【文章內(nèi)容簡介】 收。吸收的推動力是煤氣中苯族烴的分壓與洗油液面上的苯族蒸汽壓力之差，此值越大，越容易被洗油吸收?！　∠从偷某煞种泻屑谆?、聯(lián)苯、苊、芴、氧芴等組分，用洗油吸收煤氣中的苯族烴是典型的多組分吸收，為了敘述問題方便，視其為單組分吸收，同時洗油吸收煤氣中苯族烴又是物理吸收過程，服從拉烏爾定律和道爾頓定律。煤氣中苯族烴的分壓可根據(jù)道爾頓定律計算： Pg=P?y 式中 P—煤氣的總壓力，kPa　　　　　　　y—煤氣中苯族烴的體積分?jǐn)?shù)(或摩爾分?jǐn)?shù))?！　? 通常苯族烴在煤氣中的濃度以g/m3表示。若已知苯族烴在煤氣中的濃度為a g/m3，則換算為體積分得：　　 　　式中Mb粗苯的平均相對分子質(zhì)量?！　⒋耸酱胧?21)，則得：　　 　　用洗油吸收苯族烴所得的稀溶液可視為理想溶液，其液面上粗苯的平衡蒸氣壓PL可按拉烏爾定律確定:　　 　 PL=P0?x 　　　　式中P0—在回收溫度下苯族烴的飽和蒸氣壓，kPa；　　x—洗油中粗苯的摩爾分?jǐn)?shù)　　 通常洗油中粗苯的含量以C%(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))表示，換算為摩爾分?jǐn)?shù)得：　　 　　 　　式中 Mm—洗油的相對分子質(zhì)量。　　　　將此式代入式（24），則得：　　 　　當(dāng)煤氣中苯族烴的分壓Pg大于洗油液面上苯族烴的平衡蒸汽壓PL時，煤氣中的苯族烴即被洗油吸收。pg和pL之間的差值越大，則吸收過程的推動力越大，吸收速率也越快?！　∠从臀毡阶鍩N過程的極限為氣液兩相達(dá)成平衡，此時Pg=PL，即：　　 　　 洗油中粗苯的濃度很小，式(27)可簡化為：　　 　　因此，在平衡狀態(tài)下a與C之間的關(guān)系式為：　　 　　或 (2)脫苯原理 　　脫苯原理實(shí)際是精餾原理，由揮發(fā)度不同的組分組成的混合液在精餾塔內(nèi)進(jìn)行部分汽化和部分冷凝，使其分離成幾乎純態(tài)的過程。在精餾過程中，當(dāng)加熱互不相溶的液體混合物時，如果此混合物的蒸汽分壓之和達(dá)到塔內(nèi)的總壓時，液體即行沸騰。所以。在脫苯蒸餾過程中通入大量直接水蒸汽，當(dāng)塔內(nèi)的總壓力一定時，若氣相中水蒸汽所占的分壓愈高，則粗苯和洗油的蒸汽分壓就愈低，這樣就可以在較低的脫苯蒸餾溫度（遠(yuǎn)比250～300℃的溫度低）下，便可將粗苯完全地從洗油中蒸出來。(3)影響脫苯的因素 ①、在塔底溫度下各組分在蒸汽壓。提高富油預(yù)熱溫度，則塔底貧油溫度也相應(yīng)提高。貧油中各組分的蒸汽壓增大，從而使粗苯的蒸出率也增加。 ②、脫苯塔內(nèi)操作壓力提高塔內(nèi)操作壓力時，各組分的蒸出率相應(yīng)減少。反之，則響應(yīng)增加。③、脫苯塔的塔板層數(shù)增多加料板以下的塔板數(shù)n，可使各組分的蒸出率增大，特別是對甲苯，二甲苯的蒸出率影響較大。④、直接蒸汽量、溫度。提高直接蒸汽量，可使各組分的蒸出率增加。反之則各組分的蒸出率減小。此外還有富油的預(yù)熱溫度和含苯量。 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。煤氣終冷和機(jī)械化除萘工藝用金屬隔板塔。此塔局有傳熱，傳質(zhì)好的優(yōu)點(diǎn)，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(kuò)散推動力大的優(yōu)點(diǎn)，但操作不穩(wěn)定，對水質(zhì)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(zhì)焦油洗萘工藝使用橫管終冷洗萘塔。它的優(yōu)點(diǎn)：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(diǎn)耗；不需含酚污水處理。根據(jù)本設(shè)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。 (1)洗苯塔目前，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。 (2)空噴塔 空噴塔一般為多段噴灑，沒段下部均設(shè)有煤氣分布器，相鄰兩段設(shè)有煤氣通過的錐性散罩，底部設(shè)有許多個噴嘴組成的洗油噴灑裝置，其上設(shè)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(diǎn)：投資省，處理能力大，阻力小，不堵塞等。缺點(diǎn)：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。 (3)板式塔（孔板塔） 板式塔主要有穿流式篩板塔。該塔容易實(shí)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(kuò)散阻力。這種塔結(jié)構(gòu)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(diǎn)是塔板的效率受負(fù)荷變動的影響較大。 (4)填料塔 填料洗苯塔是應(yīng)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(yīng)用較多，它具有阻力較小，操作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。但也存在著生產(chǎn)能力小，設(shè)備龐大、苯重，投資和操作費(fèi)用高及木材耗量大等缺點(diǎn)。因此在一些國家里，木格填料塔已被新型高效填料塔取代。②、鋼板網(wǎng)填料塔該塔型在國內(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(diǎn)，但制造麻煩，價格昂貴，處理能力小。③、金屬螺旋填料塔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(fù)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(yīng)用較多。④、塑料花環(huán)填料塔 塑料花環(huán)填料是近年來又國外引進(jìn)的高效填料，經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)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(diǎn)的填料。國家有關(guān)部門鑒于該填料具有以上優(yōu)點(diǎn)，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(shè)計采用塑料花環(huán)填料洗苯塔。從以上兩表可以看出，幾乎在所有比較項(xiàng)目中，花環(huán)填料塔都優(yōu)于其它塔型（包括填料塔），它是當(dāng)前國內(nèi)最先進(jìn)的洗苯塔。采用花環(huán)填料塔代替木格子填料塔洗苯時，對于年產(chǎn)135萬噸焦炭的焦化廠，可節(jié)省100余萬遠(yuǎn)，價值9萬元，并可獲得節(jié)省占地，縮短基建周期等社會效益。 脫苯塔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(yīng)用最廣。泡罩塔是工業(yè)上應(yīng)用最久的一種塔板型式，該種塔型 的優(yōu)點(diǎn)是：不易發(fā)生漏液現(xiàn)象，有較好的操作彈性，即當(dāng)氣、液負(fù)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(yīng)性強(qiáng)，操作經(jīng)驗(yàn)豐富。缺點(diǎn)是：塔板結(jié)構(gòu)復(fù)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(yán)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。根據(jù)目前的使用證明泡罩塔的操作，運(yùn)行更為穩(wěn)定。雖然浮閥塔具有很多優(yōu)點(diǎn)，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(shè)計的脫苯塔。 蒸汽加熱法生產(chǎn)一種苯　　。由圖可見，洗苯工序來的富油在分縮器下面的三格中被脫塔頂逸出的蒸汽加熱，然后進(jìn)入到貧油換熱器，被脫塔底排出的熱貧油加熱，再進(jìn)入富油預(yù)熱器中，富油被間接蒸汽加熱至135～145℃后，從脫塔的上部進(jìn)入塔內(nèi)。　　從脫苯塔頂部溢出的粗苯，洗油蒸汽和水蒸氣的油汽和水汽混合物進(jìn)入分縮器下面三格中與富油換熱，并在分縮器頂上的一格用冷水冷卻，從而之大部分洗油汽和水汽冷凝下來，從分縮器頂部溢出的即是粗苯蒸汽。為得到合格的粗苯產(chǎn)品，可用冷卻水水量控制分縮器頂部蒸汽溫度，之其在86～90℃的范圍內(nèi)。　　由分縮器頂部溢出的粗苯蒸汽進(jìn)入冷凝冷卻器，在此用冷水冷凝冷卻到25～30℃，做經(jīng)粗苯分離器將水分出后計量槽進(jìn)入粗苯儲槽。　　進(jìn)入分離器的油氣和水汽混合物，在分離器底部兩格所形成的冷凝液為重分縮油，在分縮器頂部兩格所形成的冷凝液為輕分縮油。輕、重分縮油分別進(jìn)入油水跟力氣，與水分離后與富油混合并送往脫苯塔?！　拇直健⑤p分縮油、重分縮油油水分離器排出的分離水均進(jìn)入控制分離器進(jìn)一步分離，以減少洗油損失?！　拿摫剿撞颗懦龅呢氂蜏囟缺雀挥蜏囟鹊?～5℃，自流入貧富油換熱器，與富油換熱并冷卻至110～120℃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25～30℃后，送往洗苯塔循環(huán)噴灑?！　∮捎谙从驮谘h(huán)使用當(dāng)中質(zhì)量變壞。為保持循環(huán)洗油量的1～2%由富油入塔的管路引入洗油再生器，在此，洗油被間接蒸汽加熱至160～180℃，并用過熱蒸汽直接蒸吹，從再生器頂部蒸吹出來的溫度為135～175℃ 的油氣和水汽的混合蒸汽進(jìn)入脫苯塔的底部。再生器底部的殘?jiān)涂煽吭O(shè)備內(nèi)的蒸汽壓力間歇地或連續(xù)地排至殘?jiān)筒邸?管式爐加熱法生產(chǎn)一種苯的工藝　　。 　　 來自洗苯塔的富油先進(jìn)入分縮器，被從脫苯塔來的粗苯油氣加熱到70～80℃，然后入貧富油換熱器，被熱貧油加熱到130～140℃后進(jìn)入管式爐。加熱到180～190℃的富油，從第14層板進(jìn)入脫苯塔。熱貧油從脫苯塔底部經(jīng)貧富油換熱器自流入脫苯塔下部的熱貧油槽，溫度120℃左右，然后用泵送到貧油冷卻器到25～30℃送回洗苯塔循環(huán)使用。　　從脫苯塔頂出來的粗苯蒸汽，進(jìn)入分縮器，溫度從170～180℃，降到90℃左右，部分水蒸汽被冷凝下來，然后進(jìn)入冷凝冷卻器，粗苯和水從冷凝冷卻器下部流入油水分離器進(jìn)行分離。從油水分離器出來的粗苯進(jìn)入粗苯儲槽。輕、重分縮器分別進(jìn)入油水分離器分離。　　為保證洗油質(zhì)量，從管式爐加熱后的富油管線引出1～2%的富油進(jìn)再生器，于此用管式爐過熱至400～450℃的蒸汽進(jìn)行蒸吹。再生器頂排出溫度為190～200℃的水汽，油汽與粗苯汽一起進(jìn)入脫苯塔，再生器底部殘?jiān)ㄆ谂欧拧Ｔ谡羝摫降纳a(chǎn)系統(tǒng)中，由于存在著蒸汽耗量大，貧油含苯量偏高等缺點(diǎn)。因此，焦化廠采用了管式爐加熱富油來制取粗苯，管式爐加熱法生產(chǎn)一種苯與蒸汽加熱法生產(chǎn)一種苯相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：(管式爐法脫苯可以提高粗苯回收率。由于富油在管式爐內(nèi)的加熱溫度高（可達(dá)180～200℃），故脫苯效果好，%左右，從而使洗苯塔塔后煤氣含苯大為降低，粗苯回收率可達(dá)95%以上。(1) 管式爐法脫苯可以降低直接蒸汽耗量，每生產(chǎn)1180℃前粗苯所耗蒸汽量為1～，僅為蒸汽法脫苯的30%～40%。(2) 管式爐法脫苯可減少水量，每生產(chǎn)1180℃前粗苯生產(chǎn)的酚水量僅為1～，而蒸汽法脫苯可以生產(chǎn)酚水3～4。(3) 管式爐法脫苯由于蒸汽耗量低，體積小，可大大降低蒸餾及冷凝冷卻設(shè)備尺寸，從而降低了設(shè)備費(fèi)用。(4) 管式爐脫苯蒸餾有多種流程，有只設(shè)一座蒸餾塔的；有設(shè)脫苯塔和兩本塔兩座塔的；有設(shè)有脫苯塔和脫萘氣提塔的；有設(shè)分縮器，有不設(shè)分縮器的；有生產(chǎn)一種苯的，有生產(chǎn)兩種苯的；有一塔生產(chǎn)三種產(chǎn)品的，有兩塔產(chǎn)品三種產(chǎn)品的?！　∩a(chǎn)粗苯一種產(chǎn)品主要操作控制指標(biāo)如下：　　貧富油換熱器富油出口溫度／℃ 100～130　　入脫苯塔富油溫度／℃ 180～200　　脫苯塔頂部油氣溫度／℃ 90～93 　　萘油側(cè)線切取溫度／℃ 125～135　　再生器頂部溫度／℃ ＞180　　進(jìn)再生器直接蒸汽溫度／℃ 400～450　　再生器頂部壓力（表壓）／ ≤49　　脫苯塔底部壓力（表壓）／ ≤39　　入脫苯塔直接蒸汽量／（180℃前粗苯） 　　萘油采出量／（180℃前粗苯） 80～100再生器處理量占循環(huán)洗油量／％ 1～2 對粗苯產(chǎn)率的影響 粗苯產(chǎn)率隨配煤中碳?xì)浔鹊脑黾佣黾?，且配煤中揮發(fā)分含量愈高，所得粗苯中甲苯含量就越少；反之，情況就相反。一般情況下，%～%　　當(dāng)配煤中干燥無灰基揮發(fā)分為=20%～30%時，可由下式求得粗苯的產(chǎn)率（%）：　　　　式中 —粗苯產(chǎn)率的影響 第三章 主要設(shè)備論證及選型 　　橫管終冷噴灑輕質(zhì)焦油洗萘工藝使用橫管終冷洗萘塔。它的優(yōu)點(diǎn)：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(diǎn)耗；不需含酚污水處理?！　「鶕?jù)本設(shè)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。 洗苯塔　　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　　空噴塔一般為多段噴灑，每段下部均設(shè)有煤氣分布