【正文】 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。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(dāng)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(jìn)行的越容易，吸收速率也越快。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(diǎn)：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(dá)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。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(diǎn)聚合物及油渣稱為殘渣。進(jìn)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(shí)施油氣中的重餾分，即重分縮油。 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(jìn)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(jìn)入塔內(nèi)。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(jìn)行脫苯。4) 易于水分離，且不能生成乳化物。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。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。 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(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。塔前的煤氣含粗苯32~40g/標(biāo)m3，塔后的煤氣中含粗苯低于2g/標(biāo)m3。 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，焦油洗油的指標(biāo)見下表。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）送入脫苯蒸餾裝置中，以提取粗苯，脫苯后的洗油（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。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，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。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。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。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，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。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。來自硫銨工段的煤氣進(jìn)入終冷塔底部，在塔內(nèi)自下而上流動的過程中與隔板眼淋下的冷卻水密切接觸，從55℃左右冷卻到25℃左右。下面分別介紹完成這三項任務(wù)的工藝及論證。增高爐墻溫度將使焦油中苯族烴含量減少，而高溫產(chǎn)物——萘、蔥瀝青和游離碳的含量增加，比重變大，酚類及中性油類含量降低。2 工藝論證及確定隨著煉焦工藝的發(fā)展，化學(xué)產(chǎn)品的產(chǎn)率取決于煉焦過程的技術(shù)操作條件。焦?fàn)t內(nèi)操作壓力的影響炭化室內(nèi)壓力的升高和降低都會造成化學(xué)產(chǎn)品的部分損失，故此規(guī)定焦?fàn)t內(nèi)必須保持一定的壓力。受到焦?fàn)t操作溫度、壓力和揮發(fā)物在反應(yīng)空間停留時間的影響，也受到焦?fàn)t內(nèi)生成的石墨、焦炭、或焦炭灰分中某些成分的催化作用的影響，而最主要的影響因素是爐墻溫度和炭化室頂部空間溫度。 設(shè)計要求本工段用焦油洗油吸收粗苯，富油經(jīng)脫苯塔蒸餾，得到粗苯，粗苯產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)見（13）表。 設(shè)計任務(wù)書 任務(wù) 130萬噸焦化廠粗苯工段的工藝設(shè)計本設(shè)計是參照徐州環(huán)宇焦化有限公司進(jìn)行的，廠址建在江蘇徐州西郊。粗苯質(zhì)量的好壞以實(shí)驗室蒸餾時180℃前蒸餾出量的百分?jǐn)?shù)來確定，粗苯的沸點(diǎn)范圍是75～200℃，180℃前溜出量越多，粗苯質(zhì)量越好；在180℃后的溜出物則為溶劑油。粗苯是談黃色的透明液體，比水輕，不溶于水。煤在煉焦時除了有75%左右變成 焦炭外，還有25%左右生成各種化學(xué)品及煤氣，為了便于說明將煤炭煉焦時的產(chǎn)品列出如下：（單位：） 由此看來，從荒煤氣中粗苯的含量來看，回收粗苯是十分必要的。焦?fàn)t煤氣經(jīng)硫銨工段后進(jìn)入粗苯工段，進(jìn)行苯族烴的回收并制取粗苯，目前我國焦化工業(yè)生產(chǎn)的苯類產(chǎn)品仍占很重要的地位。在貯存時，由于輕質(zhì)不飽和化合物的氧化和聚合所形成的樹脂狀物質(zhì)能溶于粗苯使其著色并很快地變暗。粗苯易燃易爆，要求工段必須嚴(yán)禁煙火，并對電動機(jī)加以防爆。其氣候?qū)俅箨懶约撅L(fēng)氣候，常年主導(dǎo)風(fēng)向為東風(fēng)、東北風(fēng)。表13粗苯指 標(biāo)加工用粗苯溶劑用粗苯外觀黃色透明液體黃色透明液體比重（d204）～餾程75℃前餾出量（容）%不大于3%180℃前餾出量（容）%不小于93%不小于91%水分室溫（18～25℃）下目測無可見的溶解水煉焦化學(xué)產(chǎn)品的產(chǎn)率取決于煉焦過程的技術(shù)和操作條件。增高爐墻的溫度將使焦油中苯族烴含量減少，而高溫產(chǎn)物：萘、蒽、瀝青和游離碳的含量增加、比重變大、酚類及中性油類含量降低。綜上所述：本設(shè)計為畢業(yè)設(shè)計，是集三年學(xué)習(xí)專業(yè)知識理論和實(shí)際中運(yùn)用在生產(chǎn)過程中的的體現(xiàn)，目的在于通過這次設(shè)計學(xué)會綜合運(yùn)用所學(xué)的各種知識和技能，是一次比較全面的分析和解決工程問題的能力訓(xùn)練。影響粗苯的回收率的因素主要有三點(diǎn)：1. 配煤性質(zhì)和組成的影響焦油的產(chǎn)率取決于配煤的揮發(fā)分高低和煤的變質(zhì)程度。 炭化室頂部空間溫度在整個煉焦過程中是有變化的，但其值不宜超過800℃，炭化室頂部空間溫度過高，則由于熱解作用，焦油和粗苯的產(chǎn)率均將降低，高溫化合水的產(chǎn)率增加，氨脂高溫下由于進(jìn)行逆反反應(yīng)而部分分解，并和熾熱的焦炭作用生成氰化氫，氨、氮產(chǎn)率也降低。在生產(chǎn)硫銨的回收工藝中，出飽和器進(jìn)入粗苯工段的煤氣溫度通常為55℃左右，而回收苯族烴的適宜溫度為25℃左右，因此在回收苯族烴之前煤氣要進(jìn)行冷卻。在煤氣冷卻的同時，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。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。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。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，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。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。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，同時煤氣中的萘直接轉(zhuǎn)入焦油，減少萘的損失。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。石油洗油質(zhì)量指標(biāo) 表 2 1名 稱質(zhì) 量 指 標(biāo)比重（20℃）粘度（。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。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(jìn)入油槽從放散管溢出。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。5) 有較好的流動性，易于用泵抽送并能在填料上均勻分布。脫苯工藝與很多種，我國焦化廠均采用水蒸汽蒸餾法脫苯。富油在塔內(nèi)逐板向下溢流，在由塔底進(jìn)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(jìn)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。輕重分縮油分別進(jìn)分縮器，在與水分離后進(jìn)入富油中并一起送往脫苯塔?？梢钥吭O(shè)備內(nèi)地蒸汽壓力間歇地或連續(xù)地排至殘渣油槽。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。目前，吸收過程的機(jī)理仍建立在被吸收組分經(jīng)穩(wěn)定的界面薄膜擴(kuò)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(kuò)散過程的阻力及等于氣膜和液膜的阻力之和。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。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(dāng)洗油溫度低于10℃時，還可能從油中析出固體沉淀物。吸收劑與溶質(zhì)的分子量愈接近，則吸收得愈完全。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。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(biāo)對大型焦化廠的粗苯回收是經(jīng)濟(jì)合理的。適當(dāng)?shù)奈彰娣e即能保證一定的粗苯回收率，又使設(shè)備費(fèi)和操作費(fèi)經(jīng)濟(jì)合理。 脫苯原理脫苯原理實(shí)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(jìn)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(dāng)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(dá)到脫苯條件，必將富油加熱到250～300℃，這實(shí)際上是不可行的。下面就脫苯蒸餾中的蒸汽耗量進(jìn)行幾點(diǎn)討論：1) 當(dāng)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。 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。3．加料板下的塔盤：顯然，當(dāng)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。煤氣終冷和機(jī)械化除萘工藝用金屬隔板塔。油洗萘和煤氣終冷工藝中使用的是橫管式終冷塔。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。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。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。1. 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)。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。 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?；ōh(huán)填料洗苯塔與其他填料洗苯塔的經(jīng)濟(jì)比較見表42。/m179。/m179。而且板上