【正文】 3 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計 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)點的填料。 用空噴塔洗苯具有以下優(yōu)點：投資省，處理能力大，阻力小，不堵塞等?？梢垣@得較高的壓頭。 吸附法 .用活性固體干燥劑吸附，有硅膠、活性氧化鋁、分子篩等。反之，則相應增加。加熱到 180190℃的富油，從第 14 層板進入脫苯塔。 六、粗苯蒸餾工段 : (一 )脫苯工藝 由洗苯工序過來的含苯富油需進行脫苯。吸收溫度增高，吸收系數(shù)有些增大，但不顯著。 凝結法： 在低溫加壓的情況下，使苯族烴從煤氣中冷凝出來。我國焦化廠洗滌用的洗油主要有焦油洗油和石油洗油。 18℃的冷凍水由塔下部橫管冷卻器進入，向上經(jīng)串聯(lián)著的各橫管器與塔內循環(huán)油，煤氣間接換熱繩溫，然后從塔的外部排出。該流程的優(yōu)點是不僅可以把冷卻水中的萘幾乎全部清除，而且對水中的酚有一定萃取作用結果，減少涼水架的清掃次數(shù)，有利于冷卻水的進一步處理。冷卻后的 煤氣去洗苯塔脫苯?；厥瞻焙蠹s 60C 左右的煤氣在終冷塔內被循環(huán)噴灑的終冷水冷卻至 25C，從塔頂排出，去洗苯塔。補入的最大水量以不超過飽和器系統(tǒng)達到水平衡所需的最大水量為原則。 飽和器下段上部的母液經(jīng)大母液循環(huán)泵連續(xù)抽出送至飽和器上段環(huán)形噴灑室循環(huán)噴灑，噴灑后的循環(huán)母液經(jīng)中心降液管流至飽和器的下段。然后帶著全部氨經(jīng)預熱器進入飽和器。 （ 2）間接吸收法：經(jīng)冷凝冷卻后與洗滌氨水混合進行蒸餾，在引入飽和器與母液反應生成硫銨。采取部分剩余氨水更新循環(huán)冷卻水，多余的循環(huán)水返回冷凝鼓風工段。 電捕焦油器：脫除粗煤氣中的焦油 （二）工藝流程： 來自焦爐～ 80 C的荒煤氣，與焦油和氨水沿吸煤氣管道流至氣液分離器，氣液分離后的荒煤氣由分離器上部出來，進入四臺并聯(lián)操作的橫管初冷器上部，在此用 32 C 的循環(huán)水將煤氣冷卻至～ 35 C；由橫管初冷器下部排出的煤氣，進入直冷塔下部，用直冷塔循環(huán)水噴灑煤氣，將煤氣冷卻至～ 22 C；由直冷塔上部排出的煤氣，進入三臺并聯(lián)操作的電捕焦油器，捕集煤氣中夾帶的焦油 ，再由煤氣鼓風機壓送至脫硫工段。 遼寧科技學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 2 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計 粗苯中各組分的含量 表 11 組 分 分 子 式 含量 % 苯 甲苯 二甲苯 三甲苯 不飽和化合物 其中：環(huán)戊二烯 苯乙烯 苯并呋喃及同系物 茚及同系物 硫化物（按硫計） 其中：二硫化碳 噻吩 C6H6 C6H5（ CH2） 3 C6H4（ CH2） 2 C6H3（ CH2） 3 —— C5H6 C6H5CHCH2 C8H6O C9H5 —— CS2 C4H4S 55～ 70 12～ 22 ～ 6 ～ 5 7～ 12 ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ 由于粗苯是易燃的物質，粗苯蒸汽在空氣中的濃度在 — %（體積）范圍內時，能形成爆炸性混合物，因此該工段要嚴禁煙火，電機防爆。遼寧科技學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 1 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計 第 一 章 緒 論 、焦爐煤氣凈化及苯族回收的意義 ： 煤在煉焦時一般 72%78%轉化為焦炭，其中 22%28%轉化為荒煤氣，苯族烴是煤干餾過程中產(chǎn)生的芳香烴化合物中分子較低的部分，其產(chǎn)率占煉焦干煤臟入量的 %%產(chǎn)率的波動主要受煉焦煤料的性質煉焦溫度的影響，近年來，由于石油化學工業(yè)的迅速發(fā)展，可以提供苯類，苯酚類等產(chǎn)品，對煤煉焦化學工業(yè)產(chǎn)生了巨大的影響，但是焦化工業(yè)提供的許多種芳香族化合物和雜環(huán)化合物是石油化學工業(yè)所不能代替的，它們不可能或者不能經(jīng)濟的從石油加工過程中獲得，今后這類產(chǎn)品 主要依賴煉焦化學產(chǎn)品的吸收與加工，因此這些化學產(chǎn)品對綜合利用煤炭資源和我國社會主義經(jīng)濟建設有著重要意義。各產(chǎn)品的質量指標見表 1— 1— 1— 3。 鼓風部分：主要為粗煤氣加壓，使其能通過后續(xù)凈化系統(tǒng)的設備和管路，并起到脫除粗煤氣中部分焦油霧的作用。 （二）工藝流程： 由鼓風機送來的煤氣首先進入預冷塔與塔頂噴灑的循環(huán)冷卻水逆向接觸，被冷至 30℃；循環(huán)冷卻水從塔下部用泵抽出送至循環(huán)水冷卻器，用低溫水冷卻至 28℃后進入塔頂循環(huán)噴灑。 （ 1）直接吸收法：粗煤氣不經(jīng)冷凝冷卻直接進入硫銨飽和器，與硫酸直接反應，由于沒脫焦油，操作不便，一般不用此法。煤氣從初步冷卻器出來，溫度約為 60~70℃ ,進入電撲焦油器，除去其中之焦油霧滴。脫氨后的煤氣在飽和器的后室合并成一股 ,經(jīng)小母液循環(huán)泵連續(xù)噴灑洗滌后，沿切線方向進入飽和器內旋風式除酸器，分出煤氣中所夾帶的酸霧后，送至終冷洗遼寧科技學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 9 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計 苯工段。 尾氣洗凈塔排出的循環(huán)母液經(jīng)滿流管流至室外母液槽；同時經(jīng)流量儀表控制，向尾氣洗凈塔連續(xù)定量補入少量工業(yè)新水。 在封閉式流程中，煤氣在終冷前已經(jīng)脫除了煤焦油、奈、硫化氫和氰化氫，且回收了氨，因此工藝流程比 較簡單。,降到 8001200mg/Nm179。焦油洗萘比機械化除萘 效率高，但操作復雜。焦油循環(huán)至一定程度，用泵送至焦油上段。 目前，國內外焦化廠主要采用洗油吸收法回收煤氣中的苯族烴。此法要求煤氣凈化的程度較高，加之吸附劑價格昂貴，因此在工業(yè)上的應用受到一定的限制 ，而多用于煤氣中的苯族烴的定量分析。吸收溫度是通過吸收系數(shù)和吸收推動力的變化而影響粗苯回收率的。所以加大煤氣速度可強化吸苯過程，但太大，會使洗苯塔阻力和霧沫夾帶量急劇增加。 管式爐加熱法生產(chǎn)一種苯的工藝 遼寧科技學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 17 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計 硫銨 煤氣 殘油渣 煤氣 煤氣 來自洗苯塔的富油先進入分縮器，被從脫苯塔來的粗苯 油 氣 加 熱 到7080℃，然后入貧富油換熱器，被熱貧油加熱到 130140℃后進入管式爐。 脫苯塔內操作壓力： 提高塔內操作壓力時，各組分的蒸出率相應減少。固體吸水劑分為固 體氯化鋰和氯化鈣。羅茨式鼓風機具有結構簡單，制造容易，體積小，且在轉速一定時，如壓頭稍有變化，其輸氣量可保持不變，即輸氣量隨著風壓變化幾乎保持不變。洗油從第二段起來采用循環(huán)噴灑。這種填料在蘇、美應用較多。 終 冷 塔 塔 前 煤 氣 中 水 蒸 氣 大 質 量 流 量 塔前水蒸氣G ＝ 塔前水蒸氣V 18/=,其中， 18kg/kmol 是水的摩爾質量， Nm3 /kmol 是標準情況下干摩爾氣體的體積。 h 得花環(huán)填料面積 ： F= V 煤氣 = 45576=11394 ㎡ 其中 V 煤氣 ＝ 45576Nm3/h 是干煤的體積流量。39。GGGG 粗苯貧油粗苯富油 ??? ＝ ++＝ 富油中水量 水富油水 ??? GG ＝ %＝ ＝ % ，是富油含水量。 溶劑油粗苯溶劑油 ??? GG = =,其中β 溶劑油 ＝ ，是粗苯中溶劑油的含量。 P2出塔煤氣的絕對壓力， mmHg P2=760+600/= mmHg 將這些參數(shù)帶入上公式中即可求得 x 值 以上各值代入上公式得： X= （ 4)入塔貧油實際含苯量： C1=x/n, %。 = Nm3/h,其中，ρ SH2 ＝ , 是 SH2 的密度。 2） 鋼板網(wǎng)填料塔 該塔型在國內已被采用。根據(jù)本設計所確定的終冷除萘工藝流程，可確定選用與該工藝配套的橫管終冷塔。 360247。 八、脫水工段 : 凈化氣在管道輸送過程中由于溫 度下降或壓力的升高，凈化氣中的部分水汽將被冷凝下來，降低了管網(wǎng)的輸氣能力，增加了能耗容易腐蝕破壞管道。所以。 從脫苯塔底部排出的貧油溫度比富油溫度低 35℃，自流入貧富油換熱器，與富油換熱并冷卻至 110120℃后，再回到脫苯塔底熱貧油槽，在此用貧油泵送到貧油冷卻器冷卻至 2530℃后，送往洗苯塔循環(huán)噴灑。 d、吸收表面積的影響 :填料的表面積愈大，則煤氣與洗油接觸的時間愈長，回收過程進行得也愈完全。 煤氣中的苯族烴在洗苯塔乃被回收的程度稱為回收率。 ℃ % ℃ % 不大于 不大于 不小于 265 不小于 95 低于 20 不大于 無 吸附法： 煤氣通過具有微孔組織，接觸表面很大的活性炭或硅膠等固體吸附劑。將吸收了苯族烴的洗油（富油）送至脫苯塔蒸餾裝置中，以提取粗苯。 ： 遼寧科技學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 13 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計 從硫銨工段來的煤氣由塔頂進入，與連續(xù)噴灑的輕質焦 油并流差速接觸速冷，至橫管段繼續(xù)冷卻至 2125℃，同時脫萘至 450 毫克 /標米179。洗萘后的焦油從洗萘器下部排出，經(jīng)液位調節(jié)器流入焦油槽。 煤氣終冷及除萘的工藝： 我國焦化廠目前所采用的煤氣終 冷及除萘的工藝流程主要有四種 ,即 :煤氣終冷和機械除萘工藝 。直接水終冷法是焦爐煤氣終冷工藝中最通用的一種方法。首先經(jīng)兩組干式旋風除塵器除去尾氣中夾帶的大部分粉塵，再由尾氣引風機抽送至尾氣洗凈塔，用尾氣洗凈塔泵對尾氣進行連續(xù)循環(huán)噴灑，以進一步除去尾氣中夾帶的殘留粉塵，最后經(jīng)捕霧器除去尾氣中夾帶的液滴后排入大氣。由于該法工藝過程簡單，生產(chǎn)成本低，故為國內外焦化廠普遍采用。這種方法要消耗大量水蒸氣，而且蒸發(fā)設備龐大，經(jīng)濟效果不佳。廢氣量可降低約 1/3,因此減少了有害物質的排放。 遼寧科技學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 6 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計 冷鼓工藝流程圖 二、脫硫工段： （一）工藝方法： 其主要任務是脫除硫化氫，可分為干法和濕法兩種。其中冷凝又可分為直接冷卻、間接冷卻和直接間接混合冷卻三種。 粗苯的組成取決于煉焦配煤的組成及煉焦產(chǎn)物在炭化室內熱解的程度 。甲苯，二甲苯，三甲苯，乙基甲苯，古馬隆，茚，噻吩，酚。 設計參數(shù)： （ 1）要求工段年平均工作日 360 天，煤氣及粗苯組成見下表，其余參數(shù)結合實習企業(yè)的實際生產(chǎn)技術參數(shù)。 由氣液分離器分離下來的焦油和氨水進入機械化氨水澄清槽，在此進行氨水、焦油和焦油渣的分離。再生后的溶液從塔頂經(jīng)液位調節(jié)器自流回塔中部循環(huán)使用。 （三）工藝選擇及特點： 對蒸氨廢氣選用目前國內較先進的氨裂解處理技術。 半直接法：現(xiàn)代焦化廠廣泛采用的是半直接法生產(chǎn)硫銨。 飽和器定期加酸加水沖洗時，多余母液經(jīng)滿流槽滿流到母液貯槽；加酸加水沖洗完畢后，再用小母液循環(huán)泵逐漸抽出，回補到飽和器系統(tǒng)。蒸氨塔頂出來的氨汽經(jīng)分縮器濃縮后，去脫硫工段預冷塔增加煤氣中的氨硫比。煤氣冷凝液流入器底，用泵抽出，送入終冷器的頂部和中部循環(huán)噴灑，以沖洗橫管外壁上含沉積物。 該流程的優(yōu)點是操作穩(wěn)定 ,便于管理 ,缺點是該工藝流程的除萘率受冷卻水溫的影響，故塔后的煤氣含萘量較高。降到 500800mg/Nm179。出口煤氣約 21℃左右，煤氣含萘量大約在 350450mg/Nm179。但是萘苊同芴 ,氧及洗油中其他高沸點組分混合時 ,能遼寧科技學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 14 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計 生成低熔點的有關各組分的共熔點混合物 ,所以洗油中存在 一定數(shù)量的萘 ,則有助于降低洗油析出沉淀物的溫度。 (3)粗苯回收原理及影響因素 遼寧科技學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 15 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計 洗油回收粗苯的原理 用洗油回收煉焦煤氣中的粗苯是一種吸收過程。 b、洗油的分子量及循環(huán)油量的影響 :當其它條件一定時，洗油的分子量變小將使洗油中粗苯含量變大，即吸收得愈好。按照富油的加熱方式的不同，可分為蒸汽加熱法和管式爐加熱法兩種 蒸汽加熱法生產(chǎn)一種苯 由洗滌工序來的富油在分離器下面的三格中，被脫苯塔來的蒸汽加熱至7080℃，然后進入貧富油換熱器，被來自脫苯塔的溫度為 130140℃的熱貧油加熱到 90100℃，最后在富油預熱器中用低間接蒸汽加熱到 135145℃，進