【正文】 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：1. 設(shè)備小，操作簡便，無污染，占地面積小，基建費用比較少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. 無須用洗油，只須自產(chǎn)輕質(zhì)焦油，節(jié)約洗油耗量，同時煤氣中的萘直接轉(zhuǎn)入焦油，減少萘的損失。該流程的優(yōu)點是操作穩(wěn)定，便于管理；缺點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，基建費用較高。影響粗苯的回收率的因素主要有三點：1. 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。其氣候?qū)俅箨懶约撅L(fēng)氣候，常年主導(dǎo)風(fēng)向為東風(fēng)、東北風(fēng)。煤在煉焦時除了有75%左右變成 焦炭外，還有25%左右生成各種化學(xué)品及煤氣，為了便于說明將煤炭煉焦時的產(chǎn)品列出如下：（單位：） 由此看來，從荒煤氣中粗苯的含量來看，回收粗苯是十分必要的。 設(shè)計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)見（13）表。增高爐墻溫度將使焦油中苯族烴含量減少，而高溫產(chǎn)物——萘、蔥瀝青和游離碳的含量增加，比重變大，酚類及中性油類含量降低。熱焦油經(jīng)伸入器內(nèi)的分布器均勻噴灑在篩板上，通過篩板的孔眼向下流動，在與水封流接觸過程中將水中萘萃取出來，可使出口煤氣含萘量降到800毫克/標(biāo)m3以下。目前，國內(nèi)焦化廠主要采用洗油吸收法回收煤氣中的苯族烴，經(jīng)過終冷的煤氣溫度降至25～27℃，然后進入洗苯塔回收苯族烴，回收方法大致分為下列三種：1. 洗油吸收法用洗油在洗滌塔中回收煤氣中的苯族烴，再將吸收了苯族烴的洗油（富油）送入脫苯蒸餾裝置中，以提取粗苯，脫苯后的洗油（貧油）經(jīng)過冷卻后，重新送至洗滌塔循環(huán)使用，洗油吸收法又分為常壓吸收法和加壓吸收法，加壓吸收法可以強化生產(chǎn)過程，適用于煤氣遠距離輸送或用作合成氨廠原料的情況下采用。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)填料塔回收粗苯的工藝流程見圖26。 圖31 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殘渣槽 15控制分離器本設(shè)計采用生產(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）工序來的富油，在分縮器下面的三個換熱筒體中，被脫苯塔來的蒸汽加熱至70～80℃，然后進入貧富油換熱器，被來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入塔內(nèi)。圖32 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：用洗油吸收煤氣中的粗苯烴是物理吸收過程，服從亨利定律和道爾頓定律，當(dāng)煤氣中苯族烴的分壓大于洗油液面上苯族烴的平衡蒸汽壓時，煤氣中苯族烴即被洗油吸收，二者差值越大，則吸收過程進行的越容易，吸收速率也越快。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力，從而可以提高粗苯的回收推動力。由此可見，脫苯操作時直接蒸汽用量，對蒸餾過程有著重要影響。此塔雖然具有擴散推動力大的優(yōu)點，但操作不穩(wěn)定，對水質(zhì)的要求高。塔內(nèi)填料了用木格，鋼板網(wǎng)，金屬螺旋，帖拉累托填料，鮑爾環(huán)，鞍形填料以及塑料花環(huán)填料等。國內(nèi)生產(chǎn)的三種型號的花環(huán)填料規(guī)格如下： 表43型號外經(jīng)內(nèi)厚環(huán)數(shù)高（cm）容重kg/m空隙率%比表面積填充個數(shù)使用溫度HX1(x)HZ1(z)HD1(d)47cm73cm95cm333436912121937111102888889901851279410179。近年來，螺旋板換熱器在我國焦化廠得到廣泛應(yīng)用。h將分離出的水送入空竹分離器進一步分離，油進地下槽，水送去酚水架。2℃。并且計算過程中選擇了許多設(shè)計定額中的數(shù)據(jù)。)/M M——粗苯平均分子量， t’ ——塔后煤氣溫度，23℃；所以： c39。k 導(dǎo)熱系數(shù)：= 動力黏度：=10 pa 密度：= kg/ m==12683==將數(shù)據(jù)代入上式，可得：α2=3763(3) δ1λ1 和δ2λ2 分別是管外壁和內(nèi)壁的污垢熱阻，查手冊可知，管內(nèi)壁污垢熱阻R== 10 ㎡ V1=V入10333273+t27310333+P入 =8013610333（273+23）273（10333+1000）=79220 Nm3/hV2=V出10333273+t27310333+P出 =7256210333（273+23）273（10333+900）=72370 Nm3/h煤氣平均流量V V=(V1+V2)/2 =75800 Nm3/h，油密度取γ油=。h，則對流段加熱面積為： 蒸汽 F2=QV21000 = m2 富油 F3=5%Qm21000 = 對流總加熱面積：F2+F3= m2 設(shè)管式爐加熱效率為75%，煤氣熱值為4250 Kcal/m=17765KJ/Nm。從管式爐出來的富油進入脫苯塔時，閃蒸后與閃蒸前液相中各組分比率計算如下（用試差法）：苯的比率：假設(shè)=甲 苯：=7668/（7668+3875）=二甲苯：=7668/（7668+2060）=溶劑油：=7668/（7668+1100）=洗 油：=7668/（7668+100）=萘 ：=7668/（7668+295）=水 ：=0閃蒸后留在液相中各組分的數(shù)量如下（包括進入再生器的洗油量）：成分Kmol/hKg/h苯20=824甲苯4=265二甲苯2=184溶劑油2=244洗油810=125186萘54=6862共計 133565驗算： A= =8318 =與假設(shè)的值幾乎一致，故以上計算正確。分兩段，一段9個管箱，二段9個管箱。K,按下式計算： lnα1=+X——是每立方米飽和煤氣（塔前、后的露點下為飽和煤氣）中的水汽的平均含量（體積百分比）。=(103+t39。4. 液位關(guān)小直接蒸汽，關(guān)小管式爐煤氣量，分析原因，采取處理措施；原 因處 理 方 法直接蒸汽突然增大減少直接蒸汽量富油帶水檢查富油質(zhì)量富油循環(huán)量過大減少循環(huán)量貧油系統(tǒng)不暢通檢查貧油系統(tǒng)5. 洗油煤氣管道一般為熱貧油溫度高造成，應(yīng)迅速調(diào)節(jié)冷卻水。3) 分縮器出口溫度降至80℃，以下，停富油；4) 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，關(guān)閉冷卻水閥。 圖53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的7油氣混合物換熱升溫至70～80℃進入貧富油換熱器，被從脫苯塔底來的熱貧油加熱至130～140℃然后到管式爐加熱升溫至180～190℃從低14塊塔板進入脫苯塔，在過熱蒸汽的蒸吹作用下脫苯。同樣由于螺旋板換熱器所具有的優(yōu)點，本設(shè)計選用螺旋板換熱器作為貧富油換熱器。根據(jù)目前的使用證明泡罩塔的操作，運行更為穩(wěn)定。各型式洗苯塔經(jīng)濟比較見表41。該塔容易實現(xiàn)最佳流體力學(xué)條件，即增加氣液兩相的接觸面積，提高兩相的湍流程度，迅速更改兩相界面以減小其擴散阻力。4 主要設(shè)備論證及選型前面我們介紹了四種終冷洗萘工藝，它們各自使用的終冷塔也不同。煤氣流速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化吸收過程，但煤氣速度太大時，容易使洗苯塔阻力和霧沫夾帶量急劇增加。為了保證吸收溫度，煤氣進洗苯塔前，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，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，同類油劑的吸收能力與其分子量成反比。管式爐加熱的富油脫苯工藝，因富油的加熱溫度高，同蒸汽法脫苯比較具有以下優(yōu)點：1. 富油在管式爐內(nèi)加熱至180℃左右，脫苯程度高，%左右，從而使粗苯的塔后損失減小，粗苯的回收率可高達95～97%2. 蒸汽耗量低，每生產(chǎn)一噸180℃前的粗苯耗蒸汽約1～，操作穩(wěn)定。3 粗苯脫苯方法及工藝選擇由洗苯工序過來的含苯富油需進行脫苯。 圖25 洗苯工藝流程圖 1填料洗苯塔 2富油泵 3貧油中間槽 4貧油冷卻器從脫苯工序來的貧油，~%，進入貧油槽，用貧油泵進入洗苯塔頂部，從塔頂噴淋而下，%左右。為使循環(huán)輕質(zhì)焦油中的萘含量保持穩(wěn)定，在輕質(zhì)焦油由泵送入循環(huán)槽的同時，從循環(huán)槽的壓出管引出相同的數(shù)量的焦油連續(xù)送往機械化氨水澄清槽，在送往焦油車間處理。在刮萘槽中積聚的萘，定期用水蒸汽間接熔化后流入萘揚液槽，再用水蒸汽壓送到焦油槽和焦油氨水澄清槽。2 工藝論證及確定隨著煉焦工藝的發(fā)展，化學(xué)產(chǎn)品的產(chǎn)率取決于煉焦過程的技術(shù)操作條件。 設(shè)計任務(wù)書 任務(wù) 130萬噸焦化廠粗苯工段的工藝設(shè)計本設(shè)計是參照徐州環(huán)宇焦化有限公司進行的，廠址建在江蘇徐州西郊。焦?fàn)t煤氣經(jīng)硫銨工段后進入粗苯工段，進行苯族烴的回收并制取粗苯，目前我國焦化工業(yè)生產(chǎn)的苯類產(chǎn)品仍占很重要的地位。表13粗苯指 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℃）下目測無可見的溶解水煉焦化學(xué)產(chǎn)品的產(chǎn)率取決于煉焦過程的技術(shù)和操作條件。 炭化室頂部空間溫度在整個煉焦過程中是有變化的，但其值不宜超過800℃，炭化室頂部空間溫度過高，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，氨脂高溫下由于進行逆反反應(yīng)而部分分解，并和熾熱的焦炭作用生成氰化氫，氨、氮產(chǎn)率也降低。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。2. 吸附法：使煤氣通過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，直至達到接近飽和狀態(tài)，然后用水蒸氣直接進行解析，即得粗苯。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，足以封住煤氣，阻止它進入油槽從放散管溢出。富油在塔內(nèi)逐板向下溢流，在由塔底進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，從分縮器頂部逸出的即為粗苯蒸汽。目前，吸收過程的機理仍建立在被吸收組分經(jīng)穩(wěn)定的界面薄膜擴散傳遞的概念上，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，擴散過程的阻力及等于氣膜和液膜的阻力之和。提高回收率，但循環(huán)洗油量不宜過大，以免過多增大電、蒸汽的耗量和冷卻水用量。下面就脫苯蒸餾中的蒸汽耗量進行幾點討論：1) 當(dāng)貧油含苯量一定時，直接蒸汽的耗量是隨著洗油預(yù)熱的溫度的升高而減少，一般在富油預(yù)熱溫度從140℃提高到180℃時，直接蒸汽 耗量可降低一半以上。油洗萘和煤氣終冷工藝中使用的是橫管式終冷塔。1. 木格填料塔 該塔型在我國焦化廠應(yīng)用較多，它具有阻力較小，操作穩(wěn)定等優(yōu)點。/m179。除可作為貧油冷卻器使用之外，還可以作貧油換熱氣，蒸氨廢水換熱器等?！娑氯闆r體積耐壓重量（隨壓力，溫度變）材質(zhì)壓力損失△P，kg/cm178。再生器底部溫度應(yīng)保持在190～200℃，脫苯用蒸汽應(yīng)過熱到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（一）開、停工操作：開工① 檢查所有閥門是否符合開工要求，聯(lián)系水電煤氣，水蒸氣做好煤氣進工段準(zhǔn)備。3. 管式爐出口富油溫度180～200℃，阻力 kgf/cm24. 冷凝冷卻器苯出口溫度25～30℃5. 洗油消耗量每噸粗苯不大于110kg.（三）崗位操作1. 檢查各處的溫度，壓力，及時調(diào)整符合要求，各設(shè)備定期清掃。G煤=nNG孔τ =265 =