【正文】 含酚量。石油洗油的質(zhì)量指標(biāo)見表 21 石油洗油穩(wěn)定性好，脫萘能力強(qiáng)。同時，含有油渣的洗油與水能形成穩(wěn)定的乳濁液而影響生產(chǎn)。 ℃ % ℃ % 不大于 不大于 不小于 265 不小于 95 低于 20 不大于 無 吸附法： 煤氣通過具有微孔組織，接觸表面很大的活性炭或硅膠等固體吸附劑。被吸附的苯族烴可用直接水蒸汽進(jìn)行提取。此法要求煤氣凈化的程度較高，加之吸附劑價格昂貴，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。此法比吸附法所得粗苯質(zhì)量好。 綜上所述，由于石油洗油洗苯工藝存在很多問題尚未解決，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。其吸收機(jī)理是建立在雙膜理論基礎(chǔ)上。由于兩流體的主體充分揣動，濃度的均勻的，全部的濃度變化集中在兩個有效膜層內(nèi)，且吸收過程在界面處達(dá)平衡。 影響粗苯吸收的因素 在吸收過程中，如果吸收系數(shù)比較大，那么進(jìn)入液相的量也較大，也就是說吸收進(jìn)行的完全。 煤氣中的苯族烴在洗苯塔乃被回收的程度稱為回收率。 回收率的大小取決于下列因素：煤氣和洗油中苯族烴的含量；煤氣流速幾其壓力；洗油循環(huán)量及其分子量；吸收溫度；洗苯塔的構(gòu)造，對填料塔則為填料表面積及其特性等。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。當(dāng)煤氣中苯族烴的含量一定 時，溫度愈低，洗油中與其呈平衡的粗苯含量愈高；因而當(dāng)提高溫度時，洗油中與其呈平衡的粗苯含量愈低，因此溫度升高，吸收推動力隨之減小。適宜為 25℃左右，實際操作溫度波動于 20－ 30℃之間。但洗油的分子量也不宜過小，否則洗油在吸收過程中損失較大，并在脫苯蒸餾時不易與粗苯分離。但循環(huán)洗油量也不易過大 ，以免過多增加電、蒸汽耗量和冷卻用水量?，F(xiàn)行規(guī)定塔后煤氣中粗苯含量低于 2g/m179。 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間愈長，回收過程進(jìn)行得也愈完全。但隨煤氣壓力的增加，煤氣中苯族烴的分壓將成比例地增加，從而使吸收推動力迅速增加，吸收速率也將增大。所以加大煤氣速度可強(qiáng)化吸苯過程，但太大，會使洗苯塔阻力和霧沫夾帶量急劇增加。用一般蒸餾的方法可以把富油中的粗苯蒸出來 。 我國焦化廠均采用水蒸汽蒸餾法脫苯，或稱氣提法脫苯。 從脫苯塔頂部溢出的粗苯，洗油蒸汽和水蒸氣的油汽和水汽混合物進(jìn)入分縮器下面三格中與富油換熱，并在分縮器頂上的一格用冷水冷卻，從而之大 部分洗油汽和水汽冷凝下來，從分縮器頂部溢出的即是粗苯蒸汽。 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量槽進(jìn)入粗苯儲槽。輕、重分縮油分別進(jìn)入油水跟力氣，與水分離后與富油混合并送往脫苯塔。 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。為保持循環(huán)洗油量的 %由富油入塔的管路引入洗油再生器，在此，洗油被間接蒸汽加熱至 160180℃，并用過熱蒸汽直接蒸吹，從再生器頂部蒸吹出來的溫度為 135175℃ 的油氣和水汽的混合蒸汽進(jìn)入脫苯塔的底部。 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 第 17 頁 年產(chǎn)焦炭 80 萬噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設(shè)計 硫銨 煤氣 殘油渣 煤氣 煤氣 來自洗苯塔的富油先進(jìn)入分縮器，被從脫苯塔來的粗苯 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。熱貧油從脫苯塔底部經(jīng)貧富油換熱器自流入脫苯塔下部的熱貧油槽，溫度 120℃左右，然后用泵送到貧油冷卻器到 2530℃送回洗苯塔循環(huán)使用。從油水分離器出來的粗苯進(jìn)入粗苯儲槽。 為保證洗油質(zhì)量，從管式爐加熱后的富油管線引出 12%的富油進(jìn)再生器，于此用管式爐過熱至 400450℃的蒸汽進(jìn)行蒸吹。 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)。 脫苯原理及影響因素 脫苯原理（蒸汽法） 脫苯原理實際是精餾原理，由揮發(fā)度不同的組分組成的混合液在精餾塔內(nèi)進(jìn)行部分汽化和部分冷凝，使其分離成幾乎純態(tài)的過程。所以。 影響脫苯的因素 在塔底溫度下各組分在蒸汽壓： 提高富油預(yù)熱溫度，則 塔底貧油溫度也相應(yīng)提高。 脫苯塔內(nèi)操作壓力： 提高塔內(nèi)操作壓力時，各組分的蒸出率相應(yīng)減少。 脫苯塔的塔板層數(shù)： 增多加料板以下的塔板數(shù) n，可使各組分的蒸出率增大，特別是 對甲苯，二甲苯的蒸出率影響較大。反之則各組分的蒸出率減小。 洗苯塔 鍋爐蒸汽 終冷塔 遼寧科技學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 18 頁 年產(chǎn)焦炭 80 萬噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設(shè)計 貧油泵 富油 再生蒸汽 富油 貧油 富油 加溫 粗苯 貧油 貧油 貧油 粗苯工藝流程 七、油庫工段 : （一）工藝流程： 從冷凝鼓風(fēng)工段和粗苯蒸餾工段送來的焦油和粗苯分別進(jìn)入焦油貯槽和粗苯貯槽中，定期用焦油裝車泵和粗苯裝車泵送往各自高置槽，經(jīng)汽車裝料管自流分別裝入汽車槽車外運(yùn)。 （二）工藝選擇及特點(diǎn)： 本作業(yè)區(qū)焦油和輕苯的貯存時間為 30 天，其余產(chǎn)品和原料的貯存時間為20 天。本作業(yè)區(qū)采用火車運(yùn)輸方式。 八、脫水工段 : 凈化氣在管道輸送過程中由于溫 度下降或壓力的升高，凈化氣中的部分水汽將被冷凝下來，降低了管網(wǎng)的輸氣能力，增加了能耗容易腐蝕破壞管道。 吸收法：用液體或固體吸水劑吸收粗煤氣中的水分。固體吸水劑分為固 體氯化鋰和氯化鈣。 冷凝法：提高粗煤氣壓力或降低粗煤氣的溫度至比管道內(nèi)凈化氣露點(diǎn)低 5℃，使冷凝水預(yù)先排除。 因此 ，本設(shè)計選用直接水冷卻。 焦?fàn)t煤氣的組成表 指標(biāo)名稱 NH3 H2S HCN 萘 粗苯 焦油 指標(biāo) (g/Nm3) 35 初冷器型式的選擇： 初冷器是焦化廠煤氣冷卻的主要設(shè)備，主要有立管式間接初冷器和橫管式間接初冷器兩種。因此，近年來，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。 標(biāo)準(zhǔn) 狀態(tài)下煤氣處理量： 其中 W 為裝爐干煤量，噸 /小時； 為焦?fàn)t緊張操作系數(shù)； M9為煤氣發(fā)生量， Nm3/噸干煤，取 345Nm3/噸干煤。 360247。 60 345 =45576Nm3/h=橫管初冷器 F = 4600 米 3 鼓風(fēng)機(jī)選型： 焦化廠焦?fàn)t煤氣鼓風(fēng)機(jī)有離心式和容積式兩種。羅茨式鼓風(fēng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，體積小，且在轉(zhuǎn)速一定時，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。這Q=W 遼寧科技學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 20 頁 年產(chǎn)焦炭 80 萬噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設(shè)計 都是優(yōu)點(diǎn)。此外，羅茨式鼓風(fēng)機(jī)的噪聲較大。 由煤氣處理量查的可選用 D = 125022 行鼓風(fēng)機(jī)（ 3 臺）， JK21000 配用電動機(jī)（ 3 臺）， Q=1200 米 3/分， H=3500mmH2O， N=1000kW。焦油霧的清除對化產(chǎn)回收工段的設(shè)備及操作極為重要。 由上面可知 Q=45576Nm3/h，因此選用公稱直徑為 4500 的管式電捕焦油器 （ 2 臺） ，高度 12610 毫米，沉淀極規(guī)格為φ 258 毫米。根據(jù)本設(shè)計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。 洗苯塔 目前，我國焦化廠采用的洗苯塔主要有空噴塔，板式塔和填料塔，下面分別加以介紹。洗油從第二段起來采用循環(huán)噴灑。缺點(diǎn)：洗苯效率低，塔后煤氣含苯量高，洗油循環(huán)量大，動力消耗大。該塔容易實現(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。其缺點(diǎn)是塔板的效率受負(fù)荷變動的影響較大。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。但也存在著生產(chǎn)能力小，設(shè)備龐大、苯重，投資和操作費(fèi)用高及木材耗量大等缺點(diǎn)。 2） 鋼板網(wǎng)填料塔 該塔型在國內(nèi)已被采用。 3） 金屬螺旋填料塔 金屬螺旋填料塔采用鋼帶和鋼絲繞成，其比表面積大，重度小 由于形狀復(fù)雜，填料層的持液量大，因此吸收劑與煤氣接觸時間較長，又由于煤氣通過填料時攪動激烈，因而吸收效率較高。這種填料在蘇、美應(yīng)用較多。國家有關(guān)部門鑒于該填料具有以上優(yōu)點(diǎn)，已要求推廣使用高效花環(huán)填料洗苯塔。 （二）主要設(shè)備的計算和選型： ： 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 )； 硫銨工段來煤氣溫度飽和 /溫度： 56/50℃。 干煤量 G 煤＝ V 煤氣 247。 ＝ ,其中 ， Nm3/kg ，是干煤氣產(chǎn)率。 煤氣中 SH2 體積流量 V SH2 = G SH2 247。 = Nm3/h,其中，ρ SH2 ＝ , 是 SH2 的密度。 煤氣中粗苯體積流量 V 粗笨 ＝ G粗笨 / ρ 粗笨 ＝ /h ,其中 ，ρ 粗笨 ＝ ，是粗苯蒸氣密度。 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。 終冷塔塔后煤氣中水蒸氣質(zhì)量流量 塔后水蒸氣G = 塔后水蒸氣V 18/＝ 18/＝ 。并完成洗苯塔填料的計算和選型。 煤氣中的粗苯在洗苯塔內(nèi)的回收率： 121 ??? ?? 式中α 1，α 2— 洗苯塔入口煤氣和出口煤氣中粗苯的含量，α 1=36g/Nm3，α2=3。 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 45576 45156 入洗苯塔煤氣的實際流量： 煤氣平均流量 V 的計算： 對于實際條件 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。b ++ Px + P39。 P2出塔煤氣的絕對壓力， 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)入塔貧油實際含苯量： C1=x/n, %。 h，取 ㎡ /Nm3 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。 ＝ 127 ㎡ /Nm3，空隙率ε =89%則總填料體積： V＝ F/A39。 H： H=V/r? 2 =( )= ， 其中 r= ,是洗苯塔的半徑。按其結(jié)構(gòu)形式可分箱式爐、立式爐和圓筒爐。 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 )。 苯粗苯苯 ??? GG = =,其中β 甲苯 ＝ ，是粗苯中甲苯的含量。 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。 ?? = %=,其中 W 粗苯 ＝ % ，是貧油中粗苯的含量 。39。 GG 苯粗苯苯 ??? ＝ %＝ 39。39。39。 GG 二甲苯粗苯二甲苯 ??? ＝ %＝ 39。39。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。 萘貧油洗油 GGG ?? ＝