【正文】 主要設(shè)備選擇 設(shè)備名稱及規(guī)格 主要材質(zhì) 臺(tái)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(jī) Q=振動(dòng)流化床干燥機(jī) 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(jì) 第 22 頁(yè) 年產(chǎn)焦炭 80 萬(wàn)噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設(shè)計(jì) （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(guò)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(jī)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(yùn)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(jī)，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(diǎn)，如對(duì)煤氣的冷卻，凈 化效果好，節(jié)省鋼材，造價(jià)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(jī)冷卻分離脫水法和直接水冷卻法兩種，后者比較經(jīng)濟(jì)，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(chǔ)槽 粗苯回流槽 外來(lái)洗油 遼寧科技學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 19 頁(yè) 年產(chǎn)焦炭 80 萬(wàn)噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設(shè)計(jì) 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(yùn)來(lái)，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(guò)程中，當(dāng)加熱互不相溶的液體混合物時(shí)，如果此混合物的蒸汽分壓之和達(dá)到塔內(nèi)的總壓時(shí)，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?jiān)ㄆ谂欧拧? 從脫苯塔頂出來(lái)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(lái)，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?jiān)涂煽吭O(shè)備內(nèi)的蒸 汽壓力間歇地或連續(xù)地排至殘?jiān)筒邸? 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(shí)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(shí)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(shí)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(dòng)力，從而提高粗苯回收率。吸收溫度不宜過(guò)高，也不宜過(guò)低?，F(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(guò)氣相進(jìn)入液相的量的多少來(lái)討論回收進(jìn)行的程度。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。但煤氣的壓縮及冷凍過(guò)程復(fù)雜，動(dòng)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(lái)。 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(yàn)： 初餾點(diǎn) 350℃前餾出量 凝固點(diǎn) 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(jì)油槽時(shí) ,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(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。 (1）焦油洗油吸收法 焦油洗油是高溫焦油加工時(shí) 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(shí)無(wú)固體沉淀物。加壓吸收法可強(qiáng)化生產(chǎn)過(guò)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(jī)電耗低；操作維護(hù)簡(jiǎn)便；無(wú)污染；占地面積小，基建費(fèi)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(guò)程中，循環(huán)油槽內(nèi)，入塔處，出塔處油溫基本相同）。缺點(diǎn)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(dòng)；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(lái)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(lái)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(yáng)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(lái)自硫銨工段煤氣在終冷塔內(nèi)自下而上流動(dòng) ,在流動(dòng)過(guò)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(lái) ,同時(shí)還有相當(dāng)數(shù)量的萘也從煤氣中析出 ,并被水沖洗下來(lái) ,煤氣含遼寧科技學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) 年產(chǎn)焦炭 80 萬(wàn)噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設(shè)計(jì) 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(shí)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(kāi)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(duì)煤氣進(jìn)行最終冷卻。 油庫(kù)送來(lái)的氫氧化鈉溶液 40（ w%），用計(jì)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(lái)的蒸氨廢水換熱后進(jìn)入蒸氨塔。開(kāi)工調(diào)試時(shí)走旁通管是為了避免由于振動(dòng)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(dòng)流化床干燥器出來(lái)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(shí)，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(jī)，經(jīng)離心機(jī)離心分離后，硫銨結(jié)晶從硫銨母液中分離出來(lái)。當(dāng)飽和器下段硫銨母液中晶比達(dá)到 25%40%（ v%）時(shí)，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(shí)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(bǔ)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(lái)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(shí)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(tái)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(duì)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(guò)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(jī)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(diǎn)。 荒煤氣 機(jī)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(chǔ)槽 遼寧科技學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè) 年產(chǎn)焦炭 80 萬(wàn)噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設(shè)計(jì) 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(wú) （ 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(shí)，則粗苯中的吡啶堿類含量不超過(guò) %。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(shí)，煤氣中的烯烴，一氧化碳等等的膠質(zhì)生成物及有機(jī)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(shí)，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(shù)脂狀物質(zhì)，故使粗苯差色變暗，粗苯易燃易爆，閃點(diǎn)為 12 攝氏度，粗苯苯氣在空氣中的濃度在 %%（體積）范圍內(nèi)時(shí)，能形成爆炸性混合物。在焦?fàn)t煤氣凈化過(guò)程中，經(jīng)過(guò)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(guò)凈化后成為潔凈燃?xì)?，才能通過(guò)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(guó)防工業(yè)極為寶貴的原料，對(duì)于我國(guó)的社會(huì)主義建設(shè)具有十分重大的政治意義和經(jīng)濟(jì)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(guò) %。 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(jí) 二級(jí) 餾程： 初餾點(diǎn)，℃ ≮ 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)