【正文】 苯和二甲苯等影響較大。 脫苯塔內(nèi)地脫出率取決于一下因素：在塔底油溫下各組分的蒸汽壓：若富油的如熱溫度高，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。下面就脫苯蒸餾中的蒸汽耗量進(jìn)行幾點(diǎn)討論：1) 放貧油含苯量一定時(shí)，直接蒸汽的耗量是隨著洗油預(yù)熱，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(shí)，直接蒸汽 耗量可降低一半以上。 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(guò)程，在精餾過(guò)程中，當(dāng)加熱互不相容的液體混合物時(shí)，如果塔內(nèi)的總壓力等于個(gè)混合組分的飽和蒸汽分壓之和時(shí)，液體開始沸騰，但從富油中蒸出粗苯，達(dá)到過(guò)苯蒸出粗苯，達(dá)到脫苯原理時(shí)，必將富油加熱到250～300℃，這實(shí)際上是不可行的。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。近年來(lái)，國(guó)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(duì)大型焦化廠的粗苯回收是經(jīng)濟(jì)合理的。提高回收率，但循環(huán)洗油量不宜過(guò)大，以免過(guò)多增大電、蒸汽的耗量和冷卻水用量。吸收劑與溶質(zhì)的分子量愈接近，則吸收得愈完全。因此，吸收溫度不宜過(guò)高，但也并非越低越好，在低于15℃時(shí)洗苯油粘度將顯著增加，使洗油輸送及其他內(nèi)均勻分布和自由流動(dòng)均發(fā)生困難，當(dāng)洗油溫度低于10℃時(shí)，還可能從油中析出固體沉淀物。分述如下：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。目前，吸收過(guò)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(guò)程的阻力及等于氣膜和液膜的阻力之和。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。可以靠設(shè)備內(nèi)地蒸汽壓力間歇地或連續(xù)地排至殘?jiān)筒?。輕重分縮油分別進(jìn)分縮器，在與分水分離后兌入富油中并一起送往脫苯塔。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(lái)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(lái)，從分縮器頂部逸出的即為粗苯蒸汽。脫苯工藝與很多種，我國(guó)焦化廠均采用水蒸氣蒸餾法脫苯。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。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(duì)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(lái)。熱水冷水氣煤氣煤去分縮器23451 圖2 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(lái)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。用富油泵將富油從塔底抽出，送往脫苯工序。用塑料花環(huán)填料塔的工藝流程見圖21。用活性炭做吸附劑，可將煤氣的苯族烴完全媳婦下來(lái)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。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。由于上述流程的油洗萘過(guò)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。 油洗萘和煤氣終冷工藝 圖23 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(lái)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(lái)的富油洗滌。經(jīng)過(guò)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(lái)的新鮮焦油以備循環(huán)洗萘使用。 煤氣終冷和焦油洗萘工藝 圖22 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(guò)程同前所述。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。在焦?fàn)t氣冷卻和部分水蒸汽冷凝的同時(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。三、焦?fàn)t內(nèi)操作壓力大影響炭化室內(nèi)壓力的升高或降低都會(huì)造成化學(xué)產(chǎn)品的部分損失，故規(guī)定焦氣管必須報(bào)一定的壓力。在一定范圍內(nèi)，苯族烴的產(chǎn)率隨著煤料中的碳?xì)浔龋–/H）及揮發(fā)分的增加而增加。粗苯的質(zhì)量指標(biāo)（YB29164）名 稱指 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(cè)無(wú)可見的溶解水焦油洗油質(zhì)量指標(biāo)（YB29764）名 稱指 標(biāo)比重（d204）～餾程230℃前餾出量（容）%不大于3%300℃前餾出量（容）%不大于90%酚含量（容）%奈含量（容）%不大于13粘度（。焦?fàn)t主要結(jié)構(gòu)尺寸：炭化室全長(zhǎng):15980mm炭化室全高:5500mm炭化室平均寬:500mm炭化室中心距:1350mm炭化室錐度:10 立火道中心距:480立火道個(gè)數(shù):32個(gè) 燃燒室墻厚:100煤餅尺寸(長(zhǎng)寬高):15100/149004505200煤餅密度(干煤):~炭化室一次裝入干煤量:焦?fàn)t周轉(zhuǎn)時(shí)間: 計(jì)算條件：苯回收率： %硫銨工段來(lái)煤氣溫度/飽和溫度℃： 58/53終冷溫度：22℃ 設(shè)計(jì)條件本設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，參考了徐州焦化廠的粗苯工段工藝。粗苯易燃易爆，要求工段必須嚴(yán)禁煙火，并對(duì)電動(dòng)機(jī)加以防爆。在貯存時(shí)，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。粗苯是多種芳烴族和和其它多種碳?xì)浠衔锝M成的復(fù)雜混合物，粗苯的主要成分是苯、二甲苯、甲苯及三甲苯等。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2009屆進(jìn)修生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 82 頁(yè) 共 92 頁(yè) ////////// 中 國(guó) 礦 業(yè) 大 學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)姓 名： 學(xué) 號(hào)： 學(xué) 院： 專 業(yè)： 　 設(shè)計(jì)題目： 年產(chǎn)120萬(wàn)噸焦化廠粗苯工段的設(shè)計(jì) 專 題： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 教 授 2009年 5月 徐州中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)院 專業(yè)年級(jí) 姓名 任務(wù)下達(dá)日期： 畢業(yè)設(shè)計(jì)日期： 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：年產(chǎn)120萬(wàn)噸焦化廠粗苯工段的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)專題題目：畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容和要求：要求：（1）回收工藝論證；（2）主要設(shè)備計(jì)算和選型；（3）繪制帶控制點(diǎn)工藝流程圖、設(shè)備平面布置圖、管道平面和立面布置圖、繪制一張主要設(shè)備圖（必須與自己的設(shè)備計(jì)算一致），用AutoCAD繪制；（4）編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書；（5）按260孔TJL5550D焦?fàn)t配套規(guī)模進(jìn)行計(jì)算。焦?fàn)t煤氣經(jīng)脫苯出氨后進(jìn)入粗苯工段，語(yǔ)詞進(jìn)行苯族烴回收并制取粗苯，目前我國(guó)焦化工業(yè)生產(chǎn)的苯類產(chǎn)品仍占很重要的地位。粗苯是談黃色的透明液體，比水輕，不溶于水。粗苯質(zhì)量的好壞以實(shí)驗(yàn)室蒸餾時(shí)180℃前蒸餾出量的百分?jǐn)?shù)來(lái)確定，粗苯的沸點(diǎn)范圍是75～200℃，若180℃前溜出量越多，粗苯質(zhì)量越好；若在180℃后的溜出物則為溶劑油。TJL5550D型焦?fàn)t由化工部第二設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，系雙聯(lián)火道、廢氣循環(huán)、下噴、復(fù)熱式側(cè)裝搗固煤餅焦?fàn)t。 設(shè)計(jì)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)。影響粗苯的回收率的因素主要有三點(diǎn)：一、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(gè)煉焦過(guò)程中是有變化的，但其值不宜超過(guò)800℃，炭化室頂部空間溫度過(guò)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，并和此熱的焦炭作用生成氰化氫，氨氮產(chǎn)率也降低。 煤氣的終冷及除萘的方法及工藝選擇在生產(chǎn)硫氨的回收工藝中，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(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(lái)。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(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。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(jiǎn)便，無(wú)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(wú)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。2. 吸附法：使煤氣通過(guò)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。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(wú) 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。從脫苯工序來(lái)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22。目前國(guó)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(zhǎng)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(guò)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。4) 易于水分離，且不能生成乳蝕物。第三章 粗苯脫苯方法及工藝選擇由洗苯工序過(guò)來(lái)的含苯富油需進(jìn)行脫笨。 蒸汽加熱法生產(chǎn)一種苯工藝 圖26 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?jiān)? 15控制分離器本設(shè)計(jì)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(lái)的富油，在分離器下面的三個(gè)中，被脫苯塔來(lái)的蒸汽加熱至70～80℃，然后進(jìn)入貧富油換熱器，被來(lái)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)。進(jìn)入分縮器的油氣和水汽混合物，在分縮器底部?jī)蓚€(gè)所形成的冷凝液實(shí)施油氣中的重餾分，即重分縮油。由于洗油在循環(huán)使用的過(guò)程中質(zhì)量會(huì)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(guò)熱直接蒸汽直接蒸吹，從再生器頂部蒸吹出來(lái)的溫度，留在再生器底部的高沸點(diǎn)聚合物及油渣稱為殘?jiān)D25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