【正文】 主要設(shè)備選擇 設(shè)備名稱及規(guī)格 主要材質(zhì) 臺數(shù) 噴淋飽和器 DN4800 H=11050 不銹鋼 3 大母液循環(huán)泵 Q=975m3/h H=24m N=160kW 不 銹鋼 3 硫銨離心機 Q=振動流化床干燥機 Q8~10t/h 不銹鋼 1 蒸氨塔 DN2200 H=20450 不銹鋼 2 五、終冷洗苯工段： 遼寧科技學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 22 頁 年產(chǎn)焦炭 80 萬噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設(shè)計 （一）設(shè)備論證及選型 終冷塔 通常終冷塔有金屬板式直接終冷塔，帶焦油洗萘器的煤氣終冷塔及橫管終冷塔。 電捕焦油器選型： 焦油霧是在煤氣冷卻過程中形成的，它以內(nèi)充煤氣的焦油氣泡狀態(tài)或極細(xì)小的焦油滴存在于煤氣中。但在使用日久后，間隙因磨損而增大，其效率降 低，次種鼓 風(fēng)機必須用循環(huán)管調(diào)節(jié)煤氣量，在壓出管路上需安裝安全筏，以保證安全運轉(zhuǎn)。離心式用于大型焦?fàn)t；容積式常用的是羅茨鼓風(fēng)機，用于中型和小型焦?fàn)t。 有以上數(shù)據(jù)可知： 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煤氣處理量 Q=W = 10000247。橫管初冷器與豎管初冷器兩者相比，橫管初冷器有更多優(yōu)點，如對煤氣的冷卻，凈 化效果好，節(jié)省鋼材，造價低，冷卻水用量少，生產(chǎn)穩(wěn)定，操作方便，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積省。常用冷凍機冷卻分離脫水法和直接水冷卻法兩種，后者比較經(jīng)濟，使用廣。液體吸水劑可分貧油冷卻器 冷凝液罐 油水分離器 冷凝冷卻器 控制分離器器 油油分離器 新洗油槽 脫苯塔 管式爐 洗油槽 再生器槽 貧油槽 產(chǎn)品儲槽 粗苯回流槽 外來洗油 遼寧科技學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 19 頁 年產(chǎn)焦炭 80 萬噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設(shè)計 為乙二醇類溶液氯化鋰或氯化鈣水溶液。本作業(yè)區(qū)設(shè)有充氮壓力平衡系統(tǒng)，各貯槽的放散氣均接至其中。洗油由汽車槽車運來，卸入洗油卸車槽，由泵送粗苯蒸餾工段。 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。貧油中各組分的蒸汽壓增大，從而使粗苯的蒸出率也增加。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。再生器頂排出溫度為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。 從脫苯塔頂出來的粗苯蒸汽，進(jìn)入分縮器，溫度從 170180℃，降到 90℃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。再生器底部的殘渣油可靠設(shè)備內(nèi)的蒸 汽壓力間歇地或連續(xù)地排至殘渣油槽。 從粗苯、輕分縮油、重分縮油油水分離器排出的分離水均進(jìn)入控制分 離器進(jìn)一步分離，以減少洗油損失。為得到合格的粗苯產(chǎn)品，可用冷卻水水量控制分縮器頂部蒸汽溫度，之其在 8689℃的范圍內(nèi)。但為達(dá)到需要的脫苯程度，則需將富油加熱到 250300℃，這在實際上是不可行的，但為了降低脫苯蒸餾的溫度，可采用水蒸汽蒸餾法或真空蒸餾法。煤氣速度的增大時吸收系數(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。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。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。吸收溫度不宜過高，也不宜過低。現(xiàn)分述如下： a、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。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。雙膜理論的基本觀點如下：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。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。 用活性炭吸附劑可將煤氣中的苯族烴幾乎完全吸附下來。 石油洗油質(zhì)量指標(biāo) 表 21 名 稱 單 位 指 標(biāo) 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。 (2)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。 (1）焦油洗油吸收法 焦油洗油是高溫焦油加工時 230300℃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(biāo)已在第一章中列出 如表 13. 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 1015℃時無固體沉淀物。加壓吸收法可強化生產(chǎn)過程，適于煤氣在遠(yuǎn)距離或用作合成氨廠原料的情況下采用。 （二）洗苯工藝 ： 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 。 （ 3)該系統(tǒng)阻力小，風(fēng)機電耗低；操作維護(hù)簡便；無污染；占地面積小，基建費用少。如此低溫，就決定了必須要有低溫水的焦化廠才易采用該工藝。（此過程中，循環(huán)油槽內(nèi)，入塔處，出塔處油溫基本相同）。缺點是該流程油洗萘在較為高的溫度下進(jìn)行，塔后煤氣含萘量仍較高，煤氣溫度波動；操作復(fù)雜，洗油耗量大，脫苯困難，仍需進(jìn)行污水處理。上段用從涼水架來的循環(huán)水冷卻至 2023℃的循環(huán)水噴淋，將煤氣再冷卻 25℃左右，額外水從終冷塔底部經(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。 ： 飽和器來的 5055℃的煤氣進(jìn)入木格填料洗萘塔底部，塔頂噴灑溫度為5557℃的洗苯富油進(jìn)行洗萘。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。以下。該洗萘法僅用于硫銨生產(chǎn)工序之后。 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，再用水蒸汽壓送往焦油槽或焦油氨水澄清槽。橫管終冷噴灑輕焦油洗萘工藝 . ： 來自硫銨工段煤氣在終冷塔內(nèi)自下而上流動 ,在流動過程中與經(jīng)由隔板孔眼噴淋而下的冷卻水流密切接觸，從 5560℃冷卻至 2127℃ ,部分水汽被冷凝下來 ,同時還有相當(dāng)數(shù)量的萘也從煤氣中析出 ,并被水沖洗下來 ,煤氣含遼寧科技學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 12 頁 年產(chǎn)焦炭 80 萬噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設(shè)計 萘量可從 20203000mg/Nm179。油終冷塔分為兩段，上段引出的輕柴油用噴灑油泵送入下段噴灑冷卻煤氣。間接水終冷在傳熱效果上不如直接水終冷法，因此較少采用。終冷塔內(nèi)產(chǎn)生的冷凝液以終冷水排污方式排出，送往生物托分裝置處理。煤氣在終冷中脫萘，煤氣中的氰化氫同時大量溶解于終冷水中，氰化氫等有害氣體從涼水架上逸散，污染了環(huán)境，并且工藝流程復(fù)雜，因此，敞開式出一些老廠仍在延續(xù)使用外，新廠已不再采用。 (1)直接水終冷法 : 直接水終冷法用循環(huán)噴灑的冷卻水直接與煤氣接觸，對煤氣進(jìn)行最終冷卻。 油庫送來的氫氧化鈉溶液 40（ w%），用計量泵抽出送終冷洗本工段的終冷塔上段洗滌煤氣，從上段噴灑液泵后接出的含堿溶液經(jīng)靜態(tài)管道混合器進(jìn)入到入蒸氨塔前剩余氨水中分解剩余氨水固定銨，降低蒸氨廢水中的全氨含量。 由冷凝鼓風(fēng)工段送至 剩余氨水蒸餾裝置的原料氨水 /廢水換熱器，經(jīng)與塔底出來的蒸氨廢水換熱后進(jìn)入蒸氨塔。開工調(diào)試時走旁通管是為了避免由于振動流化床干燥器操作不正常而造成尾氣洗凈塔及管路可能的堵塞。由振動流化床干燥器出來的干燥尾氣在排入大氣前設(shè)有兩極除塵。 室內(nèi)結(jié)晶槽中的硫銨結(jié)晶積累到一定程度時，將結(jié)晶槽底部的硫銨漿液經(jīng)視鏡控制排放到硫銨離心機，經(jīng)離心機離心分離后，硫銨結(jié)晶從硫銨母液中分離出來。當(dāng)飽和器下段硫銨母液中晶比達(dá)到 25%40%（ v%）時，用結(jié)晶泵將其底部的漿液抽送至室內(nèi)結(jié)晶槽。煤氣在飽和器的上段分兩 股進(jìn)入環(huán)形室 ,與循環(huán)母液逆流接觸，其中的氨被母液中的硫酸吸收，生成硫酸銨。多余的混合氨水送如氨蒸餾器中，蒸餾出的氨氣也送入飽和器，并和煤氣中的氨一起為硫酸吸收而得硫銨。采用飽和器或硫酸 洗氨塔生產(chǎn)硫銨，實質(zhì)上都屬于半直接法。煤氣出飽和器經(jīng)除酸器，進(jìn)入冷卻到直接式冷卻器，冷卻到適宜溫度，進(jìn)入鼓風(fēng)氣。煤氣在初步冷卻器冷凝出的氨水補充到循環(huán)氨水中去，而煤氣中所含的水 汽量，恰好相當(dāng)于配煤水分和化合水分的總和。由蒸氨塔逸出的氨，進(jìn)入飽和器后被硫酸吸收而得硫氨。 四、硫銨工段 : （一）工藝方法： 目前絕大多數(shù)焦化廠都用硫酸吸收煤氣中的氨來制取硫銨。 磷酸吸收法：用磷酸吸收粗氣中的氨，然后進(jìn)行解吸。 硫酸吸收法：分為直接法、間接法和半直接法三種。還可根據(jù)生產(chǎn)實際狀況，利用部分尾氣循環(huán)使用。為避免脫硫液鹽類積累影響脫硫效果，排出少量廢液送往配煤。第三臺脫硫再生塔后煤氣含硫化氫約 20mg/m3，送入硫銨工段。常用的氧化法有：蒽醌二磺酸鈉法、改良砷堿法、氨水催化 法、萘醌法、苦味酸法及栲膠法等。 （三）工藝 選擇： 裝置采用混合冷卻工藝，先間接冷卻，后直接冷卻，對煤氣冷卻凈化的效果好，有效降低煤氣中煤粉、焦油和萘的含量。多余部分作為剩余氨水經(jīng)過剩余氨水中間槽沉淀澄清、除焦油器除油后送入剩余氨水貯槽，再用剩余氨水泵送至氨水蒸餾裝置處理。初冷器底部排出的冷凝液經(jīng)水封槽流入冷凝液槽，再送至機械化氨水澄清槽。 （ 3）混合冷卻：可以兼得直接冷卻和間接冷卻兩者 的優(yōu)點。 荒煤氣 機械化澄清器 外管 氨水 冷鼓電捕 循環(huán)氨水槽 硫劑 硫酸 脫硫及硫回收 硫胺 新洗油 洗脫苯 剩余氨水槽 焦?fàn)t 蒸氨 生化 焦油槽 熄焦 備煤 焦油渣槽 粗苯儲槽 遼寧科技學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 5 頁 年產(chǎn)焦炭 80 萬噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設(shè)計 化產(chǎn)工藝流程 一、 冷凝鼓風(fēng)工段： （一）工藝方法： 可分為冷凝和鼓風(fēng)兩部分。 E25) 水分 ,% 15℃結(jié)晶物 ～ ≯ 3 ≮ 90 ≯ ≯ 13 ≯ 2 ≯ 無 （ 2）廠址所在地區(qū)年平均氣溫 16℃，最高氣溫 38℃，最低氣溫 27℃；常年主導(dǎo)風(fēng)向東風(fēng)、東北風(fēng)。176。當(dāng)硫銨工段從煤氣回收吡啶堿類時，則粗苯中的吡啶堿類含量不超過 %。180 攝氏度前的餾出量越多，粗苯的質(zhì)量就越好，一般要求粗苯在 180 攝氏度前餾出量達(dá) 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(jìn)入了粗苯中。 ： 粗苯在常態(tài)下為淡黃色透明溶體，此水輕，不溶于水，在貯存時，由于其中的戊烯類，環(huán)戊二烯等不合和化合物的氧化合聚合而形成樹脂狀物質(zhì)，故使粗苯差色變暗，粗苯易燃易爆，閃點為 12 攝氏度，粗苯苯氣在空氣中的濃度在 %%（體積）范圍內(nèi)時，能形成爆炸性混合物。在焦?fàn)t煤氣凈化過程中，經(jīng)過冷卻、吸收、解析、化學(xué)轉(zhuǎn)化、蒸餾分離等化工單元操作，可以分離出交友、氨水、粗苯（或輕苯、重苯），并將煤氣和氨水中的氨、硫化氫、氰化氫等有害物質(zhì)去除且制成有用的化學(xué)產(chǎn)品。 荒煤氣必須經(jīng)過凈化后成為潔凈燃?xì)?，才能通過煤氣管道外送及供用戶使用。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，對于我國的社會主義建設(shè)具有十分重大的政治意義和經(jīng)濟意義。粗苯在 180 攝氏度前的餾出量取決于粗苯的工藝流程和操作制度。此外，粗苯中酚類的含量通常在 — %之間，吡啶堿類的含量不超過 %。 重苯和重質(zhì)苯的質(zhì)量指標(biāo) 表 12 指標(biāo)名稱 重 苯 （參考指標(biāo)） 重質(zhì)苯（ YB 303— 64） 一級 二級 餾程： 初餾點，℃ ≮ 139 ≮ 160 ≮ 160 150℃前餾出量， Wt% ≯ 10 — — 200℃前餾出量， Wt% ≮ 50 ≮ 85 ≮ 80 水分， Wt% — ≯ ≯ 粗苯和輕苯的質(zhì)量指標(biāo) 表 13 指標(biāo)名稱 加工用粗苯 溶劑用粗苯 輕 苯 外觀 黃色透明液體 比重， d4178。 焦?fàn)t煤氣的組成表 指標(biāo)名稱 NH3 H2S HCN 萘 粗苯 焦油 指標(biāo) (g/Nm3) 35 凈化煤氣的質(zhì)量指標(biāo)表 指標(biāo)名稱 NH3 H2S HCN 萘 粗苯 焦油 指標(biāo) (g/Nm3) 3 粗苯的組成表 指標(biāo)