【文章內(nèi)容簡介】 蒸汽耗量過分增加：一是給油水分離帶來負擔，二是冷卻水量增加，三是蒸汽耗量大了不經(jīng)濟。因此，直接蒸汽的多少應以能保證脫苯順利進行，又保證經(jīng)濟合理為標準。4 主要設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。煤氣終冷和機械化除萘工藝用金屬隔板塔。此塔局有傳熱，傳質好的優(yōu)點，但在終冷塔后出口煤氣的含萘量較高，萘的脫除率低，終冷水和萘不能很好地分離。煤氣終冷和熱焦油洗萘工藝使用帶焦油洗萘器的煤氣終冷塔（篩板塔）。此塔雖然具有擴散推動力大的優(yōu)點，但操作不穩(wěn)定，對水質的要求高。油洗萘和煤氣終冷工藝中使用的是橫管式終冷塔。此工藝洗萘與終冷分開，投資高，不易小廠借鑒。橫管終冷噴灑輕質焦油洗萘工藝使用橫管終冷洗萘塔。它的優(yōu)點：不僅終冷效果好，除萘效果也好；系統(tǒng)阻力小，操作維修簡便，節(jié)約點耗；不需含酚污水處理。根據(jù)本設計在第二章所確定選用的終冷除萘工藝、流程，可確定選用與該工藝相配套的終冷塔——橫管終冷洗萘塔。 苯 塔目前，我國焦化廠采用的洗苯塔主要有空噴塔，板式塔和填料塔，下面分別加以介紹。空噴塔一般為多段噴灑，沒段下部均設有煤氣分布器，相鄰兩段設有煤氣通過的錐性散罩，底部設有許多個噴嘴組成的洗油噴灑裝置，其上設有備用的中央噴嘴，從頂部灑下來的洗油經(jīng)降液管引到下段。洗油從第二段起來采用循環(huán)噴灑。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。缺點：洗苯效率低，塔后煤氣含苯量高，洗油循環(huán)量大，動力消耗大。（孔板塔）板式塔主要有穿流式篩板塔。該塔容易實現(xiàn)最佳流體力學條件，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。這種塔結構簡單，容易制造，生產(chǎn)能力大，投資省，節(jié)約金屬材料，且安裝和維修簡便。其缺點是塔板的效率受負荷變動的影響較大。填料洗苯塔是應用較早，較廣的一種塔。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。1. 木格填料塔 該塔型在我國焦化廠應用較多，它具有阻力較小，操作穩(wěn)定等優(yōu)點。但也存在著生產(chǎn)能力小，設備龐大、苯重，投資和操作費用高及木材耗量大等缺點。因此在一些國家里，木格填料塔已被新型高效填料塔取代。該塔型在國內(nèi)已被采用。該填料塔與木格填料塔相比，具有比表面積大，吸收率高，阻力小，動力消耗小等優(yōu)點，但制造麻煩，價格昂貴，處理能力小。金屬螺旋填料塔采用鋼帶和鋼絲繞成，其比表面積大，重度小由于形狀復雜，填料層的持液量大，因此吸收劑與煤氣接觸時間較長，又由于煤氣通過填料時攪動激烈，因而吸收效率較高。但難于制造，價格昂貴。這種填料在蘇、美應用較多。 塑料花環(huán)填料是近年來又國外引進的高效填料，經(jīng)過實踐檢驗證明，花環(huán)填料是一種具有比表面大，空隙來率高，阻力小，處理能力大，液體分布好，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。國家有關部門鑒于該填料具有以上優(yōu)點，已要求推廣使用高效花環(huán)填料洗苯塔。根據(jù)以上的論述，本設計采用塑料花環(huán)填料洗苯塔。各型式洗苯塔經(jīng)濟比較見表41。花環(huán)填料洗苯塔與其他填料洗苯塔的經(jīng)濟比較見表42。 各種型式洗苯塔經(jīng)濟比較 表41塔型使用廠家及規(guī)模萬噸焦/年塔的直徑與塔高 mm臺數(shù)及單重，T總容積比總重量比總占地比泵（閥）臺數(shù)總投資比總阻力 Pa木格子邯鄲鋼廠60Φ3500H=3700383833（9）2000浮動閥濟鋼60Φ3500H=230013511（3）1000鋼板網(wǎng)新余60Φ3500H=350025422（6）1000日本 空噴塔寶鋼180Φ6200H=440032107312（9）1500西德 鋼板網(wǎng)寶鋼180Φ3800H=5100119811（8）1200國產(chǎn) 花環(huán)濟鋼60Φ3200H=27001311111（3）1600日 本花環(huán)戶煙60Φ2800H=2700222（6）1100花環(huán)填料與其它填料經(jīng)濟比較 表42各種填料塔與濟鋼的相比（濟鋼花環(huán)填料）木格子填料塔鋼板網(wǎng)填料塔日本花環(huán)填料塔西德鋼板網(wǎng)塔日本空噴塔泵多用電 萬kwh多用塔臺數(shù)多占地多用煤氣閥門 個多用泵 臺增加投資增大阻力 Pa*22/3622/313001511/2312/54001521/2311/2200600301/33/560027521/26112/3900*包括鼓風機電耗從以上兩表可以看出，幾乎在所有比較項目中，花環(huán)填料塔都優(yōu)于其它塔型（包括填料塔），它是當前國內(nèi)最先進的洗苯塔。采用花環(huán)填料塔代替木格子填料塔洗苯時，對于一般的焦化廠，可節(jié)省不少資金，還可節(jié)省泵的電消耗，并可獲得節(jié)省占地，縮短基建周期等社會效益。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。/m179。810179。/m179?！省?0179。/m179。120℃120℃120℃我國焦化廠采用的脫苯塔有圓形泡罩塔，條形泡罩塔以及浮閥塔等，以條形泡罩塔應用最廣。泡罩塔是工業(yè)上應用最久的一種塔板型式，該種塔型 的優(yōu)點是：不易發(fā)生漏液現(xiàn)象，有較好的操作彈性，即當氣、液負荷有較大的波動時，仍能維持幾乎恒定的板效率，塔板不易堵塞，對各種物料的適應性強，操作經(jīng)驗豐富。缺點是：塔板結構復雜，金屬耗量大，造價高，板上液層厚，氣體流動曲折，塔板壓降大，兼因霧沫夾帶現(xiàn)象較嚴重，限制氣速的提高，故生產(chǎn)能力不大。而且板上液流遇到的阻力大，致使液面落差大，氣體分布不均勻，也影響了板效率的提高。浮閥塔是在泡罩塔與篩板塔兩種型式的基礎上而衍生的一種新塔型。該塔型具有以下優(yōu)點：生產(chǎn)能力大，操作彈性大，塔是造價低，氣體壓強降及液面落差較小，塔板條件變差，使塔內(nèi)堵塞嚴重，氣體，液體分布不均勻，阻力增加，后果較為嚴重。根據(jù)目前的使用證明泡罩塔的操作，運行更為穩(wěn)定。雖然浮閥塔具有很多優(yōu)點，但因其防腐較差，操作不易穩(wěn)定，故選用條形泡罩塔作為本設計的脫苯塔。 我國焦化廠應用貧油冷卻器主要有：空氣—水噴淋式冷卻器，浮頭管殼冷卻器和螺旋板換熱器三種。國內(nèi)應用較多的是浮頭管殼式貧油冷卻器。近年來，螺旋板換熱器在我國焦化廠得到廣泛應用。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。螺旋板換熱器與普通換熱器相比較，具有以下優(yōu)點：傳熱效率高。該設備可進行逆流，并流和錯流操作，其總傳熱系數(shù)約為列管式換熱器的三倍左右。最突出的特點是對低溫熱源進行熱交換時，有極好的效果。結構緊湊，占地面積小。所需面積只為列管式換熱器的1/21/4。它能自行清除污垢。因螺旋板的通道是單通道，如果通道內(nèi)處沉積了污垢，此處的通道截面積就會減少，流速就相應增高，污垢易被沖刷掉。因此幾乎不用人工清掃，可延長清掃周期。另外，它還有鋼材耗量少，成本低等優(yōu)點，但它阻力較大。鑒于以上優(yōu)點，本設計選用螺旋板換熱器作為貧油冷卻器。同樣由于螺旋板換熱器所具有的優(yōu)點，本設計選用螺旋板換熱器作為貧富油換熱器。螺旋板換熱器與管殼式換熱器的經(jīng)濟效益比較見表44，價格比較見表45。 螺旋板換熱器與管殼式換熱器經(jīng)濟效益比較 表44項 目種 類螺旋板式管殼式傳熱系數(shù) kcal/m178。h℃堵塞情況體積耐壓重量（隨壓力，溫度變）材質壓力損失△P，kg/cm178。管內(nèi)流速m/s管外流速m/s6001500不堵小低8T /160m178。=50 kg/m178。不銹鋼大（）12（有時2）1005006T/160m178。= kg/m178。，氣體1020螺旋板式與管殼式換熱器價格比較 表45單臺設備重量，t螺旋板式換熱器價格 元/噸列管式式換熱器價格 元/噸 碳鋼1Cr18Ni9Ti碳鋼1Cr18Ni9Ti≦115510﹥103800350032002900250002400023000220005500510048004500300002800026000240005 粗苯工段工藝的詳述 圖51 輕質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)泵進入煤氣粗苯回收工段的煤氣，溫度為55℃左右，從終冷塔頂進入，在被橫管內(nèi)冷卻水冷卻到25℃左右的同時，煤氣中的萘也被從輕質焦油循環(huán)槽來的連續(xù)噴灑的輕焦油溶解吸收。，然后從塔底排出，經(jīng)旋風捕霧器除去大部分夾帶的焦油，凝結水霧，在進入煤氣總管，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，同時補充新焦油。18℃的低溫水自下而上經(jīng)過串聯(lián)的各管箱中橫管，與煤氣逆流簡介接觸，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（縱向錯開半個管箱高度）便于含萘焦油 下流，避免粘附于管壁上形成熱阻。 從終冷器來的均為25℃的煤氣，汗苯族烴為25～40g/Nm3從洗苯塔進去出塔煤氣含苯低于2g/Nm3.從脫苯工序來的30℃左右，～%的貧油被貧油泵送至洗苯塔定噴灑，%左右，從塔底經(jīng)U型管導入塔下油槽，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。熱水冷水煤氣煤氣去分縮器1 2345圖52 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—貧油槽當油槽液位降低時，從流油槽內(nèi)用貧油泵抽取新洗油槽內(nèi)之新洗油補充，以確保塔下油槽內(nèi)一定的液位。 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。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。從脫苯塔頂出來的油氣混合氣進去分縮器，冷凝出輕重分縮油后進入冷凝冷卻器，粗苯蒸汽冷凝冷卻為粗苯液體，粗苯進入粗苯油水分離器，與水分離后進入粗苯貯槽。輕重分縮油分別進入輕、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一步分離，油進地下槽，水送去酚水架。再生器底部溫度應保持在190～200℃，脫苯用蒸汽應過熱到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)試驗合格為止在關放散管通煤氣；④ 開終冷塔放散管，開中期趕空氣，到放散管冒氣泡為止，然后同煤氣趕蒸汽，直至做爆發(fā)試驗合格為止，慢慢關閉放散管同時卡開終冷塔出口閥門，然后關閉旁通閥門，注意煤氣壓力，變化，使之全部通過終冷塔。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，啟動貧油泵，使塔底具有一定油位。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，再開人孔；若塔體檢修，則先開煤氣旁通閥，再關煤氣進入閥，再開塔放散管，用蒸汽趕盡塔內(nèi)煤氣。② 設備用蒸汽清掃后，不應關死放散管，以保證空氣可進入設備，否則設備內(nèi)地水蒸汽冷凝后，會造成塔內(nèi)負壓。（二）技術指標煤氣出終冷塔溫度22℃左右；l冷卻水出口溫度不大于37℃終冷塔和洗苯塔阻力400mmH2O。洗油入洗苯塔溫度20～35℃，應較煤氣溫度高2～7℃；貧油含苯%,含水1%。富油含苯2%,含水1%.（一） 開、停工操作開工