【正文】 2 0 . 6 2 8 0 . 0 6 6eg g geD dK 0 . 0 4 4 5 R e P r ( ) mdC? ? ? ? ?/s 可見，增加煤氣速度可提高氣膜吸收系數(shù)，從而提高吸收速率，強化吸收過程。 當增大煤氣壓力時，擴散系數(shù) gD 將隨之減少，因而時吸收系數(shù)有所降低。 根據(jù)生產(chǎn)實踐，當塔后煤氣含苯量要求達到 2g / 3m 時，對于木格填料洗苯塔，每小時 1 3m 煤氣所需的吸收面積一般為 ～ 2m ；對于鋼板網(wǎng)填料塔，則為 ～ 2m 。填料塔的吸收表面積即為塔內(nèi)填料表面積。由于這些物質(zhì)很容易聚合，會增加粗苯回收和精制操作的困難，故塔后煤氣含苯量控制高一些也是合理的。這一指標對大型焦化廠的粗苯回收是經(jīng)濟合理的。如進一步降低貧油中的粗苯含量，雖然有助于降低塔后損失，但將增加脫苯塔蒸餾時的水蒸氣耗量，使粗苯產(chǎn)品的 180℃ 前餾出率減少，并使洗油的耗量增加。入取 n=，則允許的貧油含苯量1 0 .2 2 % 0 .1 9 3 %1 .1 4C ??。如果塔后煤氣中苯族烴含量為 2 g / 3m ，設(shè)洗苯塔出口煤氣壓力p=， 洗油相對分子質(zhì)量 M=160， 25℃ 時粗苯的飽和蒸氣壓 0p =，將有關(guān)數(shù)據(jù)代入上式，即可求出與此相平衡的洗油中粗苯含量 1C ： 1 2 1 0 0 .0 02 .2 4 0 .2 21 6 0 1 3 .0 0C ?? ? ?? 計算結(jié)果表明，為使塔后損失不大于 2g / 3m ，貧油中的最大粗苯含量為 %。 實際的循環(huán)洗油量可下述方法計算 : 理論最小量計算確定： b m vmin 1p m qq ???? minq ——理論最小循環(huán)洗油量 kg/h 1p ——入塔煤氣壓力 kPa bp ——純苯的飽和蒸汽壓 kPa vq ——不包括苯族烴的 入塔煤氣體積 3m/h m ——洗油相對分子質(zhì)量 ? ——要求達到 的苯族烴的實際回收率 ?? ——無限大吸收面積時苯族烴的回收率 4 由上面的式子求的貧油量為 3m/h 貧油含苯 量是決 定塔后 煤氣含 苯族烴 量的主要 因素之 一。但循環(huán)洗油量也不宜過大，以免過多地增加電、蒸汽的耗量和冷卻水用量。 1C , 2C ——貧油和富油中粗苯的含量， %。 送往洗苯塔的循環(huán)洗油量可根據(jù)下式求得： 1221aaV L( C C )1000?? ? ? 式中 V——煤氣量， 3m /h 。在回收等量粗苯的情況下，如洗油的吸收能力強，使富油的含苯量高，則循環(huán)洗油量也可相應(yīng)減少。 由式0mapC Mp?? ?可見，當其他條件一定時，洗油的相對分子質(zhì)量減小將使洗油中粗苯含量增大，即吸收能力提高。一般規(guī)定洗油溫度在夏季比煤氣溫度高 2℃ 左右，冬季高 4℃ 左右。因此適宜的吸收溫度為 25℃左右，實際操作溫度波動于 20～ 30℃ 之間。在低于 15℃ 時，洗油的黏度將顯著增加，使洗油輸送及其在塔內(nèi)均勻分布和自由流動都發(fā)生困難。提高吸收溫度，可使吸收系數(shù)略有增加，但不顯著，而吸收推動力卻顯著減小。 族烴吸收的因素 吸收溫度系指洗苯塔內(nèi)氣液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。粗苯易燃，閃點為 12℃ 。 粗苯是黃色透明液體，比水輕，微溶于水。 180℃ 前餾出量愈多，粗苯質(zhì)量就愈好。在測定粗苯中各組分的含量 和計算產(chǎn)量時，通常將 180℃ 前的餾出量當作 100%來 2 計算，故以其 180℃ 前的餾出量作為鑒別粗苯質(zhì)量的指標之一。當硫酸銨工段從煤氣中回收吡啶堿類時，則粗苯中吡啶堿類質(zhì)量含量不超過 %。當用洗油回收煤氣中的苯族烴時，粗笨中尚含有少量的洗油輕質(zhì)餾分。 粗苯主要含有苯、甲苯、二甲苯、和三甲苯、等芳香烴。 因此，該設(shè)計對于化工生產(chǎn)來說也是一個很重要的課題。按富油加熱方式又分為預(yù)熱器加熱富油的脫苯法和管式爐加熱富油的脫苯法。 吸收了煤氣中苯族烴的洗油稱為富油。常壓吸收法的操作壓力稍高于大氣壓，是各國普遍 采用的方法。 洗油吸收法依據(jù)操作壓力分為加壓吸收法，常壓吸收法和負壓吸收法。 從焦爐煤氣中回收苯族烴采用的方法有洗油吸收法，活性炭吸收法和深冷凝結(jié)法。 1 1 總 論 概述 苯族烴是寶貴的化工原料，焦爐氣一般含苯族烴 25～ 40g/m3， 因此。經(jīng)過脫氨后的煤氣需進行苯族烴的回收并制取粗苯。其中洗油吸收法工藝簡單，經(jīng)濟可靠，因此得到廣泛應(yīng)用。加壓吸收法的操作壓力為 800～ 1200kPa,此法可強化吸收過程，適于煤氣遠距離輸送或作為合成氨廠的原料。負壓吸收法應(yīng)用于全負壓煤氣凈化系統(tǒng)。富油的脫苯按操作壓力分為常壓水蒸氣蒸餾法和減壓蒸餾法。各國多采用管式爐加熱富油的常壓水蒸氣蒸餾法。通過畢業(yè)設(shè)計可以使我們初步掌握該工藝的基本原理，重要的工藝過程及設(shè)備的構(gòu)造，使我們綜合運用所學專業(yè)課知識獨立解決實際問題的能力得到了提高，培養(yǎng)和提高我們的決策能力、計算能力，結(jié)構(gòu)設(shè)計與繪 圖能力。此外，還含有不飽和化合物、硫化物、飽和烴、酚類和吡啶堿類。 此外，粗苯中酚類的質(zhì)量含量通常為 %～ %，吡啶堿類的質(zhì)量含量一般不超過 %。 粗苯的各主要組分均在 180℃ 前餾出， 180℃ 后的流出物稱為溶劑油。粗苯在 180℃ 前的餾出量取決于粗苯工段的工藝流程和操作制度。一般要求粗苯的 180℃ 前餾出量為 93%～ 95%。在貯存時，由于低沸點不飽和化合物的氧化和聚合所形成的樹脂狀物質(zhì)能溶解于粗苯中，使其著色變暗。粗苯蒸氣在空氣中的體積濃度為 %～ %時，能形成爆炸性混合物。 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。 總的來說，吸收溫度不宜過高，但液不宜過低。當洗油溫度低于 10℃ 時，還可以從油中析出固體沉淀物。 操作中洗油溫度應(yīng)略高于煤氣溫度，以防止煤氣中的水汽冷凝而進入洗油中。 為保證適宜的吸收溫度，自硫酸銨工序來的煤氣進洗苯塔前，應(yīng)在最終冷卻器內(nèi)冷卻至 18～ 28℃ ，貧油應(yīng)冷卻至低于 30℃ 。同類液體吸收劑的吸收能力與其相對分子質(zhì)量成反比，吸收劑與溶質(zhì)的相對分子質(zhì)量愈接近， 則愈易相互溶解， 3 吸收得愈完全。 但洗油的相對分子質(zhì)量也不宜過小，否則洗油在吸收過程中揮發(fā)損失較大，并在脫苯蒸餾時不易與粗苯分離。 1a , 2a ——洗苯塔進、出口煤氣中苯族烴含量， g / 3m ； L——洗油量， kg /h 。 由上式可見，增加循環(huán)洗油量，可降低洗油中粗苯的含量，增加吸收推動力，從而可提高粗苯回收率。 在塔后煤氣含苯量一定的情況下，隨著吸收溫度的升高，所需要的循環(huán)洗油量也隨之增加。由式0mapC Mp?? ?可見，當其他條件一定時，入塔貧油中粗苯含量愈高，則塔后損失愈大。 為了維持一定的吸收推動力， 1C 值應(yīng)除以平衡偏移系數(shù) n， 一般n=～ 。實際上，由于貧油中粗苯的組成里，苯和甲苯含量少，絕大部分為二甲苯和溶劑油，其蒸氣壓僅相當于同一溫度下煤氣中所含苯族烴蒸氣壓的 20%～ 30%，故實際貧油含粗苯量可允許達到 %～ %，此時仍 能保證塔后煤氣含苯族烴在 g / 3m 以下。 近年來，國外有些焦化廠，塔后煤氣含苯量控制在 4g / 3m 左右，甚至更高。另外一般粗苯 和從回爐煤氣中分離出的苯族烴的性質(zhì)可以看出，由回爐煤氣中得到的苯族烴，硫含量比一般粗苯高 倍，不飽和化合物含量高 倍。 為了洗油充分吸收煤氣中的苯族烴，必須使氣液兩相之間有足夠的接觸 5 表面積（即吸收面積）。填料表面積愈大，則煤氣與洗油接觸的時間愈長，回收過程進行得也愈完全。當減少吸收面積時，粗苯的回收率將顯著降低 。但隨著壓力的增加，煤氣中的苯族烴分壓將成比例地增加，使吸收推動力顯著增加，因而吸收速率也將增大。但煤氣速度也不宜過大，以免使洗苯塔阻力和霧膜夾帶量過大?；厥章?? 和上述諸因素之間的關(guān)系，可用下列 無因次式表示： mbmbb n (e 1)1 b e 1? ???? ?? 式中 ?——回收率； m——指數(shù)， KFm V? ； P——煤氣的平均壓力， kPa。 為滿足從煤氣中回收和制取粗苯的要求，洗油應(yīng)具有如下性能： （ 1）常溫下對苯族烴有良好的吸收能力，在加熱時 又能使苯族烴很好地分離出來； （ 2）具有化學穩(wěn)定，即在長期使用中其吸收能力基本穩(wěn)定； （ 3）在吸收操作溫度下不應(yīng)析出固體沉淀物； （ 4）易與水分離，且不生成乳化物； （ 5）有較好的流動性，易于用泵送并能在填料上均勻分布。 焦油洗油是高溫煤焦油中 230～ 300℃ 的鎦分，容易得到，為大多數(shù)焦化廠所采用。萘因熔點較高，在常溫下易析出固體結(jié)晶，因此，應(yīng)控制其含量。因此，在洗油總存在一定數(shù)量的萘，有助于降低從洗油中析出沉淀物的溫度。所以，在采用洗油脫萘工藝時，應(yīng)防止甲基萘成分隨之切出。另外，酚的存在還易使洗油變稠。 石油洗油系指輕柴油，為石油精餾時，在餾出汽油和煤油后所切取的餾分。 7 石油洗油脫萘能力強，一般在洗苯塔后，可將煤氣中萘脫至 。 石油洗油在循環(huán)使用過程中會形成不溶性物質(zhì) ——油渣，并堵塞換熱設(shè)備，因而破壞正常的加熱制度。故在洗苯流程中增設(shè)沉淀槽，控制含渣量不大于 20g / 3m 。這是因為洗油在洗苯塔中吸收苯族烴的同時還吸收了一些不飽和化合物，如環(huán)戊二烯、古馬隆、茚和丁二烯等，