年产150万吨焦化厂粗苯工段设计论文.doc

年产150万吨焦化厂粗苯工段设计论文 目录目录I摘要IIIAbstractIV第一章 总论111炼焦煤气中回收苯族烃的意义112粗苯的性质113影响粗苯回收率的因素214设计任务书3141 设计题目3142 计算条件4143 设计条件4144 设计要求415粗苯回收原理6151洗油吸收苯族烃的基本原理6152影响苯族烃吸收的因素6153脱苯原理8第二章 工艺论证及确定1021煤气的终冷及除萘的方法及工艺选择10211煤气终冷和除萘工艺10213油洗萘和煤气终冷工艺12214横管终冷洗萘工艺1322洗苯工艺14221用焦油洗油回收粗苯1523粗苯脱苯方法及工艺选择17231蒸汽加热法生产一种苯工艺17232 管式炉加热富油脱苯1924 粗苯工段工艺的详述20241 工艺流程详述20242 操作规程及技术指标22第三章 主要设备的工艺计算和选型2631终冷洗苯部分的工艺计算及设备选型26311计算依据26312计算过程26313横管终冷洗萘塔的计算2832 洗苯塔的计算3433蒸馏脱苯部分设备计算和选型38331计算依据38332管式炉39334脱苯塔计算47335分缩器的计算5134贫富油换热器的计算和选型52341基础数据52342热量衡算52343换热器面积的确定5435贫油冷却器的计算5436冷凝冷却器的计算5537 管道计算56371煤气管径计算56372贫油管路计算56373富油管路计算56374蒸汽管径的计算5738 贫油泵的计算和选型57381泵的压头计算57382泵的轴功率5839粗苯工段岗位定员及操作规程59391操作岗位的确定及定员59392岗位操作规程60第四章 非工艺部分6341自动化仪表的要求6342防火防爆和采暖通风65421防火防爆6543 供汽和给排水66431供汽6644 检化验项目6745电力 土建67第五章 经济概算6951编制说明6952经济概算69第六章 设备及管道材料汇总7561设备一览表75阅读的主要参考文献及资料名称77致谢78附录79年产150万吨焦化厂粗苯工段设计 摘要近年来由于石油和天然气的化学加工和合成技术的发展炼焦化学产品受到竞争由于经济效益下降有些国家的焦化厂减少停止了焦化产品的回收例如将焦炉煤气中的苯族烃类留在焦炉煤气内当作燃料但随着能源危机的发展世界各国多已重视回收炼焦化学产品以从中取得化学工业的原料同时为了进行经济上的竞争和加强环境保护在改进生产工艺Abstract In recent years as oil and gas chemical processing and synthesis technology chemical products coke by the competition As economic decline reduced coking plant in some countries to stop the recycling of coking products For example benzene coke oven gas in the hydrocarbon family to remain in the coke oven gas as fuel But with the development of the energy crisis many countries in the world has great importance to the chemical recovery coke made from the chemical industry raw materials Meanwhile in order to enhance economic competitiveness and environmental protection in improving the production process production of high quality and variety of coking products and reduce production costs and reduce investment baking unit has made great progress In the seventies France West Germany the Soviet Union and other countries are producing a variety of coking products of countries including production of most varieties of more than 500 China is also from the coke oven gas coal tar and crude benzene in the distil the hundreds of products The future development of the process with the four modernizations we have abundant coal resources in the material based on the comprehensive utilization of coal to achieve a reasonable and cost-effective expanding product variety in order to contribute to the building of socialism in China To sum up the above we can see that the recovery of crude benzol significant but the recovery is more than its problems according to this design gives the following possible problems and ideas to address key issues 1 gas final cooling the key issues to be resolved how to reduce the gas temperature the recovery of benzene group hydrocarbons suitable temperature for about 25 idea is to race in the recovery of benzene hydrocarbon gas to be cooled before 2 The absorption of gas in the benzene group hydrocarbons benzene washing process need to address the key question is how to absorb the gas in the benzene group hydrocarbons idea is to choose the appropriate material to absorb the gas in the benzene group hydrocarbons or reasonable absorption method 3 off from the benzene-rich oil from benzene process need to address the key question is how to come off benzene idea is to choose the right principles to the benzene-rich oil in the steam 朗读Keywords Benzene hydrocarbons family Coking Recycling Oil-rich From benzen显示对应的拉丁字符的拼音字典11炼焦煤气中回收苯族烃的意义炼焦化学工业是煤炭综合利用的专业煤在炼焦时除了有75左右变成 焦炭外还有25左右生成各种化学品及煤气为了便于说明将煤炭炼焦时的产品如下单位 由此看来从荒煤气中粗苯的含量来看回收粗苯是十分必要的焦炉煤气经脱苯出氨后进入粗苯工段语词进行苯族烃回收并制取粗苯目前我国焦化工业生产的苯类产品仍占很重要的地位12粗苯的性质粗苯是多种芳烃族和和其它多种碳氢化合物组成的复杂混合物粗苯的主要成分是苯二甲苯甲苯及三甲苯等此外还含有一些不饱和化合物硫化物及少量的酚类和吡啶碱类在用洗油回收煤气中的苯族烃时则尚有少量轻质馏分掺杂在其中粗苯是谈黄色的透明液体比水轻不溶于水在贮存时由于轻质不饱和化合物的氧化和聚合所形成的树脂状物质能溶于粗苯使其着色并很快地变暗在常温下粗苯的比重是082092kgL粗苯是易燃易爆物质闪点12粗苯蒸汽在空中的浓度达到1475体积范围内时及形成爆炸性的混合物粗苯质量的好坏以实验室蒸馏时180前蒸馏出量的百分数来确定粗苯的沸点范围是75200若180前溜出量越多粗苯质量越好若在180后的溜出物则为溶剂油粗苯易燃易爆要求工段必须严禁烟火并对电动机加以防爆粗苯的组成取决于炼焦配煤的组成及炼焦产物在炭化室内热解程度 表11 粗苯各组分的平均含量组 分分 子 式含 量备 注苯5575甲苯1122二甲苯256同分异构体及乙基苯三甲苯和乙基甲苯12同分异构体总和不饱和化合物其中712环戊二烯0610苯乙烯0510苯并呋喃1020包括同系物茚1525硫化物其中0318按硫计二硫化碳0314噻吩0216饱合物0615为了满足从煤气中回收和制取粗苯的要求洗油为了满足从煤气中回收和制取粗苯的要求洗油应具有如下性能1 常温下对苯族烃有良好的吸收能力在加热时又能使粗苯很好的分离出来2 有足够的化学稳定性即在长期使用中其吸收能力基本稳定3 在吸收操作温度下不应析出固体沉淀物4 易与水分离且不生成乳化物5 有较好的流动性易于用泵抽送并能在填料上均匀分布13影响粗苯回收率的因素随着炼焦工艺的发展化学产品的产率取决于炼焦过程的技术操作条件影响粗苯的回收率的因素主要有三点一配煤性质和组成的影响焦油的产率取决于配煤的挥发分高低和煤的变质程度在一定范围内苯族烃的产率随着煤料中的碳氢比CH及挥发分的增加而增加当配煤的挥发分V 2030时可由下式求得产率Y -16014V-00016V2二温度对焦炉化学产品的影响焦炉化学产品的组成会受到焦炉操作温度压力和挥发物在反映空间停留时间的影响也受到焦炉内生成的石墨焦炭或焦炭灰分中某些成分的催化剂作用的影响而最主要的影响因素是炉墙温度和炭化室空间温度增高炉墙温度将使焦油中苯族烃含量减少而高温产物萘葱沥青和游离碳的含量增加比重变大酚类及中性油类含量降低炭化室顶部空间温度在整个炼焦过程中是有变化的但其值不宜超过800炭化室顶部空间温度过高则由于热解作用焦油和粗苯的产率均将降低高温化合水的产率增加氨脂高温下由于进行逆反反应而部分分解并和此热的焦炭作用生成氰化氢氨氮产率也降低三焦炉内操作压力大影响炭化室内压力的升高或降低都会造成化学产品的部分损失故规定焦气管必须报一定的压力在实际生产中粗苯工段的主要任务是完成煤气的终冷除萘吸收苯族烃以及粗苯的脱出三项任务14设计任务书141 设计题目150万ta焦化厂粗苯工段的工艺设计内容和要求1主要内容包括总论工艺部分和非工艺等三部分2工艺部分包括物料衡算热量衡算和设备计算3主要要求包括设计说明书不少于15000字带控制点的流程图一张主要设备装配图一张4按260孔TJL5550D焦炉配套规模进行计算TJL5550D型焦炉由化工部第二设计院设计系双联火道废气循环下喷复热式侧装捣固煤饼焦炉焦炉主要结构尺寸炭化室全长15980mm炭化室全高5500mm炭化室平均宽500mm炭化室中心距1350mm炭化室锥度10 立火道中心距480立火道个数32个 燃烧室墙厚100煤饼尺寸 长宽高 15100149004505200煤饼密度 干煤 09510tm3炭化室一次装入干煤量351t焦炉周转时间225h142 计算条件苯回收率 090硫铵工段来煤气温度饱和温度 5853终冷温度22143 设计条件本设计在设计过程中参考了柏果天能焦化厂的粗苯工段工艺柏果的气象条件如下本地区属海洋性气候具有大陆性气候的特点常年主导风向为东风东北风最大风速 234ms最大平均风速 193ms年平均气温 14海拔高度 43m冬季采暖 -6冬季通风 -1夏季通风 31大气压力 冬季767mmHg 夏季751mmHg最高地下水位 125175m地下水质对硅酸盐水泥混凝土无侵蚀作用144 设计要求本工段用焦油洗油吸收粗苯富油经脱苯塔蒸馏得到粗苯粗苯产品的质量指标 表12 粗苯的质量指标YB291-64名 称指 标加工用粗苯溶剂用粗苯外观黄色透明液体黄色透明液体比重d20408710900不大于0900馏程75前馏出量容 不大于3180前馏出量容不小于93不小于91水分室温1825下目测无可见的溶解水 表13 焦油洗油质量指标YB297-64名 称指 标比重d204104107馏程230前馏出量容不大于3300前馏出量容不大于90酚含量容05奈含量容不大于13粘度E25不大于2水分不大于1015结晶物无综上合述本设计为毕业设计是集四年学习专业知识理论和实际中运用在生产过程中的的体现目的在于通过这次设计学会综合运用所学的各种知识和技能是一次比较全面的分析和解决工程问题的能力训练是我们初步了解有关技术政策学会查阅和综合运用各种文献资料掌握使用有关工程技术的规定和准则以及设计的方案的论证和确定设计的计算能力绘图和撰写说明书的能力于此同时培养自己一个严肃的工作态度和掌握严密的工艺流程为今后打下良好的工作基础15粗苯回收原理151洗油吸收苯族烃的基本原理用洗油吸收煤气中的粗苯烃是物理吸收过程服从亨利定律和道尔顿定律当煤气中苯族烃的分呀大于洗油液面上苯族烃的平衡蒸汽压时煤气中苯族烃即被洗油吸收二者差值越大则洗收过程进行的越容易吸收速率也越快目前吸收过程的机理仍建立在被吸收组分经稳定的界面薄膜扩散传递的概念上即液相与气相之间有相界面假定在相界面的两侧分别存着不呈湍流的薄膜在气相侧的称为气膜在液相侧的成为液膜扩散过程的阻力及等于气膜和液膜的阻力之和吸收系数 大小取决于所采用的吸收剂的形式填料内型与规格及吸收段过程进行条件温度气相和液相流速等显然这些因素吸收速率均匀影响152影响苯族烃吸收的因素煤气中毒苯族烃在洗苯塔内被吸收的程度称为吸收率吸收率的大小取决于以下因素煤气和洗油中的苯族烃的含量煤气流速及压力洗油循环量及其分子量吸收温度洗苯塔结构对填料塔则为填料表面积及特性等分述如下 1 吸收温度吸收温度是指洗苯塔内气液两相接触面积的平均温度它取决于煤气和洗油的温度也受大气温度的影响吸收温度是通过吸收系数和吸收推动力的变化而影响吸收率的提高的吸收温度可使吸收系数与一定增加但不显著而吸收推动力却显著减小对于洗油吸收煤气中毒苯族烃来说洗油分子量及煤气总压的破洞很小可视为常数而粗苯的蒸汽压是随温度的变化而变化温度升高粗苯的蒸汽压力也升高当煤气中的苯族烃的含量一定时温度愈低洗油中与其呈平衡的粗苯含量愈高而当提高温度时洗油中与其呈平衡的粗苯含量则有较大的降低当入塔贫油含量一定时洗油液面上苯族烃的蒸汽压随吸收温度升高而增大吸收推动力则随之减小致使洗苯后煤气中的苯族烃含量塔后损失增粗苯的回收率降低因此吸收温度不宜过高但也并非越低越好在低于15时洗苯油粘度将显著增加使洗油输送及其他内均匀分布和自由流动均发生困难当洗油温度低于10时还可能从油中析出固体沉淀物因此适宜的吸收温度约25实际操作波动于2530之间另外操作中洗油温度应略高于煤气温度以防止煤气中毒水汽冷凝进入洗油中一般规定洗油温度在夏季比煤气温度高2左右冬季搞4左右为了保证吸收温度煤气进洗苯塔前应在终冷期内冷却至2028循环油冷却至小于30 2 洗油的分子量及循环量的影响当其他条件一定时洗油的分子量变小将使洗油中粗苯含量变大及吸收得愈好同类油剂的吸收能力与其分子量成反比吸收剂与溶质的分子量愈接近则吸收得愈完全在回收等量粗苯的情况下如洗油循环量也可以相应地减少但洗油的分子量不宜过小否则洗油中吸收过程中损失较大并且脱苯蒸馏时不易与粗苯分离增加循环油量可降低洗油中粗苯的含量增加气液间的吸收推动力从而可以提高粗苯的回收推动力提高回收率但循环洗油量不宜过大以免过多增大电蒸汽的耗量和冷却水用量在塔后煤气含苯量一定的情况下随着吸收温度的升高则需要的循环洗油量随之增加 3 贫油含苯量的影响贫油含苯量是决定塔后煤气汗苯族烃量的主要因素之一当其它条件一定时入塔贫油中的含苯量越高则塔后损失愈大按现行规定塔后煤气中粗苯含量不大于2gNm3为是塔后损失不大于2gNm3设贫油中的粗苯含量为22为了维持一定的吸收推动力22应除以平衡偏移系数n一般n 1112若取n 115则允许贫油含苯量为c1 2215 192 2实际上由于贫油中粗苯的组成中苯和甲苯的含量少绝大部分分为二甲苯和溶剂油其蒸汽压仅相当于统一温度下煤气中汗苯族烃蒸汽压的2030故实际贫油含苯量可达到0406此时仍能保证塔后煤气含粗苯量子2gNm3以下如何一步降低贫油中的粗苯含量虽然有助于降低塔后损失但将增加脱苯蒸馏时代蒸汽耗量使粗苯产品的180前馏出率减少并且是洗油含量增加近年来国外一些焦化厂塔后煤气含粗苯量控制在4gNm3左右甚至更好这一指标对大型焦化厂的粗苯回收是经济合理的另外从一般粗苯粗苯和回炉煤气中分离出来的苯族烃的性质可以看出由回炉煤气中得到的苯族烃硫含量比粗苯高35倍不饱和化合物的含量高11倍由于这些物质很容易聚合故会增加粗苯的回收和精致难度因此塔后煤气含苯量控制高一些也合理 4 吸收表面积的影响为使洗油充分吸收煤气中毒苯族烃必须使气液两相之间有足够的接粗面积即吸收面积填料塔的吸收面积即为塔内填料表面积调料表面积愈大则煤气与洗油接触时间愈长回收过程进行的愈完全适当的吸收面积即能保证一定的粗苯回收率又使设备费和操作费经济合理 5 煤气压力与流速的影响当增大煤气诶压力时扩散系数Dg将随之减少因而是吸收系数与所降低但随着压力的增加煤气中的苯族烃分压将成比例地增加使吸收推动力显著增加因而吸收速率也将增加煤气速度的增大也可提高吸收系数并且可以提高气液相接触的涡流程度和提高洗苯塔的生产能力所以加大煤气速度可以强化吸收过程但煤气速度太大时容易使洗苯塔阻力和雾沫夹带量急剧增加153脱苯原理脱苯原理实际上是精馏原理由挥发度不同的组分的混合液中精馏塔内多次地进行部分气化和部分冷凝使其分离几乎纯态的组分的过程在精馏过程中当加热互不相容的液体混合物时如果塔内的总压力等于个混合组分的饱和蒸汽分压之和时液体开始沸腾但从富油中蒸出粗苯达到过苯蒸出粗苯达到脱苯原理时必将富油加热到250300这实际上是不可行的为了降低蒸馏温度采用水蒸气法蒸馏这样在脱苯过程中通入大量的直接水蒸气当塔内总压力的为一定值时若气相中水蒸气所占的分压愈高则粗苯和洗油的蒸汽分压就愈低这样就可以在较低的温度下远低于250300将粗苯完全地从洗油中蒸馏出来由此可见脱苯操作时直接蒸汽用量对蒸馏过程有着重要影响下面就脱苯蒸馏中的蒸汽耗量进行几点讨论放贫油含苯量一定时直接蒸汽的耗量是随着洗油预热温度的升 高而减少一般在富油预热温度从140提高到180时直接蒸汽 耗量可降低一半以上提高直接蒸汽的过热温度可降低其耗用量当富油中粗苯含量较高时在一定的预热温度下由于粗苯的蒸汽 分压较高对于蒸出每吨180之前的粗苯可以减少直接蒸汽耗用量在其他田间一定时蒸汽的耗用量是随塔内总压倒提高而增加的否则若要达到所需求的脱苯程度时塔内温度必然要搞 154影响脱苯的因素脱苯塔内地脱出率取决于一下因素 1 在塔底油温下各组分的蒸汽压若富油的如热温度高塔底贫油温度相应也高贫油中各组分的蒸汽压变大故馏出率也增加但因本的挥发度较大在较低温度下几乎全部蒸出所以富油预热温度对苯的馏出率影响很小而对其它组分的影响则很大如甲苯的回收率随着预热温度的提高而相应提高 2 塔内操作压力提高塔内的操作压力时各组分的馏出率会相应减小但同样对苯的影响小 3 加料板一下的塔盘显然当增加加料板一下的塔盘层数时各族分到馏出率相应增加尤其是对甲苯和二甲苯等影响较大 4 直接蒸汽量蒸汽耗量增加增大了蒸汽分压相应增加各组分的馏出率但蒸汽耗量过分增加一是给油水分离带来负担二是冷却水量增加三是蒸汽耗量大了不经济因此直接蒸汽的多少应以及能保证脱苯顺利进行又保证经济合理为标准第二章 工艺论证及确定21煤气的终冷及除萘的方法及工艺选择在生产硫氨的回收工艺中出饱和器进入粗苯工段的煤气温度通常为55左右而回收苯族烃的适宜温度为25左右因此在回收苯族烃之前煤气要进行冷却在焦炉气冷却和部分水蒸汽冷凝的同时尚有萘从煤气析出因此煤气的最终冷却的同时应考虑到如何除萘目前我国焦化厂目前所采用的煤气终冷及除萘的工艺流程主要有三种即煤气终冷机械化除萘工艺煤气终冷和焦油洗萘工艺油洗萘和煤气终冷工艺和横管终冷喷洒轻质焦油的新终冷除萘工艺211煤气终冷和除萘工艺 图21 煤气终冷和机械化除萘工艺流程1-煤气终冷塔 2-机械化刮萘槽 3-萘扬液槽 4-终冷循环水5-凉水架 6-循环水冷却器来自硫铵工段的煤气进入终冷塔内与隔板眼淋下的冷却水密切接触从55左右冷却到25左右在煤气冷却的同时煤气中一部分水蒸汽被冷凝大部分萘析出并被水冲洗下来煤气含萘量从20003000mgNm3降至800mgNm3左右冷却后的煤气进入洗苯塔含萘的冷却水由塔底经水封管自流到机械化刮萘槽水和萘在槽中分离后水自流到冷水架被冷却至3032再用泵送经冷却器用低温水将其冷却到25后回终冷塔循环使用在刮萘槽中积聚的萘定期用水蒸汽间接熔化后流入萘扬液槽再用水蒸汽压送到焦油槽和焦油氨水澄清槽该流程的优点是操作稳定便于管理缺点是出终冷塔煤气含萘量较高水和萘不能充分分离部分萘被水带到冷水架增加清扫冷水架的次数刮萘槽结构复杂而且笨重基建费用较高212煤气终冷和焦油洗萘工艺 图22 煤气终冷和焦油洗萘工艺1-煤气终冷塔 2-循环水泵 3-焦油循环泵 4-焦油槽 5-水澄清槽 6-液位调节器 7-循环水冷却器 8-焦油泵煤气在终冷塔内的冷却过程同前所述含萘冷却水从终冷塔底部流出经液封管导入焦油洗萘器底部并向上流动热焦油经伸入器内的分布器均匀喷洒在筛板上通过筛板的孔眼向下流动在与水封流接触过程中将水中萘萃取出来可使出口煤气含萘量降到800mgNm3以下洗萘后的焦油从焦油洗萘器下部排出经液位调节器流入焦油槽经过加热静止脱水再送往焦油车间送完焦油的容槽再接受从冷凝鼓风工段来的新鲜焦油以备循环洗萘使用从洗萘器上部流出的水进入水澄清槽分离出残余焦油后自流到冷水架分离出的焦油及浮在水面上的油类萘等混合物自流到焦油槽上述两种工艺存在的共同特点是在终冷塔内冷却煤气的同时析出的萘须用水冲流因而实际所需的冷却水量远大于热平衡所需的冷却水量由于水量大则更新循环水系统所排出的污水量相应增多213油洗萘和煤气终冷工艺 图23 油洗萘和煤气终冷工艺流程1-洗萘塔 2-加热器 3-富油泵 4-含萘富油泵 5-煤气终冷塔 6-循环水冷却器 7-热水泵 89-循环水泵 10-热水池 11-冷水池从饱和器来的5560煤气进入木格填料塔或洗萘塔被由塔顶喷淋下来的富油洗涤富油进塔温度比煤气高57煤气含萘可由20002500mgNm3降到500800mgNm3左右从洗萘塔顶出来的煤气温度约升高2进入煤气终冷塔被喷淋下来的冷却水冷却后至洗苯塔该流程所用的循环水量仅为前两种煤气终冷流程用水一半因而可以减少污水排放量由于上述流程的油洗萘过程系在较高温度下进行因而洗萘塔后煤气含萘量还较高终冷塔排出的水有时有浮油214横管终冷洗萘工艺图24 轻质焦油终冷洗萘工艺流程1-终冷塔 2-新焦油槽 3-溢流槽 4-焦油泵 5-循环泵该工艺流程见图煤气的终冷和除萘都在横管终冷塔进行煤气从上部导入终冷洗萘塔从终冷塔下部导出而水从下往上与煤气逆流而行且与煤气是间接接触煤气中遇冷段内冷却到2426后进入吸收段的上部循环喷洒轻质焦油除萘净化后的煤气进入捕雾器除去其所夹带动焦油雾滴捕雾后的煤气进入洗苯塔为使循环轻质焦油中的萘含量保持稳定在轻质焦油由泵送入循环槽的同时从循环槽的压出管引出相同的数量的焦油连续送往机械化氨水澄清槽在送往焦油车间处理横管终冷洗萘是冷却水和煤气间接接触因而它有很多优点 1 设备小操作简便无污染占地面积小基建费用比较少 2 冷却效果好萘的脱除高出口煤气约22煤气含萘量大约在350450mgNm3 3 无须用洗油只须自产轻质焦油节约洗油耗量同时煤气中毒萘直接转入焦油减少萘的损失 4 由于煤气不直接与水接触故没有含酚污水的处理另外由于系统阻力小风机电耗低这种工艺解决了前几种工艺流程中存在的废水多含萘高的问题它使煤气的含萘量可降到400mgNm3因而该工艺有点突出而且徐州地区具有丰富的低温 地下水18因而本设计采用的就是这种工艺22洗苯工艺目前国内焦化厂主要采用洗油吸收法回收煤气中的苯族烃经过终冷的煤气温度降至2527然后进入洗苯塔回收苯族烃回收方法大致分为下列三种1洗油吸收法用洗油在洗涤塔中回收煤气中毒苯族烃再将吸收了苯族烃的洗油富油送入脱笨蒸馏装置中以提取粗苯脱笨后的洗油贫油经过冷却后重新送至洗涤塔循环使用洗油吸收法又分为常压吸收法和加压吸收法加压吸收法可以强化生产过程适用于煤气远距离输送或用作合成氨厂原料的情况下采用 2 吸附法使煤气通过具有微孔组织比表面很大的活性炭或硅胶等固体吸附剂苯族烃即被吸附在其表面上直至达到接近饱和状态然后用水蒸气直接进行解析即得粗苯用活性炭做吸附剂可将煤气的苯族烃完全媳妇下来但此法要求煤气净化的程度较高加之吸附剂价格昂贵因此在工业上应用受到一定的限制而多用于煤气苯族烃的定量分析 3 凝结法在低温加压的情况下使苯族烃从煤气中冷凝出来此法比吸收法所得到的粗苯质量好但煤气的压缩及冷冻过程复杂阻力消耗大设备材质要求高 目前国内焦化厂主要采用洗油吸收法回收煤气中的苯族烃油吸收法可分为焦油洗油吸收法和石油吸收法洗油质量的要求焦油洗油的指标见表21 表21 石油洗油质量指标 名 称质 量 指 标比重20不大于089粘度E50不大于15蒸馏实验初溜点不小于265350前馏出量不小于95凝固点小于10含水量不大于02固体杂质无221用焦油洗油回收粗苯用洗油回收煤气中的粗苯的方法所用的洗苯塔有多种型式但工艺流程基本一样用塑料花环填料塔的工艺流程见图21 图25 洗苯工艺流程图 1-填料洗苯塔 2-富油泵 3-贫油中间槽 4-贫油冷却器煤气经最终冷却到2527后进入洗苯塔塔前的煤气含粗苯3240克标m3塔后的煤气中含粗苯低于2克标m3从脱苯工序来的贫油含苯0204进入贫油槽用贫油泵进入洗苯塔顶部从塔顶喷淋而下含苯量增至25左右用富油泵将富油从塔底抽出送往脱苯工序脱苯后的贫油送回贫油槽循环使用本设计所选用的就是这种工艺流程但洗苯塔有多种形式选择合适的塔型是值得研究的用洗油回收煤气中的粗苯的方法所用的洗苯塔有多种形式但工艺流程基本一样用塑料花环调料塔回收粗苯的工艺流程见图26 图26 塑料花环填料塔回收粗苯的工艺流程图1-富油泵 2-塑料花环洗苯塔 3-贫油槽 4 贫油冷却器 5贫油槽洗苯塔底部为洗油接受槽用钢板与煤气部分隔开从塔顶下来的洗油经U 型管流入该槽U型管内有一定的液位足以封位煤气阻止它进入油槽从放散管溢出洗苯塔喷头上方设置捕雾器以捕集的油滴减少洗油损失塔顶还有一个喷口以清洗捕雾层222石油洗油回收粗苯用石油洗油回收粗苯的工艺流程与用焦油洗油回收的一样只是在设计贫油槽时须考虑经常排油渣和生成腐蚀物目前国内使用的是有洗油为轻柴油与焦油洗油比较耗量低油水分离容易具有较高的稳定性长期使用后其物理化学性质几乎不变此外石油洗油吸萘的能力强一般塔后煤气含萘量可低于150mgNm3石油洗油的缺点是洗苯能力较低富油含苯量为1203故循环洗油量每吨180前粗苯为65m3和脱笨的耗气量较多此外在洗苯过程生成难溶的油渣容易堵塞换热设备含油渣的洗油和水容易形成乳蚀液影响正常操作所以洗油含渣量不宜大于20mg另外焦化厂使用石油洗油需外购因此多数焦化厂采用焦油洗油为了满足从煤气中回收和制取粗苯的要求洗油具有如下性能 1 常温下对苯族烃有良好的吸收能力在加热时又能使粗苯很好的分离出来 2 有足够的化学稳定性即在长期使用中吸收能力基本稳定 3 在吸收操作温度下不应析出固体沉淀物 4 易于水分离且不能生成乳蚀物 5 有较好的流动性易于用泵抽送并能在调料上均匀分布由于石油洗苯工艺流程缺点较多蛇别选型上存在难题故一般不采用它而多采用第一种工艺流程本设计就采用焦油洗油回收粗苯工艺23粗苯脱苯方法及工艺选择由洗苯工序过来的含苯富油需进行脱笨脱苯工艺与很多种我国焦化厂均采用水蒸气蒸馏法脱苯安装粗苯产品可以分为生产一种苯工艺和生产两种苯工艺按照富油的加热方式可以分为蒸汽加热法和管式炉加热法下面就蒸汽加热生产一种苯工艺和管式炉加热法生产一种苯工艺分别进行介绍231蒸汽加热法生产一种苯工艺 图27 生产一种苯的工艺流程蒸汽加热富油脱苯1-贫油冷却器 2-贫富油换热器 3-预热器 4-再生器 5-热贫油槽 6-脱苯塔 7-重分缩油分离器 8-轻分缩油分离器 9-分凝器 10-冷凝冷却器 11-粗苯分离器 12-控制分离器 13-粗苯槽 14-残渣槽 15-控制分离器本设计采用生产一种苯工艺用直接蒸汽蒸馏的方法脱苯现将各种工艺流程及选用的设备介绍如下由洗涤洗苯工序来的富油在分离器下面的三个中被脱苯塔来的蒸汽加热至7080然后进入贫富油换热器被来自脱苯塔底的温度为130140的热贫油加热至90100最后在富油预热器中用大于8kgfcm2的间接蒸汽加热到135145在从脱苯塔的第十二层塔板进入塔内富油在塔内逐板向下溢流在由塔底进入的直接蒸汽的蒸吹作用下富油中绝大部分粗苯洗油部分轻质馏分及萘从洗油中蒸出来并同一定量的水蒸气从塔顶逸出温度比富油的预热温度约12的油气和水汽混合物进入分缩器顶上一格用冷水冷却从而使大部分洗油气和水汽冷凝下来从分缩器顶部逸出的即为粗苯蒸汽为得到合格粗苯产品可用冷却水量控制分缩器顶部蒸汽温度使其在8689的范围内由分缩器顶部逸出的粗苯蒸汽进入蒸汽冷凝冷却器在此用冷水冷凝冷却到2530再经粗苯分离器将水分出后即进入粗苯贮槽并定期用产品泵送往精制车间或出售进入分缩器的油气和水汽混合物在分缩器底部两个所形成的冷凝液实施油气中的重馏分即重分缩油轻重分缩油分别进分缩器在与分水分离后兑入富油中并一起送往脱苯塔在三个油水分离器排出的分离水均进入控制分离器进一步分离以减少洗油的损失从脱苯塔底排出的贫油温度比富油的预热温度约低35130140热贫油子流入贫富有换热器与富油换热并被冷却至110120后在回到脱苯塔底的热贫油槽中在此用用热贫油泵送到喷淋式贫油冷却器冷却至2530后在送往洗苯塔循环喷洒由于洗油在循环使用的过程中质量会变坏为保持循环洗油的质量将循环油量的115有富油入塔前的管路或脱苯塔加料板以下的一块塔板处引入洗油再生器洗油被1012kgfcm2的间接蒸汽加热至160180并用过热直接蒸汽直接蒸吹从再生器顶部蒸吹出来的温度留在再生器底部的高沸点聚合物及油渣称为残渣可以靠设备内地蒸汽压力间歇地或连续地排至残渣油槽从再生器排出的残渣油300前的馏出量要求低于40若馏出量过高会大大增加洗油耗量洗油再生器操作之好坏还对洗油耗量有较大的影响在洗苯塔后煤气中所夹带的洗油较少分离良好的情况下如洗油再生器操作正常则生产每吨180前的粗苯的焦油洗油约为50kg石油洗油的耗量较高约为50100kg 故此设计采用焦油洗油 232 管式炉加热富油脱苯该工艺与蒸汽法脱笨工艺相同唯一的区别在于富油经贫富油换热器后不是用蒸汽加热而是用管式炉加热至180200后在进入脱苯塔图28生产一种苯的工艺流程管式炉加热富油脱苯1-脱水塔 2-管式炉3-再生器4-脱苯塔5-脱苯塔油水分离器6-油气换热器7-冷凝冷却器8-富油泵9-贫富有换热器10-贫油泵11-贫油冷却器12-粗苯分离器13-回流槽14-控制分离器15会流泵16-粗苯槽17-萘油槽18-残油槽19-粗苯产品回收泵20-萘油泵21-残油泵管式炉加热的富油脱苯工艺因富油的加热温度高同蒸汽法脱苯比较具有以下优点1富油在管式炉内加热至180左右脱苯程度高贫油中粗苯含量可降至01左右从而使粗苯的塔后损失减小粗苯的回收率可高达95972蒸汽耗量低每生产一吨180前的粗苯耗蒸汽约1105吨且不受蒸汽压力波动的影响操作稳定3酚水含量少蒸汽法脱苯每吨180前粗苯要产生34吨工业酚水而管式炉法只产生105吨以下的酚水4设备费用低蒸汽耗量显著降低大大缩小罗冷凝冷却和蒸馏设备的尺寸从而使设备费用大为降低因此本设计选用管式炉加热法生产一种苯工艺24 粗苯工段工艺的详述241 工艺流程详述一 横管终冷洗萘工艺 图29 轻质焦油终冷洗萘工艺流程1-终冷塔 2-新焦油槽 3-溢流槽 4-焦油泵 5-循环泵进入煤气粗苯回收工段的煤气温度为55左右从终冷塔顶进入在被横管内冷却水冷却到25左右的同时煤气中的萘也被从轻质焦油循环槽来的连续喷洒的轻焦油溶解吸收脱萘至045gNm3以下然后从塔底排出经旋风捕雾器除去大部分夹带的焦油凝结水雾在进入煤气总管去洗苯塔吸收萘后的轻焦油经U型管自流入塔底循环油槽再用轻质焦油泵从塔底抽出到塔顶和塔中段分两段喷洒循环至一定含萘量后用焦油泵从槽底抽出送到焦油工段处理同时补充新焦油18的低温水自下而上经过串联的各管箱中横管与煤气逆流简介接触与煤气塔内循环油间接换热升温后从塔上部排出各横管均有一定的斜度纵向错开半个管箱高度便于含萘焦油 下流避免粘附于管壁上形成热阻二洗苯工艺 图210 塑料花环填料塔回收粗苯的工艺流程图1-富油泵 2-塑料花环洗苯塔 3-贫油槽 4 贫油冷却器5贫油槽从终冷器来的均为25的煤气含苯族烃为2540gNm3从洗苯塔进去出塔煤气含苯低于2gNm3从脱苯工序来的30左右含苯0204的贫油被贫油泵送至洗苯塔定喷洒含苯量增至25左右从塔底经U型管导入塔下油槽再用富油泵从中抽刀脱苯工序去脱苯脱苯后的贫油循环使用当油槽液位降低时从流油槽内用贫油泵抽取新洗油槽内之新洗油补充以确保塔下油槽内一定的液位 三 脱苯工艺图211生产一种苯的工艺流程管式炉加热富油脱苯1-脱水塔 2-管式炉 3-再生器 4-脱苯塔 5-脱苯塔油水分离器 6-油气换热器7-冷凝冷却器 8-富油泵 9-贫富有换热器 10-贫油泵 11-贫油冷却器12-粗苯分离器13-回流槽 14-控制分离器 15会流泵 16-粗苯槽 17-萘油槽18-残油槽 19-粗苯产品回收泵 20-萘油泵 21-残油泵从洗涤工序来的富油经分缩器在分缩器下面三格中与从脱苯苯塔顶来的7油气混合物换热升温至7080进入贫富油换热器被从脱苯塔底来的热贫油加热至130140然后到管式炉加热升温至180190从低14块塔板进入脱苯塔在过热蒸汽的蒸吹作用下脱苯与富油换热后的贫油如脱苯塔下热贫油槽再用贫油泵抽至贫油冷却器冷却后到洗苯塔去洗苯从脱苯塔顶出来的油气混合气进去分缩器冷凝出轻重分缩油后进入冷凝冷却器粗苯蒸汽冷凝冷却为粗苯液体粗苯进入粗苯油水分离器与水分离后进入粗苯贮槽轻重分缩油分别进入轻重分缩油水分离器与水分离后送入地下槽与富油混合后送去脱苯将分离出的水送入空竹分离器进一步分离油进地下槽水送去酚水架再生器底部温度应保持在190200脱苯用蒸汽应过热到400以保证再生器出口气体温度高于脱苯塔底部温度再生器的油渣定期排入残渣槽242 操作规程及技术指标2421 终冷洗苯部分一开停工操作1开工 检查所有阀门是否符合开工要求联系水电煤气水蒸气做好煤气进工段准备 终冷塔油封加满油洗苯塔油封加满油用蒸汽清扫终冷塔洗苯塔旁通观众的空气到放散管冒气泡为止然后同煤气干蒸汽直至做爆发试验合格为止在关放散管通煤气 开终冷塔放散管开中期赶空气到放散管冒气泡为止然后同煤气赶蒸汽直至做爆发试验合格为止慢慢关闭放散管同时卡开终冷塔出口阀门然后关闭旁通阀门注意煤气压力变化使之全部通过终冷塔 洗苯塔用同样方法赶空气同煤气 待洗苯塔温度降至40以下启动贫油泵使塔底具有一定油位2停工 先停富油泵再停贫油泵若油槽需清扫先将油放入地下槽再开人孔若塔体检修则先开煤气旁通阀再关煤气进入阀再开塔放散管用蒸汽赶尽塔内煤气 设备用蒸汽清扫后不应关死放散管以保证空气可进入设备否则设备内地水蒸汽冷凝后会造成塔内负压二技术指标1煤气出终冷塔温度25左右2l冷却水出口温度不大于373终冷塔和洗苯塔阻力 400mmH2O4洗油入洗苯塔温度2035应较煤气温度高275贫油含苯 02含水 1富油含苯 2含水 12422 蒸馏脱苯部分一 开停工操作1开工1检查蒸馏系统阀门是否符合要求所以的油水分离器加水至轻重馏分进口管一下2脱苯塔通入蒸汽清扫蒸馏系统的管道检查了解情况扫完后直接蒸汽3一切正常后带洗苯塔底蕴一定油位时开富油泵富油经分缩器贫富油交换器脱苯塔贫油冷却器进行循环4开再生器进油阀再生器进油13时开通预热器简介蒸汽加热待再生器底部油温达115时慢慢开再生器直接蒸汽维持一定液位开贫油冷却器的冷却水分缩器苯蒸汽出口我呢度达90开冷却水加以调节然后检查各处情况发现问题及时解决2停工1管再生器进油阀关贫油冷却器水阀2先关再生器直接蒸汽在关间接蒸汽3分缩器出口温度降至80以下停富油4慢慢管分缩器冷却水慢慢关小冷凝冷却器冷却水待物粗苯流出时关闭冷却水阀5将各设备和管道的液体放净并开蒸汽清扫开放散管取塔内气体分析合格后方可动工检修技术指标1再生器压力维持在02022kgfcm2不大于03 kgfcm2底部温度1501702分缩器出