【正文】 地下水 18℃因而本設(shè)計(jì)采用的就是這種工藝 22 洗苯工藝 目前國(guó)內(nèi)焦化廠主要采用洗油吸收法回收煤氣中的苯族烴經(jīng)過終冷的煤氣溫 度降至 25～ 27℃然后進(jìn)入洗苯塔回收苯族烴回收方法大致分為下列三種 洗油吸收法 用洗油在洗滌塔中回收煤氣中毒苯族烴再將吸收了苯族烴的洗油富油送入脫笨蒸餾裝置中以提取粗苯脫笨后的洗油貧油經(jīng)過冷卻后重新送至洗滌塔循環(huán)使用洗油吸收法又分為常壓吸收法和加壓吸收法加壓吸收法可以強(qiáng)化生產(chǎn)過程適用于煤氣遠(yuǎn)距離輸送或用作合成氨廠原料的情況下采用 吸附法 使煤氣通過具有微孔組織比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(dá)到接近飽和狀態(tài)然后用水蒸氣直接進(jìn)行解析即得粗苯 用活性炭做吸附劑可將煤氣的苯族烴完全 媳婦下來但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)上應(yīng)用受到一定的限制而多用于煤氣苯族烴的定量分析 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收法所得到的粗苯質(zhì)量好但煤氣的壓縮及冷凍過程復(fù)雜阻力消耗大設(shè)備材質(zhì)要求高 目前國(guó)內(nèi)焦化廠主要采用洗油吸收法回收煤氣中的苯族烴油吸收法可分為焦油洗油吸收法和石油吸收法洗油質(zhì)量的要求焦油洗油的指標(biāo)見緒言表 2 石油洗油質(zhì)量指標(biāo) 表 2 1 名 稱 質(zhì) 量 指 標(biāo) 比重 20℃ 不大于 089 粘度 E50 不大于 15 蒸餾實(shí)驗(yàn) 初溜點(diǎn)℃ 不小于 265 350 ℃前餾出量 不小于 95 凝固點(diǎn)℃ 小于 10 含水量℃ 不大于 02 固體雜質(zhì) 無 用焦油洗油回收粗苯 用洗油回收煤氣中的粗苯的方法所用的洗苯塔有多種型式但工藝流程基本一樣用塑料花環(huán)填料塔的工藝流程見圖 21 圖 21 洗苯工藝流程圖 1填料洗苯塔 2富油泵 3貧油中間槽 4貧油冷卻器 煤氣經(jīng)最終冷卻到 2527℃后進(jìn)入洗苯塔塔前的煤氣含粗苯 3240 克標(biāo) m3 塔后的煤氣中含粗苯低于 2 克標(biāo) m3 從脫苯工序來的貧油含苯 0204 進(jìn)入貧油槽用貧油泵進(jìn)入洗苯塔頂部從塔頂噴淋而下含苯量增至 25 左右用富油泵將富油從塔底抽出送往脫苯工序脫苯后的貧油送回貧油槽循環(huán)使用 本設(shè)計(jì)所選用的就是這種工藝流程但洗苯塔有多種形式選擇合適的塔型是值得研究的 用洗油回收煤氣中的粗苯的方法所用的洗苯塔有多種形式但工藝流程基本一樣用塑料花環(huán)調(diào)料塔回收粗苯的工藝流程見圖 22 圖 2 2 塑料花環(huán)填料塔回收粗苯的工藝流程圖 1富油泵 2塑料 花環(huán)洗苯塔 3貧油槽 4 – 貧油冷卻器 5 貧油槽 洗苯塔底部為洗油接受槽用鋼板與煤氣部分隔開從塔頂下來的洗油經(jīng) U 型管流入該槽 U 型管內(nèi)有一定的液位足以封位煤氣阻止它進(jìn)入油槽從放散管溢出 洗苯塔噴頭上方設(shè)置捕霧器以捕集的油滴減少洗油損失塔頂還有一個(gè)噴口以清洗捕霧層 石油洗油回收粗苯 用石油洗油回收粗苯的工藝流程與用焦油洗油回收的一樣只是在設(shè)計(jì)貧油槽時(shí)須考慮經(jīng)常排油渣和生成腐蝕物 目前國(guó)內(nèi)使用的是有洗油為輕柴油與焦油洗油比較耗量低油水分離容易具有較高的穩(wěn)定性長(zhǎng)期使用后其物理化學(xué)性質(zhì)幾乎不變此外石 油洗油吸萘的能力強(qiáng)一般塔后煤氣含萘量可低于 150mgNm3 石油洗油的缺點(diǎn)是洗苯能力較低富油含苯量為 12～ 03 故循環(huán)洗油量每噸180℃前粗苯為 65m3ρ另外焦化廠使用石油洗油需外購(gòu)因此多數(shù)焦化廠采用焦油洗油 為了滿足從煤氣中回收和制取粗苯的要求洗油具有如下性能 常溫下對(duì)苯族烴有良好的吸收能力在加熱時(shí)又能使粗苯很好的分離出來 有足夠的化學(xué)穩(wěn)定性即在長(zhǎng)期使用中吸收能力基本穩(wěn)定 在吸收操作溫度下不應(yīng)析出固體沉淀物 易于水分離且不能生成乳蝕物 有較好的流動(dòng)性易于用泵抽送并能在調(diào)料上均勻分布 由于石油洗苯工藝流程缺點(diǎn) 較多蛇別選型上存在難題故一般不采用它而多采用第一種工藝流程本設(shè)計(jì)就采用焦油洗油回收粗苯工藝 第三章 粗苯脫苯方法及工藝選擇 由洗苯工序過來的含苯富油需進(jìn)行脫笨脫苯工藝與很多種我國(guó)焦化廠均采用水蒸氣蒸餾法脫苯安裝粗苯產(chǎn)品可以分為生產(chǎn)一種苯工藝和生產(chǎn)兩種苯工藝按照富油的加熱方式可以分為蒸汽加熱法和管式爐加熱法下面就蒸汽加熱生產(chǎn)一種苯工藝和管式爐加熱法生產(chǎn)一種苯工藝分別進(jìn)行介紹 31 蒸汽加熱法生產(chǎn)一種苯工藝 圖 26 生產(chǎn)一種苯的工藝流程蒸汽加熱富油脫苯 1貧油冷卻器 2貧 富油換熱器 3預(yù)熱器 4再生器 5熱貧油槽 6脫苯塔 7重分縮油分離器 8輕分縮油分離器 9分凝器 10冷凝冷卻器 11粗苯分離器 12控制分離器 13粗苯槽 14殘?jiān)? 15控制分離器 本設(shè)計(jì)采用生產(chǎn)一種苯工藝用直接蒸汽蒸餾的方法脫苯現(xiàn)將各種工藝流程及選用的設(shè)備介紹如下 由洗滌洗苯工序來的富油在分離器下面的三個(gè)中被脫苯塔來的蒸汽加熱至70～ 80℃然后進(jìn)入貧富油換熱器被來自脫苯塔底的溫度為 130～ 140℃的熱貧油加熱至 90～ 100℃最后在富油預(yù)熱器中 用大于 8kgfcm2 的間接蒸汽加熱到 135～145℃在從脫苯塔的第十二層塔板進(jìn)入塔內(nèi) 富油在塔內(nèi)逐板向下溢流在由塔底進(jìn)入的直接蒸汽的蒸吹作用下富油中絕大部分粗苯洗油部分輕質(zhì)餾分及萘從洗油中蒸出來并同一定量的水蒸氣從塔頂逸出 溫度比富油的預(yù)熱溫度約 1～ 2℃的油氣和水汽混合物進(jìn)入分縮器頂上一格用冷水冷卻從而使大部分洗油氣和水汽冷凝下來從分縮器頂部逸出的即為粗苯蒸汽為得到合格粗苯產(chǎn)品可用冷卻水量控制分縮器頂部蒸汽溫度使其在 86～89℃的范圍內(nèi) 由分縮器頂部逸出的粗苯蒸汽進(jìn)入蒸汽冷凝冷卻器在此用冷水冷凝冷卻到25～ 30℃再經(jīng)粗苯分離器將水分出后即進(jìn)入粗苯貯槽并定期用產(chǎn)品泵送往精制車間或出售 進(jìn)入分縮器的油氣和水汽混合物在分縮器底部?jī)蓚€(gè)所形成的冷凝液實(shí)施油氣中的重餾分即重分縮油輕重分縮油分別進(jìn)分縮器在與分水分離后兌入富油中并一起送往脫苯塔 在三個(gè)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的損失 從脫苯塔底排出的貧油溫度比富油的預(yù)熱溫度約低 3～ 5℃ 130～ 140℃熱貧油子流入貧富有換熱器與富油換熱并被冷卻至 110～ 120℃后在回到脫苯塔底的熱貧油槽中在此用用熱貧油泵送到噴淋式貧油冷卻器冷卻至 25～ 30℃后在送往洗苯塔循環(huán)噴灑 由于洗油在循環(huán)使用的過程中質(zhì)量會(huì)變壞為保持循環(huán)洗油的質(zhì)量將循環(huán)油量的 1～ 15 有富油入塔前的管路或脫苯塔加料板以下的一塊塔板處引入洗油再生器洗油被 10～ 12kgfcm2的間接蒸汽加熱至 160～ 180℃并用過熱直接蒸汽直接蒸吹從再生器頂部蒸吹出來的溫度留在再生器底部的高沸點(diǎn)聚合物及油渣稱為殘?jiān)梢钥吭O(shè)備內(nèi)地蒸汽壓力間歇地或連續(xù)地排至殘?jiān)筒蹚脑偕髋懦龅臍堅(jiān)?300℃前的餾出量要求低于 40 若餾出量過高會(huì)大大增加洗油耗量 洗油再生器操作之好壞還對(duì)洗油耗量有較大的影響在洗苯塔后煤 氣中所夾帶的洗油較少分離良好的情況下如洗油再生器操作正常則生產(chǎn)每噸 180℃前的粗苯的焦油洗油約為 50kg石油洗油的耗量較高約為 50～ 100kg 故此設(shè)計(jì)采用焦油洗油 32 管式爐加熱富油脫苯 該工藝與蒸汽法脫笨工藝相同唯一的區(qū)別在于富油經(jīng)貧富油換熱器后不是用蒸汽加熱而是用管式爐加熱至 180～ 200℃后在進(jìn)入脫苯塔 圖 25 生產(chǎn)一種苯的工藝流程管式爐加熱富油脫苯 1脫水塔 2管式爐 3再生器 4脫苯塔 5脫苯塔油水分離器 6油氣換熱器 7冷凝冷卻器 8富油泵 9貧富有換熱器 10貧油泵 11貧油冷卻器 12粗苯分離器 13回流槽 14控制分離器 15 會(huì)流泵 16粗苯槽 17萘油槽 18殘油槽 19粗苯產(chǎn)品回收泵 20萘油泵 21殘油泵 管式爐加熱的富油脫苯工藝因富油的加熱溫度高同蒸汽法脫苯比較具有以下優(yōu)點(diǎn) 富油在管式爐內(nèi)加熱至 180℃左右脫苯程度高貧油中粗苯含量可降至 01 左右從而使粗苯的塔后損失減小粗苯的回收率可高達(dá) 95～ 97 蒸汽耗量低沒生產(chǎn)一頓 180℃前的粗苯好蒸汽約 1～ 105 噸且不受蒸汽壓力波動(dòng)的影響操作穩(wěn)定 酚水含量少蒸汽法脫苯每噸 180℃前粗苯要產(chǎn)生 3～ 4噸工業(yè)酚水而管式爐法只產(chǎn)生 105 噸 以下的酚水 設(shè)備費(fèi)用低蒸汽耗量顯著降低大大縮小羅冷凝冷卻和蒸餾設(shè)備的尺寸從而使設(shè)備費(fèi)用大為降低 因此本設(shè)計(jì)選用管式爐加熱法生產(chǎn)一種苯工藝 第四章 粗苯回收原理 41 洗油吸收苯族烴的基本原理 用洗油吸收煤氣中的粗苯烴是物理吸收過程服從亨利定律和道爾頓定律當(dāng)煤氣中苯族烴的分呀大于洗油液面上苯族烴的平衡蒸汽壓時(shí)煤氣中苯族烴即被洗油吸收二者差值越大則洗收過程進(jìn)行的越容易吸收速率也越快 目前吸收過程的機(jī)理仍建立在被吸收組分經(jīng)穩(wěn)定的界面薄膜擴(kuò)散傳遞的概念上即液相與氣相之間有相界面假定在相界面的兩側(cè)分別存著不呈湍流的薄 膜在氣相側(cè)的稱為氣膜在液相側(cè)的成為液膜擴(kuò)散過程的阻力及等于氣膜和液膜的阻力之和 吸收系數(shù) 大小取決于所采用的吸收劑的形式填料內(nèi)型與規(guī)格及吸收段過程進(jìn)行條件溫度氣相和液相流速等顯然這些因素吸收速率均勻影響 影響苯族烴吸收的因素 煤氣中毒苯族烴在洗苯塔內(nèi)被吸收的程度稱為吸收率吸收率的大小取決于以下因素煤氣和洗油中的苯族烴的含量煤氣流速及壓力洗油循環(huán)量及其分子量吸收溫度洗苯塔結(jié)構(gòu)對(duì)填料塔則為填料表面積及特性等分述如下 1 吸收溫度 吸收溫度是指洗苯塔內(nèi)氣液兩相接觸面積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(dòng)力的變化而影響吸收率的提高的吸收溫度可使吸收系數(shù)與一定增加但不顯著而吸收推動(dòng)力卻顯著減小 對(duì)于洗油吸收煤氣中毒苯族烴來說洗油分子量及煤氣總壓的破洞很小可視為常數(shù)而粗苯的蒸汽壓是隨溫度的變化而變化溫度升高粗苯的蒸汽壓力也升高當(dāng)煤氣中的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而當(dāng)提高溫度時(shí)洗油中與其呈平衡的粗苯含量則有較大的降低當(dāng)入塔貧油含量一定時(shí)洗油液面上苯族烴的蒸汽壓隨吸收溫度升高而增大吸收推動(dòng)力則隨之減小致使洗苯后煤氣中的苯族烴含量塔后損失增粗 苯的回收率降低 因此吸收溫度不宜過高但也并非越低越好在低于 15℃時(shí)洗苯油粘度將顯著增加使洗油輸送及其他內(nèi)均勻分布和自由流動(dòng)均發(fā)生困難當(dāng)洗油溫度低于 10℃時(shí)還可能從油中析出固體沉淀物因此適宜的吸收溫度約 25℃實(shí)際操作波動(dòng)于25～ 30℃之間 另外操作中洗油溫度應(yīng)略高于煤氣溫度以防止煤氣中毒水汽冷凝進(jìn)入洗油中一般規(guī)定洗油溫度在夏季比煤氣溫度高 2℃左右冬季搞 4℃左右 為了保證吸收溫度煤氣進(jìn)洗苯塔前應(yīng)在終冷期內(nèi)冷卻至 20～ 28℃循環(huán)油冷卻至小于 30℃ 2 洗油的分子量及循環(huán)量的影響 當(dāng)其他條件一定時(shí)洗油的分子量變小將使 洗油中粗苯含量變大及吸收得愈好同類油劑的吸收能力與其分子量成反比吸收劑與溶質(zhì)的分子量愈接近則吸收得愈完全在回收等量粗苯的情況下如洗油循環(huán)量也可以相應(yīng)地減少 但洗油的分子量不宜過小否則洗油中吸收過程中損失較大并且脫苯蒸餾時(shí)不易與粗苯分離 增加循環(huán)油量可降低洗油中粗苯的含量增加氣液間的吸收推動(dòng)力從而可以提高粗苯的回收推動(dòng)力提高回收率但循環(huán)洗油量不宜過大以免過多增大電蒸汽的耗量和冷卻水用量 在塔后煤氣含苯量一定的情況下隨著吸收溫度的升高則需要的循環(huán)洗油量隨之增加 3 貧油含苯量的影響 貧油含苯量是決定塔后煤氣汗苯族 烴量的主要因素之一當(dāng)其它條件一定時(shí)入塔貧油中的含苯量越高則塔后損失愈大按現(xiàn)行規(guī)定塔后煤氣中粗苯含量不大于 2gNm3 為是塔后損失不大于 2gNm3 設(shè)貧油中的粗苯含量為 22 為了維持一定的吸收推動(dòng)力 22 應(yīng)除以平衡偏移系數(shù) n 一般 n 11～ 115 則允許貧油含苯量為c1 2215 192 2 實(shí)際上由于貧油中粗苯的組成中苯和甲苯的含量少絕大部分分為二甲苯和溶劑油其蒸汽壓僅相當(dāng)于統(tǒng)一溫度下煤氣中汗苯族烴蒸汽壓的 20～30故實(shí)際貧油含苯量可達(dá)到 04～ 06此時(shí)仍能保證塔后煤氣含粗苯量子 2gNm3以下如何一步降低貧油中 的粗苯含量雖然有助于降低塔后損失但將增加脫苯蒸餾時(shí)代蒸汽耗量使粗苯產(chǎn)品的 180℃前餾出率減少并且是洗油含量增加 近年來國(guó)外一些焦化廠塔后煤氣含粗苯量控制在 4gNm3 左右甚至更好這一指標(biāo)對(duì)大型焦化廠的粗苯回收是經(jīng)濟(jì)合理的另外從一般粗苯粗苯和回爐煤氣中分離出來的苯族烴的性質(zhì)可以看出由回爐煤氣中得到的苯族烴硫含量比粗苯高35倍不飽和化合物的含量高 11倍由于這些物質(zhì)很容易聚合故會(huì)增加粗苯的回收和精致難度因此塔后煤氣含苯量控制高一些也合理 4 吸收表面積的影響 為使洗油充分吸收煤氣中毒苯族烴必須使氣液兩相之間有足夠的接 粗面積即吸收面積填料塔的吸收面積即為塔內(nèi)填料表面積調(diào)料表面積愈大則煤氣與洗油接觸時(shí)間愈長(zhǎng)回收過程進(jìn)行的愈完全適當(dāng)?shù)奈彰娣e即能保證一定的粗苯回收率又使設(shè)備費(fèi)和操作費(fèi)經(jīng)濟(jì)合理 5 煤氣壓力與流速的影響 當(dāng)增大煤氣誒壓力時(shí)擴(kuò)散系數(shù) Dg 將隨之減少因而是吸收系數(shù)