【文章內(nèi)容簡介】 不小于265不小于95低于20無吸附法：煤氣通過具有微孔組織，接觸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飽和狀態(tài)。被吸附的苯族烴可用直接水蒸汽進行提取。用活性炭吸附劑可將煤氣中的苯族烴幾乎完全吸附下來。此法要求煤氣凈化的程度較高，加之吸附劑價格昂貴，因此在工業(yè)上的應用受到一定的限制，而多用于煤氣中的苯族烴的定量分析。凝結(jié)法：在低溫加壓的情況下，使苯族烴從煤氣中冷凝出來。此法比吸附法所得粗苯質(zhì)量好。但煤氣的壓縮及冷凍過程復雜，動力消耗大，設備材質(zhì)要求高。綜上所述，由于石油洗油洗苯工藝存在很多問題尚未解決，設備選型上存在難題，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。(3)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程。其吸收機理是建立在雙膜理論基礎上。雙膜理論的基本觀點如下：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，濃度的均勻的，全部的濃度變化集中在兩個有效膜層內(nèi)，且吸收過程在界面處達平衡。因此擴散過程的全部阻力也就等于氣膜和液膜的阻力之和，這個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程中，如果吸收系數(shù)比較大，那么進入液相的量也較大，也就是說吸收進行的完全。為此，我們通過氣相進入液相的量的多少來討論回收進行的程度。煤氣中的苯族烴在洗苯塔乃被回收的程度稱為回收率?；厥章适窃u價洗苯操作的重要指標，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，對填料塔則為填料表面積及其特性等?，F(xiàn)分述如下：a、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。吸收溫度是通過吸收系數(shù)和吸收推動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。當煤氣中苯族烴的含量一定時，溫度愈低，洗油中與其呈平衡的粗苯含量愈高；因而當提高溫度時，洗油中與其呈平衡的粗苯含量愈低，因此溫度升高，吸收推動力隨之減小。吸收溫度不宜過高，也不宜過低。適宜為25℃左右，實際操作溫度波動于20－30℃之間。b、洗油的分子量及循環(huán)油量的影響:當其它條件一定時，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。但洗油的分子量也不宜過小，否則洗油在吸收過程中損失較大，并在脫苯蒸餾時不易與粗苯分離。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力，從而提高粗苯回收率。但循環(huán)洗油量也不易過大，以免過多增加電、蒸汽耗量和冷卻用水量。c、貧油含苯量的影響:其它條件一定時，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的水蒸汽耗量，使粗苯180℃前餾出率減少，即相應增加粗苯中溶劑油的生成量，并使洗油的耗量增加。d、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間愈長，回收過程進行得也愈完全。e、煤氣壓力和流速的影響:煤氣壓力增大時，其擴散系數(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，從而使吸收推動力迅速增加，吸收速率也將增大。煤氣速度的增大時吸收系數(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化吸苯過程，但太大，會使洗苯塔阻力和霧沫夾帶量急劇增加。六、粗苯蒸餾工段:(一)脫苯工藝由洗苯工序過來的含苯富油需進行脫苯。用一般蒸餾的方法可以把富油中的粗苯蒸出來 。但為達到需要的脫苯程度，則需將富油加熱到250300℃，這在實際上是不可行的，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蒸汽加熱法生產(chǎn)一種苯由洗滌工序來的富油在分離器下面的三格中，被脫苯塔來的蒸汽加熱至7080℃，然后進入貧富油換熱器，被來自脫苯塔的溫度為130140℃的熱貧油加熱到90100℃，最后在富油預熱器中用低間接蒸汽加熱到135145℃，進入脫苯塔頂部進行脫苯。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8689℃的范圍內(nèi)。由分縮器頂部溢出的粗苯蒸汽進入冷凝冷卻器，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量槽進入粗苯儲槽。進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入控制分離器進一步分離，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℃，并用過熱蒸汽直接蒸吹，從再生器頂部蒸吹出來的溫度為135175℃ 的油氣和水汽的混合蒸汽進入脫苯塔的底部。再生器底部的殘渣油可靠設備內(nèi)的蒸汽壓力間歇地或連續(xù)地排至殘渣油槽。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入分縮器，被從脫苯塔來的粗苯油氣加熱到7080℃，然后入貧富油換熱器，被熱貧油加熱到130140℃后進入管式爐。加熱到180190℃的富油，從第14層板進入脫苯塔。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。從脫苯塔頂出來的粗苯蒸汽，進入分縮器，溫度從170180℃，降到90℃左右，部分水蒸汽被冷凝下來，然后進入冷凝冷卻器，粗苯和水從冷凝冷卻器下部流入油水分離器進行分離。從油水分離器出來的粗苯進入粗苯儲槽。輕、重分縮器分別進入油水分離器分離。為保證洗油質(zhì)量，從管式爐加熱后的富油管線引出12%的富油進再生器，于此用管式爐過熱至400450℃的蒸汽進行蒸吹。再生器頂排出溫度為190200℃的水汽，油汽與粗苯汽一起進入脫苯塔，再生器底部殘渣定期排放。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：粗苯回收率高；蒸汽耗量低；酚水量少等優(yōu)點。因此，選用管式爐加熱法。脫苯原理及影響因素脫苯原理（蒸汽法）脫苯原理實際是精餾原理，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（遠比250300℃的溫度低）下，便可將粗苯完全地從洗油中蒸出來。影響脫苯的因素在塔底溫度下各組分在蒸汽壓：提高富油預熱溫度，則塔底貧油溫度也相應提高。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，各組分的蒸出率相應減少。反之，則相應增加。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。此外還有富油的預熱溫度和含苯量。煤氣煤氣硫銨洗苯塔 終冷塔 殘油渣鍋爐蒸汽 煤氣冷凝液罐 富油再生器槽 加溫控制分離器器 貧油脫苯塔管式爐 富油貧油貧油富油冷凝冷卻器 油水分離器 油油分離器 再生蒸汽 粗苯粗苯回流槽 貧油貧油冷卻器 產(chǎn)品儲槽 新洗油槽 貧油泵 洗油槽 貧油槽 外來洗油 粗苯工藝流程七、油庫工段: （一）工藝流程：從冷凝鼓風工段和粗苯蒸餾工段送來的焦油和粗苯分別進入焦油貯槽和粗苯貯槽中，定期用焦油裝車泵和粗苯裝車泵送往各自高置槽，經(jīng)汽車裝料管自流分別裝入汽車槽車外運。洗油由汽車槽車運來，卸入洗油卸車槽，由泵送粗苯蒸餾工段。（二）工藝選擇及特點：本作業(yè)區(qū)焦油和輕苯的貯存時間為30天，其余產(chǎn)品和原料的貯存時間為20天。設置4個焦油貯槽，接受冷凝鼓風作業(yè)區(qū)送來的焦油，并裝車外運；設置2個輕苯貯槽，接受粗苯蒸餾作業(yè)區(qū)送來的輕苯，并定期裝車外運；設置2個精重苯貯槽，接受粗苯蒸餾作業(yè)區(qū)送來的精重苯，并定期裝車外運；設置2個洗油貯槽用于接受外來的洗油，并定期用泵送往粗苯蒸餾作業(yè)區(qū)；設置2個NaOH貯槽、1個KOH貯槽和2個堿真空槽，分別用于接受外來的堿液NaOH和KOH， 并定期用泵送至脫硫作業(yè)區(qū)；設置2個硫酸槽、1個復式真空槽，用于接受外來的硫酸（93%），并定期用泵送至硫銨作業(yè)區(qū)。本作業(yè)區(qū)采用火車運輸方式。本作業(yè)區(qū)設有充氮壓力平衡系統(tǒng)，各貯槽的放散氣均接至其中。八、脫水工段:凈化氣在管道輸送過程中由于溫度下降或壓力的升高，凈化氣中的部分水汽將被冷凝下來，降低了管網(wǎng)的輸氣能力，增加了能耗容易腐蝕破壞管道。粗煤氣的脫水主要有吸收法、吸附法和冷凝法等。吸收法：用液體或固體吸水劑吸收粗煤氣中的水分。液體吸水劑可分為乙二醇類溶液氯化鋰或氯化鈣水溶液。固體吸水劑分為固體氯化鋰和氯化鈣。有硅膠、活性氧化鋁、分子篩等。冷凝法：提高粗煤氣壓力或降低粗煤氣的溫度至比管道內(nèi)凈化氣露點低5℃，使冷凝水預先排除。常用冷凍機冷卻分離脫水法和直接水冷卻法兩種，后者比較經(jīng)濟，使用廣。因此，本設計選用直接水冷卻。第4章 煤氣凈化各工段設備的選型及計算 冷凝鼓風工段：設計參數(shù):生產(chǎn)80萬噸的焦化廠，，年平均工作日360天，每天24小時。焦爐煤氣的組成表指標名稱NH3H2SHCN萘粗苯焦油指標(g/Nm3)35初冷器型式的選擇：初冷器是焦化廠煤氣冷卻的主要設備，主要有立管式間接初冷器和橫管式間接初冷器兩種。橫管初冷器與豎管初冷器兩者相比，橫管初冷器有更多優(yōu)點，如對煤氣的冷卻，凈化效果好，節(jié)省鋼材，造價低，冷卻水用量少，生產(chǎn)穩(wěn)定，操作方便，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積省。因此，近年來，新建焦化廠廣泛采用橫管初冷器，以很少采用豎管初冷器了。見于以上兩種初冷器的對比我選用橫管式間接初冷器。標準狀態(tài)下煤氣處理量： Q=W其中 W為裝爐干煤量，噸/小時； ； M9為煤氣發(fā)生量，Nm3/噸干煤，取345Nm3/噸干煤。有以上數(shù)據(jù)可知：標準狀態(tài)下煤氣處理量Q=W =10000247。360247。24247。60345 =45576Nm3/h=橫管初冷器 F = 4600米3鼓風機選型：焦化廠焦爐煤氣鼓風機有離心式和容積式兩種。離心式用于大型焦爐；容積式常用的是羅茨鼓風機，用于中型和小型焦爐。羅茨式鼓風機具有結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，體積小，且在轉(zhuǎn)速一定時，如壓頭稍有變化，其輸氣量可保持不變，即輸氣量隨著風壓變化幾乎保持不變?？梢垣@得較高的壓頭。這都是優(yōu)點。但在使用日久后，間隙因磨損而增大，其效率降低，次種鼓風機必須用循環(huán)管調(diào)節(jié)煤氣量，在壓出管路上需安裝安全筏，以保證安全運轉(zhuǎn)。此外，羅茨式鼓風機的噪聲較大。在此設計中，我選擇了離心式鼓風機。由煤氣處理量查的可選用D = 125022行鼓風機（3臺），JK21000配用電動機（3臺），Q=1200米3/分，H=3500mmH2O，N=1000kW。電捕焦油器選型：焦油霧是在煤氣冷卻過程中形成的，它以內(nèi)充煤氣的焦油氣泡狀態(tài)或極細小的焦油滴存在于煤氣中。焦油霧的清除對化產(chǎn)回收工段的設備及操作極為重要。清除焦油霧的方法很多，但從焦油霧滴的大小及所要求的凈化程度來看，采用電捕焦油器最為經(jīng)濟可靠，效率可達98%以上。由上面可知Q=45576Nm3/h，因此選用公稱直徑為4500的管式電捕焦油器（2臺），高度12610毫米，沉淀極規(guī)格為φ258毫米。主要設備選擇編號名 稱規(guī) 格數(shù)量型號1橫管初冷器 F = 4600米3，φ54mm3mm42煤氣鼓風機Q=750米3/分，H=3500mmH2ON=630kW33D=125022JK210003電捕焦油器Dg=4500mm, H=12610mm2 脫硫工段：設計參數(shù)：預冷塔后煤氣溫度:30℃； 脫硫再生塔后煤氣溫度:35℃；預冷塔阻力:≤1000Pa； 脫硫再生塔后:≤1500Pa；再生溶液停留時間:7分鐘； 脫硫塔后煤氣中H2S含量:20mg/m3；主要設備選擇設備名稱及規(guī)格主要材質(zhì)臺數(shù)予冷塔DN5600 H=22500Q235A（重瓷填料）1脫硫再生塔DN10000 H=40000Q235A（重瓷填料）3熔硫釜DN1000 H=5500SUS3048脫硫液循環(huán)泵