产焦炭80万吨焦化厂回收车间粗苯工段工艺初步设计.doc

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1、第 一 章 绪 论1.1、焦炉煤气净化及苯族回收的意义：煤在炼焦时一般72%-78%转化为焦炭，其中22%-28%转化为荒煤气，苯族烃是煤干馏过程中产生的芳香烃化合物中分子较低的部分，其产率占炼焦干煤脏入量的0.8%-1.4%产率的波动主要受炼焦煤料的性质炼焦温度的影响，近年来，由于石油化学工业的迅速发展，可以提供苯类，苯酚类等产品，对煤炼焦化学工业产生了巨大的影响，但是焦化工业提供的许多种芳香族化合物和杂环化合物是石油化学工业所不能代替的，它们不可能或者不能经济的从石油加工过程中获得，今后这类产品主要依赖炼焦化学产品的吸收与加工，因此这些化学产品对综合利用煤炭资源和我国社会主义经济建设有着重

2、要意义。 荒煤气必须经过净化后成为洁净燃气，才能通过煤气管道外送及供用户使用。在焦炉煤气净化过程中，经过冷却、吸收、解析、化学转化、蒸馏分离等化工单元操作，可以分离出交友、氨水、粗苯（或轻苯、重苯），并将煤气和氨水中的氨、硫化氢、氰化氢等有害物质去除且制成有用的化学产品。苯族烃回收精制加工后，可得到的轻苯，重苯，精苯，甲苯，二甲苯，溶剂油等产品。甲苯，二甲苯，三甲苯，乙基甲苯，古马隆，茚，噻吩，酚。这些产品具有极为广泛的用途，是塑料合成纤维，合成橡胶，染料，涂料，医药，耐高温材料及国防工业极为宝贵的原料，对于我国的社会主义建设具有十分重大的政治意义和经济意义。1.2粗苯的性质：粗苯在常态下为淡

3、黄色透明溶体，此水轻，不溶于水，在贮存时，由于其中的戊烯类，环戊二烯等不合和化合物的氧化合聚合而形成树脂状物质，故使粗苯差色变暗，粗苯易燃易爆，闪点为12摄氏度，粗苯苯气在空气中的浓度在1.4%-7.5%（体积）范围内时，能形成爆炸性混合物。粗苯的各主要成分皆在180摄氏度前馏出，180摄氏度以后馏出的是粗苯中所含的洗油轻质馏分，称为溶剂油。在测定粗苯中各组分的含量和计算其加工过程中的产量时，通常将180摄氏度前的馏出量作为鉴别粗苯质量的指标之一。粗苯在180摄氏度前的馏出量取决于粗苯的工艺流程和操作制度。180摄氏度前的馏出量越多，粗苯的质量就越好，一般要求粗苯在180摄氏度前馏出量达93%

4、-95%，粗苯中除了主要的苯类物质之外，还有饱和化合物和硫化物，这是由于从煤气中回收粗苯的同时，煤气中的烯烃，一氧化碳等等的胶质生成物及有机硫化合物也一同进入了粗苯中。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，则粗苯中的吡啶碱类含量不超过0.01%。各产品的质量指标见表11、12、13。粗苯中各组分的含量 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：

5、二硫化碳噻吩C6H6C6H5（CH2）3C6H4（CH2）2C6H3（CH2）3C5H6C6H5CHCH2C8H6OC9H5CS2C4H4S557012222.062.057120.61.20.51.01.02.01.52.50.31.50.31.50.21.2由于粗苯是易燃的物质，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，因此该工段要严禁烟火，电机防爆。重苯和重质苯的质量指标 表1-2 指标名称重 苯（参考指标）重质苯（YB 30364）一级二级馏程：初馏点，139160160150前馏出量，Wt%10200前馏出量，Wt%508580水分，Wt%0.50.

6、5粗苯和轻苯的质量指标 表1-3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第 二 章 操 作 及 设 计 参 数2.1设计任务：本次设计的主要任务是根据国内外冶金焦化行业的基本情况,进行年产焦炭80万吨焦化厂回收车间粗苯工段工艺初步设计, 初选主机设备；进行粗苯工段工艺流程选择设备的选型计算及相关非工艺设计。2.2设计参数：（1）要求工段年平均工作日360天，煤气及粗苯组成见下表，其余参数结合实习企业的实际生产

7、技术参数。焦炉煤气的组成表指标名称NH3H2SHCN萘粗苯焦油指标(g/Nm3)7.56.31.60.25350.01净化煤气的质量指标表指标名称NH3H2SHCN萘粗苯焦油指标(g/Nm3)0.050.10.30.25 30.01粗苯的组成表指标名称苯甲苯二甲苯溶剂油指标（质量%）732463本设计采用焦油洗油吸收煤气中的苯族烃，对焦油洗油的质量要求见下表焦油洗油质量标准(YB 297-64)名 称指 标比重()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（2）厂址所在地区

8、年平均气温16，最高气温38，最低气温-27；常年主导风向东风、东北风。（3）煤在炼焦时一般75%为焦炭，其中25%为荒煤气。即每年用煤106.7万吨，年生产荒煤气26.7万吨。第三章 焦炉煤气净化回收工艺过程及工艺选择新洗油硫酸硫剂煤气净化过程主要有以下几个工段组成:冷凝鼓风工段、脱硫工段、蒸氨工段、硫铵工段、终冷洗苯工段、粗苯蒸馏工段、油库工段、脱水工段、生化工段等组成。洗脱苯硫胺脱硫及硫回收冷鼓电捕荒煤气外管粗苯储槽焦炉循环氨水槽碱液氨水剩余氨水槽熄焦生化蒸氨焦油焦油槽焦油渣机械化澄清器备煤焦油渣槽化产工艺流程一、 冷凝鼓风工段：（一）工艺方法：可分为冷凝和鼓风两部分。其中冷凝又可分为直

9、接冷却、间接冷却和直接间接混合冷却三种。（1）直接冷却：与煤气直接接触，冷却效果好，但产生污水量大。（2）间接冷却：不直接与煤气接触，通过换热设备间接冷却，污染小，蒸氨设备效率高，使用较广泛。（3）混合冷却：可以兼得直接冷却和间接冷却两者的优点。鼓风部分：主要为粗煤气加压，使其能通过后续净化系统的设备和管路，并起到脱除粗煤气中部分焦油雾的作用。电捕焦油器：脱除粗煤气中的焦油（二）工艺流程：来自焦炉80C的荒煤气，与焦油和氨水沿吸煤气管道流至气液分离器，气液分离后的荒煤气由分离器上部出来，进入四台并联操作的横管初冷器上部，在此用32C的循环水将煤气冷却至35C；由横管初冷器下部排出的煤气，进入直

10、冷塔下部，用直冷塔循环水喷洒煤气，将煤气冷却至22C；由直冷塔上部排出的煤气，进入三台并联操作的电捕焦油器，捕集煤气中夹带的焦油，再由煤气鼓风机压送至脱硫工段。为了保证横管初冷器冷却效果，在初冷器上部连续喷洒来自机械化氨水澄清槽中部的焦油、氨水混合液，在其顶部用热氨水定期冲洗，以清除管壁上的焦油、萘等杂质。初冷器底部排出的冷凝液经水封槽流入冷凝液槽，再送至机械化氨水澄清槽。从直冷塔底部出来的循环液加兑一定量氨水后,用泵经直冷塔循环水冷却器用低温水冷却至21C，送到直冷塔顶部循环喷洒，多余部分送至机械化氨水澄清槽。由气液分离器分离下来的焦油和氨水进入机械化氨水澄清槽，在此进行氨水、焦油和焦油渣的

11、分离。上部的氨水流入循环氨水中间1槽，再由循环氨水泵送至焦炉冷却煤气；其中一部分氨水定期经高压氨水泵加压送至焦炉，一部分氨水去初冷器、电捕顶部喷洒，以清除管壁积存的萘、焦油等杂物。多余部分作为剩余氨水经过剩余氨水中间槽沉淀澄清、除焦油器除油后送入剩余氨水贮槽，再用剩余氨水泵送至氨水蒸馏装置处理。机械化氨水澄清槽下部的焦油靠静压流入焦油分离器，进一步进行焦油与焦油渣的沉降分离。分离出的焦油自流入焦油中间槽，用焦油泵送至焦油蒸馏油库的焦油贮槽。机械化氨水澄清槽和焦油分离器刮出的焦油渣，排入焦油渣车，定期送往煤场，掺入炼焦煤中。（三）工艺选择：装置采用混合冷却工艺，先间接冷却，后直接冷却，对煤气冷却

12、净化的效果好，有效降低煤气中煤粉、焦油和萘的含量。炼焦荒煤气、氨水焦油中间罐气液分离器机械澄清器煤气焦油储槽循环氨水槽焦油泵循环氨水泵初冷器化工厂剩余槽电捕焦炉剩余氨水泵鼓风机脱硫蒸氨脱 硫 工 段冷鼓工艺流程图二、脱硫工段：（一）工艺方法：其主要任务是脱除硫化氢，可分为干法和湿法两种。干法常用氧化铁或活性炭法，湿法分为溶剂吸收法和氧化法两种。吸收法脱硫是用碱性溶液吸收粗气中的硫化氢，吸收液经解吸放出硫化氢后返回循环吸收硫化氢。常用的氧化法有：蒽醌二磺酸钠法、改良砷碱法、氨水催化法、萘醌法、苦味酸法及栲胶法等。（二）工艺流程：由鼓风机送来的煤气首先进入预冷塔与塔顶喷洒的循环冷却水逆向接触，被冷

13、至30；循环冷却水从塔下部用泵抽出送至循环水冷却器，用低温水冷却至28后进入塔顶循环喷洒。采取部分剩余氨水更新循环冷却水，多余的循环水返回冷凝鼓风工段。预冷后的煤气依次进入三台串联的脱硫再生塔，与塔中部喷淋下来的脱硫液逆流接触以吸收煤气中的硫化氢（同时吸收煤气中的氨，以补充脱硫液中的碱源）。第三台脱硫再生塔后煤气含硫化氢约20mg/m3，送入硫铵工段。吸收了H2S、HCN的脱硫液由脱硫液循环泵从脱硫再生塔底部抽出送至上部再生段的喷射器，靠喷射器的吸力，脱硫液再生需要的空气同时被吸入再生段，使溶液在塔内得以氧化再生。再生后的溶液从塔顶经液位调节器自流回塔中部循环使用。浮于塔顶部的硫磺泡沫，利用位

14、差自流入泡沫槽，硫泡沫经泡沫泵送入熔硫釜加热熔融，清液流入废液槽，硫磺冷却后装袋外销。为避免脱硫液盐类积累影响脱硫效果，排出少量废液送往配煤。（三）工艺选择及特点：1、本设计采用吸收法脱硫，以氨为碱源，HPF为催化剂的焦炉煤气脱硫脱氰新工艺，此法不但具有较高的脱硫脱氰效率，而且流程短，不需外加碱，催化剂用量少，脱硫废液处理简单，操作费用低，一次性投资省。2、脱硫、再生合为一塔，节省占地。3、采用引射自吸式双成结构再生段，再生所需的空气毋须空压机提供，节省能源。还可根据生产实际状况，利用部分尾气循环使用。废气量可降低约1/3,因此减少了有害物质的排放。剩余氨水冷鼓煤气氨水过滤器硫胺工段冷凝冷却器

15、氨水换热器脱硫塔蒸氨塔脱硫液封槽溶液循环槽废水换热器再生塔硫泡沫槽废水槽溶液换热器废水冷却器熔硫釜溶液缓冲槽生化工段脱硫工艺流程图三、蒸氨工段：（一）工艺方法： 脱除粗煤气中的氨，可用水或酸性溶液吸收。常用一下几种方法：1、水吸收法：用大量水与粗煤气接触，吸收其中的氨。2、硫酸吸收法：分为直接法、间接法和半直接法三种。（1）直接吸收法：粗煤气不经冷凝冷却直接进入硫铵饱和器，与硫酸直接反应，由于没脱焦油，操作不便，一般不用此法。（2）间接吸收法：经冷凝冷却后与洗涤氨水混合进行蒸馏，在引入饱和器与母液反应生成硫铵。（3）半直接吸收法：将冷凝冷却氨水进行蒸馏，蒸出的氨气与粗气一起进入饱和器与母液反应

16、生成硫铵。3、磷酸吸收法：用磷酸吸收粗气中的氨，然后进行解吸。（二）工艺流程：脱硫过程中的剩余氨水引入蒸氨塔内进行蒸氨，蒸出浓氨汽经冷凝冷却后制得含氨1820%的浓氨水，送入脱硫液槽，兑入脱硫液中，作为补充碱源。（三）工艺选择及特点：对蒸氨废气选用目前国内较先进的氨裂解处理技术。在裂解炉内，氨气在触媒的作用下，通过控制炉温可将蒸氨废气中的氨还原成氢气、氮气和一氧化碳气，并将这部分混合气体返回煤气管道中，不仅防止了对大气的污染，而且还可增加煤气量，是一项回收能源、化害为利的控制措施，该技术成熟、可靠，在国内外焦化厂均有使用。四、硫铵工段:（一）工艺方法： 目前绝大多数焦化厂都用硫酸吸收煤气中的氨

17、来制取硫铵。根据工艺过程的不同，生产硫铵的方法可分为间接法、直接法和半直接法。1、 间接法：在用硫酸中和稀氨水，然后蒸发溶液而来制取固体硫铵即形成了间接法。间接法生产硫铵的工艺过程为：煤气在洗氨塔中用水洗涤，氨被吸收，得到稀氨水，送去蒸馏。由蒸氨塔逸出的氨，进入饱和器后被硫酸吸收而得硫氨。这种方法要消耗大量水蒸气，而且蒸发设备庞大，经济效果不佳。现今不采用。2、 直接法：这种方法的工艺过程为：出炉煤气在煤气集气管中被循环氨水冷却，除去其中的焦油，进入间接式初步冷却器。煤气在初步冷却器冷凝出的氨水补充到循环氨水中去，而煤气中所含的水汽量，恰好相当于配煤水分和化合水分的总和。煤气从初步冷却器出来，

18、温度约为6070,进入电扑焦油器，除去其中之焦油雾滴。然后带着全部氨经预热器进入饱和器。氨和硫酸结合而成硫氨。煤气出饱和器经除酸器，进入冷却到直接式冷却器，冷却到适宜温度，进入鼓风气。采用直接法生产硫铵虽然有很多优点，但因过多的设备处于负压状态，在生产上不安全，故在工业上未被采用。3、 半直接法：现代焦化厂广泛采用的是半直接法生产硫铵。我国多以饱和器作为氨的吸收器，国外则有以硫酸洗氨塔代替饱和器的趋势，即所谓无饱和器法生产硫铵。采用饱和器或硫酸洗氨塔生产硫铵，实质上都属于半直接法。半直接法生产硫铵的工艺过程为：出炉煤气在初步冷却器中冷却到2530，进入鼓风机。加压后，经电捕焦油器，煤气预热器.

19、进入饱和器。在初步冷却器中冷凝下来的氨水全部与集气管循环氨水混合。多余的混合氨水送如氨蒸馏器中，蒸馏出的氨气也送入饱和器，并和煤气中的氨一起为硫酸吸收而得硫铵。由于该法工艺过程简单，生产成本低，故为国内外焦化厂普遍采用。（二）工艺流程：由脱硫工段来的煤气首先经煤气预热器预热后进入2台并联的喷淋式饱和器。饱和器2台操作，1台备用。煤气在饱和器的上段分两股进入环形室,与循环母液逆流接触，其中的氨被母液中的硫酸吸收，生成硫酸铵。脱氨后的煤气在饱和器的后室合并成一股,经小母液循环泵连续喷洒洗涤后，沿切线方向进入饱和器内旋风式除酸器，分出煤气中所夹带的酸雾后，送至终冷洗苯工段。饱和器下段上部的母液经大母

20、液循环泵连续抽出送至饱和器上段环形喷洒室循环喷洒，喷洒后的循环母液经中心降液管流至饱和器的下段。在饱和器的下段，晶核通过饱和介质向上运动，使晶体长大，并引起晶粒分级。当饱和器下段硫铵母液中晶比达到25%-40%（v%）时，用结晶泵将其底部的浆液抽送至室内结晶槽。饱和器满流口溢出的母液自流至满流槽，再用小母液循环泵连续抽送至饱和器的后室循环喷洒，以进一步脱出煤气中的氨。饱和器定期加酸加水冲洗时，多余母液经满流槽满流到母液贮槽；加酸加水冲洗完毕后，再用小母液循环泵逐渐抽出，回补到饱和器系统。当饱和器母液系统水不平衡（水分过剩）时，可通过煤气预热器提高煤气温度，对母液操作温度进行调整，以保证系统水平

21、衡及结晶适宜操作温度。室内结晶槽中的硫铵结晶积累到一定程度时，将结晶槽底部的硫铵浆液经视镜控制排放到硫铵离心机，经离心机离心分离后，硫铵结晶从硫铵母液中分离出来。从离心机分出的硫铵结晶先经溜槽排放到螺旋输送机，再由螺旋输送机输送到振动流化床干燥器，经干燥、冷却后进入硫铵贮斗。从硫铵贮斗出来的硫铵结晶经半自动称量、包装后送入成品库。离心机滤出的母液与结晶槽满流出来的母液一同自流回饱和器的下段。由振动流化床干燥器出来的干燥尾气在排入大气前设有两极除尘。首先经两组干式旋风除尘器除去尾气中夹带的大部分粉尘，再由尾气引风机抽送至尾气洗净塔，用尾气洗净塔泵对尾气进行连续循环喷洒，以进一步除去尾气中夹带的残

22、留粉尘，最后经捕雾器除去尾气中夹带的液滴后排入大气。尾气洗净塔设有旁通管。当振动流化床干燥器开工调试时或经一级干式旋风除尘即可达到除尘指标时，可直接经旁通管将尾气排入大气，而 无须经过尾气洗净塔。开工调试时走旁通管是为了避免由于振动流化床干燥器操作不正常而造成尾气洗净塔及管路可能的堵塞。尾气洗净塔排出的循环母液经满流管流至室外母液槽；同时经流量仪表控制，向尾气洗净塔连续定量补入少量工业新水。补入的最大水量以不超过饱和器系统达到水平衡所需的最大水量为原则。硫铵工段所需的93%浓硫酸定期由油库工段送至硫铵工段硫酸高置槽，再经流量控制仪表及视镜加到饱和器系统的满流槽。由冷凝鼓风工段送至剩余氨水蒸馏装

23、置的原料氨水/废水换热器，经与塔底出来的蒸氨废水换热后进入蒸氨塔。蒸氨塔底通入直接蒸汽。蒸氨塔顶出来的氨汽经分缩器浓缩后，去脱硫工段预冷塔增加煤气中的氨硫比。塔底出来的蒸氨废水由废水泵抽出，经原料氨水/废水换热器同原料氨水换热并经废水冷却器冷却后，送酚氰污水处理装置。油库送来的氢氧化钠溶液40（w%），用计量泵抽出送终冷洗本工段的终冷塔上段洗涤煤气，从上段喷洒液泵后接出的含碱溶液经静态管道混合器进入到入蒸氨塔前剩余氨水中分解剩余氨水固定铵，降低蒸氨废水中的全氨含量。蒸氨塔底产生的沥青定期排至沥青坑，冷却后人工取出送煤厂掺入配煤；排出的蒸氨废水经沥青坑流入地下槽，再由泵送至初冷前吸煤气管道。（三

24、）工艺选择及特点：1、本设计采用半直接法，喷淋式饱和器，集酸洗、除酸、结晶为一体，设备体积小,脱氨效率高；2、喷淋式饱和器为空喷结构，煤气系统阻力小，鼓风机能耗低；3、硫铵母液系统设备均采用超低碳不锈钢制作,使用寿命长,可保证装置长期连续稳定操作，维护费用低；4、硫铵干燥采用振动流化床，干燥效果好，易于操作维护；5、硫铵干燥外排尾气采用干式及湿式两级除尘，净化后外排尾气可达到无尘排放，环保效果好；6、用高效螺旋板换热器，回收废水余热，节约蒸氨直接蒸汽用量；7、碱分解固定氨，可大大降低废水中全氨含量，有利生化废水处理环保达标。硫酸地下槽焦炉煤气硫酸泵脱硫回收硫酸槽煤气预热器结晶槽饱和器母液泵离心

25、机结晶泵蒸汽螺旋输送机母液储槽冷凝水干燥器热风器喷洒泵旋风除尘器放料槽进风口送风机硫铵水浴除尘器母液槽硫胺工艺流程图五、终冷洗苯工段：焦炉煤气经硫铵工段脱除氨后进入终冷洗苯工段,主要任务是将煤气进行煤气终冷除萘,吸收苯族烃. （一） 煤气终冷和焦油洗萘工艺1、终冷工艺：焦炉煤气终冷有直接水终冷法、间接水终冷法和直接抽终冷法。(1)直接水终冷法:直接水终冷法用循环喷洒的冷却水直接与煤气接触，对煤气进行最终冷却。直接水终冷法是焦炉煤气终冷工艺中最通用的一种方法。直接水终冷法分敞开式和封闭式两种。敞开式在煤气终冷前既无脱萘也无脱硫脱氰装置。煤气在终冷中脱萘，煤气中的氰化氢同时大量溶解于终冷水中，氰化

26、氢等有害气体从凉水架上逸散，污染了环境，并且工艺流程复杂，因此，敞开式出一些老厂仍在延续使用外，新厂已不再采用。在封闭式流程中，煤气在终冷前已经脱除了煤焦油、奈、硫化氢和氰化氢，且回收了氨，因此工艺流程比较简单。回收氨后约60C左右的煤气在终冷塔内被循环喷洒的终冷水冷却至25C，从塔顶排出，去洗苯塔。在终冷水循环系统中设有间接冷却器，用循环冷却水和低温冷却水两端封闭式冷却。终冷塔内产生的冷凝液以终冷水排污方式排出，送往生物托分装置处理。(2)间接水终冷法:初冷后的煤气进入列管式终冷器内，在管束间自上而下的流动，被管内中冷水冷却至2530C，由下部派出，送往洗苯塔。煤气冷凝液流入器底，用泵抽出，

27、送入终冷器的顶部和中部循环喷洒，以冲洗横管外壁上含沉积物。多余的冷凝液，间歇的送往焦炉煤气初冷流程中的焦油氨水分离器。间接水终冷在传热效果上不如直接水终冷法，因此较少采用。(3)直接油终冷法:直接油终冷法以轻柴油为冷却介质，与煤气直接进行冷却。脱去煤焦油、奈和氨后的煤气，在油终冷塔内被循环喷洒的轻柴油由约55C冷却至2530C后出塔，送往后续的洗苯塔。轻柴油和煤气冷凝液一起进入油终冷塔下部的油澄清槽，在冷凝液被分离出后用循环油泵送经油冷却器冷却至2428C，入油终冷塔循环使用。油终冷塔分为两段，上段引出的轻柴油用喷洒油泵送入下段喷洒冷却煤气。2、煤气终冷及除萘的工艺： 我国焦化厂目前所采用的煤

28、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煤气终冷和机械化除萘工艺：来自硫铵工段煤气在终冷塔内自下而上流动,在流动过程中与经由隔板孔眼喷淋而下的冷却水流密切接触，从55-60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。冷却后的煤气去洗苯塔脱苯。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

29、,回终冷塔循环使用。在刮萘槽中积聚的萘,定期用水蒸气间接加热熔化后流入萘的扬液槽，再用水蒸汽压送往焦油槽或焦油氨水澄清槽。亦可用冷凝工段的初冷冷凝液来熔化萘，熔萘后的冷凝液自流返冷凝鼓风段，这样既简化了操作又改善了劳动条件。该流程的优点是操作稳定,便于管理,缺点是该工艺流程的除萘率受冷却水温的影响，故塔后的煤气含萘量较高。水和萘不能充分分离,部分萘被水带到凉水架, 增加了凉水架清扫工作，因其排污水量大，刮萘槽结构复杂且苯重，基建费高。该洗萘法仅用于硫铵生产工序之后。2.2煤气终冷和焦油洗萘工艺：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，经液封管导入焦油洗萘器底部并向上流动。热焦

30、油经伸入器的分布管均匀喷洒在筛板上，通过筛板孔眼向下流动，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，有利于冷却水的进一步处理。缺点是操作复杂，

31、出口煤气含萘量高，用水量大，后期仍需进行污水处理。2.3油洗萘和煤气终冷工艺：饱和器来的50-55的煤气进入木格填料洗萘塔底部，塔顶喷洒温度为55-57的洗苯富油进行洗萘。富油进塔温度比煤气温度高5-7，使煤气含萘可由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。上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

32、-3吨/1000标米煤气。该流程的优点是塔后煤气含萘量要前两种工艺流程，用水量为水洗萘的一半，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。2.4横管终冷喷洒轻质焦油洗萘工艺：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，萘和凝结水雾，然后去洗苯塔。轻质焦油由其补充至塔底循环油槽，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

33、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）此工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/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

34、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，本溪地区有低温的水源。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。（二）洗苯工艺2.1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：洗油吸收煤气中的苯族烃为典型的物理吸收，是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。脱苯后的洗油（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吸收发。加压吸收法可强化生产过程，适于煤气

35、在远距离或用作合成氨厂原料的情况下采用。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。我国焦化厂洗涤用的洗油主要有焦油洗油和石油洗油。吸收法又分为焦油洗油吸收法和石油洗油法。(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

36、,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)石油洗油吸收法用石油洗油回收苯族烃的工艺与焦油洗油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

37、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

38、煤气的压缩及冷冻过程复杂，动力消耗大，设备材质要求高。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。(3)粗苯回收原理及影响因素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。影响

39、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；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：a、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

40、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，实际操作温度波动于2030之间。b、洗油的分子量及循环油量的影响:当其它条件一定时，洗油的分子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

41、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。c、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2g/m。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。d、吸收表面积的影响:填料的表面积愈大，则煤气与洗油接触的时间愈长，回收过程进行得也愈完全。e、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

42、增加，从而使吸收推动力迅速增加，吸收速率也将增大。煤气速度的增大时吸收系数增大，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。六、粗苯蒸馏工段:(一)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1、蒸汽加热法生产一种苯由洗涤工序来

43、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

44、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，与水分离后与富油混合并送往脱苯塔。从粗苯、轻分缩油、重分缩油油水分离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，送往洗苯塔循环喷洒。由于洗油在循环使用当中质量变坏。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或连续地排至残渣油槽。2、管式炉加热法生产一种苯的工艺来自洗苯塔的富油先进入分缩器，被从脱苯塔来的粗苯油气加热到70-80，然后入贫富油换热器，被热贫油加热到130-140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