1、第八章：從煤氣中回收粗苯。粗苯是煤干餾過程中產(chǎn)生的芳烴化合物的較低分子量部分，其產(chǎn)率占煉焦干煤裝載量的0.81.4 %。粗煤氣中粗苯含量一般為2545克標(biāo)準(zhǔn)立方米，其在粗煤氣中的體積比約為1。回收粗苯的方法有：洗油吸收法；吸附劑吸附法；壓縮冷凍法。其中，吸附劑吸附法受吸附劑價(jià)格和操作條件的限制，難以工業(yè)化；壓縮冷凍法是將焦?fàn)t煤氣逐步加壓冷卻至-45，分離出苯烴。由于對設(shè)備要求高和功耗大，這種方法的工業(yè)應(yīng)用受到限制。洗油吸收法是目前回收粗苯的一種實(shí)用方法。第八章氣體中粗苯的回收，第一節(jié)氣體終冷和脫萘第二節(jié)洗油吸收法回收粗苯的原理和工藝第三節(jié)富油脫苯第一節(jié)氣體終冷和脫萘。為了用洗油吸收煤氣中的苯烴

2、，煤氣在洗苯前必須冷卻，同時(shí)降低煤氣溫度，除去煤氣中的萘。通常，氣體的最終冷卻溫度約為25。氣體初始冷卻后的萘含量仍然很高，通常高于對應(yīng)于氣體初始冷卻溫度的飽和萘含量(1.12.5克/標(biāo)準(zhǔn)立方米，2535)。當(dāng)氣體最終冷卻時(shí)，萘必須冷凝；在其他氣體凈化過程中，萘也會在低溫下冷凝，導(dǎo)致設(shè)備和管道堵塞，影響氣體凈化操作。因此，在進(jìn)行氣體冷卻時(shí)，必須考慮萘的去除。脫除煤氣中萘的方法主要有兩種，一種是用油洗滌和吸收，另一種是在煤氣最終冷卻時(shí)用水洗滌。油洗萘常用于氨水工藝。1.用油洗萘。用油洗萘，1。用油洗萘可以將煤氣中的萘含量降低到0.58標(biāo)準(zhǔn)立方米以下。與洗萘相比，它具有無含酚污水、操作環(huán)境好的優(yōu)點(diǎn)

3、。焦油洗油、輕焦油、輕柴油和蒽油可用作洗萘的洗油。油洗萘是物理吸附，其氣液平衡關(guān)系符合亨利定律。在相同溫度下，萘在焦油洗油中的溶解度高于在輕柴油中的溶解度，即焦油洗油比輕柴油具有更大的萘吸收能力。為了達(dá)到同樣的洗萘效果，焦油洗油用量較少，焦油洗油在焦化廠可以自給自足。用油洗萘主要有兩種工藝流程，一種是煤氣終冷和洗萘同時(shí)進(jìn)行，簡稱冷油洗萘；另一種是氣體在最終冷卻前用萘洗滌，簡稱為用熱油洗萘。在用熱油洗萘過程中，為了防止氣體中的水分在洗萘塔中冷凝，洗萘油的溫度應(yīng)控制在略高于氣體露點(diǎn)溫度。2.洗萘過程；1.氣體終冷和機(jī)械化脫萘工藝流程圖見圖8-1。來自硫酸銨部分的氣體進(jìn)入最終冷卻塔的底部，在塔中從底

4、部流向頂部，與冷卻水緊密接觸，并從5560冷卻至2527。氣體中的水分被冷凝，萘沉淀下來，被水沖走。最終冷卻塔頂部氣體中的萘含量可降至0.88標(biāo)準(zhǔn)立方米以下。含萘冷卻水從塔底流入機(jī)械化刮萘罐。水和萘在槽中分離后，水流入冷水架，冷卻至3032，然后泵入冷卻器，用低溫水冷卻至25，再返回最終冷卻塔循環(huán)使用。積聚在刮萘罐中的萘周期性地被水蒸氣間接加熱熔化，然后流入提萘罐，再通過水蒸氣壓力流入焦油罐。1.過程洗萘后的焦油從洗萘器下部排出，通過液體調(diào)節(jié)器流入焦油槽。總共有3個(gè)焦油罐，每個(gè)罐中的焦油循環(huán)使用24小時(shí)，靜態(tài)加熱脫水后送至焦油車間。2.煤氣終冷和熱焦油洗萘工藝流程。圖8-2熱焦油洗萘的最終冷卻

5、流程1氣體冷卻塔(下部為洗萘器)；2-循環(huán)水泵；3-焦油循環(huán)泵；4-焦油儲罐；5-水凈化罐；6-液位調(diào)節(jié)器；7-循環(huán)水冷卻器；8-焦炭油泵，2。煤氣和熱焦油終冷洗萘工藝流程。從洗萘器上部流出的水進(jìn)入水澄清池，分離出殘余焦油后，水流入冷水架。洗萘塔底部的溫度應(yīng)保持在80左右(由洗萘塔底部的間接加熱器控制)，此時(shí)焦油幾乎能完全溶解萘。用熱焦油提取萘不僅可以幾乎完全去除冷卻水中的萘，而且可以明顯地從水中提取苯酚。這不僅改善了水質(zhì)，還部分回收了酚類產(chǎn)品，這些產(chǎn)品可以在焦油加工過程中提取。第二節(jié)，洗油吸收法回收粗苯的原理和技術(shù)，1。粗苯產(chǎn)品質(zhì)量。影響粗苯回收率的因素。洗苯用洗油。洗油吸收法回收的粗苯為苯

6、產(chǎn)品混合物。主要成分有苯(55.70%)、甲苯(11.22%)、二甲苯(2.56%)、不飽和化合物(71.2%)和硫化物等。這是因?yàn)閺拿簹庵谢厥沾直綍r(shí)，煤氣中的烯烴和一氧化氮等膠體產(chǎn)物以及有機(jī)硫化合物也會進(jìn)入粗苯。粗苯的主要成分在180之前被蒸餾掉。180后蒸餾的是粗苯中所含的洗油的輕餾分，稱為溶劑油。在測定粗苯中各組分的含量和計(jì)算其加工收率時(shí)，180前的餾分通常取100。因此，180以前的餾分常被用作鑒定粗苯質(zhì)量的指標(biāo)之一。一般要求粗苯的蒸餾量在180之前達(dá)到9395。粗苯在正常情況下是一種淡黃色透明液體，比水輕，不溶于水。在儲存過程中，不飽和化合物如戊烯和環(huán)戊二烯的氧化和聚合形成樹脂狀物質(zhì)

7、，使粗苯著色和變黑。粗苯易燃，閃點(diǎn)為12。當(dāng)空氣中粗苯蒸汽的濃度在1.47.5(體積)范圍內(nèi)時(shí)，會形成爆炸性混合物。為了便于粗苯的加工，粗苯可以分為兩種產(chǎn)品，即輕苯和重苯，三種產(chǎn)品，即輕苯、重苯和萘溶劑油，也可以通過粗苯精餾進(jìn)行分離。粗苯和輕苯的質(zhì)量指標(biāo)見表8-1。表8-1粗苯和輕苯質(zhì)量指標(biāo)；2.洗油吸苯工藝。煤氣中的苯碳?xì)浠衔锉幌从臀锢砦铡；厥沾直匠Ｓ玫墓に嚵鞒倘鐖D8-3所示。圖8-3從煤氣中回收粗苯的工藝流程1填料洗苯塔；2.新的洗油罐；3稀油箱；4臺貧油泵；5-半富油泵；6.富油泵；2.洗油和苯吸收工藝，溫度為2527，含苯烴氣體為2545克標(biāo)準(zhǔn)立方米，依次進(jìn)入串聯(lián)運(yùn)行的洗苯塔。2號

8、洗苯塔氣體中的苯烴含量一般要求低于2g/m3。氣體再次進(jìn)入脫硫區(qū)。脫苯后的洗油稱為貧油，粗苯含量約為0.20.4，泵入洗苯塔頂部進(jìn)行噴淋。苯洗滌塔串聯(lián)運(yùn)行。吸收粗苯后的洗滌油稱為富油，其苯含量約為2.5，被排放到富油接收罐中，并被泵送到脫苯過程。洗苯的主要設(shè)備大多是填料塔，所用的填料有：木質(zhì)填料、鋼網(wǎng)填料、金屬螺旋填料、塑料環(huán)填料等。(1)吸收溫度吸收溫度是指氣液兩相的平均溫度然而，吸收溫度不應(yīng)太低。當(dāng)吸收溫度低于15時(shí)，洗油的粘度將顯著增加，使得洗油的輸送及其在塔內(nèi)的均勻分布和自由流動(dòng)變得困難。當(dāng)洗油溫度低于10時(shí)，固體沉淀物也可能從油中沉淀出來。因此，洗苯操作的適宜吸收溫度為25左右。在生

9、產(chǎn)中，洗油的溫度應(yīng)略高于煤氣的溫度，以防止煤氣中的水蒸氣凝結(jié)成洗油，從而將水帶入洗油。溶解在水中的腐蝕性物質(zhì)會加劇洗油除苯設(shè)備的腐蝕。一般規(guī)定洗油溫度在夏天比煤氣溫度高2度左右，在冬天高4度左右。為確保合適的吸收溫度，氣體應(yīng)冷卻至1828，貧油在進(jìn)入苯洗滌器前應(yīng)冷卻至30以下。(2)洗油的吸收能力和循環(huán)油量洗苯作業(yè)中使用的洗油有兩種：煤焦油洗油和石油洗油。由于它們的性質(zhì)和質(zhì)量不同，在吸收過程中對苯烴的吸收能力也不同。在某些其他條件下，同類液體吸收劑的吸收能力與其分子量成反比。吸收劑和溶質(zhì)分子越接近，就越容易溶解，吸收就越徹底。洗油的分子量不宜過小，否則在脫苯蒸餾過程中洗油與苯烴難以分離，揮發(fā)損

10、失大。洗苯時(shí)，如果洗油有很強(qiáng)的洗苯能力，循環(huán)洗油的量可以相應(yīng)減少。增加循環(huán)洗油量可以降低洗油中的苯烴含量，增加吸收驅(qū)動(dòng)力，提高苯烴回收率。但是，隨著循環(huán)油洗滌量的增加，洗苯的動(dòng)力消耗以及除苯的蒸汽和冷卻水的消耗也會增加。第三章。影響粗苯回收率的因素，實(shí)際循環(huán)洗油消耗量可根據(jù)裝煤量計(jì)算得出：當(dāng)裝煤量揮發(fā)分不大于28時(shí)，洗苯時(shí)每噸干煤所需循環(huán)洗油消耗量為0.50.55m3，因此所需實(shí)際循環(huán)洗油消耗量為L G(0.50.55)DM(8-1)，L實(shí)際循環(huán)洗油消耗量為kgh；干煤裝載能力，th；dm洗油密度，kgm3。(3)貧油中的苯含量是決定洗苯塔后氣體中苯烴含量的主要因素之一。進(jìn)入塔內(nèi)的貧油中苯含量

11、越高，粗苯塔后的損失越大。一般要求塔后氣體中的苯烴含量低于2gm3，因此貧油中的苯含量可作為O.30.5。如果貧油中的苯含量進(jìn)一步降低，脫苯蒸餾過程中的水蒸汽消耗將會增加，180前粗苯產(chǎn)品的蒸餾率將會降低，洗油的消耗將會增加。(4)吸收塔吸收表面積越大，氣體與洗油的接觸時(shí)間越長，吸收過程越完整。(5)氣體壓力和流量當(dāng)氣體壓力增加時(shí)，氣體中苯烴的分壓將按比例增加，這將增加吸收驅(qū)動(dòng)力，從而增加吸收率。提高氣體速度可以提高氣膜的吸收系數(shù)，從而提高吸收率，強(qiáng)化吸收過程。但是，氣速不能太高，否則，洗苯塔的阻力和霧的夾帶量會增加。影響粗苯回收率的因素很多。在實(shí)際生產(chǎn)中，洗苯的工藝參數(shù)一般控制如下：(1)最

12、終冷卻塔后的氣體溫度為2527；洗苯塔的貧油溫度為2730；貧油的苯含量為0 . 20 . 4；富油(焦油洗油)的苯含量為1 . 82 . 5；塔后氣體中的苯含量不超過2gm3；循環(huán)洗油量為1.61.8m31000m3氣體。此外，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況，苯的回收指標(biāo)可適當(dāng)放寬，如cont為了降低脫苯蒸餾的溫度，可以使用蒸汽蒸餾或真空蒸餾。實(shí)際生產(chǎn)中采用水蒸氣蒸餾法。首先，富油脫芐基的原理。當(dāng)水蒸氣蒸餾用于脫芐時(shí)，水蒸氣直接引入脫芐塔。當(dāng)塔內(nèi)總壓力不變時(shí)，氣相中水蒸氣的分壓越高，粗苯和洗油的分壓越低，液體中的苯烴容易揮發(fā)，即可以在較低溫度下從洗油中蒸餾出粗苯。因此，在蒸汽加熱脫苯過程中，蒸汽量對脫苯蒸

13、餾操作有重要影響。1.富油脫苯的原理可以從理論上推導(dǎo)如下：如果蒸餾Gb kg粗苯所消耗的直接蒸汽為Gs kg，并且粗苯和氣相混合物中水蒸氣的分壓為Pb和Ps，那么根據(jù)道爾頓分壓定律，我們可以得到：(8-2)，其中Mb -粗苯的平均分子量。當(dāng)塔內(nèi)總壓力為P，洗油蒸汽分壓為Pm時(shí)，水蒸汽分壓為Ps=P-Pb-Pm。首先，富油脫苯的原理是脫苯塔有n個(gè)塔盤，ln的粗苯在每個(gè)塔盤上蒸餾出來，蒸汽壓力沿脫苯塔的整個(gè)高度均勻變化。當(dāng)進(jìn)入脫芐塔的直接蒸汽溫度與洗油溫度相等時(shí)，每個(gè)塔板的蒸汽消耗量Gsi為：(8-3)、(8-4)，在脫芐蒸餾過程中引入過熱蒸汽作為直接蒸汽，以防止水蒸氣在塔內(nèi)冷凝并進(jìn)入塔底的貧油。

14、當(dāng)脫芐基時(shí)，此時(shí)，因?yàn)檎羝捏w積與溫度成正比，并且直接蒸汽的量將隨著其過熱而成比例地減少，所以公式(8-4)可以改變?yōu)椋?8-4)，其中Tm和ts分別是洗滌油和過熱蒸汽的絕對溫度k。通過對上述公式的分析，可以得到脫芐基反應(yīng)的直接蒸汽消耗與脫芐基蒸餾因素之間的關(guān)系。首先，富油脫苯的原理。當(dāng)塔內(nèi)操作壓力和貧油含苯量不變時(shí)，隨著富油預(yù)熱溫度的升高，直接蒸汽消耗減少。當(dāng)富油預(yù)熱溫度從140提高到180時(shí)，直接蒸汽消耗可減少一半以上。提高直接蒸汽的過熱溫度可以降低直接蒸汽的消耗，采用管式爐加熱的方法去除苯可以將直接蒸汽過熱到400450，可以大大降低直接蒸汽的消耗。當(dāng)富油中粗苯含量較高時(shí)，在一定的預(yù)熱溫

15、度下，由于粗苯的蒸汽分壓較高，可以降低單位產(chǎn)量的直接蒸汽消耗。在富油預(yù)熱溫度相同的情況下，為了降低貧油中的苯含量，直接蒸汽消耗會顯著增加。在正常操作條件下，富油中的粗苯含量、貧油中的苯含量和脫芐塔中的總壓力基本穩(wěn)定，因此富油預(yù)熱溫度和直接蒸汽溫度是影響直接蒸汽消耗的主要因素。第一，富油脫芐基原理；二是管式爐脫芐基生產(chǎn)工藝，分為蒸汽預(yù)熱器加熱富油脫芐基和管式爐加熱富油脫芐基。前者利用管殼式換熱器用蒸汽間接加熱富油，使其溫度達(dá)到135145，然后進(jìn)入脫苯塔；后者采用管式爐作為加熱設(shè)備，通過燃燒煤氣間接加熱富油，使其溫度達(dá)到180，190，然后進(jìn)入脫芐塔。與蒸汽加熱法相比，管式爐加熱法脫除富油中的苯具有以下優(yōu)點(diǎn)：1)粗苯回收率高。由于管式爐內(nèi)富油加熱溫度高(約180)，脫苯程度高，貧油中苯含量低，可達(dá)0.1左右。粗苯回收率可達(dá)9597。2)蒸汽消耗低。粗苯生產(chǎn)前的蒸汽消耗量約為11.5噸，僅為蒸汽加熱