粗萘精制工艺简介

粗萘精制工艺简介焦油蒸馏的主要任务之一就是切取含蔡馏分用于进一步分离精制。在焦油蒸馏过程中，按馏分切取工艺制度不同，富集蔡的馏分有蔡油馏分、禁洗混合馏分及酚蔡洗三混馏分等。工业蔡是焦油加工的主要产品，.由煤焦油分离，高温煤焦油中蔡约占8%-12%，将煤焦油蒸馏，切取煤油，经脱酚，脱喹啉，蒸馏得成品禁。每吨蔡消耗10t煤焦油；目前工业蔡的生产方法主要是精馏法和冷却结晶法。一、 原料及产品生产工业蔡的原料为焦油蒸馏所得的富集票的馏分，这些馏分中还含有酚类、盐基类化合物及不饱和化合物，其中有些组分的沸点和票的沸点相近，精馏时易进入工业蔡中，需要先经过碱洗和酸洗。二、 精馅法生产工业萘（1）双炉双塔连续精馅工艺所谓双炉双塔，是指该流程中采用了两台管式炉、两座精馏塔（初馏塔和精馏塔）。其生产工艺流程如图所:1—原料槽；2—原料泵；3—原料与工业奈换热器；4一初馏塔；5—精馏塔；6—管式炉；7一初馏塔热油循环泵；8一精馏塔热油循环泵；9一酚油冷凝冷却器；10一油水分离器；11一酚油回流槽：12—酚油回流泵；13—酚油槽；14工业萘汽化冷凝冷却器；15—工业萘回流槽；16工业萘回流泵；17—工业萘贮槽；18—转鼓结晶机；19—工业萘装袋自动称量装置；20一洗油冷却器；21—洗油计量槽；22—中间槽双炉双塔连续精馏工艺流程如图，此流程采用两个管式加热炉和两个精馏塔，所用原料为经过碱洗或酸洗的萘油或混合馏分油。含萘馏分经静置脱水后，由原料泵送至工业萘换热起起器，温度由80〜90°C升至200r左右，进入初馏塔。初馏塔顶逸出的酚油蒸气经冷凝冷却和油水分离后进入回流槽，大部分作初馏塔的回流，回流比为20~30（对酚油产品）；少部分流入酚油成品槽。初馏塔底已脱除酚油的含萘馏分用热油泵送往初馏塔管式炉加热至265〜270C，再返回初馏塔低，以供给初馏塔热量。同时在初馏塔热油循环泵出口分出一部分馏分油打入精馏塔，进料温度为230〜235C。精馏塔顶蒸汽温度控制在218C左右，工业萘蒸气在热交换器中与原料油换热后进入冷凝冷却器，工业萘被冷却到100〜110C后流入工业萘回流槽，一部分作为精馏塔回流，回流比约为3（对工业萘产品）；一部分经转鼓结晶机冷却得到工业萘片状结晶，即为工业萘成品。精馏塔塔底残油用热油泵送至管式炉加热至280°C左右，再返回到精馏塔，为其提供热量。热油泵出口处分出一部分残油作低萘洗油，经冷却后进入洗油槽。该工艺流程的特点是：从初馏塔切取酚油，从精馏塔顶切取含蔡＞95%的工业蔡及低蔡洗油，蔡的精制率达90%左右，热效率高，操作费用和成本较低，而且操作简便。（二）单路塔生产工业蔡精馏流程冷*佥1-原料槽；2-原料泵；3-管式炉；4-工业萘精馏塔；5-馏分冷凝冷却器；6-油水分离器；7-酚油回流槽；8-酚油槽；9-酚油回流泵；10-工业萘汽化冷凝冷却器；11-工业萘贮槽；12-转鼓结晶机；13-工业萘装袋自动称量装置；14-中间槽；15-热油循环泵；16-洗油冷却器;17-洗油计量槽已洗的蔡油、洗油混合分在原料槽1中间加热至80-90C，再静置脱水，然后由原料泵2抽出送入管式炉3的第一组炉管中预热至240-250°C，从第26曾塔盘进入精馏塔4.，塔顶气相温度控制在199-201C，塔顶逸出的气体经酚油冷凝冷却器5冷凝冷却后进入油水分离器6,与水分离后的分又进入回流槽7,所得含酚10%一下，含蔡35%以下的酚油从回流槽底部用酚油回流泵9进行塔顶回流。从油水分离器6的地步间歇排出少量的酚油和水至酚油槽8,酚油槽中积累的油水混合物倒油泵倒入洗涤器脱水后，既得酚油，再将其与焦油蒸馏所得的酚油混合脱酚，脱酚后的精酚油送往油库酚油成品槽。塔底的洗油用热油循环泵15抽出，经管式炉3的第二组炉管加热到297-300C后打回塔内，从热油循环泵15的出口分出一部分洗油，经冷却器16冷却后通过计量槽17流入洗油油库。成品洗油含蔡量应小于10%，供粗苯工段煤气洗苯用。从工业蔡精馏塔的第46层塔盘侧线采出温度为219C（含蔡大于95%）的液体工业蔡，经工业蔡汽化冷凝冷却器10冷却至120C左右，流入工业蔡贮槽11，在经转鼓结晶机12冷却结晶，即可得到白色片状结晶一工业蔡、该工艺流程的特点是采用蔡油或混合馏分为原料，在设有管式炉的精馏塔的设备系统中进行精馏，从精馏塔中切取酚油、含蔡大于95%的工业蔡和低蔡洗油。它与双炉双塔工艺比较，简化了流程，降低了劳动消耗，减少了设备，但操作稳定性略差一些，同时操作控制难度较大。

（三）单炉双塔加压连续精馏工艺因采用的原料馏分不同，各厂具备的条件不同，单炉双塔加工工艺有所不同，对于以蔡油馏分为原料，且有氮气供给条件的加工厂所用工艺流程如图所示。其特点是，精馏塔（蔡塔）在加压条件下操作，以蔡蒸汽冷凝冷却器作为初馏塔的再沸器一一被称之为双效精馏。1-初馅塔；2-初馅塔回流液槽；3-第一换热器；4-第二换热器；1-初馅塔；2-初馅塔回流液槽；3-第一换热器；4-第二换热器；5-初馅塔第一凝缩器；6-初馏塔第二凝缩器；7-冷凝器；8-重沸器；9-初馅塔回流泵；10-初馅塔底抽出泵；11-初馅塔重沸器循环泵；12-萘塔；13-加热炉；14-萘塔底液油抽出泵；15-安全阀喷出气凝缩器;16-萘塔排气冷却器；17-萘塔回流也槽；18-萘塔回流泵；19-工业萘冷却器；20-甲基萘油冷却器脱酚后蔡油经换热器3、4后进入初馏塔1。由初馏塔顶逸出的酚油气经初馏塔的第一冷缩器5.，将热量传递给锅炉给水使其产生蒸汽。冷凝液在经初馏塔第二凝缩器6而进入初馏塔回流43油荼料原梏林*款空槽槽2。在此，大部分作为回流返回初馏塔塔顶，少部分经冷却后作脱酚的原料。初馏塔底液体被分成两条路，一部分用泵送入萘塔12.，另一部分用循环油泵11送入重沸器8,与蔡塔顶逸出的蒸汽换热后赶回初馏塔，以供初馏塔热量。为了利用蔡塔顶蔡蒸汽的热量，蔡塔采用加压操作。压力是靠调节阀自动调节加入系统内的氮气量和向系统外排出的气体量而实现的。从蔡塔顶逸出的蔡蒸汽经初馏塔重沸器8,冷却后入萘回流槽17。在此，一部分送到蔡塔顶作回流，另一部分送入第二换热器4和甲基蔡油冷却器20冷却后作为产品排入贮槽。回流槽的未凝气体排入排气冷却器冷却后，用压力调节阀减压至接近大气压，再经过安全阀喷出器凝缩器15而进入排气洗净塔。在蔡塔排气冷却器16冷凝的蔡液流入回流槽。蔡塔底的甲基蔡油，一部分与初馏原料换热，再经冷却排入贮槽；另外大部分通过加热炉加热后返回蔡塔，供给精馏塔所必需的热量。三、结晶法生产工业萘间歇式分步结晶法原料为结晶点在71.5~73°C的蔡油馏分，先经碱洗脱酚，然后在60块塔盘的精馏塔内精馏，从50层塔盘引出结晶点为75~76C的蔡油作为原料。分步结晶过程设有八个结晶箱，分四个步骤进行。第一步：结晶点为75~76C，温度为95C的蔡油进入1号、2号和3号结晶箱。结晶箱以2.5C/h的速度根据需要进行冷却或加热。当蔡油温度降至63°C时，开始放出不合格的蔡油，其结晶点为73C，作为第二步的原料。放完后升温至75C，放出熔化的蔡油，结晶点为75C，作为下一次的结晶原料。然后继续升温至全部熔化，产品为工业蔡，结晶点不小于78.9C，作为生产苯酐或工业蔡的原料。第二步：来自第一和第三步骤的结晶点为73C，温度为90C的蔡油，在4号和5号结晶箱中以5C/h的速度冷却或加热，。当温度降至56C时，开始放出结晶点为60C的蔡油，作为第三步的原料。然后升温至71C，放出结晶点为73C的蔡油返回使用。最后升温至全部熔化，得到结晶点为75~76C的蔡油作为第一步的原料。第三步：结晶点为60C，温度为85C的蔡油装入6号和7号结晶箱，以6C/h的速度冷却或加热。当温度冷却到48~49C时，放出结晶点为50C的蔡油，作为第四步的原料。然后升温至57~58C，放出结晶点为60C的蔡油返回使用。最后升温至全部熔化，得到结晶点为73C的蔡油作为第二步的原料。第四步：结晶点为50C，温度为80C的蔡油装入8号结晶箱，以0.5~2C/h的速度冷却或加热。当温度冷却到28~32C时，放出结晶点为30~33C的蔡油，含蔡33%~37%。这部分蔡油硫杂茚含量高，可作为提取硫杂茚的原料或作为燃料油使用。然后升温，放出结晶点为40~45C的蔡油返回使用。最后升温至全部熔化，得到结晶点为60C的蔡油作为第三步的原料。结晶箱的升温和降温是通过一台泵、一台加热器和一台冷却器与结晶箱串联起来而实现的，如图11-18所示。冷却时加热器停止供蒸汽，用泵使结晶箱管片内的水或残油经冷却器冷却，再送回结晶箱管片内，使管片内的蔡油逐渐降温结晶。加热时冷却器停止供冷水，由加热器供蒸汽，通过泵循环使水或残油升温，管片间的蔡结晶便吸热熔化。四、精荼的生产工业蔡含蔡95%左右，还存在含硫（如硫杂茚）、含氧（如酚类）、含氮（如喹啉类）杂环化合物和不饱和化合物，储存时易变色，不符合有机合成反应的需要，需进一步精制。精蔡主要用作生产蔡酚、甲蔡胺及H酸等化工产品的原料。精蔡的纯度越高，其结晶温度也越高，例如含蔡98.4%时，结晶温度为79°C，100%纯蔡的结晶温度为80C。因此，可以通过测定结晶温度来鉴别精蔡的纯度。目前有多种工艺可除去工业蔡中的杂质。下面主要介绍硫酸洗涤法、区域熔融法、分步结晶法和催化加氢法等。硫酸洗涤法此法是生产精蔡的传统工艺，由于蔡损失量大和废液处理麻烦等原因，目前用得不多。此法的工艺要点是结晶蔡由蔡饼熔融、硫酸洗涤、精馏和结晶过程生产出来的。蔡饼用蒸汽于100~110C熔融。熔融了的蔡用93%的硫酸洗涤，洗涤温度为90~95°C。经过酸洗，蔡中的不饱和化合物、硫化物、酚类和吡啶碱类基本被脱除。洗涤净化后的蔡尚含有高沸点的油，通过减压间歇精馏清除。液态蔡在结晶机中冷却结晶，即得片状结晶萘产品。区域熔融法此法以95%工业蔡为原料，在精制机内用区域熔融法提纯，再将提纯蔡送至蔡精馏塔再次精馏，进一步除去高沸点物和低沸点物，即得精蔡产品。(1)原理熔融液体混合物冷却时，结晶出来的固体组成不同于原液体组成。一般来说，固体组成变纯。使晶体反复熔化和析出，则晶体纯度不断提高。区域熔融精制即基于此种原理而使物质纯化。当A、B两种组分能生成任意组成的固体溶液时，其相图如图11-20所示。当组成为I的液体混合物冷却时，结晶离析出来的固相组成为J,即固体中含有的A组分比原来液体中的多，但仍含有B组分；当将J组成的固体升温液化并再冷却时，此时结晶离析出来的固体组成变为K,即固体中含有的A组分比原来液体中所含的更多了，即更纯了。95%的工业蔡，温度为82~85C，用泵通过60~70C夹套保温管送入蔡精制机。在此被温水冷却而析出结晶。析出的蔡由装入机内的刮板机送向热端(左)，然后进入立管，在管底部蔡结晶被加热熔化，一部分由下向上回流；另一部分为产品，含蔡99%，出口温度为85~90°C,送至中间槽。结晶后的残液则向冷端（右）流动，最后由上段管流出，温度为73~74C，引至晶析残油槽。晶析提纯的精蔡半成品，由中间槽用泵送入20层浮阀精馏塔，入塔温度为120~140C。经过塔内精馏，塔顶为低沸点油气，经冷凝冷却至114~130C，部分回流，回流比为1.5~2；其余部分去晶析残油槽。塔底高沸点油的温度为227C，用泵送入管式加热炉加热，入塔底做热源；塔底液另一部分去晶析残油槽。晶析残油作为蔡蒸馏原料。精蔡产品由塔的上部侧线采出，温度为220C，经冷却后入精蔡槽。进一步冷却结晶得精蔡产品。由于晶析蔡油中含有硫杂茚，为了保证精蔡质量，硫杂茚含量不能太高，为防止其循环积累，通过生产一定数量的工业蔡产品把硫杂茚带出系统。一般，精蔡产量约占20~30%，工业蔡产量约占70~80%。分步结晶法前面已介绍过分步结晶法生产工业蔡的方法，此法同样可用于生产精蔡，在国外已实现工业化。在以凝固点为78C的工业蔡为原料时，经过一个降温升温过程，精蔡的凝固点可达79.6C，含硫杂茚0.8%，对工业蔡的收率为65%，余下的35%进行第二次结晶，分出15.75%的凝固点为78C的工业蔡返回做第一次结晶的原料，剩下的19.25%进行第三次结晶，分离出7.7%的工业蔡返回使用，最后排出11.55%的残油，其中含硫杂茚大于10%,可回收硫杂茚或做燃料油使用。操作关键是控制蔡油温度与水温之差，保持在1°C。如蔡油温度为80C,水温应为79C；蔡油温度为78C,水温应为77C。这样有利于控制结晶速度，减少杂质的混入。结晶一次约需12~16h。在精制过程