃，再經(jīng)粗苯分離器將水分出后即進入粗苯貯槽，并定期用產(chǎn)品泵送往精制車間或出售。進入分縮器的油氣和水汽混合物，在分縮器底部兩個所形成的冷凝液實施油氣中的重餾分，即重分縮油。輕重分縮油分別進分縮器，在與水分離后進入富油中并一起送往脫苯塔。 在三個油水分離器，排出的分離水均進入控制分離器進一步分離，以減少洗油的損失。從脫苯塔底排出的貧油溫度比富油的預(yù)熱溫度約低3～5℃（130～140℃）熱貧油流入貧富有換熱器，與富油換熱并被冷卻至110～120℃后，在回到脫苯塔底的熱貧油槽中，在此用熱貧油泵送到噴淋式貧油冷卻器，冷卻至25～30℃后，在送往洗苯塔循環(huán)噴灑。由于洗油在循環(huán)使用的過程中質(zhì)量會變壞，為保持循環(huán)洗油的質(zhì)量，將循環(huán)油量的1～%有富油入塔前的管路或脫苯塔加料板以下的一塊塔板處引入洗油再生器，洗油被10～12kgf/cm2的間接蒸汽加熱至160～180℃，并用過熱直接蒸汽直接蒸吹，從再生器頂部蒸吹出來的溫度，留在再生器底部的高沸點聚合物及油渣稱為殘渣。可以靠設(shè)備內(nèi)地蒸汽壓力間歇地或連續(xù)地排至殘渣油槽。從再生器排出的殘渣油，300℃前的餾出量要求低于40%，若餾出量過高會大大增加洗油耗量。洗油再生器操作之好壞，還對洗油耗量有較大的影響，在洗苯塔后煤氣中所夾帶的洗油較少分離良好的情況下，如洗油再生器操作正常，則生產(chǎn)每噸180℃前的粗苯的焦油洗油約為50kg,石油洗油的耗量較高，約為50～100kg.(故此設(shè)計采用焦油洗油)該工藝與蒸汽法脫苯工藝相同，唯一的區(qū)別在于富油經(jīng)貧富油換熱器后，不是用蒸汽加熱而是用管式爐加熱至180～200℃后，再進入脫苯塔。管式爐加熱的富油脫苯工藝，因富油的加熱溫度高，同蒸汽法脫苯比較具有以下優(yōu)點：1. 富油在管式爐內(nèi)加熱至180℃左右，脫苯程度高，%左右，從而使粗苯的塔后損失減小，粗苯的回收率可高達95～97%2. 蒸汽耗量低，每生產(chǎn)一噸180℃前的粗苯耗蒸汽約1～，操作穩(wěn)定。3. 酚水含量少，蒸汽法脫苯，每噸180℃前粗苯要產(chǎn)生3～4噸工業(yè)酚水。4. 設(shè)備費用低，蒸汽耗量顯著降低，大大縮小了冷凝冷卻和蒸餾設(shè)備的尺寸，從而使設(shè)備費用大為降低。因此，本設(shè)計選用管式爐加熱法生產(chǎn)一種苯工藝。圖32 生產(chǎn)一種苯的工藝流程（管式爐加熱富油脫苯）1脫水塔 2管式爐3再生器4脫苯塔5脫苯塔油水分離器6油氣換熱器7冷凝冷卻器8富油泵9貧富有換熱器10貧油泵11貧油冷卻器12粗苯分離器13回流槽14控制分離器15會流泵16粗苯槽17萘油槽18殘油槽19粗苯產(chǎn)品回收泵20萘油泵21殘油泵：用洗油吸收煤氣中的粗苯烴是物理吸收過程，服從亨利定律和道爾頓定律，當煤氣中苯族烴的分壓大于洗油液面上苯族烴的平衡蒸汽壓時，煤氣中苯族烴即被洗油吸收，二者差值越大，則吸收過程進行的越容易，吸收速率也越快。目前，吸收過程的機理仍建立在被吸收組分經(jīng)穩(wěn)定的界面薄膜擴散傳遞的概念上，即液相與氣相之間有相界面，假定在相界面的兩側(cè)，分別存著不呈湍流的薄膜，在氣相側(cè)的稱為氣膜，在液相側(cè)的成為液膜，擴散過程的阻力及等于氣膜和液膜的阻力之和。吸收系數(shù)的大小取決于所采用的吸收劑的形式，填料類型與規(guī)格及吸收段過程操作條件（溫度，氣相和液相流速等）顯然，這些因素對吸收速率均有影響。煤氣中的苯族烴在洗苯塔內(nèi)被吸收的程度稱為吸收率，吸收率的大小取決于以下因素，煤氣和洗油中的苯族烴的含量。煤氣流速及壓力；洗油循環(huán)量及其分子量，吸收溫度，洗苯塔結(jié)構(gòu)，對填料塔則為填料表面積及特性等。分述如下：1．吸收溫度：吸收溫度是指洗苯塔內(nèi)氣液兩相接觸面積的平均溫度，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吸收率的，提高的吸收溫度，可使吸收系數(shù)與一定增加，但不顯著，而吸收推動力卻顯著減小。對于洗油吸收煤氣中的苯族烴來說，洗油分子量及煤氣總壓的波動很小，可視為常數(shù)，而粗苯的蒸汽壓是隨溫度的變化而變化，溫度升高，粗苯的蒸汽壓力也升高，當煤氣中的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；而當提高溫度時，洗油中與其呈平衡的粗苯含量則有較大的降低。當入塔貧油含量一定時，洗油液面上苯族烴的蒸汽壓隨吸收溫度升高而增大，吸收推動力則隨之減小，致使洗苯后煤氣中的苯族烴含量（塔后損失）增粗苯的回收率降低。因此，吸收溫度不宜過高，但也并非越低越好，在低于15℃時洗苯油粘度將顯著增加，使洗油輸送及其在塔內(nèi)的均勻分布和自由流動均發(fā)生困難，當洗油溫度低于10℃時，還可能從油中析出固體沉淀物。因此適宜的吸收溫度約25℃，實際操作波動于25～30℃之間。另外，操作中洗油溫度應(yīng)略高于煤氣溫度，以防止煤氣中的水汽冷凝進入洗油中，一般規(guī)定，洗油溫度在夏季比煤氣溫度高2℃左右，冬季高4℃左右。為了保證吸收溫度，煤氣進洗苯塔前，應(yīng)在終冷期內(nèi)冷卻至20～28℃，循環(huán)油冷卻至小于30℃.2．洗油的分子量及循環(huán)量的影響當其他條件一定時，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，同類油劑的吸收能力與其分子量成反比。吸收劑與溶質(zhì)的分子量愈接近，則吸收得愈完全。在回收等量粗苯的情況下，洗油循環(huán)量也可以相應(yīng)地減少。但洗油的分子量不宜過小，否則洗油中吸收過程中損失較大，并且脫苯蒸餾時不易與粗苯分離。增加循環(huán)油量可降低洗油中粗苯的含量，增加氣液間的吸收推動力，從而可以提高粗苯的回收推動力。提高回收率，但循環(huán)洗油量不宜過大，以免過多增大電、蒸汽的耗量和冷卻水用量。在塔后煤氣含苯量一定的情況下，隨著吸收溫度的升高，則需要的循環(huán)洗油量隨之增加。3．貧油含苯量的影響：貧油含苯量是決定塔后煤氣苯族烴的含量的主要因素之一，當其它條件一定時，入塔貧油中的含苯量越高，則塔后損失愈大，按現(xiàn)行規(guī)定，塔后煤氣中粗苯含量不大于2g/,%，為了維持一定的吸收推動力，%應(yīng)除以平衡偏移系數(shù)n，一般n=～=,則允許貧油含苯量為c1=()%=%2%.實際上，由于貧油中粗苯的組成中苯和甲苯的含量少，絕大部分為二甲苯和溶劑油，其蒸汽壓僅相當于統(tǒng)一溫度下煤氣中所含苯族烴蒸汽壓的20～30%，～%，此時仍能保證塔后煤氣含粗苯量在2g/Nm3以下。如何一步降低貧油中的粗苯含量，雖然有助于降低塔后損失，但將增加脫苯蒸餾時代蒸汽耗量，使粗苯產(chǎn)品的180℃前餾出率減少，并且是洗油含量增加。近年來，國外一些焦化廠，塔后煤氣含粗苯量控制在4g/Nm3左右，甚至更好，這一指標對大型焦化廠的粗苯回收是經(jīng)濟合理的。另外，從一般粗苯粗苯和回爐煤氣中分離出來的苯族烴的性質(zhì)可以看出，由回爐煤氣中得到的苯族烴，，由于這些物質(zhì)很容易聚合，故會增加粗苯的回收和精制難度，因此，塔后煤氣含苯量控制高一些也合理。4．吸收表面積的影響為使洗油充分吸收煤氣中的苯族烴，必須使氣液兩相之間有足夠的接觸面積（即吸收面積）。填料塔的吸收面積即為塔內(nèi)填料表面積，填料表面積愈大，則煤氣與洗油接觸時間愈長，回收過程進行的愈完全。適當?shù)奈彰娣e即能保證一定的粗苯回收率，又使設(shè)備費和操作費經(jīng)濟合理。5．煤氣壓力與流速的影響：當增大煤氣壓力時，擴散系數(shù)將隨之減少，因而是吸收系數(shù)有所降低。但隨著壓力的增加，煤氣中的苯族烴分壓將成比例地增加，使吸收推動力顯著增加，因而，吸收速率也將增加。煤氣流速的增大也可提高吸收系數(shù)，并且可以提高氣液相接觸的渦流程度和提高洗苯塔的生產(chǎn)能力，所以，加大煤氣速度可以強化吸收過程，但煤氣速度太大時，容易使洗苯塔阻力和霧沫夾帶量急劇增加。 脫苯原理脫苯原理實際上是精餾原理，由揮發(fā)度不同的組分的混合液中精餾塔內(nèi)多次地進行部分氣化和部分冷凝，使其分離幾乎純態(tài)的組分的過程，在精餾過程中，當加熱互不相溶的液體混合物時，如果塔內(nèi)的總壓力等于個混合組分的飽和蒸汽分壓之和時，液體開始沸騰，但從富油中蒸出粗苯，要求達到脫苯條件，必將富油加熱到250～300℃，這實際上是不可行的。為了降低蒸餾溫度采用水蒸氣法蒸餾。這樣，在脫苯過程中通入大量的直接水蒸氣，當塔內(nèi)總壓力的為一定值時，若氣相中水蒸氣所占的分壓愈高，則粗苯和洗油的蒸汽分壓就愈低，這樣就可以在較低的溫度下（遠低于250～300℃），將粗苯完全地從洗油中蒸餾出來。由此可見，脫苯操作時直接蒸汽用量，對蒸餾過程有著重要影響。下面就脫苯蒸餾中的蒸汽耗量進行幾點討論：1) 當貧油含苯量一定時，直接蒸汽的耗量是隨著洗油預(yù)熱的溫度的升高而減少，一般在富油預(yù)熱溫度從140℃提高到180℃時，直接蒸汽 耗量可降低一半以上。2) 提高直接蒸汽的過熱溫度，可降低其耗用量。3) 當富油中粗苯含量較高時，在一定的預(yù)熱溫度下，由于粗苯的蒸汽 分壓較高，對于蒸出每噸180℃之前的粗苯，可以減少直接蒸汽耗用量。4) 在其他條件一定時，蒸汽的耗用量是隨塔內(nèi)總壓的提高而增加的，因此若要達到所需求的脫苯程度，塔內(nèi)溫度必然要高。 影響脫苯的因素：脫苯塔內(nèi)的脫出率取決于一下因素：1．在塔底油溫下各組分的蒸汽壓：若富油的預(yù)熱溫度高，塔底貧油溫度相應(yīng)也高，貧油中各組分的蒸汽壓變大，故餾出率也增加。但因苯的揮發(fā)度較大，在較低溫度下幾乎全部蒸出，所以富油預(yù)熱溫度對苯的餾出率影響很小，而對其它組分的影響則很大。如甲苯的回收率隨著預(yù)熱溫度的提高而相應(yīng)提高。2．塔內(nèi)操作壓力：提高塔內(nèi)的操作壓力時，各組分的餾出率會相應(yīng)減小，但同樣對苯的影響小。3．加料板下的塔盤：顯然，當增加加料板下的塔盤層數(shù)時，各組分的餾出率相應(yīng)增加，尤其是對甲苯和二甲苯等影響較大。4．直接蒸汽量：蒸汽耗量增加