【文章內(nèi)容簡介】 合所形成的樹脂狀物質(zhì)能溶解于粗苯中，使其著色變暗。粗苯易燃，閃點為 12℃。粗苯蒸氣在空氣中的體積濃度為 %～%時，能形成爆炸性混合物。 粗苯回收 從焦爐煤氣中回收粗苯的方法根據(jù)粗苯的特性，從煤氣中回收粗苯的方法主要有以下三種：(1) 洗油吸收法 [1]2吸收劑包括焦油洗油和石油洗油。洗油吸收又可分為煤氣加壓后吸收、低溫吸收、常溫常壓吸收。低溫吸收經(jīng)濟上最為合理，而常溫常壓下吸收成本最高。但其設(shè)備簡單。我國目前均采用此法。(2) 深冷凝結(jié)法把煤氣冷凍到 40～50℃，從而使苯族烴冷凍成固體，將其從煤氣中分離出來。不過此法我國尚未采用。(3)活性炭吸附法用活性炭等吸附劑吸收煤氣中的粗苯，該法在我國用于研究工作和實驗室分析工作方面較多。 吸收苯族烴的基本原理洗油吸收煤氣中粗苯蒸氣的過程是物理吸收的過程，當煤氣中粗苯蒸氣的分壓大于洗油表面上粗苯蒸氣壓時，煤氣中粗苯就進入洗油中被洗油吸收。而兩者之間的差值就是吸收粗苯過程的推動力，故差值越大，則吸收過程進行的越容易，吸收的速率也越大。此外吸收過程的進行還與洗油和煤氣的物理性質(zhì)（黏度、密度等）及吸收過程的條件（溫度、洗苯塔形式、氣體流速和噴灑密度等）有關(guān)。 影響粗苯回收率的主要因素煤氣中粗苯在洗苯塔中被回收的程度稱之回收率。回收率是評價洗苯操作的主要指標。影響回收率的因素有煤氣和洗油中粗苯含量、煤氣流速及壓力、洗油的循環(huán)量及分子量、吸收操作溫度、洗苯塔構(gòu)造（對填料塔則為填料的表面積及特性層等） 。(1) 吸收溫度吸收溫度是指洗苯塔中煤氣與洗油接觸面上的平均溫度。它取決于煤氣和洗油的溫度，也受大氣溫度的影響。當煤氣中粗苯含量一定時，溫度越低，洗油中與其呈平衡的粗苯含量越高。溫度提高，洗油中粗苯含量則明顯降低。吸收溫度不宜過高，但也不宜過低，低于 10～15℃時洗油粘度將顯著增加，這將使洗油用泵抽送困難，在塔內(nèi)流動困難、塔內(nèi)煤氣阻力增大等。因此，最適宜的溫度是 25℃，實際操作在 25～30℃范圍內(nèi)波動。另外，洗油溫度比煤氣溫度應(yīng)略高一些，以防止煤氣中的水蒸汽冷凝下來而進入洗油中，加重蒸餾設(shè)備的腐蝕，使洗油質(zhì)量惡化。一般夏季洗油比煤氣的溫3度應(yīng)高 2℃左右，冬季應(yīng)高 4℃左右。為保證適宜的吸收溫度，煤氣進入洗苯塔前，應(yīng)在終冷塔內(nèi)冷卻至 18～28℃，貧油溫度低于 30℃。(2) 洗油分子量及循環(huán)油量當其他條件一定時，洗油分子量越小，富油含苯量越高，即粗苯濃度增大，吸收的越好。因此，在回收的同等數(shù)量的粗苯的情況下，使用的循環(huán)洗油量可以相應(yīng)減少。在其他條件不變的情況下，增加循環(huán)洗油量，可降低洗油中粗苯濃度，增加了氣液間吸收的推動力，從而提高了粗苯回收率。但循環(huán)洗油量不宜過大，以免造成脫苯時汽、水消耗量增加。根據(jù)操作經(jīng)驗，一般洗油用量為最小理論量的 倍。(3) 貧油含苯量貧油含苯量是決定塔后煤氣含苯量的主要因素之一，即當其他條件一定時，貧油中粗苯含量越高，則吸收苯后煤氣中含苯越高，損失也越大，由于貧油中所含的粗苯大部分為二甲苯和溶劑油，這種粗苯的飽和蒸汽壓僅相當于一般粗苯飽和蒸汽壓的 20﹪～30﹪。故貧油一般要求塔后煤氣中粗苯含量低于 2g/m3。(4) 吸收面積為使洗油充分吸收煤氣中的粗苯，氣液兩相必須有一定的接觸面積和接觸時間。對填料塔而言，吸收面積即為吸收塔內(nèi)填料表面積。接觸時間就是在塔內(nèi)洗油與煤氣逆流接觸，通過被淋濕的填料表面實現(xiàn)的。填料表面積越大，則兩相接觸時間越長，回收過程也就進行的越完全。(5) 煤氣壓力和流速增大煤氣壓力，擴散系統(tǒng)將隨壓力的增大而減小，因而使吸收系數(shù)降低。但雖煤氣壓力的增加，煤氣中粗苯分壓將成正比增加，使吸收推動力增加的很快，因而吸收速率也將增大。煤氣流速增加，可提高吸收系數(shù)，增加了氣液兩相渦流接觸程度，增大了吸苯塔的生產(chǎn)能力，可強化吸收過程。但流速過大也是不行的，那樣將會增加洗苯塔阻力和霧沫夾帶量。對木格填料塔，空塔氣速不高于載點氣速的 倍為宜。 洗油性能要求為滿足從煤氣中回收和制取粗苯的要求，洗油應(yīng)具有如下性能：(1) 常溫下對苯烴族有良好的吸收能力，在加熱時又能使苯烴族很好地分離4出來；(2) 具有化學(xué)穩(wěn)定性，即在長期使用中其吸收能力基本穩(wěn)定；(3) 在吸收操作溫度下不應(yīng)析出固體沉淀物；(4) 易與水分離，且不生成乳化物；(5) 有較好的流動性，易于用泵抽送并能在填料上均勻分布。焦化廠用于洗苯的洗油主要有焦油洗油和石油洗油。焦油洗油是高溫煤焦油中 230～300℃的餾分，容易得到，為大多數(shù)焦化廠所采用。要求洗油的萘質(zhì)量含量小于 13%，苊質(zhì)量含量不大于 5%，以保證在10～15℃時無固體沉淀物。萘因熔點較高，在常溫下易析出固體結(jié)晶，因此，應(yīng)控制其含量。但萘與苊、芴、氧芴及洗油中其它高沸點組分混合時，能生成熔點低于有關(guān)各組分的共熔點混合物。因此，在洗油中存在一定數(shù)量的萘，有助于降低從洗油中析出沉淀物的溫度。洗油中甲基萘含量高，洗油黏度小，平均相對分子量小，吸苯能力較大。所以，在采用洗油脫萘工藝時，應(yīng)防止甲基萘成分切出。洗油含酚高易與水形成乳化物，破壞洗苯操作。另外，酚的存在還易使洗油變稠。因此，應(yīng)嚴格控制洗油中的含酚量。石油洗油系指輕柴油，為石油精餾時，在餾出汽油和煤油后所切取的餾分。生產(chǎn)實踐表明，用石油洗油洗苯，具有洗油耗量低、油水分離容易及操作簡便等優(yōu)點。石油洗油脫萘能力強，一般在洗苯塔后，可將煤氣中萘脫至 。但吸苯能力弱，故循環(huán)油量比用焦油洗油時大，因而脫苯蒸餾時的蒸汽耗量也大。石油洗油在循環(huán)使用過程中會形成不溶性物質(zhì)——油渣，并堵塞換熱設(shè)備，因而破壞正常的加熱制度。另外，含有油渣的洗油與水還會形成穩(wěn)定的乳濁液，影響正常操作。故在洗苯流程中增設(shè)沉淀槽，控制含渣量不大于 20mg/l。洗油的質(zhì)量在循環(huán)使用過程中將逐漸變壞，其密度、黏度和相對分子質(zhì)量均會增大，300℃前餾出量降低。這是因為洗油在洗苯塔中吸收苯族烴的同時還吸收了一些不飽和化合物，如環(huán)戊二烯、古馬隆、茚和丁二烯等，這些不飽和化合物在煤氣中硫醇等硫化物的作用下，會聚合成高分子聚合物并溶解在洗油中，因而使洗油質(zhì)量變壞并析出沉淀物。此外，在循環(huán)使用過程中，洗油的部分輕質(zhì)餾分被出塔煤氣和粗苯帶走，也會使洗油中高沸點組分含量增多，黏度、密度及平均相對分子質(zhì)量增大。循環(huán)洗油的吸收能力比新洗油約下降 10%，為了保證循環(huán)洗油的質(zhì)量，在生產(chǎn)過程中，必須對洗油進行再生處理。5 富油脫苯原理富油脫苯采用的是精餾原理，精餾是利用混合物中各組分揮發(fā)能力的差異，通過液相和氣相的回流，使氣、液兩相逆向多級接觸，在熱能驅(qū)動和相平衡關(guān)系的約束下，使得易揮發(fā)組分（輕組分）不斷從液相往氣相中轉(zhuǎn)移，而難揮發(fā)組分卻由氣相向液相中遷移，使混合物得到不斷分離，稱該過程為精餾。該過程中，傳熱、傳質(zhì)過程同時進行，屬傳質(zhì)過程控制。原料從塔中部適當位置進塔，將塔分為兩段，上段為精餾段，不含進料，下段含進料板為提餾段，冷凝器從塔頂提供液相回流，再沸器從塔底提供氣相回流。氣、液相回流是精餾的重要特點。富油從塔上部流下的過程中與從塔釜上升的水蒸汽逆向接觸，富油中的粗苯就揮發(fā)到蒸汽中隨蒸汽一起上升到塔頂并隨蒸汽蒸出。產(chǎn)生的粗苯蒸汽經(jīng)過油氣換熱器、粗苯冷凝冷卻器進行冷卻，然后通過粗苯分離器分離出粗苯，其中一部分粗苯作為回流液由回流泵打回到脫苯塔頂部形成回流，剩余粗苯到下一工段進行粗苯的精制。 富油脫苯的主要方法及優(yōu)缺點目前富油脫苯主要有兩種方法，一是水蒸汽蒸餾法，二是減壓蒸餾法。用蒸汽加熱脫苯蒸餾流程，粗苯回收率可達 94%左右，貧油含苯可在 %以下，塔后含苯可低于 2 g/m3，但其蒸汽耗量較高，每生產(chǎn) 1t（180℃前）前粗苯需耗 5～7t 蒸汽，且往往壓力波動大，操作不穩(wěn)定。管式爐加熱富油回收粗苯比用蒸汽加熱富油回收粗苯具有以下優(yōu)點：(1) 粗苯回收率可提高到 95%～97%，因為富油在管式爐內(nèi)可加熱至 180℃，貧油含萘可降至 %。(2) 降低了蒸汽消耗，每生產(chǎn) 1t（180℃前）前的粗苯耗蒸汽 1～ 。(3) 減少了廢水量。蒸汽脫苯每小時每噸粗苯（180℃前）能產(chǎn)生 3～4t 廢水，而管式爐每生產(chǎn) 1t（180℃前）粗苯生產(chǎn)廢水一般在 以下。(4) 不受蒸汽壓力波動影響，操作穩(wěn)定。特別是對于蒸汽供應(yīng)不足的焦化廠，可使粗苯工段及時開工，正常生產(chǎn)。(5) 當設(shè)有脫萘裝置時，可使循環(huán)洗油中含萘量降低，提高對煤氣的吸萘能力，從而可降低煤氣中萘含量。(6) 由于不同蒸汽塔體積顯著減少，可以大大縮小蒸餾和冷凝冷卻設(shè)備的尺寸，從而降低鋼材消耗和設(shè)備費用。6 回收工藝的發(fā)展歷程焦爐煤氣是大噸位能源資源和化工原料,充分利用對環(huán)境保護和經(jīng)濟發(fā)展有著重大作用。焦爐煤氣回收粗苯是煤氣凈化的工序之一。用洗油吸收或活性炭吸附等物理方法從焦爐煤氣中回收粗苯。其中洗油吸收粗苯法應(yīng)用廣泛。焦爐煤氣中粗苯含量一般為 30～45g(苯族烴)/m 3。粗苯是有機化學(xué)工業(yè)的重要原料，回收粗苯具有較高經(jīng)濟效益。洗油吸收粗苯法是德國人卡羅()在 1869 年發(fā)明的。第一次世界大戰(zhàn)期間得到發(fā)展，已被各國普遍采用。洗油吸收粗苯工藝由洗油吸苯和富油脫苯工序組成。洗油吸苯是用洗油洗滌煤氣吸收苯族烴，吸收了苯族烴的洗油稱為富油。富油脫苯是用蒸汽蒸餾出溶解在富油中的苯族烴，因裝置不同可以得到粗苯一種產(chǎn)品或輕苯和重苯兩種產(chǎn)品，也可以得到輕苯、精重苯和萘溶劑油三種產(chǎn)品。富油脫苯后的洗油稱為貧油，貧油送洗苯工序循環(huán)使用?；钚蕴课酱直椒ㄊ堑聡硕鞲駹柟? Engel hardt)在 1916 年開發(fā)的，1918 年應(yīng)用于城市煤氣廠，20 年代后在英國、法國、荷蘭和日本等國的一些小型煤氣廠相繼采用。與洗油吸收法相比，活性炭吸附法設(shè)備投資少，動力消耗低，粗苯回收率高；但在運行過程中活性炭微孔容易被煤氣中的焦油霧、萘、樹脂化合物和元素硫等雜質(zhì)堵塞，使吸附能力下降?；钚蕴績r格昂貴，50 年代后工業(yè)上已很少采用。 粗苯回收工藝的比較苯族烴是寶貴的化工原料，焦爐煤氣一般含苯族烴 25～40g/m 3。因此，經(jīng)過脫氨后的煤氣需進行苯族烴的回收并提取粗苯。從焦爐煤氣中回收苯族烴采用的方法有洗油吸收法、活性炭吸附法和深冷凝結(jié)法。其中洗油吸收法工藝簡單，經(jīng)濟可靠，因此得到廣泛應(yīng)用。洗油吸收法依據(jù)操作壓力分為加壓吸收法、常壓吸收法和負壓吸收法。加壓吸收法的操作壓力為 800～1200kPa，此法可強化吸收過程，但增大了功耗，適于煤氣遠距離輸送或作為合成氨廠的原料。常壓吸收法的操作壓力稍高于大氣壓，是各國普遍采用的方法。負壓吸收法應(yīng)用于全負壓煤氣凈化系統(tǒng)。吸收了煤氣中苯族烴的洗油稱為富油。富油的脫苯按操作壓力分為常壓水蒸氣蒸餾法和減壓蒸餾法。按富油加熱方式又分為預(yù)熱器加熱富油的脫苯法和管式7爐加熱富油的脫苯法。預(yù)熱器加熱富油的脫苯法，富油加熱溫度較低，不利于蒸餾，要消耗大量蒸汽。各國多采用管式爐加熱富油的常壓水蒸氣蒸餾法。管式爐加熱富油的脫苯法是利用管式爐用煤氣間接加熱富油，使其溫度達到180～190℃后進入脫苯塔。該法由于富油預(yù)熱溫度高，與預(yù)熱器加熱富油的脫苯法相比具有以下優(yōu)點：脫苯程度高，貧油中苯質(zhì)量含量可達 %左右，粗苯回收率高；蒸汽耗量低，每生產(chǎn) 1t 粗苯為 1～，僅為預(yù)熱器加熱富油脫苯蒸汽耗量的 1/3；產(chǎn)生的污水量少；蒸餾和冷凝冷卻設(shè)備的尺寸小。因此，各國廣泛采用管式爐加熱富油的脫苯工藝。本設(shè)計采用洗油常壓吸收法回收煤氣中的苯族烴和管式爐加熱富油的水蒸氣蒸餾法的脫苯工藝。 本設(shè)計采用工藝的特點煤氣回收粗苯最常用的方法是洗油吸收法。為達到 90％～96％的回收率，采用多段逆流吸收法。吸收溫度不高于 25～30℃。終冷后的煤氣含粗苯25～40g/m 3， 進入粗苯吸收塔，塔上噴淋洗油，煤氣自下而上流動，煤氣與洗油逆流接觸，洗油吸收粗苯成為富苯洗油，富油脫掉吸收的粗苯，稱為貧油，貧油在洗苯塔吸收粗苯又成為富油。富油含苯 2～％，貧油含苯 ～％。富油脫苯合適的方法是采用水蒸氣蒸餾法。富油換熱預(yù)熱到 135～140℃，采用管式爐加熱富油到 180～190℃再入脫苯塔。塔底通入水蒸氣，常用壓力為～。 用洗油吸收煤氣中的苯族烴 吸收苯族烴的基本原理洗油吸收煤氣中粗苯蒸汽的過程是物理吸收過程，當煤氣中粗苯蒸汽的分壓大于洗油表面上粗苯蒸汽壓時，煤氣中的粗苯就被洗油吸收。而兩者之間的差值就是吸收粗苯過程的推動力，故差值越大，則吸收過程進行的越容易，吸收的速率也越快。此外吸收過程的進行還與洗油和煤氣的物理性質(zhì)（黏度、密度等）及吸收過程的條件（溫度、洗苯塔形式、氣體流速和噴灑密度等）有關(guān)。 吸收苯族烴的工藝流程用洗油吸收煤氣中的苯族烴所采用的洗苯塔雖有多種型式，但工藝流程基本相同。填料塔吸收苯族烴的工藝流程如下所述。 8煤氣經(jīng)最終冷卻器冷卻到 25～27℃后，依次通過兩個洗苯塔，塔后煤氣中苯族烴含量一般為 2g/m3。溫度為 27～30℃的脫苯洗油（貧油）用泵送至洗苯塔的頂部，與煤氣逆向沿著填料向下噴灑，然后經(jīng)過油封流入塔底接受槽，由此用泵送至下一個洗苯塔。按煤氣流向第一個洗苯塔底流出的含苯質(zhì)量含量約 %的富油送至脫苯裝置。脫苯后的貧油經(jīng)冷卻后再回到貧油槽循環(huán)使用。 影響苯族烴吸收的因素1. 吸收溫度： 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。提高吸收溫度，可使吸收系數(shù)略有增加，但不顯著，而吸收推動力卻顯著減小。故吸收溫度不宜過高，適宜溫度為 25℃。2. 洗油的分子量及循環(huán)量： 吸收劑與溶質(zhì)的分子量越接近，則吸收得越完全，但洗油分子量也不宜過小，如果過小，增