【正文】 GGGG 粗苯貧油粗苯富油 ??? ＝ ++＝ 富油中水量 水富油水 ??? GG ＝ %＝ ＝ % ，是富油含水量。 GG 二甲苯粗苯二甲苯 ??? ＝ %＝ 39。39。39。 溶劑油粗苯溶劑油 ??? GG = =,其中β 溶劑油 ＝ ，是粗苯中溶劑油的含量。 物料衡算 粗苯煤粗苯 AGG ?? = %=,其中 A 粗苯 ＝ % ，是粗苯加收率 (占干煤質(zhì)量百分比 )。 H： H=V/r? 2 =( )= ， 其中 r= ,是洗苯塔的半徑。 h 得花環(huán)填料面積 ： F= V 煤氣 = 45576=11394 ㎡ 其中 V 煤氣 ＝ 45576Nm3/h 是干煤的體積流量。 P2出塔煤氣的絕對(duì)壓力， mmHg P2=760+600/= mmHg 將這些參數(shù)帶入上公式中即可求得 x 值 以上各值代入上公式得： X= （ 4)入塔貧油實(shí)際含苯量： C1=x/n, %。 粗煤氣經(jīng)洗苯塔被吸收的粗苯量 ： %=出洗苯塔煤氣中的苯含量 ： = = = 進(jìn)出洗苯塔的濕煤氣中各個(gè)組分的流量 入洗苯塔濕煤氣 出洗苯塔濕煤氣 組分 質(zhì)量流量（ kg/h） 體積流量（ Nm3 /h） 質(zhì)量流量（ kg/h） 體積流量（ Nm3 /h） 煤氣 粗 苯 水蒸氣 共計(jì) 45576 45156 入洗苯塔煤氣的實(shí)際流量： 煤氣平均流量 V 的計(jì)算： 對(duì)于實(shí)際條件 下的氣體滿足： 000111 TVPTVP ? 式中 P1,V1,T1— 氣體任意狀態(tài)下的壓力 ,體積 ,溫度； P0,V0,T0— 氣體標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的壓力 ,體積 ,溫度。并完成洗苯塔填料的計(jì)算和選型。 終 冷 塔 塔 前 煤 氣 中 水 蒸 氣 大 質(zhì) 量 流 量 塔前水蒸氣G ＝ 塔前水蒸氣V 18/=,其中， 18kg/kmol 是水的摩爾質(zhì)量， Nm3 /kmol 是標(biāo)準(zhǔn)情況下干摩爾氣體的體積。 = Nm3/h,其中，ρ SH2 ＝ , 是 SH2 的密度。 ＝ ,其中 ， Nm3/kg ，是干煤氣產(chǎn)率。 （二）主要設(shè)備的計(jì)算和選型： ： 基本參數(shù)： 干煤氣體積產(chǎn)量 V煤氣 =45576Nm3/h； 粗苯回收率 A 粗苯： % (占干煤重量 )； 硫銨工段來(lái)煤氣溫度飽和 /溫度： 56/50℃。這種填料在蘇、美應(yīng)用較多。 2） 鋼板網(wǎng)填料塔 該塔型在國(guó)內(nèi)已被采用。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。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。洗油從第二段起來(lái)采用循環(huán)噴灑。根據(jù)本設(shè)計(jì)所確定的終冷除萘工藝流程，可確定選用與該工藝配套的橫管終冷塔。焦油霧的清除對(duì)化產(chǎn)回收工段的設(shè)備及操作極為重要。此外，羅茨式鼓風(fēng)機(jī)的噪聲較大。羅茨式鼓風(fēng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，體積小，且在轉(zhuǎn)速一定時(shí)，如壓頭稍有變化，其輸氣量可保持不變，即輸氣量隨著風(fēng)壓變化幾乎保持不變。 360247。因此，近年來(lái)，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。 因此 ，本設(shè)計(jì)選用直接水冷卻。固體吸水劑分為固 體氯化鋰和氯化鈣。 八、脫水工段 : 凈化氣在管道輸送過(guò)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(lái)，降低了管網(wǎng)的輸氣能力，增加了能耗容易腐蝕破壞管道。 （二）工藝選擇及特點(diǎn)： 本作業(yè)區(qū)焦油和輕苯的貯存時(shí)間為 30 天，其余產(chǎn)品和原料的貯存時(shí)間為20 天。反之則各組分的蒸出率減小。 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。所以。 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)。從油水分離器出來(lái)的粗苯進(jìn)入粗苯儲(chǔ)槽。 管式爐加熱法生產(chǎn)一種苯的工藝 遼寧科技學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁(yè) 年產(chǎn)焦炭 80 萬(wàn)噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設(shè)計(jì) 硫銨 煤氣 殘油渣 煤氣 煤氣 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。 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。 我國(guó)焦化廠均采用水蒸汽蒸餾法脫苯，或稱氣提法脫苯。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。 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(shí)間愈長(zhǎng)，回收過(guò)程進(jìn)行得也愈完全。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。適宜為 25℃左右，實(shí)際操作溫度波動(dòng)于 20－ 30℃之間。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。 煤氣中的苯族烴在洗苯塔乃被回收的程度稱為回收率。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。 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。此法要求煤氣凈化的程度較高，加之吸附劑價(jià)格昂貴，因此在工業(yè)上的應(yīng)用受到一定的限制 ，而多用于煤氣中的苯族烴的定量分析。 ℃ % ℃ % 不大于 不大于 不小于 265 不小于 95 低于 20 不大于 無(wú) 吸附法： 煤氣通過(guò)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。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)。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。 目前，國(guó)內(nèi)外焦化廠主要采用洗油吸收法回收煤氣中的苯族烴。將吸收了苯族烴的洗油（富油）送至脫苯塔蒸餾裝置中，以提取粗苯。 （ 4)由于煤氣冷卻不直接與水接觸，所以無(wú)含酚污水的處理。 該流程的優(yōu)點(diǎn)是： （ 1）此工藝不僅對(duì)煤氣中的萘的脫除率高，而且冷卻效果非常好。焦油循環(huán)至一定程度，用泵送至焦油上段。 ： 遼寧科技學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè) 年產(chǎn)焦炭 80 萬(wàn)噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設(shè)計(jì) 從硫銨工段來(lái)的煤氣由塔頂進(jìn)入，與連續(xù)噴灑的輕質(zhì)焦 油并流差速接觸速冷，至橫管段繼續(xù)冷卻至 2125℃，同時(shí)脫萘至 450 毫克 /標(biāo)米179。再用泵送至終冷冷塔的上下兩端，送往上端的水須于間冷器用低溫水冷卻，由于終冷器只是為了冷卻煤氣，所以終冷循環(huán)水量可減至 噸 /1000 標(biāo)米179。富油進(jìn)塔溫度比煤氣溫度高 57℃，使煤氣含萘 可由 20202500mg/Nm179。焦油洗萘比機(jī)械化除萘 效率高，但操作復(fù)雜。洗萘后的焦油從洗萘器下部排出，經(jīng)液位調(diào)節(jié)器流入焦油槽。 ： 煤氣在終冷塔內(nèi)的過(guò)程同前所述。亦可用冷凝工段的初冷冷凝液來(lái)熔化萘，熔萘后的冷凝液自流返冷凝鼓風(fēng)段，這樣既簡(jiǎn)化了操作又改善了勞動(dòng)條件。,降到 8001200mg/Nm179。 煤氣終冷及除萘的工藝： 我國(guó)焦化廠目前所采用的煤氣終 冷及除萘的工藝流程主要有四種 ,即 :煤氣終冷和機(jī)械除萘工藝 。 (3)直接油終冷法 : 直接油終冷法以輕柴油為冷卻介質(zhì)，與煤氣直接進(jìn)行冷卻。 (2)間接水終冷法 : 初冷后的煤氣進(jìn)入列管式終冷器內(nèi)，在管束間自上而下的流動(dòng)，被管內(nèi)中冷水冷卻至 25~30C，由下部派出，送往洗苯塔。 在封閉式流程中，煤氣在終冷前已經(jīng)脫除了煤焦油、奈、硫化氫和氰化氫，且回收了氨，因此工藝流程比 較簡(jiǎn)單。直接水終冷法是焦?fàn)t煤氣終冷工藝中最通用的一種方法。 蒸氨塔底產(chǎn)生的瀝青定期排 至瀝青坑，冷卻后人工取出送煤廠摻入配煤；遼寧科技學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) 年產(chǎn)焦炭 80 萬(wàn)噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設(shè)計(jì) 硫酸泵 排出的蒸氨廢水經(jīng)瀝青坑流入地下槽，再由泵送至初冷前吸 煤氣管道。蒸氨塔底通入直接蒸汽。 尾氣洗凈塔排出的循環(huán)母液經(jīng)滿流管流至室外母液槽；同時(shí)經(jīng)流量?jī)x表控制，向尾氣洗凈塔連續(xù)定量補(bǔ)入少量工業(yè)新水。首先經(jīng)兩組干式旋風(fēng)除塵器除去尾氣中夾帶的大部分粉塵，再由尾氣引風(fēng)機(jī)抽送至尾氣洗凈塔，用尾氣洗凈塔泵對(duì)尾氣進(jìn)行連續(xù)循環(huán)噴灑，以進(jìn)一步除去尾氣中夾帶的殘留粉塵，最后經(jīng)捕霧器除去尾氣中夾帶的液滴后排入大氣。從離心機(jī) 分出的硫銨結(jié)晶先經(jīng)溜槽排放到螺旋輸送機(jī)，再由螺旋輸送機(jī)輸送到振動(dòng)流化床干燥器，經(jīng)干燥、冷卻后進(jìn)入硫銨貯斗。 飽和器滿流口溢出的母液自流至滿流槽，再用小母液循環(huán)泵連續(xù)抽送至飽和器的后室循環(huán)噴灑，以進(jìn)一步脫出煤氣中的氨。脫氨后的煤氣在飽和器的后室合并成一股 ,經(jīng)小母液循環(huán)泵連續(xù)噴灑洗滌后，沿切線方向進(jìn)入飽和器內(nèi)旋風(fēng)式除酸器，分出煤氣中所夾帶的酸霧后，送至終冷洗遼寧科技學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁(yè) 年產(chǎn)焦炭 80 萬(wàn)噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設(shè)計(jì) 苯工段。由于該法工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，故為國(guó)內(nèi)外焦化廠普遍采用。半直接法生產(chǎn)硫銨的工藝過(guò)程為：出爐煤氣在初步冷卻器中冷卻到25~30℃，進(jìn)入鼓風(fēng)機(jī)。采用直接法生產(chǎn)硫銨雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，但因過(guò)多的設(shè)備處于負(fù)壓狀態(tài)，在生產(chǎn)上不安全，故在工業(yè)上未被采用。煤氣從初步冷卻器出來(lái)，溫度約為 60~70℃ ,進(jìn)入電撲焦油器，除去其中之焦油霧滴。這種方法要消耗大量水蒸氣，而且蒸發(fā)設(shè)備龐大，經(jīng)濟(jì)效果不佳。根據(jù) 工藝過(guò)程的不同，生產(chǎn)硫銨的方法可分為間接法、直接法和半直接法。 （二）工藝流程： 脫硫過(guò)程中的剩余氨水引入蒸氨塔內(nèi)進(jìn)行蒸 氨，蒸出濃氨汽經(jīng)冷凝冷卻剩余氨水 氨水過(guò)濾器 冷鼓煤氣 廢水換熱器 氨水換熱器 廢水冷卻器 蒸氨塔 廢水槽 脫硫塔 溶液 換熱器 冷凝冷卻器 溶液循環(huán)槽 再生塔 溶液緩沖槽 硫胺工段 硫泡沫槽 生化工段 脫硫 液封槽 熔硫釜 遼寧科技學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 年產(chǎn)焦炭 80 萬(wàn)噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設(shè)計(jì) 后制得含氨 18～ 20%的濃氨水，送入脫硫液槽，兌入脫硫液中， 作為補(bǔ)充堿源。 （ 1）直接吸收法：粗煤氣不經(jīng)冷凝冷卻直接進(jìn)入硫銨飽和器，與硫酸直接反應(yīng)，由于沒(méi)脫焦油，操作不便，一般不用此法。廢氣量可降低約 1/3,因此減少了有害物質(zhì)的排放。 （三）工藝選擇及特點(diǎn)： 本設(shè)計(jì)采用吸收法脫硫，以氨為堿源， HPF 為催化劑的焦?fàn)t煤氣脫硫脫氰新工藝，此法不但具有較高的脫硫脫氰效率，而且流程短，不需外 加堿，煉焦荒煤氣、氨水 氣液分離器 煤氣 脫 硫 工 段 循環(huán) 氨水泵 焦油中間罐 脫硫蒸氨 機(jī)械澄清器 剩余氨水泵 初冷器 循環(huán)氨水槽 鼓風(fēng)機(jī) 電捕 剩余槽 焦油泵 化工廠 焦油儲(chǔ)槽 焦?fàn)t 遼寧科技學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè) 年產(chǎn)焦炭 80 萬(wàn)噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設(shè)計(jì) 催化劑用量少，脫硫廢液處理簡(jiǎn)單，操作費(fèi)用低，一次性投 資省。 吸收了 H2S、 HCN 的脫硫液由 脫硫液循環(huán)泵從脫硫再生塔底部抽出送至上部再生段的噴射器，靠噴射器的吸力，脫硫液再生需要的空氣同時(shí)被吸入再生段，使溶液在塔內(nèi)得以氧化再生。 （二）工藝流程： 由鼓風(fēng)機(jī)送來(lái)的煤氣首先進(jìn)入預(yù)冷塔與塔頂噴灑的循環(huán)冷卻水逆向接觸，被冷至 30℃；循環(huán)冷卻水從塔下部用泵抽出送至循環(huán)水冷卻器，用低溫水冷卻至 28℃后進(jìn)入塔頂循環(huán)噴灑。 遼寧科技學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) 年產(chǎn)焦炭 80 萬(wàn)噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設(shè)計(jì) 冷鼓工藝流程圖 二、脫硫工段： （一）工藝方法： 其主要任務(wù)是脫除硫化氫，可分為干法和濕法兩種。 機(jī)械化氨水澄清槽下部的焦油靠靜壓流入焦油分