年產(chǎn)85萬噸焦?fàn)t煤氣終冷及洗苯工段設(shè)計資料收集

焦?fàn)t煤氣終冷及洗苯工段設(shè)計物料性質(zhì)粗苯為淡黃色透明液體，比水輕，不溶于水。儲存時由于不飽和化合物，氧化和聚合形成樹脂物質(zhì)溶于粗苯中，色澤變暗。粗苯易燃易爆，閃點為12°C,粗苯氣在空氣中的濃度在1.4%-7.5%（體積）范圍內(nèi)時，能形成爆炸性混合物。粗苯是由多種芳烴和其他化合物組成的復(fù)雜混合物。粗苯中主要含有苯、甲苯、二甲苯和三甲苯等芳香烴。此外，還含有不飽和化合物、硫化物、飽和烴、酚類和吡啶堿類。當(dāng)用洗油回收煤氣中的苯族烴時，粗苯中尚含有少量的洗油輕質(zhì)餾分。粗苯中各主要組分均在180C前餾出，180C后的餾出物稱為溶劑油。在測定粗苯中各組分的含量和計算產(chǎn)量時，通常將180C前餾出量當(dāng)作100%來計算，故以其180C前的餾出量作為鑒別粗苯質(zhì)量的指標(biāo)之一。粗苯在180C前的餾出量取決于粗苯工段的工藝流程和操作制度。180C前的餾出量愈多，粗苯質(zhì)量就愈好。一般要求粗苯180C前餾出量在93%?95%。粗苯中各組分的含量表組分名稱分子式含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）/%苯C6H655~70甲苯C6H5CH311~22二甲苯C6H4(CH2)22.5~6二甲苯和乙基甲苯C6H3(CH2)3C2H5c6H4CH31~2不飽和化合物——7~12環(huán)戊二烯C5H60.6~1.2苯乙烯C6H5CHCH20.5~1.0苯并咲喃（古馬?。┘巴滴?.0?2.0茚及同系物1.5~2.5硫化物（以硫量計）0.3?1.5二硫化碳CS20.3?1.4

噻吩C4H4S0.2?1.2酚類C6H5OH0.1?1.0吡啶嚴(yán)銨工段有吡啶生產(chǎn)時C5H5N<0.01堿類b銨工段無吡啶生產(chǎn)時<0.5周敏，王清泉，馬名杰.焦化工藝學(xué).中國礦業(yè)大學(xué)出版社）煤氣中回收苯的意義粗苯是有機(jī)化學(xué)工業(yè)的重要原料，回收苯具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。焦?fàn)t煤氣中粗苯含量較高，通過回收粗苯不僅凈化了煤氣，吸收的粗苯還可以產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。目前中國焦化工業(yè)生產(chǎn)的苯，仍是苯類產(chǎn)品的重要來源。終冷塔工藝流程飽和器后的煤氣溫度為55?56°C,其中水汽是飽和的，此中煤氣冷卻到

20?25°C,放熱量很大。煤氣中含有氰化氫，硫化氫和萘。煤氣中含萘1.0?1.5g/m3,

在終冷時萘自煤氣中析出，故不能用一般的管殼式冷卻器進(jìn)行終冷，析出萘容易

堵塞。一般采用直接式冷卻器，水中懸浮萘，必須清除。脫萘后煤氣含萘要求小于0.5g/m3。目前焦化廠采用的煤氣終冷和除萘工藝流程主要有四種：煤氣終冷和機(jī)械除萘，終冷和焦油洗萘，終冷和油洗萘，橫管終冷和噴灑輕焦油洗萘。終冷和機(jī)械除萘」匚C-卩丨!,2T2耘焦由稱m—不2-!煤氣終拎和機(jī)械化除蔡工藝:ex:唄珀:=1^-誇札正僭1話12■■菸n；汁工G詒「才*：、?畐煤氣終冷和機(jī)械除萘工藝流程圖

來自硫按工段的粗煤氣進(jìn)入隔板式終冷塔以冷卻水直接冷卻，使粗氣溫度從55?60°C冷卻到25?27°C。在冷卻過程中，粗煤氣中的一部分水蒸氣被冷凝下來,同時一部分萘析出并被冷卻水沖洗下來，使粗氣中的萘含量出2?3g/m3降至0.8g/m3。終冷和初脫萘的粗煤氣去洗苯塔，含萘的冷卻水則經(jīng)塔底的水封管自流入機(jī)械化沉萘槽，使水和萘分離，分離出的水自流入涼水架冷卻至32C左右，再由泵送入間接式冷卻器與18C低溫水換熱冷卻到25C后，返回終冷塔循環(huán)使用，漂浮在沉萘糟表面的萘用機(jī)械化刮萘裝置刮入萘揚液糟，刮萘糟底積聚的萘則定期用水蒸氣間接加熱熔化后流入萘揚液槽，然后用水蒸氣壓送至焦油槽或機(jī)械化氨水澄清槽，也可用初冷器的冷凝液溶萘，溶萘后的冷凝液自流返回鼓風(fēng)冷凝工段。處理的粗氣量不大時，可用間歇式萘沉淀槽代替機(jī)械化刮萘槽。浮在水面上的萘用集油管放出，定期將槽中澄清后的水放出，沉于槽底的萘用間接蒸汽加熱熔化后放出。該流程的優(yōu)點是此法操作穩(wěn)定，便于管理。缺點是除萘率受冷卻水溫的影響，終冷塔出來的粗氣含萘量較高，水和萘分離不充分，造成涼水架和間接式冷卻器堵塞，潔掃費力;為了沖刷結(jié)晶析出的萘，終冷水量比熱平衡所需水量大一倍以上，沉萘槽結(jié)構(gòu)復(fù)雜笨重基建費用高。該洗萘法僅用于硫胺生產(chǎn)工序之后。3.2終冷和焦油洗萘熱焦油洗滌終冷塔除萘流程圖煤氣在終冷塔內(nèi)自下而上流動，與經(jīng)隔板噴淋下來的冷卻水流接觸被冷卻，煤氣冷至25?30°C，部分水汽被冷凝下來，相當(dāng)數(shù)量的萘從煤氣析出并懸浮于水中，煤氣中萘含量由2~3g/m3降至0.7~0.8g/m3。冷卻后的煤氣入苯吸收塔。含萘冷卻水由塔底流出，經(jīng)液封管導(dǎo)入焦油洗萘器底部，并向上流動。熱焦油在篩板上均勻分布，通過篩孔向下流動，在油水逆流接觸中萃取萘。含萘焦油由洗萘器下部排出，經(jīng)液位調(diào)節(jié)器流入焦油儲槽。每個焦油儲槽循環(huán)使用24h后，加熱靜置脫水再送去焦油車間。洗萘器上部的水流入澄清槽，與焦油分離后去涼水架。焦油萘混合物去焦油儲槽。送入洗萘器焦油溫度約為90C,洗萘器下部宜保持在80C左右，溫度過低，洗萘效果下降；溫度過高，液面不穩(wěn)，焦油易從液面調(diào)節(jié)器溢出。洗萘焦油量為終冷水量的5%。新焦油量不足，必須循環(huán)使用。焦油在洗萘的同時，也萃取了水中酚，故終冷水中酚含量降低，有利于水處理。此法除萃取萘外，還可萃取一部分酚。另外溶萘效率要比機(jī)械化沉萘效率高，但操作復(fù)雜，冷卻水量大。3.3油洗萘和終冷流程“.，3.3油洗萘和終冷流程“.，n嚴(yán)衆(zhòng)圖2-0油洗券和煤-弋啓冷丄K流稈1沁塔?丿.1快壽：畜油衆(zhòng)4含舗由泵迅￥千「沖?一屈對二亦居“節(jié)才吞8.T0環(huán)?卜諒丄:，-衛(wèi)卄沁-i-：-；<MI.洗油萘和煤氣最終冷卻工藝流程圖這一流程與以上流程不同之處是粗氣洗萘在前，終冷冷卻在后。從硫銨工段來的55?60C的粗氣先進(jìn)入木格鎮(zhèn)料的洗萘塔，來自洗苯塔的洗苯富油由塔頂自上而下流動，噴淋洗滌逆向而上的祖氣中的萘，洗萘后的富油含萘6?7%，洗萘塔出口粗氣含萘量降至0.5?0.8g/m3。洗苯富油溫度比粗氣溫度高5?7C,富油溫度由間接蒸汽加熱器來控制。因此，出洗茶塔的粗氣溫度升高約2°C。粗氣進(jìn)入隔板式終冷塔下段，經(jīng)涼水架來的32C水噴淋，粗氣溫度降低到40C；然后進(jìn)塔上段被22~23C的水噴淋，使粗氣溫度降低到25C，這部分冷卻水是在間接冷卻器中用18C低溫水與涼水架來的32C水換熱后得到的。此流程所用的冷卻水量為前兩個流程的一半，出口粗氣含萘量也比前兩個流程低，但因為操作溫度高，限制了含萘量的進(jìn)一步降低。該流程的優(yōu)點是用水量是水洗萘的一半，因而可減少含酚污水的排放量。缺點是該流程油洗萘在較高的溫度下進(jìn)行，塔后煤氣含萘量仍較高，煤氣溫度波動大；操作復(fù)雜，洗油耗量大，脫苯困難，仍需要污水處理。為了提高油洗萘效率，又發(fā)展了水一油一水的終冷洗萘工藝流程。如下圖：45°C32°CWt段叮C38從京水架來的狷壞水團(tuán)2~3~1水-油-水的》由洗蔡和煤氣終冷工藝流程卜預(yù)塔45°C32°CWt段叮C38從京水架來的狷壞水團(tuán)2~3~1水-油-水的》由洗蔡和煤氣終冷工藝流程卜預(yù)塔A終冷塔氛4、5-終冷水泵E-油泵水;令卻器曠循環(huán)冰池9-中間水池45^0到就架的俏壞水ETC,」組氣入冼苯増咕CA來自碼E遼段附R氣6記粗煤氣先入預(yù)冷塔，被冷卻水冷卻至40?45C,此時粗氣中萘的露點30~35C，由于粗煤氣溫度高于萘的露點，故此塔中無萘析出。終冷塔下部為油洗段，上部為水洗段，粗氣進(jìn)人終冷塔油洗段底部，油洗段頂部噴淋洗苯富油吸收萘，此段在40?45C下操作，油洗萘后的粗氣進(jìn)人上部水洗終冷段，先用涼水架來的32°C水冷卻，然后用22?23°C的水將粗氣冷卻至25°C。22?23°C的水由涼水架輸出的32C水經(jīng)間接式冷卻器中與18C低溫水換熱后得到。這一流程要求操作時的預(yù)冷塔出口粗氣溫度比初冷器出口粗氣溫度高8?10°C。此種流程粗煤氣中的萘含量可降至0.4?0.5g/m3。3.4橫管終冷噴灑輕焦油洗萘工藝橫管終冷噴灑輕焦油洗萘工藝流程圖從硫胺工段來得煤氣由塔頂進(jìn)入，與連續(xù)噴灑的輕質(zhì)焦油并流差速接觸速冷，至橫管段繼續(xù)冷卻至21~25C，同時脫萘至450mg/m3以下，然后從塔底排出，進(jìn)入旋風(fēng)捕霧器除掉夾帶的焦油，萘和凝結(jié)水霧，然后去洗苯塔。輕質(zhì)焦油由其補充至塔底循環(huán)油槽，循環(huán)油由槽底泵出至槽中部，頂部噴灑，與橫管束和煤氣接觸換熱，同時溶解煤氣中洗出的萘，然后經(jīng)液封回循環(huán)槽。（此過程中，循環(huán)油槽內(nèi)，入塔處，出塔處油溫基本相同）。焦油循環(huán)至一定程度，用泵送至焦油上段。18C冷凍水由塔下部橫管冷卻器進(jìn)入，向上經(jīng)串聯(lián)著的各橫管器與塔內(nèi)循環(huán)油，煤氣間接換熱升溫，然后從塔的外部排出。由于該工程主要依靠降低煤氣的溫度使煤氣中萘析出，并由輕質(zhì)焦油將萘溶解，因此煤氣溫度需降至21C左右。如此降溫，就決定了必須要有低溫水的焦化廠才易采用該工藝。此工藝不僅對煤氣中萘的脫出率高，而且冷卻效果非常好。出口煤氣約21C左右，煤氣含萘量大約在350?450mg/Nm3。無須洗油，只須自產(chǎn)輕質(zhì)焦油，節(jié)約洗油耗量煤氣中的萘直接轉(zhuǎn)入焦油，降低了萘的損失。該系統(tǒng)阻力小，風(fēng)機(jī)電耗低；操作維護(hù)簡便；無污染；占地面積小，基建費用少。由于煤氣冷卻不直接與水接觸，所以無含酚污水的處理。綜合上述的四種工藝，通過比較，第四種優(yōu)點突出，以此本設(shè)計采用第四種方法即：橫管終冷噴灑輕焦油洗萘工藝。洗苯塔工藝流程回收粗苯的方法有：固體吸收法，洗油吸附法，深冷凝結(jié)法。固體吸附法：活性炭（1000m2/g）或硅膠（450m2/g）做吸附劑，對大型設(shè)備，設(shè)備投資大，操作費用高，吸附劑壽命短，能耗高。深冷凝結(jié)法：將煤氣冷卻到-40?-50°C，苯族烴冷凝冷凍成固體，進(jìn)行分離，很少采用。洗油吸附法按操作條件分為加壓吸收法（8?12kg/m3）、常壓吸收法（略高于大氣壓）、負(fù)壓吸收法?；厥沾直阶畛Ｓ玫姆椒ㄊ窍从臀辗?。吸收煤氣中的粗苯可用焦油洗油，也可以用石油的輕柴油餾分。洗油應(yīng)有良好的吸收能力，大的吸收容量，小的相對分子質(zhì)量，以便在相等的吸收濃度條件下具有較小的分子濃度，在溶液上降低苯的蒸汽壓，增大吸收推動力。焦油洗油焦油洗油沸點范圍為230?300°C，其主要成分為甲基萘、二甲基萘和苊。相對分子質(zhì)量為170~180°C，有良好的吸收粗苯能力，飽和吸收量可達(dá)2.0?2.5%。故每噸煉焦煤所產(chǎn)煤氣需要噴灑洗油量為0.5?0.65m3使用焦油洗油較輕時，解吸粗苯過程中每噸粗苯損失洗油100?140kg。在吸收和解吸粗苯過程中，洗油經(jīng)過多次加熱和冷卻，來自煤氣的不飽和化合物進(jìn)入洗油中.發(fā)生聚合反應(yīng)，洗油的輕餾分損失，高沸點物富集。此外，洗油中還溶有無機(jī)物，如硫氰化物和氰化物形成復(fù)合物。為了保持洗油性能，必須對洗油進(jìn)行再生處理，脫出重質(zhì)物。終冷后的煤氣含粗苯25~40g/m3，進(jìn)入粗苯吸收塔，塔上噴淋洗油，煤氣自下而上流動，煤氣與洗油逆流接觸。洗油吸收粗苯成為富苯洗油，簡稱富油。富油脫掉吸收的粗苯，成為貧油。貧油在洗苯塔（吸收苯塔）吸收粗苯又成為富油。富油含苯2?2.5%，貧油含苯0.2~0.4%。塔后煤氣中粗苯含量要求低于2g/m3。煤氣溫度25~30C，貧油溫度應(yīng)略高于煤氣溫度2?4°C，以防煤氣中水汽凝出。輕柴油洗苯輕柴油洗苯和焦油洗油洗苯的工藝流程一樣，但貧油槽的設(shè)計應(yīng)考慮油渣和乳化