煤焦油的初步蒸餾課件范本學(xué)習(xí)培訓(xùn)模板課件

1、煤焦油的初步蒸餾 煤焦油的初步蒸餾第一節(jié) 煤焦油的組成、性質(zhì)及主要產(chǎn)品的用途第二節(jié) 煤焦油加工前的準(zhǔn)備 第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾第四節(jié) 煤焦油蒸餾主要設(shè)備第五節(jié) 瀝青的冷卻和加工第六節(jié) 焦油蒸餾主要生產(chǎn)操作和常見(jiàn)事故處理 一、 煤焦油的組成和性質(zhì) 煤焦油的組成和物理性質(zhì)波動(dòng)范圍大，這主要取決于煉焦煤組成和煉焦操作的工藝條件。所以，對(duì)于不同的焦化廠來(lái)說(shuō)，各自生產(chǎn)的煤焦油質(zhì)量和組成是有差別的。 （一）焦油的組成 組成煤焦油的主要元素中，碳占90%左右，氫占5%上下，此外還含有少量的氧、硫、氮及微量的金屬元素等。 高溫煤焦油主要是芳香烴所組成的復(fù)雜混合物，估計(jì)其組分總數(shù)有上萬(wàn)種，目前已查明的約500

2、種，其中某些化合物含量甚微，含量在1%左右的組分只有10多種。表8-1列出了焦油中主要組分的含量及性質(zhì)。第一節(jié) 煤焦油的組成、性質(zhì)及主要產(chǎn)品的用途表8-1 高溫煤焦油的組成第一節(jié) 煤焦油的組成、性質(zhì)及主要產(chǎn)品的用途第一節(jié) 煤焦油的組成、性質(zhì)及主要產(chǎn)品的用途第一節(jié) 煤焦油的組成、性質(zhì)及主要產(chǎn)品的用途第一節(jié) 煤焦油的組成、性質(zhì)及主要產(chǎn)品的用途 表8-1所列化合物中碳?xì)浠衔锞手行?。含氧化合物中，主要為酸性的酚?lèi)及少量的中性化合物（如氧芴 、古嗎隆等）。含氮化合物中，含氮雜環(huán)的氮原子上有氫原子相連時(shí)呈中性（如咔唑、吲哚等）；而當(dāng)無(wú)氫原子相連時(shí)呈堿性（如吡啶、喹啉）。含硫化合物皆呈中性 。焦油中不飽

3、和化合物含量雖少，但在受熱和某些介質(zhì)作用下易聚合成焦油渣，給化學(xué)產(chǎn)品回收及精制過(guò)程帶來(lái)許多麻煩，而被看作是有害成份。煤焦油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2-1。 第一節(jié) 煤焦油的組成、性質(zhì)及主要產(chǎn)品的用途 （二）煤焦油的性質(zhì) 焦油的閃點(diǎn)為96-105，自燃點(diǎn)為580-630，燃燒熱為35700-39000kJ/kg。 焦油的蒸發(fā)潛熱可用下式計(jì)算： =494.1-0.67t (8-1) 式中 t焦油的溫度，。 焦油餾分相對(duì)分子質(zhì)量可按下式計(jì)算： （8-2）第一節(jié) 煤焦油的組成、性質(zhì)及主要產(chǎn)品的用途 式中 M焦油餾分相對(duì)分子質(zhì)量； TK蒸餾餾分餾出50%時(shí)的溫度，K； B系數(shù)，對(duì)于洗油、酚油餾分為3.74，對(duì)于其余

4、 餾分為3.80。 焦油的相對(duì)分子質(zhì)量可按各餾分相對(duì)分子質(zhì)量進(jìn)行加 和計(jì)算確定 焦油、焦油餾分和焦油組分的理化性質(zhì)參數(shù)也可查閱 有關(guān)圖表。第一節(jié) 煤焦油的組成、性質(zhì)及主要產(chǎn)品的用途 二、煤焦油中各種餾分的產(chǎn)率 焦油的產(chǎn)率主要受煉焦煤的性質(zhì)、煉焦操作制度的影響。若原料煤的揮發(fā)分增加，焦油產(chǎn)率也隨之增加；若采用高氣煤配比，可使焦油產(chǎn)率達(dá)4%4.2%；當(dāng)煉焦溫度升高時(shí)，焦油產(chǎn)率下降，而密度、游離碳增加，酚類(lèi)產(chǎn)品減少，萘和蒽類(lèi)芳香族產(chǎn)品增加。 一般在焦油連續(xù)蒸餾時(shí)，切取的餾分如表8-2所示。第一節(jié) 煤焦油的組成、性質(zhì)及主要產(chǎn)品的用途表8-2 煤焦油餾分表餾分名稱(chēng)切取溫度范圍，產(chǎn)率 %密度，kg/l主要

5、組成輕油酚油萘油洗油一蒽油二蒽油瀝青170170210210230230300300360初餾點(diǎn)310餾出50%時(shí)400殘液0.4-0.81.0-2.510-134.5-6.516-224-654-560.88-0.900.98-1.011.01-1.041.04-1.061.05-1.101.08-1.12主要苯族烴，含酚小于5%及少量古馬隆、茚等不飽和化合物酚和甲酚20-30%；萘5-20%；吡啶堿4-6%萘70-80%；酚類(lèi)46；砒啶類(lèi)3-4%酚類(lèi)3-5%；萘小于15%；重吡啶類(lèi)4%-5%蒽16%-20%；萘2%-4%；高沸點(diǎn)酚類(lèi)1%-3%；重吡啶類(lèi)2%-4%多環(huán)化合物，如螢蒽等多環(huán)化合

6、物第一節(jié) 煤焦油的組成、性質(zhì)及主要產(chǎn)品的用途 三、煤焦油主要產(chǎn)品及用途 焦油各餾分進(jìn)一步加工時(shí)，可分離和制取多種產(chǎn)品，其中提取的主要產(chǎn)品有以下幾種： 萘：萘為無(wú)色單斜晶體，易升華，不溶于水，能溶于醇、醚、三氯甲烷和二硫化碳，是焦油加工的重要產(chǎn)品之一。 萘是非常寶貴的化工原料，是焦油產(chǎn)品中數(shù)量最多的產(chǎn)品。中國(guó)所生產(chǎn)的工業(yè)萘多用于制取鄰苯二甲酸酐，以供生產(chǎn)滌綸、工程塑料、染料、油漆及醫(yī)藥之用。同時(shí)還可用來(lái)制取炸藥、植物生長(zhǎng)刺激素、橡膠及塑料的抗老化劑等。 酚及其同系物：酚為無(wú)色結(jié)晶，可溶于水、乙醇、冰醋酸及甘油等，呈酸性。酚廣泛用于生產(chǎn)合成纖維、工程塑料、農(nóng)第一節(jié) 煤焦油的組成、性質(zhì)及主要產(chǎn)品的用

7、途藥、醫(yī)藥、染料中間體及炸藥等。甲酚的用途也很大，可用于生產(chǎn)合成塑料（電木）、增塑劑、防腐劑、炸藥、殺菌劑、醫(yī)藥及人造香料等。二甲酚和高沸點(diǎn)酚可用于制造消毒劑。苯二酚可用作顯影劑。 蒽：蒽為無(wú)色片狀結(jié)晶，不溶于水，能溶于醇、醚、四氯化碳和二硫化碳。目前蒽的主要用途是制取蒽醌系染料及各種油漆。 菲：菲為白色帶熒光的片狀結(jié)晶，能升華，不溶于水，微溶于乙醇、乙醚，可溶于醋酸、苯、二硫化碳等?？捎糜谥圃烊嗽鞓?shù)脂、植物生長(zhǎng)激素、鞣料，還原染料及炭黑等。菲經(jīng)氫化制得全氫菲，可用于生產(chǎn)噴氣飛機(jī)燃料。菲氧化成菲醌可作農(nóng)藥。第一節(jié) 煤焦油的組成、性質(zhì)及主要產(chǎn)品的用途 瀝青：瀝青是焦油蒸餾時(shí)的殘液，為多種高分子多

8、環(huán)芳烴所組成的混合物。根據(jù)生產(chǎn)條件不同，瀝青軟化點(diǎn)可波動(dòng)在70150之間。中國(guó)生產(chǎn)的電極瀝青和中溫瀝青的軟化點(diǎn)為7590。瀝青可用于制造建筑用的屋頂涂料，防濕劑、耐火材料黏結(jié)劑及用于筑路。目前，用瀝青生產(chǎn)瀝青焦，改質(zhì)瀝青，以制造煉鋁工業(yè)所用的電極。 各種油類(lèi)：焦油蒸餾所得的各種餾分在提取出有關(guān)單組分產(chǎn)品后，即得到各種油類(lèi)產(chǎn)品。其中洗油餾分脫除酚類(lèi)和吡啶堿類(lèi)后，用作吸收煤氣中苯類(lèi)的吸收劑。脫除了粗蒽的一蒽油是配制防腐油的主要組成部分。第一節(jié) 煤焦油的組成、性質(zhì)及主要產(chǎn)品的用途第二節(jié) 煤焦油加工前的準(zhǔn)備 一 、 焦油的儲(chǔ)存和運(yùn)輸 焦化廠回收車(chē)間所生產(chǎn)的粗焦油，可貯存在鋼筋混凝土的地下貯槽或鋼板焊制

9、成的直立圓柱形貯槽中，多數(shù)工廠用后者，其容量按儲(chǔ)備10-15晝夜的焦油量計(jì)算。通常設(shè)置貯槽數(shù)目至少為三個(gè)，一個(gè)槽送油入爐，一個(gè)槽用作加溫靜置脫水，另一個(gè)接受焦油，三槽輪換使用，以保證焦油質(zhì)量的穩(wěn)定和蒸餾操作的連續(xù)。 焦油貯槽結(jié)構(gòu)如圖8-1所示。貯槽內(nèi)設(shè)有加熱用蛇形管，管內(nèi)通以蒸汽，在貯槽外殼包有絕熱層以減少散熱，使焦油保持85-95，在此溫度下焦油容易和水分分離。第二節(jié) 煤焦油加工前的準(zhǔn)備分離出來(lái)的水可沿槽高方向安設(shè)的帶有閥門(mén)的溢流管流放出，收集到收集罐中，并使之與氨水混合，以備加工。貯槽外設(shè)有浮標(biāo)式液面指示器和溫度計(jì)，槽頂設(shè)有放散管。 對(duì)于回收車(chē)間生產(chǎn)的焦油，含水往往在10%左右，可經(jīng)管道用

10、泵送入焦油貯槽。經(jīng)靜置脫水后含水約3%5%。外購(gòu)的商品焦油，則需用鐵路槽車(chē)輸送進(jìn)廠。槽車(chē)有下卸口的，可從槽車(chē)自流入敞口溜槽，然后用泵泵入焦油貯槽中。如槽車(chē)沒(méi)有下卸口，則用泵直接泵入焦油貯槽。 外銷(xiāo)焦油需脫水至4%以下才能輸送到外廠加工。為了適于長(zhǎng)途輸送，槽車(chē)上應(yīng)裝置蒸汽加熱管，以防焦油在冬天因氣溫低而難于卸出。 第二節(jié) 煤焦油加工前的準(zhǔn)備圖8-1焦油貯槽1-焦油入口；2焦油出口；3放水旋塞；4放水豎管；5放散管；6人孔；7液面計(jì)；8蛇管蒸汽加熱劑；9溫度計(jì)第二節(jié) 煤焦油加工前的準(zhǔn)備 二、 焦油質(zhì)量的均合 焦油加工車(chē)間或大型加工廠，常常精制幾個(gè)煉焦化學(xué)廠的焦油，這些焦油在餾分的含量、密度、游離碳

11、含量和灰分方面都有很大的差別。為保證連續(xù)焦油精餾裝置正常工作，雜油和外來(lái)焦油要按一定比例混合。均勻程度一般按含萘量檢查，波動(dòng)不應(yīng)超過(guò)1%。第二節(jié) 煤焦油加工前的準(zhǔn)備 三、 焦油的脫水 煤焦油是從荒煤氣中分離出來(lái)的，采用的方法是在集氣管用循環(huán)氨水噴灑使其冷卻冷凝，又在初冷器中進(jìn)一步冷凝冷卻后加以回收的，因此含有大量的水。經(jīng)回收車(chē)間澄清和加熱靜置脫水后送往焦油精制車(chē)間的焦油含水量仍保持在4%左右。 焦油含水多，會(huì)使焦油蒸餾系統(tǒng)的壓力顯著提高、流動(dòng)阻力加大，甚至打亂蒸餾操作制度。此外，伴隨水分帶入的腐蝕性介質(zhì)，還會(huì)引起設(shè)備和管道的腐蝕。 焦油脫水可分為初步脫水和最終脫水。第二節(jié) 煤焦油加工前的準(zhǔn)備

12、焦油的初步脫水，是在焦油貯槽內(nèi)用加熱靜置法實(shí)現(xiàn)的脫水條件是：焦油溫度維持在80-95，靜置時(shí)間36h以上。水和焦油因密度不同而分離。靜置脫水后使焦油中水分降至2-3%。 在連續(xù)式管式爐焦油蒸餾系統(tǒng)中，焦油的最終脫水是先在管式爐的對(duì)流段加熱，而后在一段蒸發(fā)器內(nèi)閃蒸而完成的。如焦油含水2-3%，當(dāng)管式爐對(duì)流段焦油出口溫度達(dá)120-130時(shí)，可使焦油水分脫至0.5%以下。此外，也可在專(zhuān)設(shè)的脫水裝置中，使焦油在加壓（490-980kPa）及加熱（130-135）條件下進(jìn)行脫水。加壓脫水法的優(yōu)點(diǎn)是水不汽化，分離水以液態(tài)排出，節(jié)省了汽化所需的潛熱，耗熱少。第二節(jié) 煤焦油加工前的準(zhǔn)備 四、 焦油的脫鹽 焦油

13、中所含的水實(shí)屬氨水，其中所含少量的揮發(fā)性氨鹽在最終脫水階段可被除去，而占絕大部分的固定氨鹽仍留在脫水焦油中，當(dāng)加熱到220-250時(shí)，固定氨鹽會(huì)分解成游離酸和氨。例如： 220-250 NH4Cl=HClNH3產(chǎn)生的酸存在于焦油中 ，會(huì)引起管道和設(shè)備的腐蝕。此外，氨鹽的存在還會(huì)使焦油餾分起乳化作用，給含萘餾分的脫酚操作造成困難。因此必須采取脫鹽措施，盡量減少焦油餾分中的固定氨鹽。通常采用三個(gè)辦法：第二節(jié) 煤焦油加工前的準(zhǔn)備 1.回收車(chē)間操作好焦油氨水澄清槽，盡量降低焦油中游離碳和煤粉含量，以降低乳化液的穩(wěn)定性；焦油車(chē)間（或加工廠）要定期清除原料貯槽中的殘?jiān)?，既利于靜止脫水，也可以降低瀝青中灰分

14、含量。 2.將初冷器的冷凝液送機(jī)械化氨水澄清槽，降低循環(huán)氨水中固定氨鹽的含量（可降至1.25g/l）。 3.在焦油入管式爐一段焦油泵前連續(xù)加入碳酸鈉溶液，使之與固定氨鹽發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，生成穩(wěn)定的鈉鹽。固定氨鹽與碳酸鈉的反應(yīng)如下：第二節(jié) 煤焦油加工前的準(zhǔn)備2NH4ClNa2CO32NH3CO22NaClH2O2NH4CNSNa2CO32NH3CO22NaCNSH2O(NH4)2SO4Na2CO32NH3CO2+Na2SO4H2O以上反應(yīng)中所生成的鈉鹽在焦油加熱蒸餾溫度下不會(huì)分解。 由高位槽來(lái)的8%-12%的碳酸鈉溶液經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計(jì)加入一段泵的吸入管中，使焦油和碳酸鈉溶液充分混合。碳酸鈉的加入量取決

15、于焦油中固定氨鹽的含量，可按下列反應(yīng)計(jì)算：2NH4ClNa2CO3(NH4)2CO32NaCl 217 106 1 X第二節(jié) 煤焦油加工前的準(zhǔn)備則焦油中每克固定氨（固定銨鹽分解得到的氨稱(chēng)為固定氨）的碳酸鈉耗量為：式中 17氨的相對(duì)分子質(zhì)量；106Na2CO3的相對(duì)分子質(zhì)量。 考慮到碳酸鈉和焦油的混合程度不夠，或焦油中固定銨鹽含量可能發(fā)生變化，所以實(shí)際加入量要比理論量過(guò)剩25%。其計(jì)算式如下： X=3.1（g） 第二節(jié) 煤焦油加工前的準(zhǔn)備式中： A碳酸鈉溶液的消耗量， l/h； B碳酸鈉溶液的質(zhì)量濃度，%； C固定銨鹽含量，換算為每kg焦油中含氨克 數(shù)，g/kg（一般為0.03-0.04g/kg

16、）； D碳酸鈉溶液的密度，kg/m3； Q 進(jìn)入管式爐一段的焦油量，kg/h。第二節(jié) 煤焦油加工前的準(zhǔn)備 碳酸鈉溶液濃度,控制在用8%-12%為宜原因是，若碳酸鈉溶液濃度太高時(shí)，則加入的量就少，不易和焦油混合均勻，使得固定氨鹽不能完全除去；若碳酸鈉溶液濃度太低時(shí)，則加入量要多，給焦油帶來(lái)大量水分。另外，加堿量不宜過(guò)多。生產(chǎn)實(shí)踐表明，脫鹽后焦油中，固定銨鹽小于0.1g/kg焦油，能保證管式爐正常操作。否則，白白消耗了堿，還導(dǎo)致瀝青的灰分約增加。 第二節(jié) 煤焦油加工前的準(zhǔn)備 通常以二段泵出口焦油PH值在7.5-8作為控制指標(biāo)。應(yīng)當(dāng)指出，銨鹽極易溶于水而不易溶于焦油，故欲脫鹽，必須先脫水。 焦油經(jīng)脫

17、水脫鹽后應(yīng)達(dá)到如下質(zhì)量指標(biāo)： 送入管式爐對(duì)流段的焦油： 水分4%； 灰分0.1% 游離碳含量5% 送入管式爐輻射段的焦油： 水分0.5%；PH值7.38.0第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾 焦油加工的主要任務(wù)是獲得萘、酚、蒽等工業(yè)純產(chǎn)品和洗油、瀝青等粗產(chǎn)品。由于焦油中各組分含量都不太多，且組成復(fù)雜，不可能通過(guò)一次蒸餾加工而獲得所需的純產(chǎn)品。所以，焦油加工都是先在蒸餾中，切取富集某些組分的窄餾分，再進(jìn)一步從窄餾分中提取所需的純產(chǎn)品。 焦油蒸餾時(shí)，每個(gè)組分應(yīng)富集于相應(yīng)的餾分中，即每個(gè)組分在相應(yīng)餾分中集中度較高，如萘油中萘的集中度用下式計(jì)算：第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾 焦油蒸餾按生產(chǎn)規(guī)模不同可分為間歇蒸餾和連

18、續(xù)蒸餾。后者分離效果好，各種餾分產(chǎn)率高，酚和萘可高度集中在一定的餾分中。因此，生產(chǎn)規(guī)模較大的焦油車(chē)間均采用管式爐連續(xù)蒸餾裝置。萘在萘油中的集中度=第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾 一、一次汽化過(guò)程和一次汽化溫度 在實(shí)際生產(chǎn)中，液體混合物的蒸發(fā)，一般可通過(guò)兩種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)：微分蒸餾法和一次汽化法。微分蒸餾法也稱(chēng)簡(jiǎn)單蒸餾法，是將液體混合物置于蒸餾釜中加熱，并連續(xù)地將蒸汽從蒸餾釜中排出，在冷凝器中冷凝，蒸餾的結(jié)果是得到兩種液體混合物。一次汽化法或稱(chēng)平衡蒸餾法，是將液體混合物加熱，并使其部分汽化，一直達(dá)到指定溫度，才將處于平衡狀態(tài)的汽液兩相一次分開(kāi)。這種分離過(guò)程叫做一次汽化過(guò)程或一次汽化法。顯然將一次汽化得到的

19、汽體冷凝，將得到具有較低沸點(diǎn)的液體混合物。第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾 1. 焦油的一次汽化過(guò)程 在管式爐加熱的焦油連續(xù)蒸餾裝置中，煤焦油的蒸餾（粗分離）就是用一次汽化（或稱(chēng)一次蒸發(fā)）的方法來(lái)完成的。完成此過(guò)程所采用的設(shè)備包括焦油泵、管式爐、二段蒸發(fā)器。完成分離過(guò)程的條件與特點(diǎn)是：（1）無(wú)水焦油被焦油二段泵壓送，進(jìn)入管式爐輻射段的爐管內(nèi)加熱，在湍流狀態(tài)下，通過(guò)爐管進(jìn)入二段蒸發(fā)器；（2）管式爐爐堂內(nèi)布置的爐管具有足夠大的受熱面積，借助煤氣燃燒產(chǎn)生高溫火焰和煙氣，主要以輻射傳熱方式快速向爐管和管內(nèi)物料傳熱。（3）焦油沿爐管流動(dòng)過(guò)程中，一邊升溫一邊汽化，出口達(dá)到規(guī)定的溫度時(shí)，也達(dá)到了規(guī)定的汽化率；（4）

20、焦油的升溫和氣化過(guò)程是：開(kāi)始主要是低沸點(diǎn)組分汽第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾化；隨著溫度升高，高沸點(diǎn)組分汽化量不斷增加；在汽化過(guò)程中汽液兩相始終密切接觸，可以認(rèn)為在爐管內(nèi)任何截面處汽液兩相處于平衡狀態(tài)；在汽化和升溫過(guò)程中，先期汽化的組分在其后的高溫區(qū)段內(nèi)，因管路管間的限制被處于壓縮狀態(tài)；（5）被處于壓縮狀態(tài)的汽液兩相，一旦進(jìn)入二段蒸發(fā)器所提供的大空間內(nèi)，壓強(qiáng)突然降低，一方面在爐管內(nèi)生成的汽液兩相瞬間完成分離；另外還有一部分在爐管內(nèi)未汽化的組分也會(huì)因壓強(qiáng)降低而汽化（汽化需要的熱量只有靠液相降低溫度的顯熱來(lái)提供）。由這兩個(gè)過(guò)程完成的汽化叫一次汽化過(guò)程。由于在蒸發(fā)器內(nèi)完成此過(guò)程非常快，又稱(chēng)之為閃蒸分離過(guò)程

21、。簡(jiǎn)稱(chēng)為閃蒸。第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾 2. 一次汽化溫度（一次蒸發(fā)溫度） 焦油管式爐連續(xù)蒸餾工藝要求，二蒽油以前的全部餾分在二段蒸發(fā)器內(nèi)一次蒸出，為了使各種餾分及瀝青的產(chǎn)率及質(zhì)量都符合工藝要求，需根據(jù)原料焦油的組成和分離產(chǎn)品的不同，以及過(guò)熱蒸汽的溫度和用量，合理地確定一次汽化溫度。 一次汽化溫度是指經(jīng)管式爐加熱后的焦油進(jìn)入二段蒸發(fā)器閃蒸時(shí)，汽液兩相達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)的溫度。如前所述，這個(gè)溫度比管式爐二段出口溫度低，比瀝青從二段蒸發(fā)器排出的溫度高。因此，焦油在管式爐出口的溫度，應(yīng)綜合考慮上述各種因素的影響，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾為目標(biāo)來(lái)確定。不過(guò)在實(shí)際生產(chǎn)中還要向二段蒸發(fā)器

22、內(nèi)通過(guò)熱蒸汽，顯然，過(guò)熱蒸汽的溫度和用量，對(duì)于各餾分和瀝青的產(chǎn)量、質(zhì)量以及餾出溫度都有影響。 一般最適宜的一次汽化溫度應(yīng)保證從焦油中蒸出的酚和萘最多，并能得到軟化點(diǎn)為8090的瀝青。顯然，即使焦油的組成相同，當(dāng)對(duì)瀝青的軟化點(diǎn)要求不一樣時(shí)，最適宜的一次氣化溫度也有差異。由表8-3中可以看出，隨著一次汽化溫度的提高，焦油餾分產(chǎn)率增加，瀝青的產(chǎn)率相應(yīng)下降，瀝青的軟化點(diǎn)和游離碳含量相應(yīng)增加。第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾表8-3 一次氣化溫度對(duì)產(chǎn)率的影響 項(xiàng)目320340360餾分物對(duì)焦油的產(chǎn)率，%21.628.533.5瀝青對(duì)焦油產(chǎn)率，%78.471.566.5瀝青軟化點(diǎn)304555第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸

23、餾 在正常操作范圍內(nèi)，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)積累，一次汽化溫度可近似地按下述經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： t=683tan(174.5-gx) 式中 t 一次氣化溫度， gx 餾分物的質(zhì)量產(chǎn)率。% tan 在一定壓力下按下式求出一次蒸發(fā)直 線的斜率 tan=3.248.026103 Pm Pm 二段蒸發(fā)器內(nèi)油氣的分壓(絕對(duì)壓力),kPa.第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾例8-1 已知脫水焦油處理量為9500kg/t,餾出物產(chǎn)率為45%；二段蒸發(fā)器操作壓力為44.13 kpa（表壓），當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)Pa=98.07kPa。通入器內(nèi)的直接過(guò)熱水蒸汽量是脫水焦油量的1.5%。求一次汽化溫度。解：二段蒸發(fā)器內(nèi)絕對(duì)壓力為 P=98.

24、07+44.13=142.2 kPa 因通入直接過(guò)熱水蒸汽，油氣的分壓應(yīng)為： Pm=PX式中 X氣相中油氣的摩爾分?jǐn)?shù) 餾出物產(chǎn)量：Gm=950045%=4275kg/t 通入水汽量：Gw=95001.5=143 kg/t 第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾油汽平均相對(duì)分子質(zhì)量取Mm=155 則 X=Pm=142.20.776=110.35 kPatan=3.248.026103110.35=2.354因此，一次汽化溫度即為t=6832.354（174.545）=378=0.776=第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾 一次蒸發(fā)溫度同通入的直接過(guò)熱蒸汽量有關(guān)，通入蒸汽量越多，則一次蒸發(fā)溫度就越低。實(shí)際上，通入的直接蒸

25、汽量每增加1%，可使一次蒸發(fā)溫度降低約15。生產(chǎn)上一般控制一次蒸發(fā)溫度為370380。 由一次汽化過(guò)程可知，管式爐二段出口溫度及一次汽化溫度，對(duì)焦油和瀝青的產(chǎn)率及瀝青質(zhì)量（軟化點(diǎn)、游離碳的含量等）都有決定性的影響。當(dāng)直接過(guò)熱蒸汽的通入量一定時(shí)，提高一次蒸發(fā)溫度（即提高管式爐二第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾段出口溫度）時(shí)，餾分的產(chǎn)率即隨之相應(yīng)地增加，而瀝青產(chǎn)率則減少，同時(shí)瀝青的軟化點(diǎn)和游離碳含量也隨之增加。 焦油餾分產(chǎn)率與一次汽化溫度之間的關(guān)系如圖8-5所示呈直線關(guān)系。 瀝青軟化點(diǎn)與焦油加熱溫度（管式爐二段出口溫度）之間的關(guān)系如圖8-6所示。 第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾 二、焦油

26、連續(xù)蒸餾工藝流程 近年來(lái)，焦油加工的主要目的大致有兩類(lèi)：一是對(duì)焦油分餾，將沸點(diǎn)接近的化合物集中到相應(yīng)的餾分中，以便分離出單體產(chǎn)品；二是以獲得電極生產(chǎn)所需原料（電極焦、電極黏結(jié)劑）為目的。所以，焦油連續(xù)蒸餾工藝也有多種流程。下面介紹幾種典型的工藝流程。 （一）常壓兩塔式焦油連續(xù)蒸餾流程 煤焦油常壓兩塔式焦油連續(xù)蒸餾工藝流程如圖8-7所示 第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾圖8-7常壓兩塔式焦油連續(xù)蒸餾流程第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾 原料焦油在貯槽中加熱靜置初步脫水后，用一段焦油柱塞泵26送入管式爐1的對(duì)流段，在一段泵入口處加入濃度8%12%的Na2CO3溶液進(jìn)行脫鹽。焦油在對(duì)流段被加熱到120130后進(jìn)入一

27、段蒸發(fā)器2，在此，粗焦油中的大部分水分和輕油蒸發(fā)出來(lái)，混合蒸汽自蒸發(fā)器頂逸出，經(jīng)冷凝冷卻器6得到3040的冷凝液，再經(jīng)一段輕油油水分離器分離后得到一段輕油和氨水。氨水流入氨水槽，一段輕油可配入回流洗油中。一段蒸發(fā)器排出的無(wú)水焦油進(jìn)入器底的無(wú)水焦油槽，以其中滿流的無(wú)水焦油進(jìn)入滿流槽16。由此引入二段焦油泵前管路中。第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾 無(wú)水焦油用二段焦油柱塞泵27送入管式爐輻射段加熱至400410后，進(jìn)入二段蒸發(fā)器3一次蒸發(fā)，使餾分與煤焦油瀝青分離。瀝青自底部排出，餾分蒸汽自頂部逸出進(jìn)入蒽塔4下數(shù)第三層塔板，塔頂用洗油餾分打回流，塔底排出二蒽油。自11、13、15層塔板的側(cè)線切取蒽油。一蒽油

28、和二蒽油分別經(jīng)埋入式冷卻器冷卻后，放入各自貯槽，以備送去處理。 自蒽塔4頂逸出的油氣進(jìn)入餾分塔5（又稱(chēng)洗塔）下數(shù)第五層塔板。洗油餾分自塔底排出，萘油餾分從第18、20、22、24層塔板側(cè)線采出；酚油餾分從第36、38、40層塔板采出。這些餾分經(jīng)冷卻后進(jìn)入各自貯槽。第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾 自餾分塔頂出來(lái)的輕油和水的混合蒸汽冷凝冷卻和油水分離后，水導(dǎo)入酚水槽，用來(lái)配制洗滌脫酚時(shí)所需的堿液；輕油入回流槽，部分用作回流液，剩余部分送粗苯工段處理。 蒸餾用直接蒸汽經(jīng)管式爐輻射段加熱至450，分別送入各塔底部。 中國(guó)有些焦化廠，在餾分塔中將萘油餾分和洗油餾分合并一起切取，叫做兩混餾分。此時(shí)塔底油稱(chēng)為苊油

29、餾分，含苊量大于25%。這種切取兩混餾分的操作可使萘較多地集中在兩混餾分中，萘的集中度達(dá)93%96%，從而可提高工業(yè)萘的產(chǎn)率。同時(shí)，洗油餾分中的重組分已在切取苊油餾分時(shí)除去，也提高了洗油質(zhì)量。第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾兩塔式連續(xù)蒸餾的主要操作指標(biāo)如下：一段焦油出口溫度120130二段焦油出口溫度400410一段蒸發(fā)器頂部溫度105110二段蒸發(fā)器頂部溫度370374蒽塔頂部溫度250265餾分塔頂部溫度95115酚油餾分側(cè)線溫度160170萘油餾分側(cè)線溫度198200洗油餾分（塔底）溫度225235兩混餾分側(cè)線溫度196200一蒽油餾分側(cè)線溫度280295二蒽油餾分（塔底）溫度330355一段蒸

30、發(fā)器底部壓力（表壓）29.4KPa二段蒸發(fā)器底部壓力（表壓）49KPa各塔底部壓力（表壓）49KPa第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾 兩塔式連續(xù)蒸餾所得各餾分的產(chǎn)率（對(duì)無(wú)水焦油）和質(zhì)量如表8-4所示。表8-4 兩塔式焦油蒸餾餾分產(chǎn)率和質(zhì)量指標(biāo) 餾分名稱(chēng)產(chǎn)率（對(duì)無(wú)水焦油）%密度/（g/m3）組分含量（質(zhì)量）%窄餾分兩混餾分酚萘苊輕油餾分酚油餾分萘油餾分洗油餾分苊油餾分一蒽油餾分二蒽油餾分中溫瀝青0.30.61.52.511125619204654560.30.61.52.5161716172317183554560.880.981.01.011.031.0351.0551.071.091.121.131

31、.151.191.251.352203063 30.40.20.151070801057621.51.025軟化點(diǎn)8090（環(huán)球法）1.0281.032第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾 （二）常壓一塔式焦油連續(xù)蒸餾工藝流程 常壓一塔式焦油連續(xù)蒸餾工藝流程如圖88所示。該流程是從兩塔式連續(xù)蒸餾改進(jìn)發(fā)展而來(lái)的，兩種流程的最大不同之處是，一塔式流程取消了蒽塔，二段蒸發(fā)器改由兩部分組成，上部為精餾段，下部為蒸發(fā)段。第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾1焦油管式爐；2一段蒸發(fā)器及無(wú)水焦油槽；3二段蒸發(fā)器；4餾分塔；5一段輕油冷凝冷卻器；6餾分塔輕油冷凝冷卻器；7餾分塔輕油冷凝冷卻器；8餾分塔輕油冷凝冷卻器；9輕油回流槽；1

32、0萘油埋入式冷卻器；11洗油埋入式冷卻器；12一蒽油冷卻器；13二蒽油冷卻器；14一蒽油回流槽；15無(wú)水焦油滿流槽；16焦油循環(huán)槽；17輕油接受槽；18酚油接受槽；19萘油接受槽；20洗油接受槽；21一蒽油接受槽；22二蒽油接受槽；23酚水接受槽；24碳酸鈉溶液高位槽；25一段焦油泵；26二段焦油泵；27一蒽油回流泵；28輕油回流泵；29二蒽油泵；30輕油泵圖8-8常壓一塔式焦油連續(xù)蒸餾工藝流程第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾 經(jīng)靜置脫水后的原料焦油用一段泵25打入管式爐1的對(duì)流段，在泵前加濃度為8%12%的Na2CO3溶液脫鹽，在管式爐一段焦油被加熱到120130后進(jìn)入一段蒸發(fā)器2進(jìn)行脫水。分離出的

33、無(wú)水焦油通過(guò)二段泵26送入管式爐輻射段加熱至300400后進(jìn)入二段蒸發(fā)器3進(jìn)行蒸發(fā)分餾，瀝青由塔底排出，油氣升入上部精餾段。二蒽油從上數(shù)第四層塔板側(cè)線引出，經(jīng)冷卻器13冷卻后送入二蒽油接受槽22。其余餾分混合蒸汽自頂部逸出進(jìn)入餾分塔4的下數(shù)第三層塔板。自餾分塔5底部排出第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾的一蒽油，經(jīng)一蒽油冷卻器12冷卻后，一部分回流入二段蒸發(fā)器（回流量為每噸無(wú)水焦油0.150.2噸，以保持二段蒸發(fā)器頂部溫度），其余送去處理。由第15，17，19層塔板側(cè)線采出洗油餾分；由第33，35，37層切取萘油餾分；由第51，53，55層切取酚油餾分。各種餾分分別經(jīng)各自的冷卻器冷卻后引入各自的中間槽，

34、再送去處理。由塔頂出來(lái)的輕油和水的混合蒸汽經(jīng)冷凝冷卻器6和餾分塔輕油油水分離器8分離后，部分輕油回流入塔（回流量為每噸焦油0.350.4噸），其余送入粗苯工段處理。 國(guó)內(nèi)有些化工廠對(duì)一塔式流程做了如下改進(jìn)：將酚油餾分，萘油餾分和洗油餾分合并一起作為三混餾分，這種工藝可使煤焦油中的萘最大限度地集中到三混餾分中，萘的集中度達(dá)95%98%，從而可提高萘的產(chǎn)率。餾分塔的塔板數(shù)可從63層減到41層（提餾段3層，精餾段38層），三混餾分自下數(shù)25，27，29，31或33層塔板采出。 煤焦油一塔式連續(xù)蒸餾的主要操作指標(biāo)如下：第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾一段焦油出口溫度120130二段焦油

35、出口溫度400410一段蒸發(fā)器頂部溫度105110二段蒸發(fā)器頂部溫度315325餾分塔頂部溫度95115酚油餾分側(cè)線溫度165180萘油餾分側(cè)線溫度200215洗油餾分側(cè)線溫度225245三混餾分側(cè)線溫度200220一蒽油餾分（塔底）溫度270290二蒽油餾分（塔底）溫度32 0335一段蒸發(fā)器底部壓力（表壓）29.4KPa二段蒸發(fā)器底部壓力（表壓）49KPa餾分塔底部壓力（表壓）49KPa第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾 一塔式連續(xù)蒸餾所得各餾分產(chǎn)率（對(duì)無(wú)水焦油）和質(zhì)量見(jiàn)表8-5表8-5 一塔式焦油蒸餾分產(chǎn)率和質(zhì)量指標(biāo)餾分名稱(chēng)產(chǎn)率（對(duì)無(wú)水焦油）%密度/（g/m3）酚含量（質(zhì)量）%萘含量（質(zhì)量） %窄

36、餾分三混餾分輕油餾分酚油餾分萘油餾分洗油餾分一蒽油餾分二蒽油餾分中溫瀝青0.30.61.52.51112560.30.618230.880.981.01.011.031.0351.0551.0281.0321.121.131.151.191.251.352203063680.40.20.151070801045551.51.0軟化點(diǎn)8090（環(huán)球法）第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾1脫水塔；2脫水塔管式爐；3常壓餾分塔；4常壓餾分塔管式爐；5減壓餾分塔；6輕油冷凝冷卻器；7油水分離器；8蒸汽發(fā)生器；9甲基萘油換熱器；10氣液分離器；11一蒽油換熱器；12瀝青換熱器；13酚油回流槽 ；14甲基萘油回流槽

37、；15一蒽油中間槽；16餾分冷卻器；17油泵 圖8-9 煤焦油常-減壓連續(xù)蒸餾流程第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾 （三）煤焦油常-減壓連續(xù)蒸餾流程 煤焦油常-減壓連續(xù)蒸餾工藝流程如圖8-9所示。煤焦油依次與甲基萘油餾分、一蒽油餾分和煤焦油瀝青多次換熱到120130進(jìn)入脫水塔。煤焦油中的水分和輕焦油餾分從塔頂逸出，經(jīng)冷凝冷卻和油水分離后得到氨水和輕油餾分。脫水塔頂部送入輕油回流，塔底的無(wú)水焦油送入管式爐加熱到250左右，部分返回脫水塔底循環(huán)供熱，其余送入常壓餾分塔。酚油蒸汽從常壓餾分塔逸出，進(jìn)入蒸汽發(fā)生器，利用其熱量產(chǎn)生0.3MPa的蒸汽供本裝置加熱用。 第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾冷凝的酚油餾分部分送回

38、塔頂作回流，從塔側(cè)線切取萘油餾分。塔底重質(zhì)煤焦油送入常壓餾分塔管式爐加熱到360左右，部分返回常壓餾分塔底循環(huán)供熱，其余送入減壓餾分塔。減壓餾分塔頂逸出的甲基萘油餾分蒸汽在換熱器中與煤焦油換熱后冷凝，經(jīng)氣液分離器分離得到甲基萘油餾分，部分作為回流送入減壓餾分塔頂部，從塔側(cè)線分別切取洗油餾分、一蒽油餾分和二蒽油餾分。各餾分流入相應(yīng)的接受槽，分別經(jīng)冷卻后送出，塔底瀝青經(jīng)瀝青換熱器與煤焦油換熱后送出。氣液分離器頂部與真空泵連接，以造成減壓蒸餾系統(tǒng)的負(fù)壓。第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾常減壓蒸餾的主要操作指標(biāo)如下：瀝青換熱器煤焦油出口溫度120130脫水塔頂部溫度100110脫水塔管式爐煤焦油出口溫度250

39、260常壓餾分塔頂部溫度170185萘油餾分側(cè)線溫度200210常壓餾分塔管式爐重質(zhì)煤焦油出口溫度360370減壓餾分塔頂部壓力26.6KPa第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾各種餾分對(duì)無(wú)水焦油的產(chǎn)率（質(zhì)量），%輕油餾分0.51.0酚油餾分2.02.5萘油餾分1112甲基萘餾分23洗油餾分45一蒽油餾分1416二蒽油餾分68瀝青5455（軟化點(diǎn)8090環(huán)球法） 第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾圖8-10煤焦油連續(xù)減壓蒸餾流程第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾 （四） 煤焦油連續(xù)減壓蒸餾流程 因?yàn)橐后w的沸點(diǎn)隨著壓力的降低而降低，所以煤焦油在負(fù)壓下蒸餾可降低各組分的沸點(diǎn)，避免或減少高沸點(diǎn)物質(zhì)的分解和結(jié)焦現(xiàn)象，提高輕重組分間的

40、相對(duì)揮發(fā)度，有利于蒸餾分離。煤焦油連續(xù)減壓蒸餾工藝流程如圖8-10所示。 原料焦油用泵27送入焦油預(yù)熱器12（用784kPa蒸汽加熱）后進(jìn)入軟瀝青熱交換器13與軟瀝青換熱，再進(jìn)入預(yù)脫水塔10。進(jìn)塔焦油溫度由焦油含水量和輕油質(zhì)量來(lái)確定，第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾用預(yù)熱蒸汽量來(lái)調(diào)節(jié)。焦油中大部分水分和部分輕油汽化后從塔頂逸出，經(jīng)冷凝冷卻和油水分離后，輕油回流入脫水塔3頂部。預(yù)脫水塔10底部出來(lái)的焦油靠液柱壓力自流入脫水塔3。 脫水塔塔底焦油用循環(huán)泵26壓送入重沸器9加熱后返回塔內(nèi)，供給脫水塔所需熱量。重沸器用3920kPa的蒸汽加熱。脫水塔頂溫度用回流量來(lái)調(diào)節(jié)。塔頂流出的水和輕油蒸汽經(jīng)冷凝冷卻和油水

41、分離后，輕油部分打回流，其余送入輕油槽。全部分離水經(jīng)再次油水分離后，送入氨水槽。第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾 脫水塔底的焦油用泵28送入軟瀝青熱交換器14換熱后進(jìn)入管式加熱爐5。焦油出管式爐的溫度由原料性質(zhì)、處理量及分餾塔操作壓力等因素而確定。管式加熱爐用焦?fàn)t煤氣作燃料，其流量根據(jù)分餾塔4入口焦油溫度調(diào)節(jié)。 經(jīng)管式爐加熱后的焦油進(jìn)入分餾塔4被分餾成各種餾分，塔頂餾出酚油，從側(cè)線依次采出萘油、洗油和蒽油餾分，塔底得到軟瀝青。分餾塔頂操作壓力為13.3kPa，由減壓系統(tǒng)通入真空槽的氮?dú)鈦?lái)調(diào)節(jié)。第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾 自餾分塔4頂部蒸出的酚油氣被空氣冷卻器8冷凝冷卻后，又在水冷卻器16中冷卻到大約40

42、，進(jìn)入回流槽19，水冷卻器內(nèi)的未凝酚油氣被引入減壓系統(tǒng)。回流槽內(nèi)的酚油大部分回流入塔，其余部分送入酚油槽。餾分塔頂溫度由酚油質(zhì)量而定，并根據(jù)塔頂溫度來(lái)調(diào)節(jié)回流量。 萘油餾分經(jīng)用6065的溫水在萘油冷卻器15冷卻至80進(jìn)入萘油液封槽23。 洗油餾分和蒽油餾分，先通過(guò)蒸汽發(fā)生器24降溫至106，再分別用泵33，34送入冷卻器17，18冷卻后，送入各自的貯槽。第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾 餾分塔底設(shè)有液面調(diào)節(jié)器以控制軟瀝青的送出量。塔底排出的軟瀝青先通過(guò)軟瀝青熱交換器14與脫水塔來(lái)的焦油換熱，被冷卻到200，再經(jīng)軟瀝青熱交換器13與原料焦油換熱，又被冷卻到140150。為了保持軟瀝青熱交換器內(nèi)瀝青的流速

43、一定，防止管內(nèi)壁沉積污垢，從與原料焦油換熱后的軟瀝青中引出一小部分循環(huán)到升壓泵吸入側(cè)，其余部分在管道內(nèi)配油，調(diào)整軟化點(diǎn)后送入軟瀝青貯槽。 餾分塔底排出的軟瀝青的軟化點(diǎn)為6065。為了制取生產(chǎn)延遲焦、型煤的黏結(jié)劑以及高爐炮泥的原料，要加入脫晶蒽油、焦化輕油進(jìn)行調(diào)配得到軟化點(diǎn)為3540的軟瀝青。所以，脫晶蒽油及焦化輕油先經(jīng)加熱器加熱至90，再進(jìn)入溫度保持為130的軟瀝青輸送管道中，調(diào)整瀝青的軟化點(diǎn)。第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾減壓焦油蒸餾各種餾分對(duì)無(wú)水焦油的產(chǎn)率（質(zhì)量）% 輕油餾分 0.5 酚油餾分 1.8 萘油餾分 13.2 洗油餾分 6.4 蒽油餾分 16.9 軟瀝青 61（軟化點(diǎn)6065環(huán)球法）

44、第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾其主要操作指標(biāo)如下：1號(hào)軟瀝青換熱器焦油出口溫度 130135預(yù)脫水塔頂部溫度 110120脫水塔頂部溫度 100脫水塔底部溫度 185管式爐焦油出口溫度 330335分餾塔頂部溫度 118120萘油餾分側(cè)線溫度 152洗油餾分側(cè)線溫度 215蒽油餾分側(cè)線溫度 264分餾塔底部溫度 325330分餾塔頂部壓力 13.3kPa分餾塔底部壓力 3341kpa第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾圖8-11 焦油分餾和電極焦生產(chǎn)工藝流程1焦油槽；2預(yù)熱器；3冷凝器；4萃取器；5、6溶劑蒸出器；7焦化塔； 8管式爐；9分餾塔；10脫水塔第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾 （五）焦油分餾和電極焦生產(chǎn)工藝

45、流程 生產(chǎn)用于制造電極焦和電極黏結(jié)劑的瀝青的焦油分餾工藝流程如圖8-11所示。 煤焦油經(jīng)預(yù)熱器2預(yù)熱至140進(jìn)入脫水塔10脫水，塔頂采出的水和輕油混合蒸汽經(jīng)冷凝冷卻和油水分離后，部分輕油回流至脫水塔頂板，其余去輕油槽。塔底排出的脫水焦油在萃取器4內(nèi)用脂肪族烴（正己烷、石腦油等）和芳香族烴（萘油、洗油等）的混合溶劑進(jìn)行萃取，可使喹啉不溶物分離，并在重力作用下沉淀下來(lái)。第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾 脫水焦油與溶劑混合后分為兩相，上部為凈焦油，下部為含喹啉不溶物的焦油。含雜質(zhì)的焦油在溶劑蒸發(fā)器5的器頂蒸出的溶劑和輕餾分經(jīng)冷凝器3后返回萃取器，器底排除軟化點(diǎn)為35含有雜質(zhì)的瀝青，這種瀝青可用于制取筑路焦油

46、和高爐用燃料焦油。 萃取器上部的凈焦油送入溶劑蒸出器6，蒸出溶劑的凈焦油用泵送入餾分塔9底部，分餾成各種餾分和瀝青。瀝青從餾分塔9的底部排出并泵入管式爐，加熱至500再進(jìn)入并聯(lián)的延遲焦化塔7中的一個(gè)塔，焦化所產(chǎn)生的揮發(fā)性產(chǎn)品和油氣從塔頂返回餾分塔內(nèi)，并供給所需的熱源。第三節(jié) 煤焦油的連續(xù)蒸餾 焦化塔內(nèi)得到的主要產(chǎn)品是延遲焦，它對(duì)軟瀝青的產(chǎn)率約為64%。所得延遲焦再經(jīng)煅燒后即得成品瀝青焦。瀝青焦對(duì)延遲焦的產(chǎn)率約為86%，其質(zhì)量規(guī)格為：硫含量（質(zhì)量）0.3%0.4%，灰分含量（質(zhì)量）0.1%0.2%；揮發(fā)分0.5%，重金屬（主要是釩）5mg/kg；真密度19602040kg/m3 餾分塔頂引出的煤

47、氣（占焦油4%），經(jīng)冷凝后所得冷凝液返回塔頂板；自二段塔板引出的是含酚、萘的油；從塔中段采出的是含苊的重油。第四節(jié) 煤焦油蒸餾主要設(shè)備 一 、管式加熱爐 圓筒管式加熱爐的規(guī)格依生產(chǎn)能力的不同而不同，爐管均為單程，輻射段爐管和對(duì)流段光管的材質(zhì)均為1Cr5Mo合金鋼。輻射段爐管沿爐壁圓周等距直立排列，無(wú)死角，加熱均勻。對(duì)流段光管在燃燒室頂水平排列，兼受對(duì)流及輻射兩種傳熱方式作用。蒸汽過(guò)熱管設(shè)置在對(duì)流段和輻射段，其加熱面積應(yīng)滿足將所需蒸汽加熱至450。輻射段爐管加熱強(qiáng)度取為7540092100kJ/（h），對(duì)流管采用光管時(shí)，加熱強(qiáng)度取為2520041900kJ/（h）。第四節(jié) 煤焦油蒸餾主要設(shè)備（一

48、）物料衡算原始數(shù)據(jù)：原料焦油水分含量（質(zhì)量）：4%分離得到如下餾分及其產(chǎn)量 各餾分產(chǎn)率（對(duì)無(wú)水焦油）%輕油 酚油 萘油 洗油 一蒽油 二蒽油 瀝青0.6 2.0 11.5 5.5 20 6 54.4 第四節(jié) 煤焦油蒸餾主要設(shè)備 為實(shí)現(xiàn)該分離任務(wù)，選用常壓兩塔式焦油連續(xù)蒸餾流程（圖8-7）。由圖8-7可知，整個(gè)流程中所需要的熱能全是由管式爐燒煤氣提供，提供熱能包括以下三部分：管式爐在對(duì)流段為焦油脫水提供熱能，在輻射段對(duì)無(wú)水焦油加熱提供熱能，以及使飽和蒸汽成為過(guò)程蒸汽提供熱能。以下先做物料衡算，再做熱量衡算，最后求出煤氣用量。 為簡(jiǎn)化計(jì)算，假設(shè)：焦油水分全部在一段蒸發(fā)器中脫除，占無(wú)水焦油0.25%

49、的輕油在一段蒸發(fā)時(shí)蒸發(fā)，脫鹽用堿液不計(jì)入，物料損失忽略不計(jì)，不考慮無(wú)水焦油滿流。 以1000kg/h焦油為計(jì)算基準(zhǔn)的物料衡算結(jié)果見(jiàn)表8-6。第四節(jié) 煤焦油蒸餾主要設(shè)備表8-6 管式爐含一段、二段蒸發(fā)器的物料衡算輸入 kg/h輸出kg/h焦油水分：10004%=402 無(wú)水焦油：100040=9601從一段蒸發(fā)器蒸出的焦油水分：10004%=402輕油：從一段蒸出9600.25%=2.4從二段蒸出960（0.60.25%）=3.363酚油：9602%=19.24萘油：96011.5%=110.45洗油：9605.5%=52.86一蒽油：96020%=1927二蒽油：9606%=57.68瀝青：9

50、6054.4%=522.24共計(jì)1000共計(jì)1000第四節(jié) 煤焦油蒸餾主要設(shè)備 （二）熱量衡算 原始數(shù)據(jù)： 溫度：原料焦油80，對(duì)流段出口焦油130，輻射段出口焦油400，一段蒸發(fā)器底部焦油110，頂部蒸汽105，二段蒸發(fā)器底部瀝青360，頂部油氣350，進(jìn)入管式爐水蒸汽143，過(guò)熱后蒸汽400 過(guò)熱的水蒸汽量按無(wú)水焦油量的4%計(jì)算，其他數(shù)據(jù)與物料衡算相同。 1.對(duì)流段焦油吸收的有效熱量 熱量衡算基準(zhǔn)：溫度：0 物料量：1000kg/h焦油第四節(jié) 煤焦油蒸餾主要設(shè)備表8-7 對(duì)流段一段蒸發(fā)器焦油的熱量衡算輸入kJ/h輸出kJ/h1.無(wú)水焦油帶入熱量。q1=9601.67580=128640式中

51、1.675無(wú)水焦油在080之間的平均質(zhì)量熱容，kJ/（kgK）2.焦油中水分帶入熱量 q2=404.18780=13398式中4.187水在080平均質(zhì)量熱容，kJ/（kgK）1一段蒸發(fā)器頂部輕油蒸汽帶走的熱量q3=2.4（450.1+1.926105）=1566式中450.1輕油在105的蒸發(fā)潛熱，kJ/kg1.926輕油在0105之間的平均質(zhì)量熱容kJ/（kgK）2一段蒸發(fā)器底排出的無(wú)水焦油帶走的熱量 q4=（9602.4）1.675110=176438式中1.675無(wú)水焦油在0110間平均質(zhì)量熱容，kJ/（kgK）3 一段蒸發(fā)器頂水汽帶走熱量q5=40（2248+4.187105）=10

52、7505式中2248水在105時(shí)的蒸發(fā)潛熱kJ/kg4.187-水在105之間的平均質(zhì)量熱容kJ/（kgK）總熱量Q對(duì)入=142038總熱量Q對(duì)出=285509對(duì)流段焦油吸收的有效熱量為Q對(duì)= q3+ q4+ q5- q1- q2=285509142038=143471kJ/h第四節(jié) 煤焦油蒸餾主要設(shè)備2.輻射段焦油吸收熱量 表 8-8 輻射段二段蒸發(fā)器焦油的熱量衡算輸入kJ/h輸出kJ/h無(wú)水焦油帶入熱量q1=(9602.4)1.6751101764381.二段蒸發(fā)器頂油氣帶走的熱量q2=(3.36+19.2+110.4+52.8+192+57.6)(376.8+1.884350)45112

53、0式中376.8混合油在350的蒸發(fā)潛熱， kJ/kg1.884混合油氣0350間的平均質(zhì)量熱量，kJ/(kgK)2.二.段蒸發(fā)器底瀝青帶走的熱量 q3=522.241.758360=330515式中1.758瀝青在0360間的平均質(zhì)量熱容，kJ/(kgK)總熱量Q輻入=176438總熱量Q輻出=781635輻射段焦油吸收的有效熱量為Q輻= q2+ q3- q2=781635176438=605197kJ/h第四節(jié) 煤焦油蒸餾主要設(shè)備3.蒸汽過(guò)熱段水汽吸收的有效熱量 表8-9 管式爐蒸汽過(guò)熱段熱量衡算輸入kJ/h輸出kJ/h飽和蒸汽帶入的熱量（392.3 kPa, 143飽和蒸汽）Q3=960

54、4%2742=105293 式中2742飽和蒸汽的焓，kJ/h 過(guò)熱蒸汽帶走的熱量（392.3KPa 400過(guò)熱蒸汽）Q3=9604%2742+2.093(400143)=125948式中2.093水蒸汽在143400間的平均質(zhì)量熱容，kJ/(kgK)蒸汽過(guò)熱及水汽吸收的有效熱量為 Q過(guò)=125948105293=20655 kJ/h這樣，管式爐每小時(shí)加熱每1000kg 焦油吸收的總有效熱量為 =143471+605197+20665=769323 kJ/h 第四節(jié) 煤焦油蒸餾主要設(shè)備管式爐用焦?fàn)t煤氣做燃料，爐熱工效率取=70%，則供給管式爐熱量為：=1099033 kJ/h 焦?fàn)t煤氣熱值=1

55、7585kJ/m3,則每1000kg焦油的焦?fàn)t煤氣耗用量為：V= = =62.5 m3 第四節(jié) 煤焦油蒸餾主要設(shè)備 二、蒸發(fā)器 （一）一段蒸發(fā)器 一段蒸發(fā)器為塔式圓筒型設(shè)備，作用是快速蒸出煤焦油中所含水分和部分輕油。如圖8-12所示。塔體由碳素鋼或灰鑄鐵制成。煤焦油從塔中部沿切線方向進(jìn)入。為了保護(hù)設(shè)備內(nèi)壁不受沖激磨損腐蝕，在焦油入口處裝有可拆卸的保護(hù)板。入口的下部有23層分配錐。焦油入口至捕霧層有高為2.4m以上的蒸發(fā)分離空間，頂部設(shè)鋼質(zhì)拉西環(huán)捕霧層，塔底為無(wú)水焦油槽。氣相空塔速度一般取0.2m/s。第四節(jié) 煤焦油蒸餾主要設(shè)備 圖8-12 一段蒸發(fā)器第四節(jié) 煤焦油蒸餾主要設(shè)備 （二）二段蒸發(fā)器

56、 二段蒸發(fā)器的作用是將400410的過(guò)熱無(wú)水焦油閃蒸并使餾分與瀝青分離。在兩塔式流程中所用二段蒸發(fā)器不帶精餾段，構(gòu)造較簡(jiǎn)單。而一塔式流程中所用的蒸發(fā)器帶有精餾段，其構(gòu)造如圖8-13所示。第四節(jié) 煤焦油蒸餾主要設(shè)備 圖8-13 二段蒸發(fā)器（一塔）第四節(jié) 煤焦油蒸餾主要設(shè)備 二段蒸發(fā)器的塔體是由若干灰鑄鐵或不銹鋼塔段組成的圓筒形設(shè)備。加熱后的無(wú)水焦油汽液混合油由蒸發(fā)段上部沿切線方向進(jìn)入塔內(nèi)閃蒸。為了減緩焦油沖擊力和熱腐蝕作用，在焦油入口部位設(shè)有緩沖板。焦油沿緩沖板在進(jìn)料塔板上形成環(huán)流，并由周邊匯入中央大降液管，越過(guò)降液管齒形堰，沿降液管內(nèi)壁形成環(huán)狀油膜流至下層溢流板。在此板上沿徑向向四周外緣流動(dòng)。

57、再越過(guò)齒形邊堰及環(huán)形降液管外壁形成環(huán)狀油膜流至器底。這兩層塔板的大降液管也是上升汽體的通道，因此這兩個(gè)降液管就形成汽液兩相間進(jìn)行傳熱與傳質(zhì)的表面積。所蒸發(fā)的油氣和進(jìn)入的直接蒸汽一起進(jìn)入精餾段。瀝青聚于器底。 第四節(jié) 煤焦油蒸餾主要設(shè)備 二段蒸發(fā)器精餾段裝有46層泡罩塔板。塔頂加入一蒽油作為回流液。由蒸發(fā)段上升的蒸汽匯同閃蒸的餾分蒸汽與回流液體在精餾段各塔板上傳熱、傳質(zhì)，從精餾段最下層塔板側(cè)線排出二蒽油餾分，油汽從塔頂排出，送入餾分塔底部。 在精餾段與蒸發(fā)段之間也設(shè)有兩層溢流塔板，其作用是捕集上升蒸氣所夾帶的瀝青液滴，并將液滴中的餾分蒸汽充分蒸發(fā)出去。 無(wú)精餾段的蒸發(fā)器中，焦油入口以上有高于4m

58、的分離空間，頂部有不銹鋼或鋼質(zhì)拉西環(huán)捕霧層，餾分蒸汽經(jīng)捕霧層除去夾帶的液滴后，全部從塔頂逸出。氣相空塔速度一般取0.20.3m/s. 第四節(jié) 煤焦油蒸餾主要設(shè)備圖8-14 煤焦油餾分塔第四節(jié) 煤焦油蒸餾主要設(shè)備 三、餾分塔 餾分塔是焦油蒸餾工藝中切取各種餾分的設(shè)備，其結(jié)構(gòu)如圖8-14所示。餾分塔分精餾段和提餾段，內(nèi)設(shè)塔板。塔板間距一般為350500,相應(yīng)的 空塔氣速可取0.350.45m/s.進(jìn)料塔板與其上升塔板間宜采用2倍于其他板間距.用灰鑄鐵制造塔體時(shí),采用泡罩塔板,泡罩有條形、圓形和星形等;用合金鋼制造塔體時(shí),采用浮閥塔板。 餾分塔的塔板數(shù)及切取各餾分的側(cè)線位置。見(jiàn)表8-10第四節(jié) 煤焦

59、油蒸餾主要設(shè)備表8-10 煤焦油餾分塔塔板層數(shù)和切取各餾分的側(cè)線位置項(xiàng)目名稱(chēng)兩塔式流程一塔式流程切取窄餾分切取兩混餾分切取窄餾分切取三混餾分塔板總層數(shù)47476341精餾段塔板層數(shù)44446038提餾段塔板層數(shù)3333側(cè)線位置(塔板層數(shù)自下向上數(shù))輕油餾分塔頂塔頂塔頂塔頂酚油餾分3642364251572535萘油餾分1826切取兩混餾分(1826)3339洗油餾分塔底塔底(苊油)1521備用1519一蒽油餾分塔底塔底第四節(jié) 煤焦油蒸餾主要設(shè)備 餾分塔內(nèi)各餾分分布規(guī)律如下： 1.溫度是進(jìn)料口處最高，并沿塔高向上逐漸下降，各側(cè)線出口處應(yīng)有適當(dāng)?shù)臏囟确植迹敵隹跍囟?25左右，酚油150左右 ，

60、萘油200左右，洗油230左右，一蒽油出口溫度為310左右。 2.萘、酚分布很廣，而在某一位置集中度最大，酚集中度最高部位的酚含量占酚總含量的30%35%，該處可提取酚油餾分，作為側(cè)線位置。萘集中度可達(dá)75%80%，常根據(jù)溫度計(jì)指示結(jié)合取樣化驗(yàn)確定適當(dāng)?shù)妮劣蛡?cè)線位置。 3.塔內(nèi)壓力也是沿著高度反向逐漸變化的，一般進(jìn)料口壓力不大于29400Pa（表壓），塔頂出口約1470019800Pa（表壓）。 第四節(jié) 煤焦油蒸餾主要設(shè)備 影響?zhàn)s分塔操作的因素很多，主要有以下幾個(gè)方面的因素： 1.原料油的性質(zhì)與組成， 2.焦油泵流量， 3.冷凝冷卻系統(tǒng)操作， 4.塔頂輕油回流量及性質(zhì)， 5.各側(cè)線位置及開(kāi)度，