【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 苯塔的噴頭上部射捕霧層，以捕集被煤氣帶走的油滴，減少洗油的損失，也避免洗油進(jìn)入煤氣。近年來(lái)，為解決木材短缺問(wèn)題，采用篩板塔，鋼板網(wǎng)填料，不銹鋼填料以及塑料花環(huán)填料洗苯塔，取得了較好的效果，洗苯塔臺(tái)數(shù)可減少為一至兩臺(tái)。我國(guó)焦化廠洗滌用的洗油主要有焦油洗油和石油洗油。吸收放又分為焦油洗油吸收法和石油洗油法。焦油洗油是高溫焦油加工時(shí)230300℃的餾分,由于大多數(shù)焦化廠都能自得,所以應(yīng)用廣泛,其質(zhì)量指標(biāo)已在第一章中列出如表13.焦油洗油的含萘量除規(guī)定要小于13%外,還要求其含苊量不大于5%,是為了保證在1015℃時(shí)無(wú)固體沉淀物。萘苊因熔點(diǎn)較高,在常溫下易析出固體結(jié)晶,因此應(yīng)控制其含量。但是萘苊同芴,氧及洗油中其他高沸點(diǎn)組分混合時(shí),能生成低熔點(diǎn)的有關(guān)各組分的共熔點(diǎn)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。洗油含酸量高時(shí),會(huì)與水形成乳化物,從而破壞吸苯的操作,且酚的存在使洗油變稠,黏度大,因此必須嚴(yán)格控制洗油中的含酚量。用石油洗油回收苯族烴的工藝與焦油洗油苯族烴的工藝流程一樣,只是在設(shè)計(jì)油槽時(shí),須要考慮經(jīng)常排出油渣和可能生成的乳化物.石油洗油洗苯具有油耗低，油水分離容易及操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。石油洗油的質(zhì)量指標(biāo)見(jiàn)表21石油洗油穩(wěn)定性好，脫萘能力強(qiáng)。但石油洗油吸收能力低，故循環(huán)洗油比用焦油洗油時(shí)大，因而洗油在循環(huán)使用過(guò)程中，會(huì)形成不溶于洗油的油渣，造成換熱設(shè)備的堵塞而破壞正常的加熱制度。同時(shí)，含有油渣的洗油與水能形成穩(wěn)定的乳濁液而影響生產(chǎn)。 石油洗油質(zhì)量指標(biāo) 表21名 稱單 位指 標(biāo)比重（20℃）黏度蒸餾試驗(yàn)： 初餾點(diǎn) 350℃前餾出量凝固點(diǎn)含水量固體雜物Rl 50176?！?℃%不小于265不小于95低于20無(wú)綜上所述，由于石油洗油洗苯工藝存在很多問(wèn)題尚未解決，設(shè)備選型上存在難題，所以一般不采用石油洗油工藝，而多采用焦油洗油洗苯工藝。、粗苯回收原理及影響因素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(guò)程。其吸收機(jī)理是建立在雙膜理論基礎(chǔ)上。雙膜理論的基本觀點(diǎn)如下：相互接觸的氣液兩流體間存在著穩(wěn)定的相界面，界面兩側(cè)各有一很薄的有效滯留膜層。由于兩流體的主體充分揣動(dòng)，濃度的均勻的，全部的濃度變化集中在兩個(gè)有效膜層內(nèi)，且吸收過(guò)程在界面處達(dá)平衡。因此擴(kuò)散過(guò)程的全部阻力也就等于氣膜和液膜的阻力之和，這個(gè)阻力的大小也就決定了吸收速率的大小。影響粗苯吸收的因素在吸收過(guò)程中，如果吸收系數(shù)比較大，那么進(jìn)入液相的量也較大，也就是說(shuō)吸收進(jìn)行的完全。為此，我們通過(guò)氣相進(jìn)入液相的量的多少來(lái)討論回收進(jìn)行的程度。煤氣中的苯族烴在洗苯塔乃被回收的程度稱為回收率。回收率是評(píng)價(jià)洗苯操作的重要指標(biāo)，可按下式表示：η=1a2/a1 式中：η粗苯回收率，% a1，a2——洗苯塔入口，出口煤氣中苯含量，克/標(biāo)米179?；厥章实拇笮∪Q于下列因素：煤氣和洗油中苯族烴的含量；煤氣流速幾其壓力；洗油循環(huán)量及其分子量；吸收溫度；洗苯塔的構(gòu)造，對(duì)填料塔則為填料表面積及其特性等?，F(xiàn)分述如下：吸收溫度的影響吸收溫度指洗苯塔內(nèi)氣體液體兩相接觸面的平均溫度，它取決于煤氣和洗油的溫度，也受大氣溫度的影響。吸收溫度是通過(guò)吸收系數(shù)和吸收推動(dòng)力的變化而影響粗苯回收率的。吸收溫度增高，吸收系數(shù)有些增大，但不顯著。當(dāng)煤氣中苯族烴的含量一定時(shí)，溫度愈低，洗油中與其呈平衡的粗苯含量愈高；因而當(dāng)提高溫度時(shí)，洗油中與其呈平衡的粗苯含量愈低，因此溫度升高，吸收推動(dòng)力隨之減小。吸收溫度不宜過(guò)高，也不宜過(guò)低。適宜為25℃左右，實(shí)際操作溫度波動(dòng)于20－30℃之間。 洗油的分子量及循環(huán)油量的影響當(dāng)其它條件一定時(shí)，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。但洗油的分子量也不宜過(guò)小，否則洗油在吸收過(guò)程中損失較大，并在脫苯蒸餾時(shí)不易與粗苯分離。增加循環(huán)洗油量可降低洗油中粗苯的含量，增加氣液間的吸收推動(dòng)力，從而提高粗苯回收率。但循環(huán)洗油量也不易過(guò)大，以免過(guò)多增加電、蒸汽耗量和冷卻用水量。 貧油含苯量的影響其它條件一定時(shí)，入塔貧油中粗苯含量愈高，則塔后損失愈大?，F(xiàn)行規(guī)定塔后煤氣中粗苯含量低于2g/m179。如果一步降低貧油中的粗苯含量，雖有助于降低塔后損失，但將增加脫苯蒸汽時(shí)的水蒸汽耗量，使粗苯180℃前餾出率減少，即相應(yīng)增加粗苯中溶劑油的生成量，并使洗油的耗量增加。 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(shí)間愈長(zhǎng)，回收過(guò)程進(jìn)行得也愈完全。 煤氣壓力和流速的影響煤氣壓力增大時(shí)，其擴(kuò)散系數(shù)隨壓力的增加而減小，因而使吸收系數(shù)降低。但隨煤氣壓力的增加，煤氣中苯族烴的分壓將成比例地增加，從而使吸收推動(dòng)力迅速增加，吸收速率也將增大。煤氣速度的增大時(shí)吸收系數(shù)增大，可提高氣液相接觸的旋流程度和提高洗苯塔的生產(chǎn)能力。所以加大煤氣速度可強(qiáng)化吸苯過(guò)程，但太大，會(huì)使洗苯塔阻力和霧沫夾帶量急劇增加。由洗苯工序過(guò)來(lái)的含苯富油需進(jìn)行脫苯。用一般蒸餾的方法可以把富油中的粗苯蒸出來(lái) 。但為達(dá)到需要的脫苯程度，則需將富油加熱到250300℃，這在實(shí)際上是不可行的，但為了降低脫苯蒸餾的溫度，可采用水蒸汽蒸餾法或真空蒸餾法。我國(guó)焦化廠均采用水蒸汽蒸餾法脫苯，或稱氣提法脫苯。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。按照粗苯產(chǎn)品又可分為生產(chǎn)一種苯的方法和生產(chǎn)兩種苯的方法。本設(shè)計(jì)任務(wù)是生產(chǎn)一種苯，下面將蒸汽加熱和管式爐加熱生產(chǎn)一種苯的方法分別加以介紹。 蒸汽加熱法生產(chǎn)一種苯蒸汽加熱法生產(chǎn)一種苯的工藝如圖26： 由洗滌工序來(lái)的富油在分離器下面的三格中，被脫苯塔來(lái)的蒸汽加熱至7080℃，然后進(jìn)入貧富油換熱器，被來(lái)自脫苯塔的溫度為130140℃的熱貧油加熱到90100℃，最后在富油預(yù)熱器中用低間接蒸汽加熱到135145℃，進(jìn)入脫苯塔頂部進(jìn)行脫苯。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(lái)，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8689℃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2530℃，做經(jīng)粗苯分離器將水分出后計(jì)量槽進(jìn)入粗苯儲(chǔ)槽。進(jìn)入分離器的油氣和水汽混合物，在分離器底部?jī)筛袼纬傻睦淠簽橹胤挚s油，在分縮器頂部?jī)筛袼纬傻睦淠簽檩p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。從粗苯、輕分縮油、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。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。由于洗油在循環(huán)使用當(dāng)中質(zhì)量變壞。%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160180℃，并用過(guò)熱蒸汽直接蒸吹，從再生器頂部蒸吹出來(lái)的溫度為135175℃ 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?。、管式爐加熱法生產(chǎn)一種苯的工藝管式爐加熱法生產(chǎn)一種苯的工藝流程如圖27來(lái)自洗苯塔的富油先進(jìn)入分縮器，被從脫苯塔來(lái)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(jìn)入管式爐。加熱到180190℃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2530℃送回洗苯塔循環(huán)使用。從脫苯塔頂出來(lái)的粗苯蒸汽，進(jìn)入分縮器，溫度從170180℃，降到90℃左右，部分水蒸汽被冷凝下來(lái)，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(lái)的粗苯進(jìn)入粗苯儲(chǔ)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12%的富油進(jìn)再生器，于此用管式爐過(guò)熱至400450℃的蒸汽進(jìn)行蒸吹。再生器頂排出溫度為190200℃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?。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)： 粗苯回收率高； 蒸汽耗量低； 酚水量少等優(yōu)點(diǎn)。、脫苯原理及影響因素脫苯原理（蒸汽法）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(guò)程。在精餾過(guò)程中，當(dāng)加熱互不相溶的液體混合物時(shí)，如果此混合物的蒸汽分壓之和達(dá)到塔內(nèi)的總壓時(shí)，液體即行沸騰。所以。在脫苯蒸餾過(guò)程中通入大量直接水蒸汽，當(dāng)塔內(nèi)的總壓力一定時(shí)，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250300℃的溫度低）下，便可將粗苯完全地從洗油中蒸出來(lái)。影響脫苯的因素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。脫苯塔內(nèi)操作壓力提高塔內(nèi)操作壓力時(shí)，各組分的蒸出率相應(yīng)減少。反之，則相應(yīng)增加。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(duì)甲苯，二甲苯的蒸出率影響較大。 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。 本設(shè)計(jì)工藝詳述工藝流程見(jiàn)圖24。由硫銨工段來(lái)的煤氣，溫度為5060℃，進(jìn)入終冷塔頂空噴塔，與從循環(huán)油槽來(lái)的連續(xù)噴灑的輕質(zhì)焦油同流差速接觸速冷，再進(jìn)入橫管段繼續(xù)冷至2125℃，179。以下，后從塔底排出，進(jìn)入旋風(fēng)捕霧器除掉的大部分焦油，凝結(jié)水霧，進(jìn)入煤氣總管送至洗苯塔。由終冷塔下來(lái)的輕質(zhì)焦油經(jīng)過(guò)U型管自流入塔底循環(huán)油槽。再由循環(huán)油泵從槽底抽出至塔頂噴灑。循環(huán)到一定含萘量時(shí)，用泵送至焦油工段或冷鼓工段。打開(kāi)輕質(zhì)焦油槽至循環(huán)油槽的閥門，新輕焦油依靠液位差自流入循環(huán)油槽，大約補(bǔ)充新洗油約2小時(shí)。18℃冷凝水由塔下部橫管冷卻器進(jìn)入，向上經(jīng)串聯(lián)著的橫管器與塔內(nèi)循環(huán)油，煤氣間接換熱升溫后 塔的上部外排。工藝流程見(jiàn)圖25。（采用一個(gè)洗苯塔）煤氣經(jīng)最終冷塔卻器至約21℃進(jìn)入洗苯塔。塔前煤氣中含苯族烴2540克/標(biāo)米179。，在塔內(nèi)與逆流流動(dòng)的洗油接觸后，出塔煤氣中含苯族烴低于2克/標(biāo)米179。%，用貧油泵送至洗苯塔頂部，從塔頂噴淋而下，%左右，經(jīng)過(guò)U型管自流入塔底富油槽。再用富油泵從油槽底部抽出，送往脫苯工序。脫苯后的貧油循環(huán)使用。當(dāng)塔底油槽液位降低時(shí)，用貧油泵從新鮮洗油槽中抽新洗油補(bǔ)充，以維持液位穩(wěn)定。工藝流程見(jiàn)圖27。從洗滌工序來(lái)的洗油先進(jìn)入分縮器換熱，被從脫苯塔來(lái)的汽體加熱到7080℃，然后進(jìn)入貧富油換熱器，溫度升到120℃左右，然后送到管式爐加熱到180190℃。熱富油從脫苯塔14層塔板進(jìn)入。熱貧油從脫苯塔底部靠液位差送入貧富油換熱器，被冷卻到75℃左右，再流回塔底油槽。然后用貧油泵從塔底抽出到貧油冷卻器，冷卻到2530℃，回洗苯塔循環(huán)使用。從脫苯塔頂出來(lái)的粗苯蒸汽，送入分縮器，部分水蒸氣被冷凝下來(lái)，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(lái)的粗苯進(jìn)入儲(chǔ)槽。輕、重分縮器進(jìn)一步分離，分離水送至地下水井。輕、重分縮器進(jìn)入地下槽與富油混合后處理使用。為保證洗油質(zhì)量，從管式爐加熱后的富油管線引出12%的富油進(jìn)再生器。于此用管式爐過(guò)熱至400450℃的蒸汽進(jìn)行蒸吹。器頂排出溫度為190200℃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?3 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。此塔其有傳熱，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(dòng)力大的優(yōu)點(diǎn)，但操作不穩(wěn)定，對(duì)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(kāi)，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(jiǎn)便，節(jié)約點(diǎn)耗；不需含酚污水處理。根據(jù)本設(shè)計(jì)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。目前，我國(guó)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(méi)段下部均設(shè)有煤氣分布器，相鄰兩段設(shè)有煤氣通過(guò)的錐性散罩，底部設(shè)有許多個(gè)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(lái)的洗油經(jīng)降液管引到下段。洗油從第二段起來(lái)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(dòng)力消耗大。（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(jiǎn)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(jiǎn)便。其缺點(diǎn)是塔板的效率受負(fù)荷變動(dòng)的影響較大。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。 木格填料塔 該塔型在我國(guó)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