【正文】 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 吸收系數(shù) 大小取決于所采用的吸收劑的形式填料內(nèi)型與規(guī)格及吸收段過(guò)程進(jìn)行條件溫度氣相和液相流速等顯然這些因素吸收速率均勻影響 影響苯族烴吸收的因素 煤氣中毒苯族烴在洗苯塔內(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(duì)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(guò)吸收系數(shù)和吸收推動(dòng)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(dòng)力卻顯著減小 對(duì)于洗油吸收煤氣中毒苯族烴來(lái)說(shuō)洗油分子量及煤氣總壓的破洞很小可視為常數(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(dāng)煤氣中的苯族烴的含量一定時(shí)溫度愈低洗油中與其呈平衡的粗苯含量愈高而當(dāng)提高溫度時(shí)洗油中與其呈平衡的粗苯含量則有較大的降低當(dāng)入塔貧油含量一定時(shí)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(dòng)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(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因此適宜的吸收溫度約 25℃實(shí)際操作波動(dòng)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毒水汽冷凝進(jìn)入洗油中一般規(guī)定洗油溫度在夏季比煤氣溫度高 2℃左右冬季搞 4℃左右 為了保證吸收溫度煤氣進(jìn)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(dāng)其他條件一定時(shí)洗油的分子量變小將使 洗油中粗苯含量變大及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如洗油循環(huán)量也可以相應(yīng)地減少 但洗油的分子量不宜過(guò)小否則洗油中吸收過(guò)程中損失較大并且脫苯蒸餾時(shí)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(dòng)力從而可以提高粗苯的回收推動(dòng)力提高回收率但循環(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 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汗苯族 烴量的主要因素之一當(dāng)其它條件一定時(shí)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 2gNm3 為是塔后損失不大于 2gNm3 設(shè)貧油中的粗苯含量為 22 為了維持一定的吸收推動(dòng)力 22 應(yīng)除以平衡偏移系數(shù) n 一般 n 11～ 115 則允許貧油含苯量為c1 2215 192 2 實(shí)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分為二甲苯和溶劑油其蒸汽壓僅相當(dāng)于統(tǒng)一溫度下煤氣中汗苯族烴蒸汽壓的 20～30故實(shí)際貧油含苯量可達(dá)到 04～ 06此時(shí)仍能保證塔后煤氣含粗苯量子 2gNm3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(shí)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(lái)國(guó)外一些焦化廠塔后煤氣含粗苯量控制在 4gNm3 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)合理的另外從一般粗苯粗苯和回爐煤氣中分離出來(lái)的苯族烴的性質(zhì)可以看出由回爐煤氣中得到的苯族烴硫含量比粗苯高35倍不飽和化合物的含量高 11倍由于這些物質(zhì)很容易聚合故會(huì)增加粗苯的回收和精致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毒苯族烴必須使氣液兩相之間有足夠的接 粗面積即吸收面積填料塔的吸收面積即為塔內(nèi)填料表面積調(diào)料表面積愈大則煤氣與洗油接觸時(shí)間愈長(zhǎng)回收過(guò)程進(jìn)行的愈完全適當(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 5 煤氣壓力與流速的影響 當(dāng)增大煤氣誒壓力時(shí)擴(kuò)散系數(shù) Dg 將隨之減少因而是吸收系數(shù)與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(dòng)力顯著增加因而吸收速率也將增加 煤氣速度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(qiáng)化吸收過(guò)程但煤氣速度太大時(shí)容易使洗苯塔阻力和霧沫夾帶量急 劇增加 42 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(kāi)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 為了降低蒸餾溫度采用水蒸氣法蒸餾這樣在脫苯過(guò)程中通入大量的直接水蒸氣當(dāng)塔內(nèi)總壓力的為一定值時(shí)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(yuǎn)低于 250～ 300℃將粗苯完全地從洗油中蒸餾出來(lái) 由此可見(jiàn)脫苯操作時(shí)直接蒸汽用量對(duì)蒸餾過(guò)程有著重要影響 下面就脫苯蒸餾中的蒸汽耗量進(jìn)行幾點(diǎn)討論 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 提高直接蒸汽的過(guò)熱溫度可降低其耗用量 當(dāng)富油中粗苯含量較高時(shí)在一定的預(yù)熱溫度下由于粗苯的蒸汽 分壓較高對(duì)于蒸出每噸 180℃之前的粗苯可以減少直接蒸汽耗用量 在其他田間一定時(shí)蒸汽的耗用量是隨塔內(nèi)總壓倒提高而增加的否則若 要達(dá)到所需求的脫苯程度時(shí)塔內(nèi)溫度必然要搞 苯的因素 脫苯塔內(nèi)地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但因本的揮發(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(duì)苯的餾出率影響很小而對(duì)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(shí)各組分的餾出率會(huì)相應(yīng)減小但同樣對(duì)苯的影響小 3 加料板一下的塔盤 顯然當(dāng)增加加料板一下的塔盤層數(shù)時(shí)各族分到餾出率 相應(yīng)增加尤其是對(duì)甲苯和二甲苯等影響較大 4 直接蒸汽量 蒸汽耗量增加增大了蒸汽分壓相應(yīng)增加各組分的餾出率但蒸汽耗量過(guò)分增加一是給油水分離帶來(lái)負(fù)擔(dān)二是冷卻水量增加三是蒸汽耗量大了不經(jīng)濟(jì)因此直接蒸汽的多少應(yīng)以及能保證脫苯順利進(jìn)行又保證經(jīng)濟(jì)合理為標(biāo)準(zhǔn) 第五章 粗苯工段工藝的詳述 51 工藝流程詳述 橫管終冷洗萘工藝 圖 41 輕質(zhì)焦油終冷洗萘工藝流程 1終冷塔 2新焦油槽 3溢流槽 4焦油泵 5循環(huán)泵 進(jìn)入煤氣粗苯回收工段的煤氣溫度為 55℃左右從終冷塔 頂進(jìn)入在被橫管內(nèi)冷卻水冷卻到 25℃左右的同時(shí)煤氣中的萘也被從輕質(zhì)焦油循環(huán)槽來(lái)的連續(xù)噴灑的輕焦油溶解吸收脫萘至 045gNm3 以下然后從塔底排出經(jīng)旋風(fēng)捕霧器除去大部分夾帶的焦油凝結(jié)水霧在進(jìn)入煤氣總管去洗苯塔 吸收萘后的輕焦油經(jīng) U 型管自流入塔底循環(huán)油槽再用輕質(zhì)焦油泵從塔底抽出到塔頂和塔中段分兩段噴灑循環(huán)至一定含萘量后用焦油泵從槽底抽出送到焦油工段處理同時(shí)補(bǔ)充新焦油 18℃的低溫水自下而上經(jīng)過(guò)串聯(lián)的各管箱中橫管與煤氣逆流簡(jiǎn)介接觸與煤氣塔內(nèi)循環(huán)油間接換熱升溫后從塔上部排出各橫管均有一定的斜度縱向錯(cuò)開(kāi)半個(gè)管箱高度便于含 萘焦油 下流避免粘附于管壁上形成熱阻 洗苯工藝 圖 4 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 從終冷器來(lái)的均為 25℃的煤氣含苯族烴為 25～ 40gNm3從洗苯塔進(jìn)去出塔煤氣含苯低于 2gNm3 從脫苯工序來(lái)的 30℃左右含苯 02～ 04的貧油被貧油泵送至洗苯塔定噴灑含苯量增至 25 左右從塔底經(jīng) U 型管導(dǎo)入塔下油槽再用富油泵從中抽刀脫苯工序去脫苯脫苯后的貧油循環(huán)使用 當(dāng)油槽液位降低時(shí)從流油槽內(nèi)用貧油泵抽取新洗油槽內(nèi)之新洗油補(bǔ) 充以確保塔下油槽內(nèi)一定的液位 脫苯工藝 圖 43 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(huì)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 從洗滌工序來(lái)的富油經(jīng)分縮器在分縮器下面三格中與從脫苯苯塔頂來(lái)的 7油氣混 合物換熱升溫至 70～ 80℃進(jìn)入貧富油換熱器被從脫苯塔底來(lái)的熱貧油加熱至 130～ 140℃然后到管式爐加熱升溫至 180～ 190℃從低 14塊塔板進(jìn)入脫苯塔在過(guò)熱蒸汽的蒸吹作用下脫苯 與富油換熱后的貧油如脫苯塔下熱貧油槽再用貧油泵抽至貧油冷卻器冷卻后到洗苯塔去洗苯 從脫苯塔頂出來(lái)的油氣混合氣進(jìn)去分縮器冷凝出輕重分縮油后進(jìn)入冷凝冷卻器粗苯蒸汽冷凝冷卻為粗苯液體粗苯進(jìn)入粗苯油水分離器與水分離后進(jìn)入粗苯貯槽 輕重分縮油分別進(jìn)入輕重分縮油水分離器與水分離后送入地下槽與富油混合后送去脫苯 將分離出的水送入空竹分離器進(jìn)一步分離 油進(jìn)地下槽水送去酚水架 再生器底部溫度應(yīng)保持在 190～ 200℃脫苯用蒸汽應(yīng)過(guò)熱到 400℃以保證再生器出口氣體溫度高于脫苯塔底部溫度再生器的油渣定期排入殘?jiān)? 52 操作規(guī)程及技術(shù)指標(biāo) 終冷洗苯部分 一開(kāi)停工操作 1 開(kāi)工 ① 檢查所有閥門是否符合開(kāi)工要求聯(lián)系水電煤氣水蒸氣做好煤氣進(jìn)工段準(zhǔn)備 ② 終冷塔油封加滿油洗苯塔油封加滿油 ③用蒸汽清掃終冷塔洗苯塔旁通觀眾的空氣到放散管冒氣泡為止然后同煤氣干蒸汽直至做爆發(fā)試驗(yàn)合格為止在關(guān)放散管通煤氣 ④ 開(kāi)終冷塔放散管開(kāi)中期趕空氣到放散管冒氣泡為止然后同煤氣趕蒸 汽直至做爆發(fā)試驗(yàn)合格為止慢慢關(guān)閉放散管同時(shí)卡開(kāi)終冷塔出口閥門然后關(guān)閉旁通閥門注意煤氣壓力變化使之全部通過(guò)終冷塔 ⑤ 洗苯塔用同樣方法趕空氣同煤氣 ⑥ 待洗苯塔溫度降至 40℃以下啟動(dòng)貧油泵使塔底具有一定油位 2 停工 ① 先停富油泵再停貧油泵若油槽需清掃先將油放入地下槽再開(kāi)人孔若塔體檢修則先開(kāi)煤氣旁通閥再關(guān)煤氣進(jìn)入閥再開(kāi)塔放散管用蒸汽趕盡塔內(nèi)煤氣 ② 設(shè)備用蒸汽清掃后不應(yīng)關(guān)死放散管以保證空氣可進(jìn)入設(shè)備否則設(shè)備內(nèi)地水蒸汽冷凝后會(huì)造成塔內(nèi)負(fù)壓 二技術(shù)指標(biāo) 1 煤氣出終冷塔溫度 25℃左右 2l 冷卻水出口溫度不大于 37℃ 3 終冷塔和洗苯塔阻力 400mmH2O 4 洗油入洗苯塔溫度 20～ 35℃應(yīng)較煤氣溫度高 2～ 7℃ 5 貧油含苯 02 含水 1 富油含苯 2 含水 1 蒸餾脫苯部分 一 開(kāi)停工操作 1 開(kāi)工 檢查蒸餾系統(tǒng)閥門是否符合要求所以的油水分離器加水至輕重餾分進(jìn)口管一下 脫苯塔通入蒸汽清掃蒸餾系統(tǒng)的管道檢查了解情況掃完后直接蒸汽 一切正常后帶洗苯塔底蘊(yùn)一定油位時(shí)開(kāi)富油泵富油經(jīng)分縮器貧富油交換器脫苯塔貧油冷卻器進(jìn)行循環(huán) 開(kāi)再生器進(jìn)油閥再生器進(jìn)油 13 時(shí)開(kāi)通預(yù)熱器簡(jiǎn)介蒸汽加熱待再生器底部油溫達(dá) 115℃時(shí)慢慢開(kāi)再生器直接蒸汽維持 一定液位開(kāi)貧油冷卻器的冷卻水分縮器苯蒸汽出口我呢度達(dá) 90℃開(kāi)冷卻水加以調(diào)節(jié)然后檢查各處情況發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決 2 停工 管再生器進(jìn)油閥關(guān)貧油冷卻器水閥 先關(guān)再生器直接蒸汽在關(guān)間接蒸汽 分縮器出口溫度降至 80℃以下停富油 慢慢管分縮器冷卻水慢慢關(guān)小冷凝冷卻器冷卻水待物粗苯流出時(shí)關(guān)閉冷卻水閥 將各設(shè)備和管道的液體放凈并開(kāi)蒸汽清掃開(kāi)放散管取塔內(nèi)氣體分析合格后方可動(dòng)工檢修 二技術(shù)指標(biāo) 再生器壓力維持在 02～ 022kgfcm2 不大于 03 kgfcm2 底部溫度 150～ 170℃ 分縮器出口溫度 90177。 K 0023R 取 n 04 橫管終冷塔采用 25 25的無(wú)縫鋼管鋼號(hào)為 20管數(shù)為 342根據(jù)前面計(jì)算得冷卻水量為 46288 mh 管內(nèi)水速為 u 01234 ms 在冷卻水的平均溫度為 23℃時(shí)水的物性參數(shù)如下 比熱 C 418 KJKg S h 得花環(huán)填料面積 F 0256811 721 1702930 ㎡ 洗苯塔吸收段內(nèi)填 Z 型花環(huán)填料填料層的結(jié)構(gòu)采用多段填充塔頂部 設(shè)一層高 08m的捕霧層充填 X型花環(huán)填料采用 6個(gè)葉式噴頭在塔的適當(dāng)部位設(shè)再分布器 三種花環(huán)填料規(guī)格見(jiàn)下表 型號(hào) 填充分?jǐn)?shù) 個(gè) m 比表面積 ㎡ Nm 空隙率 容重 Kgm X 32500 185 88 111 Z 8000 127