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粗苯的回收回收粗苯的意义01002003004002004200520062007500200820092010万吨焦粗苯96130175220270340430焦炭产能在100万吨/年以上的焦化厂可生产粗苯1万以上。•粗苯是浅黄色透明的油状液体，比重小于水，微溶于水，易燃。由于不饱和组分的氧化使其颜色变深。•粗苯和煤焦油是炼焦化学品回收中重要的两类产品。石油工业中的八种基础产品中的四种（苯、甲苯、二甲苯、萘）曾从粗苯和煤焦油产品中提取。•焦炉煤气含苯族烃25-40g/m3。CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CHCH2O苯甲苯二甲苯环戊二烯苯乙烯古马隆1、粗苯的组成与性质组分含量/%组分含量/%苯55-80不饱和化合物（环戊乙烯、苯乙烯、苯并呋喃）7-12甲苯11-22二甲苯2.5-8硫化物(CS2、C4H4S)0.3-1.8粗苯各主要组分均在180℃前馏出。180℃后馏出物称为溶剂油。故，180℃前馏出量作为鉴别粗苯质量的指标之一。粗苯是浅黄色透明的油状液体，比重小于水，微溶于水，易燃。由于不饱和组分的氧化使其颜色变深。炼焦温度/℃粗苯中主要组分的含量/%(质量）苯甲苯二甲苯95050-6018-226-7105065-7513-163-4组成取决于炼焦配煤的组成、炼焦产物在炭化室内热解的程度。2、回收粗苯的方法固体吸附法洗油吸附法深冷凝结法将煤气冷却到-40~-50℃，苯族烃冷凝冷冻成固体，进行分离。很少采用。活性炭(1000m2/g)或硅胶(450m2/g)作吸附剂。煤焦油洗油和石油洗油加压吸收法8-12kg/cm2常压吸收法略高于大气压负压吸收法略高于大气压硫酸铵饱和器终冷器、除萘粗苯吸收或洗苯粗苯的解析洗油吸收法回收苯族烃（一）煤气的终冷和除萘（1）在生产硫酸铵的回收工艺中，饱和器后的煤气温度通常为55℃左右，而回收苯族芳烃的适宜温度为25℃左右。因此，在回收苯族芳烃之前要再次进行冷却，称为终冷却。（2）在终冷前煤气含萘约1-2g，大大超过终冷温度下的饱和萘含量，25℃左右会以固体形式析出，堵塞管道。因此，通过终冷可以同时具有除萘作用。终冷的方法•直接终冷法：用水直接喷洒进入终冷塔的煤气，在煤气冷却的同时，萘析出并被水冲洗下来。再通过沉淀或萃取分离出萘。•缺点：（1）终冷塔煤气出口含萘高达0.6-0.8g/m3，除萘效率低；（2）冷却水用量大，产生大量废水，环境污染严重。间接终冷法横管式煤气终冷除萘油洗萘和煤气终冷煤气预冷油洗萘和终冷优点：（1）用轻质煤焦油直接冷却煤气，脱萘效率高；（2）冷却用水减少，环境污染大大降低。横管式煤气终冷除萘工艺特点：轻质煤焦油为自产，吸萘能力强；煤气不与低温水、循环水直接接触，不会造成大气污染和产生大量废水。水封煤气18℃低温水32℃循环水煤气横管终冷器轻质煤焦油冷却水走管内焦油氨水澄清槽油洗萘和煤气终冷工艺加热器35℃水25℃煤气20-23℃水热水经水封去凉水塔两段19层隔板式下层11段冷却到40℃52℃煤气煤气55-57℃洗苯富油含萘富油木格填料洗萘塔55-60℃含萘2-5g/m3含萘0.5g/m3煤气终冷塔煤气预冷油洗萘和终冷工艺煤气预冷塔水被冷却水冷却到40-45℃，高于萘的露点30-35℃洗萘塔的温度靠洗苯富油温度调节，保持在40-45℃终冷塔萘含量降低到0.4-0.5g/m3油封：防止煤气进入塔底液体。•煤气终冷的特点：不直接将煤气冷到25℃左右，而是采用多段循环冷却方法将煤气由55℃分步冷却到25℃。•原因：萘的露点为30-35℃，直接将55℃煤气冷却到25℃，由于煤气中萘含量较高，会析出固体萘，堵塞冷却设备。而采用分步冷却法，可以在较高温度下将煤气中的萘吸收降低到很低的含量，再冷却到25℃，不会析出固体萘而堵塞终冷设备。终冷却的缺点•水洗煤气后的废水中含有苯酚、萘等有害物质，造成环境污染。•降低环境污染的方法：焦炉煤气在终冷前彻底除去其中的苯酚等易溶于水的有毒有害物质。思考题•粗苯在焦炉煤气中的含量为g/cm3。•回收粗苯的方法主要有、和。•回收粗苯前的焦炉煤气为什么要进行终冷？•在横管式煤气终冷除萘工艺中为什么不用18℃水直接将55℃煤气冷却到25℃左右？（二）洗油吸收粗苯(27-30℃)从煤气中吸收苯族烃的工艺流程洗苯塔捕雾层终冷为25-27℃煤气或从洗氨塔后来的25-28℃煤气塔后煤气中苯族烃含量2-4g/m3苯含量约2%影响苯族烃吸收的因素•苯回收率：(a1、a2为煤气入口、出口苯族烃的含量）•回收率是一项重要的经济指标，当a1一定时，a2越小，回收率越高；相对而言基建投资和运行费也越高。最佳的a2值应是收益最高。•回收率一般为93-95%。η?=1a1a2操作温度的选择•操作温度升高，粗苯回收率下降，煤气中苯族烃的含量增加。•最适宜的吸收温度为25℃，适宜操作温度在20-30℃之间。η和a2与吸收温度之间的关系洗油的影响•洗油是煤焦油蒸馏过程中采出的230-300℃的馏分，包括适量的萘、苊、芴及其它高沸点组分。项目指标密度（20℃）g/ml1.03-1.06馏程（1atm）230℃前馏出量/%≤3300℃前馏出量/%≥90萘含量/%≤15水分≤1.0粘度（E50）≤1.515℃结晶物无•洗油含萘≤15%、苊≤5%，以保证10-15℃无固体析出（萘熔点80℃，苊95.3℃）。•萘、苊、芴及其他高沸点组分共存时，能生成熔点低于各单一组分的熔点—低共熔点混合物。因此，洗油中存在一定数量的萘，有助于降低洗油析出固体的温度。•洗油中甲基萘高，洗油粘度小，吸收苯的能力大。因此，应控制洗油甲基萘的含量。•洗油中酚含量高时，与水易形成乳化物，破坏洗苯操作。酚还易使洗油变稠，粘度增加。•洗油多次循环使用后，密度、粘度、分子量增大，300℃前馏分减少。主要是吸收苯族烃的同时吸收的一些不饱和化合物在煤气中甲硫醇等作用下，或加热脱苯时聚合溶解在洗油中，洗油质量变坏，冷却时析出固体。从而吸收能力下降。•为使洗油充分吸收煤气中的苯族烃，必须使气液两相间有足够的接触面积（吸收面积）和接触时间。•对于填料塔，吸收面积是塔内被洗油润湿的表面积。被润湿的表面积越大，气液接触时间越长，吸收越完全。•塔后煤气达到2g/m3时，每小时1m3煤气所需的吸收面积木格填料洗苯塔1.0-1.1m2，钢板网填料塔0.6-0.7m2，塑料花环填料塔0.2-0.3m2。•减少吸收面积，粗苯的回收率显著下降。吸收面积的影响当实际吸收面积S=设计吸收面积S0时，粗苯回收率93.56%钢板网填料苯吸收填料塔思考题•用洗油吸收煤气中的粗苯的操作中，温度升高，粗苯回收率有何影响？煤气中苯族烃的含量如何变化？•洗油多次循环使用后，为什么其密度、粘度、分子量增大？•为使洗油充分吸收煤气中的苯族烃，必须使气液两相间有足够的和。•对于填料塔，吸收面积是。吸收面积越大，气液接触时间越长，吸收越完全。•为什么要控制洗油中萘的含量？（三）富油脱苯基本原理：提高富油的温度，使粗苯变成气体从洗油中解析出来。•采用一般的蒸馏方法，从富油中把粗苯较充分的蒸出来，达到所需要的粗苯程度，需要加热到250-300℃。•在高温下粗苯损失增加，洗油质量变坏，对粗苯吸收能力下降。•水蒸气蒸馏：将水蒸气直接加热于蒸馏塔中的被蒸馏液（与水蒸气完全或几乎不溶）中，而被蒸馏物中的组分得以分离的操作。•水蒸汽蒸馏的目的：提高水蒸汽的分压，同时减少粗苯的分压，使粗苯在较低温度下从洗油中蒸出来。富油预热方法采用管式炉煤气加热：利用管式炉用煤气间接加热富油到180-190℃后进入脱苯塔闪蒸。采用预热器蒸汽加热：利用列管换热器用蒸汽间接加热富油到135-145℃后进入脱苯塔。脱苯效率高，贫油苯含量可达0.1%左右；粗苯回收率高，蒸汽耗量低，仅为预热器加热的1/3；产生的污水少；蒸馏和冷凝冷却设备尺寸小•采用水蒸气蒸馏在较低的温度条件下将粗苯从洗油中蒸出来，直接蒸汽的用量对于脱苯操作有极为重要的影响。•使用过热水蒸气分离粗苯的操作称为气提操作。过热水蒸气在气提操作中又叫做夹带剂。富油中苯族烃含量与脱苯蒸气耗量间的关系过热水蒸气用量分析当富油中粗苯含量高时，在一定预热温度下，由于粗苯的蒸气分压较大，蒸气耗量减少。富油预热温度与直接蒸气耗量的关系当贫油含苯量和其他条件一定时，直接蒸气耗量随富油预热温度升高而减少。•直接蒸汽温度与蒸气耗量的关系：提高直接蒸气过热温度，可降低直接蒸气耗量。因此，将低压蒸气（0.4MPa）用管式炉对流段加热到400℃，可减少直接蒸气耗量。•塔内总压与直接蒸耗量关系：在其他条件不变时，直接蒸耗量随塔内总压（总压增大，粗苯分压相应增高，必须加入更多蒸汽以降低粗苯蒸气分压）的提高而增加。工艺流程90-92℃粗苯蒸气110-130℃富油脱水后的180-190℃富油脱水后的富油精馏段下部提馏段从精馏段切取萘油400-450℃蒸气粗苯、洗油和水混合物分缩油：分凝器中的冷凝液，主要成分是洗油和水。73-78℃轻苯88-92℃粗苯富油73-78℃轻苯特点：一塔同时生产轻苯、粗重苯和萘溶剂油一塔式生产三种产品工艺流程脱苯塔再生器富油中的粗苯完全由提留（气提）段被蒸汽蒸吹出来富油从上数第三块塔板引入，塔顶不回流。一般采用12-18层塔板。提留段或气提段蒸气全部由塔顶逸出一般采用30层塔板，操作复杂。管式炉来的富油从下数第14块塔板引入，塔顶回流。塔体设有油水引出口和萘油出口。塔板上的油水混合物由下数第29层断塔板引出。分离后的油返回第28层塔板。萘油从塔侧线采出。泡罩塔每块塔板上设有若干圆形泡罩。上部为精馏段8块塔板，（精馏段的第二层塔板和最下一层塔板为断塔板：以便将塔板上混有冷凝水的液体引到油水分离器，将水分离后再回到塔内下层塔板，以免影响精馏操作）。下部为提馏段（3块塔板）。断塔板浮阀两苯塔采用设有30层塔板的精馏塔，将粗苯分为轻苯精重苯和萘溶剂油三种产品，以利于进一步加工精制。每块塔板上设有若干十字架形浮阀，用以调节气体分布。断塔板再生器为钢板直立圆筒，带有锥形圆底。中部设有分布装置的进料管，下部设有残渣排除管。蒸汽加热富油脱苯的再生器下部设有加热器，管式炉加热富油脱苯的再生器不设加热器。弓形隔板用以均布洗油，提高再生器内洗油的蒸出程度。弓形隔板用以捕集油滴。再生器可以再生贫油，也可以再生富油。•管式炉按结构分：箱式炉、立式炉和圆筒炉。按燃料燃烧方式分：有烟炉和无烟炉。•我国焦化厂脱苯蒸馏用的均为有烟燃烧的圆筒炉：由圆筒体的辐射段、长方体的对流段和烟囱三大部分组成。•辐射段：耐热钢管沿圆筒体的炉墙（耐火砖）内壁周围竖向排列（立管），火嘴设在炉底中央，火焰向上喷，与炉管平行且等距。在辐射室上部设高铬镍合金辐射锥，它的辐射作用，使炉管沿长度方向受热均匀。•对流段：位于辐射段之上，对流管水平排放。进入对流段的烟气温度约500℃。紧靠辐射段的两排横管为过热蒸汽管，用于脱苯用直接蒸气过热到400℃以上。其余各管用于富油的加热。•富油的加热：首先进入对流段，然后再进入辐射段，加热到180-200℃后去脱苯。思考题•解释概念：水蒸气蒸馏、分缩油•富油脱苯一塔式生产三种产品工艺同时生产哪三种产品？•再生器的精馏段和提馏段分别设有弓形隔板，各有何作用？•粗苯吸收时，减少吸收面积，对粗苯的回收率有何影响？•当富油中粗苯含量高时，在一定预热温度下，由于粗苯的蒸气分压较大，蒸气耗量有何影响？•当贫油含苯量和其他条件一定时，直接蒸气耗量随富油预热温度升高有何变化？•在富油脱苯泡罩塔精馏段和提馏段设有若干断塔板，其作用是什么？