煤焦油蒸餾工藝的選擇

1、高溫煤焦油是煉焦過(guò)程產(chǎn)生的副產(chǎn)物,占煉焦干煤的4%左右。高溫煤焦油主要是由芳香烴組成的復(fù)雜混合物,其中很多化合物是塑料、合成纖維、染料、合成橡膠、農(nóng)藥、醫(yī)藥、耐高溫材料以及國(guó)防工業(yè)的重要原料。煤焦油加工的龍頭是焦油蒸餾,原有的焦油蒸餾工藝流程很難滿(mǎn)足大型化、節(jié)能減排等要求。本文重點(diǎn)介紹了國(guó)內(nèi)外已投產(chǎn)的焦油蒸餾工藝的流程和優(yōu)、缺點(diǎn),介紹了中冶焦耐工程技術(shù)有限公司開(kāi)發(fā)的新焦油蒸餾工藝。1現(xiàn)有焦油蒸餾工藝焦油蒸餾工藝就蒸餾塔的操作壓力而言,可分為常壓蒸餾、減壓蒸餾和常減壓蒸餾3類(lèi)。1.1常壓蒸餾工藝常壓蒸餾是近年來(lái)國(guó)內(nèi)普遍采用的焦油蒸餾工藝,工藝流程見(jiàn)圖1。原料焦油在管式爐對(duì)流段加熱后進(jìn)入一段蒸發(fā)器

2、內(nèi)閃蒸,頂部脫出水和部分輕油,底部無(wú)水焦油由二段焦油泵送入管式爐輻射段加熱后,進(jìn)入二段蒸發(fā)器。二段蒸發(fā)器底部分離出中溫瀝青,側(cè)線(xiàn)切取二蒽油餾分,頂部用一蒽油回流。蒸發(fā)器頂部逸出的餾分蒸汽進(jìn)入餾分塔內(nèi)進(jìn)一步分離。餾分塔頂采出輕油餾分,側(cè)線(xiàn)由上至下依次切取酚油、萘油、洗油和一蒽油餾分,酚油、萘油和煤焦油蒸餾工藝的選擇肖瑾姜秋葉煌(中冶焦耐工程技術(shù)有限公司,鞍山114002摘要:論述了國(guó)內(nèi)外焦油蒸餾工藝的流程和特點(diǎn),對(duì)新開(kāi)發(fā)的焦油蒸餾工藝流程和特點(diǎn)進(jìn)行了說(shuō)明。通過(guò)比較,顯示了新工藝的優(yōu)越性,單套焦油處理能力可以達(dá)到50萬(wàn)t/a,實(shí)現(xiàn)了大型化和節(jié)能降耗,具有推廣價(jià)值。關(guān)鍵詞:煤焦油蒸餾新工藝中圖分類(lèi)號(hào)

3、:TQ522.63文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1001-3709(201102-0050-04Selection of coal tar distillation processXiao Jin Jiang Qiu Ye Huang(ACRE Coking&Refractory Engineering Consulting Corporation,MCC,Anshan114002,ChinaAbstract:The process flow and features of tar distillation processes in China and foreign countries a

4、re dis-cussed.The process flow and features of the newly developed tar distillation are described.Through com-parison,the superiority of the new process is showed.The tar processing capacity of one set of plant can be up to500000t/a,and the macro-scale operations technology,energy-saving and energy

5、consumption re-duction are realized.The new process has the value of popularization.Key words:Coal tar Distillation New process收稿日期:2010-11-05作者簡(jiǎn)介:肖瑾(1970-,女,高級(jí)工程 師洗油餾分也可作為三混油餾分一起采出。餾分塔頂部用輕油回流,以控制塔頂溫度。為了降低蒸餾溫度,二段蒸發(fā)器和餾分塔底部通入過(guò)熱蒸汽。常壓蒸餾工藝的優(yōu)點(diǎn)是:工藝流程短,控制簡(jiǎn)便,易于操作,在國(guó)內(nèi)有很多成熟的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn);對(duì)設(shè)備要求低于減壓流程和常減壓流程;基建投資低,設(shè)備維護(hù)量較少

6、。缺點(diǎn)是常壓蒸餾煤氣耗量較高。由于多個(gè)餾分的分離是在同1個(gè)塔內(nèi)完成,蒸餾所需熱量由管式爐提供,單套裝置處理能力較低,處理無(wú)水焦油最多20萬(wàn)t/a。而且通入的直接蒸汽經(jīng)過(guò)油水分離后變成含酚廢水,增加了水污染。1.2減壓蒸餾工藝蒸餾過(guò)程由脫水和餾分蒸餾組成。在常壓下脫水,然后無(wú)水焦油在餾分塔內(nèi)進(jìn)行減壓蒸餾。寶鋼化工公司、濟(jì)鋼焦化廠、梅鋼焦化廠均采用此種工藝。減壓蒸餾工藝流程見(jiàn)圖2。原料焦油經(jīng)蒸汽預(yù)熱后進(jìn)入預(yù)脫水塔,塔頂脫出大部分水和少量輕油,塔底的焦油自流入脫水塔。脫水塔頂部用輕油回流以控制輕油質(zhì)量,底部由重沸器進(jìn)行循環(huán)加熱以提供蒸餾所需熱量,重沸器以高壓蒸汽為熱源。脫水塔頂餾出輕油餾分和水,塔底

7、無(wú)水焦油經(jīng)過(guò)管式爐加熱后進(jìn)入主蒸餾塔下部。主蒸餾塔為減壓操作,塔頂餾出酚油餾分,側(cè)線(xiàn)自上而下分別切取萘油、洗油和蒽油餾分,塔底采出軟瀝青,主蒸餾塔頂用酚油餾分回流。減壓蒸餾工藝優(yōu)點(diǎn)是:煤氣消耗量少;由于蒸餾是負(fù)壓操作,降低了蒸餾溫度,減少了管式爐結(jié)焦;減壓操作可改善操作環(huán)境,有利于環(huán)境保護(hù)。缺點(diǎn)是:由于無(wú)水焦油需要在單塔內(nèi)分離成多個(gè)餾分,各餾分之間分離不夠精細(xì),導(dǎo)致高附加值產(chǎn)品流失;減壓蒸餾增加了1套真空裝置,對(duì)設(shè)備及操作要求嚴(yán)格,基建投資高于常壓蒸餾,真空系統(tǒng)有腐蝕現(xiàn)象;軟瀝青產(chǎn)品直接銷(xiāo)售時(shí),由于其軟化點(diǎn)低,需液態(tài)運(yùn)輸,銷(xiāo)路有限。如果進(jìn)一步加工生產(chǎn)中溫瀝青,則需增加設(shè)備投資和運(yùn)行成本。常壓蒸

8、餾所需熱量也由1臺(tái)管式爐提供,單套裝置處理無(wú)水焦油1020萬(wàn)t/a。1.3常減壓蒸餾工藝蒸餾過(guò)程分為脫水、常壓蒸餾和減壓蒸餾3個(gè)過(guò)程。脫水在常壓下進(jìn)行,餾分根據(jù)沸點(diǎn)和產(chǎn)量不同進(jìn)行常壓和減壓蒸餾。國(guó)外引進(jìn)的30萬(wàn)t/a焦油蒸餾裝置工藝流程見(jiàn)圖3。原料焦油預(yù)熱后進(jìn)入脫水塔,塔頂脫出焦油中的部分水和輕油,塔底無(wú)水焦油一部分送入重沸器進(jìn)行循環(huán)加熱后向脫水塔底供熱,另一部分由無(wú) 水焦油泵抽出送至預(yù)蒸餾塔前,與瀝青加熱爐出口熱瀝青混合后進(jìn)入預(yù)蒸餾塔。預(yù)蒸餾塔為常壓蒸餾,塔頂油氣在分縮器內(nèi)全部冷凝,一部分作為回流,其余部分采出進(jìn)入下一單元。預(yù)蒸餾塔側(cè)線(xiàn)切取重油餾分,塔底瀝青由泵送入瀝青加熱爐加熱后,一部分循

9、環(huán)入塔提供蒸餾所需熱量,另一部分進(jìn)入瀝青塔,瀝青塔底通入過(guò)熱蒸汽,汽提調(diào)整軟化點(diǎn)后作為產(chǎn)品外送。預(yù)蒸餾塔頂采出的油氣被噴灑的氨水急冷后進(jìn)入急冷塔,急冷塔頂?shù)妮p油油氣經(jīng)冷凝冷卻、油水分離后,部分輕油作為回流,其余作為產(chǎn)品。塔底的寬餾分油經(jīng)油水分離后進(jìn)入洗滌塔頂部,洗滌塔帶有攪拌裝置,塔底通入稀堿液,與寬餾分中的銨鹽發(fā)生中和反應(yīng),以脫除焦油帶入的銨鹽。中和后的寬餾分由泵送入餾分塔,餾分塔為減壓蒸餾。塔頂油氣在分縮器內(nèi)全部冷凝,一部分作為回流,其余部分作為酚油產(chǎn)品采出。餾分塔自上而下從側(cè)線(xiàn)依次采出萘油、洗油和蒽油餾分。萘油和蒽油餾分直接作為產(chǎn)品。洗油餾分進(jìn)入洗油塔,進(jìn)一步蒸餾脫出其中的萘組分生產(chǎn)低萘

10、洗油,洗油塔為減壓操作。餾分塔底重油餾分首先進(jìn)入洗油塔重沸器加熱,提供洗油蒸餾的熱量,然后一部分進(jìn)入加熱爐加熱后,再作為熱源返回餾分塔底,另一部分作為產(chǎn)品采出。常減壓蒸餾工藝優(yōu)點(diǎn)是:焦油蒸餾采用常壓蒸餾與減壓蒸餾相結(jié)合,可降低高沸點(diǎn)餾分蒸餾溫度;各餾分切取精細(xì),減少后續(xù)加工餾分的重復(fù)加熱,洗油餾分中含萘量較低;瀝青塔底采用油循環(huán)加熱,既能有效地防止管式爐的結(jié)焦,又便于操作和調(diào)節(jié)。缺點(diǎn)是:與常壓蒸餾和減壓蒸餾工藝相比,增加了蒸餾塔及附屬的大量設(shè)備,基建投資大,操作復(fù)雜,設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)、維護(hù)費(fèi)用較高;焦油中主要餾分在常壓預(yù)蒸餾急冷后進(jìn)行二次加熱,進(jìn)入減壓蒸餾,過(guò)程中2次加熱,煤氣消耗量大。2新開(kāi)發(fā)的焦油

11、蒸餾工藝2.1工藝形成的背景隨著焦化工業(yè)的發(fā)展,焦油加工越來(lái)越趨于集中化、大規(guī)?；?、精細(xì)分離和深加工方向發(fā)展。但目前國(guó)內(nèi)已建成投產(chǎn)的焦油加工項(xiàng)目多為20萬(wàn)t/a 以下規(guī)模的常壓或常減壓工藝,尚沒(méi)有30萬(wàn)t/a以上規(guī)模焦油蒸餾工藝生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),尤其是減壓蒸餾或常減壓蒸餾工藝流程。新建工程一般都采用國(guó)外引進(jìn)基本技術(shù)和國(guó)內(nèi)聯(lián)合設(shè)計(jì),因此價(jià)格昂貴。我公司基于市場(chǎng)需求,近年來(lái)著重研究了國(guó)內(nèi)外各種焦油蒸餾工藝路線(xiàn)的原理、特點(diǎn)、產(chǎn)品構(gòu)成、設(shè)備選擇和熱能利用等方面的資料,開(kāi)發(fā)了較為經(jīng)濟(jì)實(shí)用的大規(guī)模焦油蒸餾工藝流程,并與高校合作,運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算,模擬蒸餾單元操作,得到主要設(shè)備的設(shè)計(jì)和操作參數(shù)。該工藝的開(kāi)發(fā)初衷是

12、:1高沸點(diǎn)餾分采用真空蒸餾操作,既能降低操作溫度、節(jié)省能源,又能有效減輕泄漏,減少環(huán)境污染。2盡可能切取窄餾分,以減少后續(xù)深加工的能耗,簡(jiǎn)化深加工操作。3強(qiáng)化分離操作,提高一次分離效率。4充分利用各種餾分熱能換熱,節(jié)能降耗。5引入導(dǎo)熱油系統(tǒng),有效利用一些無(wú)法直接換熱的熱能,節(jié)約蒸汽用量。6引入溫水系統(tǒng),用于一些易結(jié)晶物料的冷卻,可有效避免結(jié)晶堵塞管道。2.2工藝流程工藝采用兩塔式常減壓蒸餾,包括脫水、1#蒸餾、2#蒸餾等主要系統(tǒng)及真空、導(dǎo)熱油、溫水、排氣洗凈、貯槽等輔助系統(tǒng)。工藝流程見(jiàn)圖4。原料焦油與餾分換熱后進(jìn)焦油預(yù)熱器,由導(dǎo)熱油加熱后進(jìn)入預(yù)脫水塔。預(yù)脫水塔頂部脫出部分水和輕油,輕油作為脫水

13、塔回流,分離水自流到氨水槽。預(yù)脫水塔底的焦油自流入脫水塔。脫水塔頂餾出的輕油餾分和水經(jīng)冷凝冷卻、油水分離后,一部分輕油作為回流,其余作為產(chǎn)品送至輕油槽,分離水自流到氨水槽。脫水焦油在脫水塔底用泵抽出,與1#蒸餾塔底循環(huán)油混合后進(jìn)1#管式加熱爐。脫水塔以導(dǎo)熱油為熱源,塔底焦油經(jīng)重沸器循環(huán)加熱后返回塔底,以提供脫水蒸餾所需熱量。1#蒸餾塔為常壓操作,塔頂?shù)姆佑蜌庠诜挚s器內(nèi)冷凝,一部分作為回流,另一部分作為產(chǎn)品采出,冷卻后進(jìn)入酚油槽。1#蒸餾塔側(cè)線(xiàn)切取萘油餾分,與原料焦油換熱,再用溫水冷卻后送至萘油槽。塔底混合油一部分與脫水塔底無(wú)水焦油混合后進(jìn)1#管式加熱爐,加熱到一定溫度后返回塔底,提供蒸餾所需熱

14、量;另一部分從1#蒸餾塔底抽出與2#蒸餾塔底循環(huán)瀝青混合后進(jìn)2#管式加熱爐。2#蒸餾塔為減壓操作,塔頂?shù)南从蜌庠诜挚s器內(nèi)冷凝,一部分作為回流;另一部分作為產(chǎn)品采短路和粉塵爆炸。對(duì)系統(tǒng)分析研究發(fā)現(xiàn),除塵氣流最先進(jìn)入1#、2#倉(cāng),最后從提升閥打開(kāi)的8#、9#倉(cāng)布袋流出,通過(guò)除塵風(fēng)機(jī)后經(jīng)煙囪排入大氣,大量粉塵沉積在1#、2#倉(cāng)中引發(fā)堵塞。對(duì)此,在這2個(gè)倉(cāng)的螺旋機(jī)罩殼上左右錯(cuò)開(kāi)斜向安裝DN15噴吹管9個(gè),當(dāng)螺旋機(jī)發(fā)生堵轉(zhuǎn)后關(guān)閉被堵倉(cāng)室的脈沖噴吹,然后打開(kāi)加裝的壓縮空氣噴吹管閥門(mén),將倉(cāng)內(nèi)沉積的焦粉吹起,隨氣流進(jìn)入其他倉(cāng)室或吸附在布袋上,最后啟動(dòng)螺旋機(jī)將余灰排出。采取上述措施后,在不停除塵風(fēng)機(jī)的情況下,只

15、需2名操作工1h 左右就能恢復(fù)正常。在1#、2#倉(cāng)改造成功的基礎(chǔ)上,又對(duì)空氣噴吹管路進(jìn)行了延伸,9臺(tái)螺旋機(jī)全部完成改造,現(xiàn)運(yùn)行正常。張國(guó)富編輯出,與原料焦油換熱并用溫水冷卻后進(jìn)洗油槽。2#蒸餾塔側(cè)線(xiàn)分別切取一蒽油和二蒽油餾分。一蒽油餾分與原料焦油換熱并冷卻后送一蒽油槽。二蒽油餾分用溫水冷卻后送二蒽油槽。塔底瀝青一部分用2#蒸餾塔底循環(huán)泵抽出,與1#蒸餾塔底油混合后進(jìn)2#管式加熱爐,在此加熱到一定溫度后返回塔底,提供蒸餾所需熱量;另一部分由2#蒸餾塔底抽出,與導(dǎo)熱油換熱后送至后續(xù)生產(chǎn)裝置。2.3工藝特點(diǎn)1常減壓蒸餾相結(jié)合,溫度、壓力分配合理,減壓蒸餾降低了操作溫度,減少燃料消耗量,又可改善操作環(huán)境,有利于環(huán)境保護(hù)。2各蒸餾塔底采用油循環(huán)加熱的供熱方式,便于操作和調(diào)節(jié),能有效地防止結(jié)焦的產(chǎn)生。3蒸餾過(guò)程不需通入直接蒸汽,不產(chǎn)生含酚廢水。4餾分分割較細(xì),減少后續(xù)加工餾分的