焦化廠年產(chǎn)5萬噸粗苯回收工藝設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2025-08-10 04:34本頁面
【正文】 Pg= 用洗油吸收苯族烴所得的稀溶液可視為理想溶液，其液面上粗苯的平衡蒸汽壓可按拉烏爾定律確定： 式中，——在回收溫度下苯族烴的飽和蒸汽壓，kPa； ——洗油中粗苯的摩爾分?jǐn)?shù)。則有 當(dāng)煤氣中苯族烴的分壓Pg大于洗油液面上苯族烴的平衡蒸汽壓時(shí)，煤氣中的苯族烴即被洗油吸收。 洗油吸收苯族烴過程的極限為氣液兩相達(dá)成平衡，此時(shí)Pg=，即 由于洗油中粗苯的濃度很小，則有 因此在平衡狀態(tài)下a與C之間的關(guān)系為 或 煤氣中的苯族烴在洗苯塔內(nèi)被吸收的程度稱為回收率。 回收率的大小取決于下列因素：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。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。在低于150C時(shí)，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。因此適宜的吸收溫度為250C左右，實(shí)際操作溫度波動于20～300C之間。一般規(guī)定洗油溫度在夏季比煤氣溫度高20C左右，冬季高40C左右。由式可見，當(dāng)其他條件一定時(shí)，洗油的相對分子質(zhì)量減小將使洗油中粗苯含量C增大，即吸收能力提高。在回收等量粗苯的情況下，如洗油的吸收能力強(qiáng)，使富油的含苯量高，則循環(huán)洗油量也可相應(yīng)減少。送往洗苯塔的循環(huán)洗油量可根據(jù)下式求得： 式中， V——煤氣量，/。 ,——貧油和富油中粗苯的含量，%。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。實(shí)際的循環(huán)洗油量可按理論最小量計(jì)算確定。/h ——洗油相對分子質(zhì)量；——要求達(dá)到的苯族烴的實(shí)際回收率；——當(dāng)吸收面積為無限大時(shí)苯族烴的回收率。貧油含苯量是決定塔后煤氣含苯族烴量的主要因素之一。如果塔后煤氣中苯族烴含量為2/，設(shè)洗苯塔出口煤氣壓力p=,洗油相對分子質(zhì)量M=160,250C時(shí)粗苯的飽和蒸氣壓=，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： %計(jì)算結(jié)果表明，為使塔后損失不大于2/，%.為了維持一定的吸收推動力，值應(yīng)除以平衡偏移系數(shù)n,一般n=～。實(shí)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(dāng)于同一溫度下煤氣中所含苯族烴蒸氣壓的20%～30%，%～%，此時(shí)仍能保證塔后煤氣含苯族烴在2/以下。近年來，國外有些焦化廠，塔后煤氣含苯量控制在4/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 。 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(shí)間愈長，回收過程進(jìn)行得也愈完全。當(dāng)減少吸收面積時(shí)，粗苯的回收率將顯著降低。焦化廠用于洗苯的主要有焦油洗油和石油洗油。其質(zhì)量指標(biāo)如下： 表3 焦油洗油質(zhì)量指標(biāo)`指 標(biāo) 指 標(biāo) 名 稱指 標(biāo)密度（20℃）/(g/mL)流程230℃前餾出量/%(體積)300℃前餾出量/%(體積)酚含量/%(質(zhì)量)～≤3≥90≤萘含量/%(質(zhì)量)黏度/E25水分/%(質(zhì)量)15℃結(jié)晶物≤132≤1無 要求洗油的萘質(zhì)量含量小于13%，苊質(zhì)量含量不大于5%，以保證在10～15℃時(shí)無固態(tài)沉淀物。但萘與苊、芴、氧芴及洗油中其他高沸點(diǎn)組分混合時(shí)，能生成熔點(diǎn)低于有關(guān)各組分的共熔點(diǎn)混合物，因此在洗油中存在一定數(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(shí)，應(yīng)防止甲基萘成分隨之切出。因此應(yīng)嚴(yán)格控制洗油中的含酚量。前者是利用列管式換熱器用蒸汽間接加熱富油，使其溫度達(dá)到135～1450C后進(jìn)入脫苯塔；后者是利用管式爐用煤氣間接加熱富油，使其溫度達(dá)到180～1900C后進(jìn)入脫苯塔。因此，目前廣泛采用管式爐加熱富油的脫苯工藝。脫苯塔頂逸出的90～930C的粗苯蒸氣與富油換熱后降溫到730C左右進(jìn)入冷凝冷卻器，冷凝液進(jìn)入油水分離器，分離出水后的粗苯流入回流槽，部分粗苯送至塔頂作為回流，其余作為產(chǎn)品采出，脫苯塔底部排除的熱經(jīng)貧油換熱器換熱進(jìn)入熱貧油槽，再用泵送貧油冷卻器冷卻至25～300C后去吸苯工序循環(huán)利用，脫水塔頂逸出的含有萘和洗油的蒸氣進(jìn)入脫苯塔精餾段下部，在脫苯塔精餾段切取奈油，以脫苯塔上部斷塔板引出液體至油水分離器分出水后返回塔內(nèi)、脫苯塔用的直接蒸氣是經(jīng)管式爐加熱至400～4500C后經(jīng)由再生器進(jìn)入的，以保持再生器頂部溫度高于脫苯塔底部溫度。第三章 物料衡算及熱量衡算一、處理能力 粗苯產(chǎn)量6944Kg/h,其組成質(zhì)量含量：苯60%，甲苯20%，二甲苯（含乙基苯）4%，溶劑油16%。設(shè)定依據(jù)： 粗苯中各組分的平均含量（質(zhì)量含量1%） 苯：55～80 甲苯11～22 ～6一般要求粗苯的1800C前餾出量為93%～95%，溶劑油一般為5%～7%。水的汽化率為90%，在此條件下計(jì)算脫水后各組分留在液相中的分率i查圖1250C各組分的飽和蒸汽壓如下：（KPa） 表5. 各組分的飽和蒸汽壓（1250C）苯（B）甲苯（T）二甲苯(X)溶劑油(S)奈(N)洗油（m）Pi0(kPa)以分別代表苯，甲苯，二甲苯，溶劑油，萘，洗油和水留在液相中的質(zhì)量含量（%）先設(shè)B=,代入公式計(jì)算余下各組分i值： =0由式驗(yàn)算，其中 如果計(jì)算的值與假定的相接近，則證明假設(shè)的合適，以上各式計(jì)算的結(jié)果成立。在脫苯塔出口各組分的蒸發(fā)量如下：三、熱量衡算 在進(jìn)行一般工藝計(jì)算時(shí)，可采用已知的熱強(qiáng)度數(shù)據(jù)按下式確定所需的加熱面積。所以Q2= q1+q2=出管式爐粗苯蒸氣和油氣帶出的熱量Q3 洗油蒸氣（包括萘蒸氣）q1=(20+1048) = 粗苯蒸氣 q2=(997+211+) =水蒸氣 q3= =式中 ，KJ/kg。所以Q3= q1+q2+q3=則Qm= Q2+Q3Q1=80108284kJ/h入管式爐對流段低壓蒸氣帶入熱量Q4蒸餾用直接蒸氣消耗量G= 6944=10416kg/h所以Q4= 10416=式中 （表）飽和蒸氣質(zhì)量焓，kJ/k
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