富油脫苯工藝系統(tǒng)設計VIP

本文格式為Word版，下載可任意編輯——富油脫苯工藝系統(tǒng)設計

緒論

煤焦化學是研究以煤為原料，經(jīng)高溫干餾獲得焦炭和粗煤氣，并經(jīng)合理的方法將粗煤氣分開和精制成化學產(chǎn)品的技術和工藝原理的學科。其中，煤焦化學產(chǎn)品的回收和加工占主要地位。目前有些國家生產(chǎn)的煉焦化學產(chǎn)品品種已達500多種。中國目前經(jīng)過生產(chǎn)試制，包括小批量生產(chǎn)的大約為150余種，正式生產(chǎn)的有70多個品種。這70多個品種的含量占煤中所含化學產(chǎn)品的95%，搞好這些煉焦化學產(chǎn)品的回收與精制，對經(jīng)濟建設將起到重大的作用。

粗苯和煤焦油是煉焦化學產(chǎn)品回收中最重要的兩類產(chǎn)品，在石油工業(yè)中曾被稱為基礎化工原料的八種烴類有苯、甲苯、二甲苯、萘四類從粗苯和煤焦油產(chǎn)品中提取。目前。中國年產(chǎn)焦炭達到兩億多噸，可回收的粗苯資源達200多萬噸。雖然從石油化工可生產(chǎn)這類產(chǎn)品，但焦化工業(yè)仍是苯類產(chǎn)品的重要來源，因此從焦爐煤氣中苯族烴具有重要的意義。

粗苯是黃色透明的油狀液體，比水輕，微溶于水。在儲存時，由于低沸點不飽和化合物的氧化和聚合所形成的樹脂狀物能溶解于粗苯中，使其著色變暗。粗苯是由多種芳烴和其他化合物組成的繁雜混合物。粗苯中主要含有苯、甲苯、二甲苯和三甲苯等芳香烴，易燃易揮發(fā)閃點為12℃，初餾點40～60℃.粗苯蒸氣在空氣中的體積分數(shù)達到1.4%～7.5%范圍時，能形成爆炸性的混合物。通過洗油吸收法，固體吸附法和深冷凝結法從焦爐煤氣中回收。

富油脫苯就是將通過洗油吸收法在焦爐煤氣中回收的粗苯解析出來的過程，20世紀80年代以前,我國絕大部分焦化廠均是沿用原蘇聯(lián)的蒸汽加熱富油脫苯工藝，這種工藝陳舊，蒸汽消耗量大，設備巨大，產(chǎn)品質量差。1976～1979年間，我國自行設計的脫苯裝置相繼在新（新余）鋼焦化廠和濟鋼焦化廠建成，分別采用管式爐加熱富油，脫苯塔打回流的30層單塔脫苯生產(chǎn)粗苯和45層單

-1-

塔脫苯生產(chǎn)兩種苯（輕苯、重苯）的裝置，經(jīng)過攻關、調試投入正常生產(chǎn)，并取得了“單塔脫苯工藝及新型脫苯塔發(fā)明專利〞。目前國內各焦化廠均普遍采用了管式爐加熱富油脫苯工藝。這種工藝可以有雙塔生產(chǎn)輕苯、重質苯以及單塔生產(chǎn)粗苯和單塔生產(chǎn)輕苯、重苯和單塔生產(chǎn)輕苯、重苯和萘溶劑油的方法。本設計富油脫苯工藝系統(tǒng)設計，主要包括工藝流程方案的選型，主要設備的設計和選型。

第一章富油脫苯的工藝流程方案比較與選定

1.1生產(chǎn)一種產(chǎn)品的工藝流程

如圖1.1所示，來自洗苯工序的富油依次與脫苯塔頂?shù)挠蜌夂退幕旌衔?、脫苯塔低排除的熱貧油換熱后溫度達110～130℃進入脫水塔。脫水后的富油經(jīng)管式爐加熱至180～190℃進入脫苯塔。脫苯塔頂逸出的90～92℃的粗苯蒸汽與富油換熱后溫度降到75℃左右進入冷凝冷卻器，冷凝液進入油水分開器。分開出水后的粗苯流入回流槽，部分粗苯送至塔頂做回流，其余的作為產(chǎn)品采出。脫苯塔底部排出的熱貧油經(jīng)貧富油換熱器進入熱貧油槽，再用泵送貧油冷卻器冷卻至25～30℃后去洗苯工序循環(huán)使用。脫水塔頂逸出的含有萘和洗油的蒸汽進入脫苯塔的精餾段下部。在脫苯塔精餾段切取萘油。從脫苯塔上部斷塔板引出液體至油水分開器分開出水后返回塔內。脫苯塔用的直接蒸汽是經(jīng)管式爐加熱至400～450℃后，經(jīng)由再生器進入的，以保持再生器頂部溫度高于脫苯塔底部溫度。

為了保持循環(huán)洗油質量，將循環(huán)油量的1%～5%的富油入塔前的管路引入再生器進行再生。在此用蒸汽間接將洗油加熱至160～180℃，并用過熱蒸汽直接蒸吹，其中大部分洗油被蒸發(fā)并隨直接蒸汽進入脫苯塔底部。殘留于再生器

-2-

底部的殘渣油，靠設備內部的壓力間歇或連續(xù)地排至殘渣油槽。殘渣油中300℃前的溜出量要求低于40%。洗油再生器的操作對洗油耗量有較大的影響。在洗苯塔捕霧，油水分開及再生器操作正常時，每生產(chǎn)1t180℃前粗苯的煤焦油洗油耗量可在100kg以下。

上述流程是一種十分穩(wěn)定可靠的工藝流程。一些操作經(jīng)驗豐富的工人，經(jīng)過精心操作說明:該流程中的脫水塔可以省略；脫苯塔精餾段可以不切取萘油也不會造成萘的積累；脫苯塔上部不會出現(xiàn)冷凝水，因此斷塔板和油水分開器可以省略；從而使脫苯裝置、管線、閥門大大簡化，操作簡捷便利，并進一步降低了洗油消耗。實際上使用計算機對脫苯塔裝置作模擬計算從理論上為此提供了支撐。實現(xiàn)萘在貧油中不積累的關鍵是：脫苯塔裝置操作穩(wěn)定；脫苯塔頂溫度、直接蒸汽溫度和用量及富油如脫苯塔溫度等指標適合等；煤氣在初冷器和電捕焦油器將萘和煤焦油脫出較好。

圖1.1生產(chǎn)一種產(chǎn)品的流程

1一脫水塔；2一管式爐；3一再生器；4一脫苯塔；5一熱貧油槽；6一換熱器；7一冷凝冷卻器；8一冷卻器；9一分開器；10一回流槽。

-3-

1.2生產(chǎn)兩種產(chǎn)品的工藝流程

如圖1.2所示，與生產(chǎn)一種苯流程不同是脫苯塔逸出的粗苯蒸汽經(jīng)分凝器與富油和冷卻水換熱，溫度控制為88～92℃后進入兩苯塔。兩苯塔頂逸出的73～78℃的輕苯蒸汽經(jīng)冷凝冷卻并充分開出水后進入輕苯回流槽，部分送至塔頂作回流，其余產(chǎn)品采出。塔底引出重苯。

脫苯塔頂逸出粗苯蒸汽是粗苯、洗油和水的混合蒸汽。在分凝器冷卻過程中生產(chǎn)的冷凝液稱之為分縮油，分縮油的主要成分是洗油和水。密度比水小的稱為輕分縮油，密度比水大的稱為重分縮油。輕、重分縮油進入分開器，利用密度不同與水分開后兌入富油中。通過調理分凝器輕、重分縮油的采出量或交通管（輕、重分縮油引出管道間的連管）的閥門開度可調理分開器的油水分開狀況。從分開器排出的分開水進入控制分開器進一步分開水中夾帶的油。

圖1.2生產(chǎn)兩種產(chǎn)品的流程

1—脫水塔；2—管式爐；3—再生器；4—脫苯塔；5—熱貧油槽；6—兩苯塔；

7—分縮器；8—換熱器；9—冷凝冷卻器；10—冷卻器；11—分開器；

12—回流柱；13—加熱器。

-4-

1.3生產(chǎn)三種產(chǎn)品的工藝流程

生產(chǎn)三種產(chǎn)品的工藝流程有一塔式和兩塔式流程。

（1）一塔式流程即輕苯、精重苯和萘油溶劑均從一個脫苯塔采出。自洗苯工序來的富油經(jīng)油氣換熱器及二段貧富換熱器、一段貧富換熱器與脫苯塔低出來的170～175℃熱貧油換熱到135～150℃，進入管式爐加熱到180℃進入脫苯塔，在此用再生器來的直接蒸汽進行氣提和蒸餾。脫苯塔頂部溫度控制在73～78℃，逸出的輕苯蒸汽在油氣換熱器、輕苯冷凝冷卻器經(jīng)分別與富油、16℃低溫水換熱冷凝冷卻至30～35℃，進入油水分開器，在與水分開后進入回流槽，部分輕苯送至脫苯塔頂做回流，其余作為產(chǎn)品采出。脫苯塔底部排排出的熱貧油經(jīng)一段貧富油換熱器后進入脫苯塔底部熱貧油槽，再用泵送經(jīng)二段貧富油交換器、一段貧油冷卻器、二段貧油冷卻器冷卻到27～30℃至洗苯塔循環(huán)使用。

精重苯和萘溶劑油分別從脫苯塔側線引出至各自的回流槽。從脫苯塔上部斷塔板上將塔內液體引至分開器與水分開后返回塔內。從管式爐后引出1%～1.5%的熱富油，送入再生塔內，用經(jīng)管式爐加熱到400℃的蒸汽蒸吹再生。再生殘渣排入殘液槽，用泵送油庫工段。系統(tǒng)消耗的洗油定期從洗油槽經(jīng)富油泵入口補入系統(tǒng)。各油水分開器排出的分開水，經(jīng)控制分開器排入分開水槽送鼓風工段。各儲槽的不凝氣集中引至鼓風冷凝工段初冷前吸煤氣管道。

（2）兩塔式流程即輕苯、精重苯和萘溶劑油從兩個塔采出。與一塔式流程不同之處是脫苯塔頂逸出的粗苯蒸汽經(jīng)冷凝冷卻