2×25孔jn60-82型焦炉配套粗苯工段的工艺设计.docx

《2×25孔jn60-82型焦炉配套粗苯工段的工艺设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2×25孔jn60-82型焦炉配套粗苯工段的工艺设计.docx（107页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、中国矿业大学2009进修生毕业设计 第 94 页 共 107 页中 国 矿 业 大 学本科生毕业设计姓 名： 学 号： 学 院： 专 业： 设计题目225孔JN60-82型焦炉配套粗苯工段的工艺设计 专 题： 指导教师： 职 称： 教 授 2009年05月 徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院 专业年级 学生姓名 任务下达日期： 毕业设计日期： 毕业设计题目：225孔JN60-82型焦炉配套粗苯工段的工艺设计毕业设计专题题目：要求：（1）回收工艺论证；（2）主要设备计算和选型；（3）绘制带控制点工艺流程图、设备平面布置图、管道平面和立面布置图、绘制一张主要设备图（必须与自己的设备计算一致），用A

2、utoCAD绘制；（4）编制设计说明书；（5）225孔JN6082型焦炉配套规模进行计算计算条件：苯回收率： 1.1%硫铵工段来煤气温度/饱和温度： 58/53终冷温度：22毕业设计工作计划（1）3.13.8 设计基本知识培训（2）3.93.22现场实习收集资料（3）3.234.17工艺论证和计算（5）4.185.31绘制图纸（6）6.16.15提交设计说明书和图纸院长签字： 指导教师签字：中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同

3、意答辩等）：成 绩： 指导教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩答 辩 情 况提 出 问 题回 答 问 题正 确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字： 年 月 日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人： 年 月 日目 录一 绪 论1二 工艺论证及选择62.1煤气的终冷

4、及洗萘工艺62.1.1煤气终冷和机械化除萘工艺72.1.2煤气终冷和焦油洗萘工艺82.1.3油洗萘和煤气终冷工艺92.1.4横管终冷喷洒轻质焦油洗萘工艺102.2洗苯工艺112.2.1焦油洗油吸收法132.2.2石油洗油吸收法142.3脱苯工艺152.3.1 蒸汽加热法生产一种苯152.3.2 管式炉加热法生产一种苯的工艺16三 粗苯回收原理193.1粗苯回收原理及影响因素193.1.1洗油回收粗苯的原理193.1.2影响粗苯吸收的因素193.2脱苯原理及影响因素213.2.1脱苯原理（蒸汽法）213.2.2影响脱苯的因素21四 主要设备论证及选型224.1洗 苯 塔224.1.1空喷塔224

5、.1.2板式塔（孔板塔）234.1.3填料塔234.2脱苯塔264.3贫油冷却器和贫富油换热器274.3.1贫油冷却器274.3.2贫富油换热器28五 生产工艺说明295.1工艺流程详述295.1.1轻质焦油终冷洗萘295.1.2洗苯295.1.3脱苯305.2操作技术指标305.2.1终冷洗萘工艺305.2.2洗苯工艺315.2.3脱苯工艺315.3工艺布置325.3.1布置原则325.3.2粗苯工段设备工艺布置33六 主要设备的工艺计算和选型356.1 终冷洗苯部分的工艺计算及设备选型356.2横管终冷洗萘塔的计算376.3洗苯塔的计算：426.4 蒸馏脱苯部分设备计算和选型466.4.1

6、管式炉：476.4.2再生器计算546.4.3脱苯塔计算：576.4.4分缩器的计算：616.5贫富油换热器的计算和选型：616.6贫油冷却器的计算：646.7 冷凝冷却器的计算：666.8 管道计算666.9 贫油泵的计算和选型67七 粗苯工段岗位定员及操作规程697.1操作岗位的确定及定员697.1.1岗位的确定697.1.2岗位定员707.2岗位操作规程707.2.1岗位操作707.2.2洗涤部分开、停工操作717.2.3蒸馏部分开、停工操作727.2.4特殊操作727.2.5不正常情况处理73八 非工艺部分748.1 自动化仪表的要求748.2 防火防爆和采暖通风788.2.1、防火防

7、爆：788.2.2、采暖通风：788.3 供汽和给排水788.3.1、供汽：788.3.2、给排水：798.4 检化验项目798.5 电力 土建808.6 其他80九 经济概算819.1编制说明819.2经济概算819.3经济分析86十 设备及管道材料汇总8810.1设备一览表8810.2 图纸目录9010.3 管道明细表90参考文献97一 绪 论煤是我国最主要的能源，除了燃烧提供能量以外，煤还可以经过综合加工利用，生产多种化学产品。目前应用最广，也是最合理成熟的综合利用是炼焦化学工业，随着炼焦工业的发展，煤气及化学产品已不再是就的燃烧，而是加以回收利用，尤其是煤气中的芳香烃是宝贵的化工原料,

8、对合理利用我国煤炭资源，提高经济效益有十分重要的现实意义。因此，对煤气中的苯族烃及萘应尽可能回收完全。粗苯回收工段的主要任务是，回收煤气中的苯族烃及洗除煤气中的大部分萘。粗苯是多种芳烃和其他化合物组成的混合物，粗苯是主要成分是苯，甲苯，二甲苯及三甲苯等。此外，还含有一些不饱和化合物，硫化物及小量的酚类和吡啶碱类。当用洗油回收煤气中的苯族烃时，在所得的粗苯中尚有少量的洗油轻质馏分。粗苯的组成取决于炼焦配煤的组成及炼焦产物在炭化室内热解的程度。粗苯各组成的平均含量如表11。此外，粗苯中酚类的含量通常在0.11.0%之间，吡啶碱类的含量不超过0.5%。当硫铵工段从煤气回收吡啶碱类时，则粗苯中的吡啶碱

9、类含量不超过0.01%。粗苯的各主要组分均在180的馏出物称为溶剂油。在测定粗苯中各组分的含量和计算产量时，通常把180前馏出量当作100%来来计算，故以其180前的馏出量作为馏出量质量的指标之一。粗苯在180前的馏出量取决于粗苯工段的工艺流程和操作制度。180前的馏出量越多，粗苯的质量就越少，一般要求的180前的馏出量为9395%粗苯。 各组分的平均含平量 表1-1 组 分分 子 式含量 %苯甲苯二甲苯三甲苯不饱和化合物其中：环戊二烯苯乙烯苯并呋喃及同系物茚及同系物硫化物（按硫计）其中：二硫化碳噻吩C6H6C6H5（CH2）3C6H4（CH2）2C6H3（CH2）3C5H6C6H5CHCH2

10、C8H6OC9H5CS2C4H4S557012222.062.057120.61.20.51.01.02.01.52.50.31.50.31.50.21.2粗苯是淡黄色的透明液体，比水轻，不溶于水。在储存时，由于轻质不饱和化合物的氧化和聚合形成的树脂状物质能溶解于粗苯中使其着色并很快地变暗。粗苯 是易燃的物质，闪点12。粗苯蒸汽在空气中的浓度在1.47.5%（体积）范围内时，能形成爆炸性混合物，此工段要求严禁烟火，电机防爆。粗苯工段的产品，依工艺过程的不同而异。一般生产轻苯和重苯，但也可生产粗苯一种产品或轻苯，重苯及溶剂油三种产品。各产品的质量指标见表12，13。粗苯和轻苯的质量指标 表1-2

11、指标名称加工用粗苯溶剂用粗苯轻 苯外观黄色透明液体比重，d40.8710.900.9000.880馏程：75前馏出量，V%3180前馏出量，wt%9391馏出96%（V%）的温度，150水分室温（1825）下目测无可见不溶解的水重苯和重质苯的质量指标 表1-3 指标名称重 苯（参考指标）重质苯（YB 30364）一级二级比重d40.910.980.910.980.910.98馏程：初馏点，139160160150前馏出量，Wt%10200前馏出量，Wt%508580水分，Wt%0.50.51、设计任务：本设计为焦化厂30000m/h煤气中粗苯回收工段设计。2、条件：本设计是参考徐州市环宇焦化厂

12、粗苯工段设计的。（1）厂址：徐州郊区，东经11718，北纬3417海拔34米（2）气象条件：本地区属海洋性气候，具有大陆性气候特点。年平均气温 14极端最高气温 40.6（1972.6.11）极端最底气温 22.6（1969.2.6）大气压力：冬季 767mmHg夏季 751mmHg降水量（年） 869.9mm降水天数（年） 91.7day平均相对温度 71%最大积雪厚度 25cm最高地下水位 1.251.75mm最大风速 23.4m/s最大平均风速 19.3m/s最多风向几频率：全年 东、东北夏季 东、东南土壤耐压力（砂质黏土） 12t/m地下水质对硅酸盐水泥混泥土无侵蚀作用。3、要求：本设

13、计采用焦油洗油吸收煤气中的苯族烃，焦油洗油的质量要求焦油洗油质量标准(YB 297-64) 表1-4名 称指 标比重(d4)馏程:230前馏出量(容),%300前馏出量(重量),%酚含量(容),%萘含量(重量),%黏度(E25)水分,%15结晶物1.041.073900.51321.0无二 工艺论证及选择焦炉煤气经硫铵工段脱除氨后进入粗苯工段,在此进行苯族烃的回收和制取.该工段的主要任务是完成煤气终冷除萘,苯族烃的挥手和脱苯三项任务.下面分别进行对完成这三响任务的工艺论证.2.1煤气的终冷及洗萘工艺回收煤气中的苯族烃的适量温度为21-27左右,在饱和器后温度通常是在50-56 50-56的煤气

14、进入木格式洗苯塔，被有喷淋下来的富油洗萘。富油进塔温度比煤气温度高5-7，煤气含萘可由2000-2500mg/Nm降到500-800mg/Nm。除萘后的煤气进入终冷塔，该塔为隔板式，分两段。下段用从凉水架来的循环水冷却至20-23的循环水喷淋，将煤气再冷却25左右，额外水从终冷塔底部经水封管流入热水池；然后用泵送至凉水架，经冷却后自流入冷水池。再用泵送至终冷冷塔的上下两端，送往上端的水须于间冷器用低温水冷却，由于终冷器只是为了冷却煤气，所以终冷循环水量可减至2.5-3吨/1000标米煤气左右,因此,在回收苯族烃之前,煤气必须进行最终冷却.由于在煤气冷却和部分水蒸气冷凝的同时,也有萘从煤气中析出

15、,所以,煤气的最终冷却同时也兼有除萘的作用.我国焦化厂目前所采用的煤气终冷及除萘的工艺流程主要有四种,即:煤气终冷和机械除萘工艺;煤气终冷和焦油洗油工艺;洗油萘和煤气最终冷却工艺;横管终冷喷洒轻焦油洗萘工艺.2.1.1煤气终冷和机械化除萘工艺煤气终冷和机械化除萘工艺流程如图2-1所示. 煤气在终冷塔内自下而上流动,与经由隔板孔眼喷淋而下的冷却水流密切接触而被冷却至21-27,部分水汽被冷凝下来,同时还有相当数量的萘也从煤气中析出,并被水冲洗下来,煤气含萘量可从2000-3000mg/Nm,降到800-1200mg/Nm。冷却后的煤气起洗苯塔。含萘冷却水由塔底经水封管自流入机械化刮萘槽,水和萘在

16、槽中分离后,水自流入凉水架冷却到30-32,再由泵抽送经冷却器冷却到21左右后,回终冷塔循环使用,在捺沉淀槽中积聚的萘,定期用水蒸气压送到焦油槽回焦油氨水澄清槽处理。现在也有的焦化厂用热氨水或初冷冷凝液来熔萘。融化后的萘自流回冷凝工段。此发简化了操作且改善了劳动条件。该流程的优点是操作稳定,便于管理,缺点是出冷却塔煤气含萘量较高;水和萘不能充分分离,部分萘被水带到凉水架,使其清扫次数增加;刮萘槽结构复杂而且苯重,建设费用高,且操作环境较差,污水处理量大。2.1.2煤气终冷和焦油洗萘工艺煤气终冷和焦油洗萘工艺流程如图2-2:煤气在终冷塔内的过程同前所述。含萘冷却水从终冷塔底部流出，经液封管导入焦

17、油洗萘器底部并向上流动。热焦油经伸入器的分布管均匀喷洒在筛板上，通过筛板是孔眼向下流动，在与水对流接触过程中将水中含萘降到800mg/Nm以下。洗萘后的焦油从洗萘器下部排出，经液位调节器流入焦油槽。焦油在循环使用24小时后，经加热静止脱水用泵送往焦油车间加工处理，送空的焦油槽再接受冷鼓工段的新鲜焦油以备循环洗萘使用。从洗萘器上部流出的水进入水澄清槽，分离出残余焦油后，自流到凉水架。分离出的焦油及浮在水面上的油类、萘等混合物自流到焦油槽。焦油洗萘比机械化除萘 效率高，但操作复杂。该流程的优点是不仅可以把冷却水中的萘几乎全部清除，而且对水中的酚有一定萃取作用结果，减少凉水架的清扫次数，有利于冷却水

18、的进一步处理。缺点是操作复杂，出口煤气含萘量高，用水量大，后期仍需进行污水处理。2.1.3油洗萘和煤气终冷工艺油洗萘和煤气终冷工艺流程图如图2-3 饱和器来的50-56的煤气进入木格式洗苯塔，被有喷淋下来的富油洗萘。富油进塔温度比煤气温度高5-7，煤气含萘可由2000-2500mg/Nm降到500-800mg/Nm。除萘后的煤气进入终冷塔，该塔为隔板式，分两段。下段用从凉水架来的循环水冷却至20-23的循环水喷淋，将煤气再冷却25左右，额外水从终冷塔底部经水封管流入热水池；然后用泵送至凉水架，经冷却后自流入冷水池。再用泵送至终冷冷塔的上下两端，送往上端的水须于间冷器用低温水冷却，由于终冷器只是

19、为了冷却煤气，所以终冷循环水量可减至2.5-3吨/1000标米煤气。该流程的优点是塔后煤气含萘量要低于恰们两种工艺流程，用水量也仅为水洗萘的一半，因而可减少含酚污水的排放量。缺点是该流程油洗萘在较为高的温度下进行，塔后煤气含萘量仍较高，煤气温度波动；操作复杂，洗油耗量大，脱苯困难，仍需进行污水处理。2.1.4横管终冷喷洒轻质焦油洗萘工艺横管终冷喷洒轻质焦油洗萘工艺如图2-4 从硫铵工段来的煤气由塔顶进入，与连续喷洒的轻质焦油并流差速接触速冷，至横管段继续冷却至21-25，同时脱萘至450毫克/标米以下，然后从塔底排出，进入旋风捕雾器除掉夹带的焦油，萘片和凝结水雾，然后去洗苯塔。轻质焦油由其补充

20、至塔底循环油槽，循环油由槽底泵出至槽中部，顶部喷洒，与横管束和煤气接触换热，同时溶解煤气中析出的萘，然后经液封回循环槽。（此过程中，循环油槽内，入塔处，出塔处油温基本相同）。焦油循环至一定程度，用泵送至焦油上段。18的冷冻水由塔下部横管冷却器进入，向上经串联着的各横管器与塔内循环油，煤气间接换热绳温，然后从塔的外部排出。由于该工程主要依靠降低煤气的温度使煤气中萘析出，并由轻质焦油将萘溶解，因此煤气温度需降至21左右。如此低温，就决定了必须要有低温水的焦化厂才易采用该工艺。该流程的优点是：1、艺不仅对煤气中的萘的脱除率高，而且冷却效果非常好。出口煤气约21左右，煤气含萘量大约在350-450mg

21、/Nm。2、无须洗油，只须自产轻质焦油，节约洗油耗量；煤气中的萘直接转入焦油，降低了萘的损失。3、该系统阻力小，风机电耗低；操作维护简便；无污染；占地面积小，基建费用少。4、由于煤气冷却不直接与水接触，所以无含酚污水的处理。综合上述的四种工艺，通过比较，第四种优点突出，徐州地区有低温的水源。因此本设计采用第四种方法即：横管终冷喷洒轻质焦油洗萘工艺。2.2洗苯工艺从焦炉煤气中回收的苯族烃可采用下列方法：1、洗油吸收法：用洗油在洗涤塔中回收煤气中的苯族烃。将吸收了苯族烃的洗油（富油）送至脱苯塔蒸馏装置中，以提取粗苯。脱奔后的洗油（贫油）冷却后重新送至洗涤塔循环使用。洗油吸收法又分为常压吸收法和加压

22、吸收发。加压吸收法可强化生产过程，适于煤气在远距离或用作合成氨厂原料的情况下采用2、吸附法：煤气通过具有微孔组织，接触表面很大的活性炭或硅胶等固体吸附剂。苯族烃即被吸附在其表面上直至达到饱和状态。被吸附的苯族烃可用直接水蒸汽进行提取。用活性炭吸附剂可将煤气中的苯族烃几乎完全吸附下来。此法要求煤气净化的程度较高，加之吸附剂价格昂贵，因此在工业上的应用受到一定的限制，而多用于煤气中的苯族烃的定量分析。3、凝结法：在低温加压的情况下，使苯族烃从煤气中冷凝出来。此法比吸附法所得粗苯质量好。但煤气的压缩及冷冻过程复杂，动力消耗大，设备材质要求高。目前，国内外焦化厂主要采用洗油吸收法回收煤气中的苯族烃。用

23、洗油回收煤气中的苯族烃所采用的洗苯塔虽有多种形式，但工艺流程基本相近。下面只简单介绍用木格填料塔回收粗苯的流程，如图2-5：煤气经最终冷却到25-27，含苯族烃为25-40克/标米煤气，依次进入三个洗苯塔在塔内与逆向流动的洗油接触后 ，从最后的洗苯塔出来的煤气中苯族烃的含量要求低于2克/标米。洗苯塔的煤气直接回脱硫后回焦炉供加热使用及作冶金工厂的其他燃料。含粗苯为0.2-0.4%的贫油，由洗油槽用泵送往洗苯塔顶，并依次经过各塔后，含苯量增至2.5%，此含苯富油从塔底经U型管排入接受槽。由此，再用泵送往脱苯工序，脱苯后的贫油经冷却后再回贫油槽供循环使用。在最后一个洗苯塔的喷头上部射捕雾层，以捕集

24、被煤气带走的油滴，减少洗油的损失，也避免洗油进入煤气。近年来，为解决木材短缺问题，采用筛板塔，钢板网填料，不锈钢填料以及塑料花环填料洗苯塔，取得了较好的效果，洗苯塔台数可减少为一至两台。我国焦化厂洗涤用的洗油主要有焦油洗油和石油洗油。吸收放又分为焦油洗油吸收法和石油洗油法。2.2.1焦油洗油吸收法焦油洗油是高温焦油加工时230-300的馏分,由于大多数焦化厂都能自得,所以应用广泛,其质量指标已在第一章中列出如表1-3.焦油洗油的含萘量除规定要小于13%外,还要求其含苊量不大于5%,是为了保证在10-15时无固体沉淀物。萘苊因熔点较高,在常温下易析出固体结晶,因此应控制其含量。但是萘苊同芴,氧及

25、洗油中其他高沸点组分混合时,能生成低熔点的有关各组分的共熔点混合物,所以洗油中存在一定数量的萘,则有助于降低洗油析出沉淀物的温度。洗油含酸量高时,会与水形成乳化物,从而破坏吸苯的操作,且酚的存在使洗油变稠,黏度大,因此必须严格控制洗油中的含酚量。2.2.2石油洗油吸收法用石油洗油回收苯族烃的工艺与焦油挥手苯族烃的工艺流程一样,只是在设计油槽时,须要考虑经常排出油渣和可能生成的乳化物.石油洗油洗苯具有油耗低，油水分离容易及操作简便等优点。石油洗油的质量指标见表2-1石油洗油稳定性好，脱萘能力强。但石油洗油吸收能力低，故循环洗油比用焦油洗油时大，因而洗油在循环使用过程中，会形成不溶于洗油的油渣，造

26、成换热设备的堵塞而破坏正常的加热制度。同时，含有油渣的洗油与水能形成稳定的乳浊液而影响生产。 石油洗油质量指标 表2-1名 称单 位指 标比重（20）黏度蒸馏试验： 初馏点 350前馏出量凝固点含水量固体杂物Rl 50%不大于0.89不大于1.5不小于265不小于95低于20不大于0.2无综上所述，由于石油洗油洗苯工艺存在很多问题尚未解决，设备选型上存在难题，所以一般不采用石油洗油工艺，而多采用焦油洗油洗苯工艺。2.3脱苯工艺由洗苯工序过来的含苯富油需进行脱苯。用一般蒸馏的方法可以把富油中的粗苯蒸出来 。但为达到需要的脱苯程度，则需将富油加热到250-300，这在实际上是不可行的，但为了降低脱

27、苯蒸馏的温度，可采用水蒸汽蒸馏法或真空蒸馏法。我国焦化厂均采用水蒸汽蒸馏法脱苯，或称气提法脱苯。按照富油的加热方式的不同，可分为蒸汽加热法和管式炉加热法两种。按照粗苯产品又可分为生产一种苯的方法和生产两种苯的方法。本设计任务是生产一种苯，下面将蒸汽加热和管式炉加热生产一种苯的方法分别加以介绍。2.3.1 蒸汽加热法生产一种苯蒸汽加热法生产一种苯的工艺如图2-6：由洗涤工序来的富油在分离器下面的三格中，被脱苯塔来的蒸汽加热至70-80，然后进入贫富油换热器，被来自脱苯塔的温度为130-140的热贫油加热到90-100，最后在富油预热器中用低间接蒸汽加热到135-145，进入脱苯塔顶部进行脱苯。从

28、脱苯塔顶部溢出的粗苯，洗油蒸汽和水蒸气的油汽和水汽混合物进入分缩器下面三格中与富油换热，并在分缩器顶上的一格用冷水冷却，从而之大部分洗油汽和水汽冷凝下来，从分缩器顶部溢出的即是粗苯蒸汽。为得到合格的粗苯产品，可用冷却水水量控制分缩器顶部蒸汽温度，之其在86-89的范围内。由分缩器顶部溢出的粗苯蒸汽进入冷凝冷却器，在此用冷水冷凝冷却到25-30，做经粗苯分离器将水分出后计量槽进入粗苯储槽。进入分离器的油气和水汽混合物，在分离器底部两格所形成的冷凝液为重分缩油，在分缩器顶部两格所形成的冷凝液为轻分缩油。轻、重分缩油分别进入油水跟力气，与水分离后兑入富油送往脱苯塔。从粗苯、轻分缩油、重分缩油油水分离

29、器排出的分离水均进入控制分离器进一步分离，以减少洗油损失。从脱苯塔底部排出的贫油温度比富油温度低3-5，自流入贫富.油换热器，与富油换热并冷却至110-120后，再回到脱苯塔底热贫油槽，在此用贫油泵送到贫油冷却器冷却至25-30后，送往洗被呢塔循环喷洒。由于洗油在循环使用中质量变坏。为保持循环洗油量的1-1.5%由富油入塔的管路引入洗油再生器，在此，洗油被间接蒸汽加热至160-180，并用过热蒸汽直接蒸吹，从再生器顶部蒸吹出来的温度为135-175 的油气和水汽的混合蒸汽进入脱苯塔的底部。再生器底部的残渣油可靠设备内的蒸汽压力间歇地回连续地排至残渣油槽。2.3.2 管式炉加热法生产一种苯的工艺

30、管式炉加热法生产一种苯的工艺流程如图2-7 从洗涤工序来的富油先进入分缩器，被从脱苯塔来的气体加热到70-80，然后入贫富油换热器，被热贫油加热后进入管式炉。加热到180-190的富油，从第14层板进入脱苯塔。热贫油从脱苯塔底部经贫富油换热器自流入脱苯塔下部的热贫油槽，温度120左右，然后用泵送到贫油冷却器到25-30送回洗苯塔循环使用。从脱苯塔顶出来的粗苯蒸汽，进入分缩器，温度从170-180，降到93左右，部分水蒸汽被冷凝下来，然后进入冷凝冷却器，粗苯和水从冷凝冷却器下部流入油水分离器进行分离。从油水分离器出来的粗苯进入粗苯储槽。轻、重分缩器分别进入油水分离器分离。为保证洗油质量，从管式炉

31、加热后的富油管线引出1-2%的富油进再生器，于此用管式炉过热至400-450的蒸汽进行蒸吹。器顶排出温度为190-200的水汽，油汽与粗苯汽一起进入脱苯塔，再生器底部残渣定期排放。管式炉加热法生产一种苯与蒸汽加热法生产一种苯相比具有以下优点：1、 粗苯回收率高；2、 蒸汽耗量低；3、 酚水量少等优点。三 粗苯回收原理3.1粗苯回收原理及影响因素3.1.1洗油回收粗苯的原理用洗油回收炼焦煤气中的粗苯是一种吸收过程。其吸收机理是建立在双膜理论基础上。双膜理论的基本观点如下：相互接触的气液两流体间存在着稳定的相界面，界面两侧各有一很薄的有效滞留膜层。由于两流体的主体充分揣动，浓度的均匀的，全部的浓度

32、变化集中在两个有效膜层内，且吸收过程在界面处达平衡。因此扩散过程的全部阻力也就等于气膜和液膜的阻力之和，这个阻力的大小也就决定了吸收速率的大小。3.1.2影响粗苯吸收的因素在吸收过程中，如果吸收系数比较大，那么进入液相的量也较大，也就是说吸收进行的完全。为此，我们通过气相进入液相的量的多少来讨论回收进行的程度。煤气中的苯族烃在洗苯塔乃被回收的程度称为回收率。回收率是评价洗苯操作的重要指标，可按下式表示：=1-a2/a1 式中：-粗苯回收率，% a1，a2洗苯塔入口，出口煤气中苯含量，克/标米。回收率的大小取决于下列因素：煤气和洗油中苯族烃的含量；煤气流速几其压力；洗油循环量及其分子量；吸收温度

33、；洗苯塔的构造，对填料塔则为填料表面积及其特性等。现分述如下：1、吸收温度的影响吸收温度指洗苯塔内气体液体两相接触面的平均温度，它取决于煤气和洗油的温度，也受大气温度的影响。吸收温度是通过吸收系数和吸收推动力的变化而影响粗苯回收率的。吸收温度增高，吸收系数有些增大，但不显著。当煤气中苯族烃的含量一定时，温度愈低，洗油中与其呈平衡的粗苯含量愈高；因而当提高温度时，洗油中与其呈平衡的粗苯含量愈低，因此温度升高，吸收推动力随之减小。吸收温度不宜过高，也不宜过低。适宜为25左右，操作中洗油温度应略高于煤气温度以防煤气中的水汽冷凝进入洗油中。2、 洗油的分子量及循环油两的影响当其它条件一定时，洗油的分子

34、量变小将使洗油中粗苯含量变大，即吸收得愈好。但洗油的分子量也不宜过小，否则洗油在吸收过程中损失较大，并在脱苯蒸馏时不易与粗苯分离。增加循环洗油量可降低洗油中粗苯的含量，增加气液间的吸收推动力，从而提高粗苯回收率。但循环洗油量也不易过大，以免过多增加电、蒸汽耗量和冷却用水量。3、 贫油含苯量的影响其它条件一定时，入塔贫油中粗苯含量愈高，则塔后损失愈大。现行规定塔后煤气中粗苯含量低于2克/标米。如果一步降低贫油中的粗苯含量，虽有助于降低塔后损失，但将增加脱苯蒸汽时的水蒸汽耗量，使粗苯180前馏出率减少，即相应增加粗苯中溶剂油的生成量，并使洗油的耗量增加。4、 吸收表面积的影响填料的表面积愈大，则煤

35、气与洗油接触的时间愈长，回收过程进行得也愈完全。5、 煤气压力和流速的影响煤气压力增大时，其扩散系数随压力的增加而减小，因而使吸收系数降低。但随煤气压力的增加，煤气中苯族烃的分压将成比例地增加，从而使吸收推动力迅速增加，吸收速率也将增大。煤气速度的增大师吸收系数增大，可提高气液相接触的旋流程度和提高洗苯塔的生产能力。所以加大煤气速度可强化吸苯过程，但太大，会使洗苯塔阻力和雾沫夹带量急剧增加。3.2脱苯原理及影响因素3.2.1脱苯原理（蒸汽法）脱苯原理实际是精馏原理，又挥发度不同的组分组成的混合液精馏塔内大多次进行部分汽化和部分冷凝，使其分离成几乎纯态的过程。在精馏过程中，当加热互不相溶的液体混

36、合物时，如果此混合物的蒸汽分压之和达到塔内的总压时，液体即行沸腾。所以。在脱苯蒸馏过程中通入大量直接水蒸汽，当塔内的总压力一定时，若气相中水蒸汽所占的分压愈高，则粗苯和洗油的蒸汽分压就愈低，这样就可以在较低的脱苯蒸馏温度（远比250-300的温度低）下，便可将粗苯完全地从洗油中蒸出来。3.2.2影响脱苯的因素1、在塔底温度下各组分在蒸汽压。提高富油预热温度，则塔底贫油温度也相应提高。贫油中各组分的蒸汽压增大，从而使粗苯的蒸出率也增加。2、脱苯塔内操作压力提高塔内操作压力时，各组分的蒸出率相应减少。反之，则响应增加。3、脱苯塔的塔板层数增多加料板以下的塔板数n，可使各组分的蒸出率增大，特别是对甲

37、苯，二甲苯的蒸出率影响较大。4、 直接蒸汽量、温度提高直接蒸汽量，可使各组分的蒸出率增加。反之则各组分的蒸出率减小。此外还有富油的预热温度和含苯量。四 主要设备论证及选型前面我们介绍了四种终冷洗萘工艺，它们各自使用的终冷塔也不同。煤气终冷和机械化除萘工艺用金属隔板塔。此塔局有传热，传质好的优点，但在终冷塔后出口煤气的含萘量较高，萘的脱除率低，终冷水和萘不能很好地分离。煤气终冷和热焦油洗萘工艺使用带焦油洗萘器的煤气终冷塔（筛板塔）。此塔虽然具有扩散推动力大的优点，但操作不稳定，对水质的要求高。油洗萘和煤气终冷工艺中使用的是横管式终冷塔。此工艺洗萘与终冷分开，投资高，不易小厂借鉴。横管终冷喷洒轻质

38、焦油洗萘工艺使用横管终冷洗萘塔。它的优点：不仅终冷效果好，除萘效果也好；系统阻力小，操作维修简便，节约点耗；不需含酚污水处理。根据本设计在第二章所确定选用的终冷除萘工艺、流程，可确定选用与该工艺相配套的终冷塔横管终冷洗萘塔。4.1洗 苯 塔目前，我国焦化厂采用的洗苯塔主要有空喷塔，板式塔和填料塔，下面分别加以介绍。4.1.1空喷塔空喷塔一般为多段喷洒，没段下部均设有煤气分布器，相邻两段设有煤气通过的锥性散罩，底部设有许多个喷嘴组成的洗油喷洒装置，其上设有备用的中央喷嘴，从顶部洒下来的洗油经降液管引到下段。洗油从第二段起来采用循环喷洒。用空喷塔洗苯具有以下优点：投资省，处理能力大，阻力小，不堵塞

39、等。缺点：洗苯效率低，塔后煤气含苯量高，洗油循环量大，动力消耗大。4.1.2板式塔（孔板塔）板式塔主要有穿流式筛板塔。该塔容易实现最佳流体力学条件，即增加气液两相的接触面积，提高两相的湍流程度，迅速更改两相界面以减小其扩散阻力。这种塔结构简单，容易制造，生产能力大，投资省，节约金属材料，且安装和维修简便。其缺点是塔板的效率受负荷变动的影响较大。4.1.3填料塔填料洗苯塔是应用较早，较广的一种塔。塔内填料了用木格，钢板网，金属螺旋，帖拉累托填料，鲍尔环，鞍形填料以及塑料花环填料等。1. 木格填料塔 该塔型在我国焦化厂应用较多，它具有阻力较小，操作稳定等优点。但也存在着生产能力小，设备庞大、苯重，

40、投资和操作费用高及木材耗量大等缺点。因此在一些国家里，木格填料塔已被新型高效填料塔取代。2.钢板网填料塔该塔型在国内已被采用。该填料塔与木格填料塔相比，具有比表面积大，吸收率高，阻力小，动力消耗小等优点，但制造麻烦，价格昂贵，处理能力小。3.螺旋填料塔金属螺旋填料塔采用钢带和钢丝绕成，其比表面积大，重度小由于形状复杂，填料层的持液量大，因此吸收剂与煤气接触时间较长，又由于煤气通过填料时搅动激烈，因而吸收效率较高。但难于制造，价格昂贵。这种填料在苏、美应用较多。4.塑料花环填料塔 塑料花环填料是近年来又国外引进的高效填料，经过实践检验证明，花环填料是一种具有比表面大，空隙来率高，阻力小，处理能力大，液体分布好，湿润率高，投资省，占地少，节省能耗，制造安装容易，操作方便等突出优点的填料。国家有关部门鉴于该填料具有以上优点，已要求推广使用高效花环填料洗苯塔。根据以上的论述，本设计采用塑料花环填料洗苯塔。各型式洗苯塔经济比较见表3-1。花环填料洗苯塔与其他填料洗苯塔的经济比较见表3-2。 各种型式洗苯塔经济比较 表3-1塔型使用厂家及规模万吨焦/年塔的直径与塔高 mm台数及单重，T总容积比总重量比总占地比泵（阀）台数总投资比总阻力 Pa木格子邯郸钢厂603500H=37003834.19833（9）3.62000浮动阀济钢603500H=23001