【正文】 式連續(xù)蒸餾所得各餾分的產(chǎn)率（對(duì)無(wú)水焦油）和質(zhì)量見(jiàn)表72餾分產(chǎn)率和質(zhì)量指標(biāo)表72餾分產(chǎn)率和質(zhì)量指標(biāo)餾分名稱產(chǎn)率/%相對(duì)密度(20℃)酚含量/%萘含量/%輕油餾分~≤＜2＜酚油餾分~~20~30＜10萘油餾分11~12~＜670~80洗油餾分5~6~＜3＜10一蒽油餾分14~16~＜＜1．5二蒽油餾分8~10~＜＜1．0三混餾分18~23~6~845~55一蒽油餾分14~18~＜＜1．5二蒽油餾分8~10~＜＜1．0注：表中下半部分，系切取兩混餾分時(shí)餾分產(chǎn)率和質(zhì)量的變化情況。圖76 一塔式連續(xù)蒸餾工藝流程1－管式爐；2－段蒸發(fā)器和無(wú)水焦油槽；3－二段蒸發(fā)器；4－餾分塔；5－一段輕油冷凝冷卻器；6－餾分塔輕油冷凝冷卻器；7－段輕油油水分離器； 8－餾分塔輕油油水分離器；9－輕油回流槽；10－萘油冷卻器；11－洗油冷卻器；12－蒽油冷卻器；13－二蒽油冷卻器；14－蒽油回流槽；15－無(wú)水焦油滿流槽；16－煤焦油循環(huán)槽；17－蒽油回流泵；18－輕油回流泵；19－一段焦油泵；20－二段焦油泵 中國(guó)有些工廠，在一塔式流程的基礎(chǔ)上做了改進(jìn)，將酚油餾分、萘油餾分和洗油餾分合并一起作為三混餾分切取，這種工藝可使煤焦油中的萘最大限度地集中到三混餾分中，萘集中度可達(dá)90%~95%，從而提高了工業(yè)萘的產(chǎn)率。蒸餾用的蒸汽，經(jīng)管式爐加熱到450℃送入二段蒸發(fā)器和餾分塔底部。下部蒸發(fā)段供餾分一次蒸發(fā)和分離煤焦油瀝青之用，瀝青由底部排出，油氣上升進(jìn)入上部精餾段；在精餾段下部由側(cè)線切取二蒽油餾分，器頂部送入一蒽油餾分回流，油氣從器頂逸出進(jìn)入餾分塔；塔頂部用輕油回流；輕油蒸氣自塔頂逸出，經(jīng)冷凝冷卻器和油水分離器得到輕油和酚水。一塔式流程與二塔式流程基本相伺，不同之處是取消了葸塔。七、煤焦油一塔式連續(xù)蒸餾 煤焦油一塔式連續(xù)蒸餾的工藝流程如圖76所示。表71 餾分產(chǎn)率和質(zhì)量指標(biāo)餾分名稱產(chǎn)率/%相對(duì)密度(20℃)酚含量/%萘含量/%苊含量/%輕油餾分~≤2酚油餾分~~20~3010萘油餾分11~12~670~80洗油餾分5~6~310一蒽油餾分19~20~二蒽油餾分4~6~兩混餾分16~17~357~62苊油餾分2~3~5〉25一蒽油餾分17~18~二蒽油餾分3~5~注：表中下半部分，系切取兩混餾分時(shí)餾分產(chǎn)率和質(zhì)量的變化情況。同時(shí)，由于洗油餾分中的重組分已在切取苊油餾分時(shí)除去，從而提高了洗油質(zhì)量。 中國(guó)有些工廠在餾分塔中將萘油餾分和洗油餾分合并一起切取，叫做兩混餾分，這時(shí)的塔底油，含苊量大于25%，稱為苊油餾分。餾分塔頂部用輕油回流，輕油蒸氣自塔頂逸出，再經(jīng)冷凝冷卻器和油水分離器得到輕油和酚水。瀝青自底部排出，餾分蒸氣自頂部逸出進(jìn)入蒽塔。從一段蒸發(fā)器的頂部蒸出的全部水分、揮發(fā)氨和部分輕油，經(jīng)冷凝冷卻器和油水分離器得到一段輕油和氨水。因此，焦油間歇蒸餾只適用于年處理焦油為12000t以下的小型焦化廠圖74 煤焦油間歇蒸餾工藝流程1－蒸餾釜；2－蒸餾柱；3－分凝器；4－冷凝冷卻器；5－真空計(jì)量槽；6－真空泵；7－捕集器 六、煤焦油兩塔式連續(xù)蒸餾 煤焦油兩塔式連續(xù)蒸餾的工藝流程如圖75所示。當(dāng)洗油餾分切取完了之后蒸餾釜停止加熱，利用釜內(nèi)余熱和增大真空度繼續(xù)蒸餾，切取蒽油餾分，直至瀝青軟化點(diǎn)合格后停釜，放出瀝青。釜頂升汽管溫度達(dá)170℃時(shí)開(kāi)貽自計(jì)量槽抽真空，逐漸增大真空度，直至蒽油餾分切取完畢為止。中油餾分和洗油餾分蒸氣自釜頂升汽管進(jìn)入蒸餾柱，經(jīng)分凝器和冷凝冷卻器冷卻后的液體到真空計(jì)量槽，由此放入各自的接受槽。脫水煤焦油裝入蒸餾釜，用煤氣加熱，緩慢升溫，首先蒸出殘余水分和少量輕油，逐漸升高釜內(nèi)油溫，根據(jù)餾出物的密度和結(jié)晶情況以及蒸餾柱頂油氣溫度，由低至高依次切取輕油餾分（170℃前餾出物）、中油餾分（170~240℃之間餾出物）、洗油餾分（240~300℃之間餾出物）、蒽油餾分（300~360℃之間餾出物）。五、煤焦油間歇蒸餾 焦油間歇蒸餾的裝料、加熱、分餾和排渣等工藝是依次周期性循環(huán)進(jìn)行的。 ~8為宜。 碳酸鈉的加入量取決于焦油中的固定銨鹽含量，可根據(jù)下列反應(yīng)式計(jì)算：2NH4C1+Na2CO3 (NH4) 2CO3+2NaCl 21 7 106 1 則焦油中每克固定氨的碳酸鈉耗量(g)為： 考慮到碳酸鈉和焦油的混合程度不夠，或焦油中固定銨鹽含量可能發(fā)生變化，所以實(shí)際加入量要比理論量增加25%酌過(guò)剩量，可得計(jì)算公式如下：式中 A 碳酸鈉溶液消耗量，L/h； Q 進(jìn)入管式爐一段的焦油量，kg/h；C 固定銨鹽含量，換算為每公斤焦油中含氨克數(shù)，g/kg；(一般約為0. 03~)； B 碳酸鈉溶液的含量，%； 碳酸鈉溶液的密度，kg/L。其反應(yīng)式為：2NH4C1+Na2CO32NH3+CO2+2NaCl+H2O2NH4CNS+Na2CO32NH3+CO2+2NaCNS+H2O(NH4) 2SO4+Na2CO32NH3+CO2+Na2SO4+H2O 生成的各種鈉鹽在焦油蒸餾加熱的溫度下是不會(huì)分解的。因此，焦油必須脫鹽。例如：NH4ClHCl+NH3產(chǎn)生的酸存在于焦油中，會(huì)引起管道和設(shè)備嚴(yán)重腐蝕。 四、煤焦油脫鹽 焦油中所含的水實(shí)際上就是氨水。 此外，還可在專設(shè)裝置中，采用加壓脫水法，使焦油在加壓(0. 5~lMPa)和加熱(130~150℃)條仵下進(jìn)行脫水。 焦油最終脫水，在間歇焦油蒸餾系統(tǒng)中，是在專門設(shè)置的間歇脫水釜內(nèi)進(jìn)行的；在連續(xù)蒸餾系統(tǒng)中，是在管式爐的對(duì)流段（一段）及一段蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)行的。 焦油初步脫水是在油庫(kù)的焦油貯槽內(nèi)加熱靜置脫水，焦油溫度維持在70~80℃，經(jīng)靜置36h以上，水和焦油因相對(duì)密度不同而分離。因此，煤焦油蒸餾前必須脫水。此時(shí)必須降低焦油處理量，否則會(huì)造成高壓，有引起管道、設(shè)備破裂而導(dǎo)致火災(zāi)的危險(xiǎn)。當(dāng)溫度繼續(xù)升高時(shí)，這些小水滴急劇蒸發(fā)，會(huì)造成突沸竄油事故。在間歇焦油蒸餾操作中，焦油含水多，將延長(zhǎng)脫水時(shí)間而降低設(shè)備生產(chǎn)能力，增加耗熱量。在上述情況下，需將來(lái)自各廠或車間的質(zhì)量不同的焦油分置于單獨(dú)的貯槽中，然后用泵倒人混合槽內(nèi)，在此槽中，利用受油管的特殊裝置仔細(xì)進(jìn)行混合，以保證焦油質(zhì)量均勻化。澄清出來(lái)的水由帶有放水旋塞的溢流管排出，沿放水豎管流入收集槽中，再送去與氨水混合加工。焦油貯槽多為鋼板焊制的立式槽，其構(gòu)造如圖73所示。 二、煤焦油質(zhì)量均勻化 由本廠回收車間生產(chǎn)的粗焦油及外廠來(lái)油均送入焦油油庫(kù)貯存，并于油庫(kù)進(jìn)行質(zhì)量均勻化、初步脫水及脫渣。二段脫渣分離出的煤焦油送入超級(jí)離心機(jī)。一段脫渣后的焦油，送入另一機(jī)械化焦油氨水分離器，﹪～﹪。這一方法可使焦油含渣量降至4﹪～6﹪。氨水溢流入中間槽，送回焦?fàn)t集氣管噴灑。 脫渣分三段進(jìn)行： (1)一段脫渣。 一、煤焦油脫渣 粗煤氣中帶有較多的煤粉、焦粉和炭黑等固體顆粒，它們?cè)诿簹饫鋮s過(guò)程中進(jìn)入煤焦油，使煤焦油中固體沉淀物含量急劇增加。連續(xù)蒸餾按操作壓力有常壓連續(xù)蒸餾、常壓﹣減壓連續(xù)蒸餾和減壓連續(xù)蒸餾三種工藝流程。煤焦油蒸餾的工藝流程如圖72所示。煤焦油蒸餾包括蒸餾前的準(zhǔn)備和蒸餾等工序。煤焦油蒸餾的各段餾分用物理和化學(xué)方法處理，可提取各種化工產(chǎn)品，如圖71所示。編號(hào)：時(shí)間：2021年x月x日書(shū)山有路勤為徑，學(xué)海無(wú)涯苦作舟頁(yè)碼：第31頁(yè) 共31頁(yè)第七章 煤焦油加工 煤焦油加工是將煤焦油用物理、化學(xué)方法予以分離和精制的工藝過(guò)程。從焦油氨水分離器來(lái)的煤焦油混勻后，先經(jīng)過(guò)脫水、脫渣、脫鹽處理，然后進(jìn)行蒸餾，按煤焦油組分沸點(diǎn)分割成輕油餾分(﹤170℃)、酚油餾分(170～210℃)、萘油酚油(210～230℃)、洗油餾分(230～300℃)、一蒽油餾分(300～330℃)和二蒽油餾分(330～360℃)，蒸餾殘?jiān)鼮槊航褂蜑r青。第一節(jié) 煤焦油蒸餾 煤焦油蒸餾是根據(jù)煤焦油中各組分的沸點(diǎn)不同將各組分初步分割為幾個(gè)富集某種和某幾種化合物的餾分的加工過(guò)程。蒸餾前的準(zhǔn)備工作包括脫來(lái)自集氣管的煤焦油、脫鹽（用Na2CO3溶液）、脫圖7 2煤焦油蒸餾工藝流程示意圖渣、質(zhì)量均勻化、脫水和脫鹽等步驟。 煤焦油蒸餾工藝按操作方式可分為間歇蒸餾和連續(xù)蒸餾兩種。常壓連續(xù)蒸餾工藝流程有一塔式連續(xù)蒸餾流程和二塔式連續(xù)蒸餾流程。這不但導(dǎo)致煤焦油和瀝青質(zhì)量惡化，還會(huì)在煤焦油蒸餾過(guò)程中堵塞設(shè)備和管道，因此，焦油渣必須預(yù)先予以脫除。焦?fàn)t煤氣與集氣管中冷凝下來(lái)的冷凝液（含煤焦油、氨水和焦油渣）在氣液分離器中分離，冷凝液流入機(jī)械化焦油氨水分離器，同焦?fàn)t煤氣初冷器冷凝下來(lái)的煤焦油和氨水匯合，經(jīng)重力沉降分離，上層為氨水，中層為煤焦油，下層為焦油渣。煤焦油經(jīng)液面調(diào)節(jié)器流入焦油中間槽，焦油渣由刮板輸送機(jī)連續(xù)刮至漏斗排出。 (2)二段脫渣。 (3)三段脫渣。經(jīng)三段脫渣后的煤焦油含渣(100㎜以上)﹪，脫渣效率為97﹪。焦油油庫(kù)通常至少設(shè)三個(gè)貯槽，即一個(gè)接收焦油，一個(gè)靜置脫水，一個(gè)向管式爐送油，三槽輪換使用。 在焦油貯槽內(nèi)設(shè)有蒸汽加熱器，使焦油保持一定溫度，以利于油水分離。 在一些大型焦油蒸餾裝置中，常處理來(lái)自幾個(gè)回收車間和外廠的焦油，此外還要混入煤氣終冷時(shí)洗下的萘、萘溶劑油、粗苯精制殘油，以及開(kāi)停工時(shí)各種不合格的餾分等。三、煤焦油脫水 分離出氨水和焦油渣的煤焦油含有4%的水，這對(duì)焦油蒸餾操作非常不利。特別是由于水在焦油圖73焦油貯槽1－焦油入口；2－焦油出口；3－放水旋塞；4－放水豎管；5－放散管；6－人孔；7液面計(jì)；8－蛇管蒸汽加熱器；9－溫度計(jì)中能形成穩(wěn)定的乳濁液，在受熱時(shí)，乳濁液中的小水滴不能立即蒸發(fā)而處于過(guò)熱狀態(tài)。在管式連續(xù)蒸餾系統(tǒng)中，如焦油含水較多，會(huì)使系統(tǒng)的壓力顯著增高，阻力增加，呈乳濁液狀而穩(wěn)定存在于焦油中的小水滴同樣會(huì)急劇蒸發(fā)，因而使整個(gè)系統(tǒng)壓力劇增，打亂操作制度。此外、伴隨水分帶入的腐蝕性介質(zhì)，還將引起設(shè)備和管道腐蝕。焦油脫水可分為初步脫水和最終脫水。靜置脫水可使焦油中水分初步脫至2%~3%。如焦油含水為2%~3%，當(dāng)管式爐一段焦油出口溫度達(dá)到120~130℃時(shí)，%~%。此法的優(yōu)點(diǎn)是水不發(fā)生汽化，分離水以液態(tài)排出，節(jié)省了水汽化所需的潛熱，從而降低了總耗熱量。在這種稀氨水中，小部分氨以氫氧化銨的形式存在，而絕大部分氨為銨鹽，其中揮發(fā)銨鹽在最終脫水階段可被除去，而固定銨鹽（氯化銨、硫酸銨、硫氰酸銨等）仍留在脫水焦油中，當(dāng)加熱到220~250℃溫度時(shí)，固定銨鹽會(huì)分解成游離酸和氨。此外，銨鹽還會(huì)使焦油餾分與水起乳化作用，對(duì)萘油餾分的脫酚操作也非常不利。 為了減少焦油中的固定銨鹽，除在回收車間采用混合氨水系統(tǒng)外，在焦油車間還采取脫鹽措施，即在焦油進(jìn)入管式爐前，連續(xù)加入碳酸鈉溶液，與固定銨鹽中和，以生成穩(wěn)定的鈉鹽。 由高置槽來(lái)的8%~12%的碳酸鈉溶液經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計(jì)加入一段焦油泵的吸人管中，這樣可使焦油和碳酸鈉溶液達(dá)到相當(dāng)充分的混合。 在實(shí)際操作中，可據(jù)上述計(jì)算，用轉(zhuǎn)子流量計(jì)控制碳酸鈉溶液供給量，并從兩段泵出口取焦油樣測(cè)定pH值加以校核。 脫鹽后的焦油中，固定氨含量應(yīng)小于0. 0lg/kg焦油，才能保證管式爐的正常操作。其工藝流程如圖74