煤气的终冷及除萘文档格式.docx

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此外，还含有一些不饱和化合物，硫化物及少量的酚类和吡啶碱类。

在用洗油回收煤气中的苯族烃时，则尚有少量轻质馏分掺杂在其中。

粗苯是淡黄色的透明液体，比水轻，不溶于水。

在贮存时，由于轻质不饱和化合物的氧化和聚合所形成的树脂状物质能溶于粗苯使其着色并很快地变暗。

在常温下，粗苯的比重是0.82～0.92kg/L。

粗苯是易燃易爆物质，闪点12℃.粗苯蒸汽在空中的浓度达到1.4～7.5%体积范围内时，及形成爆炸性的混合物。

粗苯质量的好坏以实验室蒸馏时180℃前蒸馏出量的百分数来确定，粗苯的沸点范围是75～200℃，若180℃前溜出量越多，粗苯质量越好；

若在180℃后的溜出物则为溶剂油。

粗苯易燃易爆，要求工段必须严禁烟火，并对电动机加以防爆。

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程度，粗苯各组分的平均含量如下：

C6H6甲苯C6H5（CH2）3二甲苯C6H4（CH2）2三甲苯C6H3（CH2）3不饱和化合物——其中：

环戊二烯C5H6苯乙烯C6H5CHCH2苯并呋喃及同系物C8H60茚及同系物C9H5硫化物（按硫计）——其中：

二硫化碳CS2噻吩C4H4S0.2～1.20.3～1.50.3～1.51.5～2.51.0～2.00.5～1.00.6～1.27～122.0～52.0～612～22

为了满足从煤气中回收和制取粗苯的要求，洗油为了满足从煤气中回收和制取粗苯的要求，洗油应具有如下性能：

（1）常温下对苯族烃有良好的吸收能力，在加热时又能使粗苯很好的分离出来；

（2）有足够的化学稳定性，即在长期使用中其吸收能力基本稳定；

（3）在吸收操作温度下，不应析出固体沉淀物；

（4）易与水分离，且不生成乳化物；

（5）有较好的流动性，易于用泵抽送并能在填料上均匀分布。

第2章工艺论证及确定

2.1煤气的终冷及除萘的方法及工艺选择

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℃,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℃，50-56℃的煤气进入终冷塔，煤气含萘可由2000-2500mg/Nm3降到500-800mg/Nm3。

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3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,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,煤气含量可从2000-3000mg/Nm3,降到800-1200mg/Nm3。

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,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，刮萘槽结构复杂且笨重，基建费高。

该洗萘法仅用于硫铵生产工序之后。

2.1.2煤气终冷和焦油洗萘工艺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/Nm3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，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/Nm3降到500-800mg/Nm3。

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；

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3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。

2.1.4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3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/Nm3。

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

2.2.1焦油洗油吸收法目前，国内焦化厂主要采用洗油吸收法回收煤气中的苯族烃，经过终冷的煤气温度降至25～27℃，然后进入洗苯塔回收苯族烃，回收方法大致分为下列三种：

1.洗油吸收法用洗油在洗涤塔中回收煤气中毒苯族烃，再将吸收了苯族烃的洗油（富油）送入脱笨蒸馏装置中，以提取粗苯，脱笨后的洗油（贫油）经过冷却后，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法，加压吸收法可以强化生产过程，适用于煤气远距离输送或用作合成氨厂原料的情况下采用。

吸附法：

2.吸附法使煤气通过具有微孔组织比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，直至达到接近饱和状态，然后用水蒸气直接进行解析，即得粗苯。

用活性炭做吸附剂，可将煤气的苯族烃完全吸附下来但此法要求煤气净化的程度较高，加之吸附剂价格昂贵，因此在工业上应用受到一定的限制，而多用于煤气苯族烃的定量分析。

凝结法：

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，此法比吸收法所得到的粗苯质量好，但煤气的压缩及冷冻过程复杂，阻力消耗大，设备材质要求高。

目前国内焦化厂主要采用洗油吸收法回收煤气中的苯族烃，油吸收法可分为焦油洗油吸收法和石油吸收法。

煤气经最终冷却到25-27℃后进入洗苯塔。

塔前的煤气含粗苯32-40克/标m3，塔后的煤气中含粗苯低于2克/标m3。

从脱苯工序来的贫油，含苯0.2-0.4%，进入贫油槽，用贫油泵进入洗苯塔顶部，从塔顶喷淋而下，含苯量增至2.5%左右。

用富油泵将富油从塔底抽出，送往脱苯工序。

脱苯后的贫油送回贫油槽循环使用。

本设计所选用的就是这种工艺流程，但洗苯塔有多种形式，选择合适的塔型是值得研究的。

用洗油回收煤气中的粗苯的方法，所用的洗苯塔有多种形式，但工艺流程基本一样。

洗苯塔底部为洗油接受槽，用钢板与煤气部分隔开，从塔顶下来的洗油经U型管流入该槽，U型管内有一定的液位，足以封位煤气，阻止它进入油槽从放散管溢出。

洗苯塔喷头上方设置捕雾器，以捕集的油滴，减少洗油损失，塔顶还有一个喷口，以清洗捕雾层。

2.2.2石油洗油回收粗苯用石油洗油回收粗苯的工艺流程与用焦油洗油回收的一样，只是在设计贫油槽时，须考虑经常排油渣和生成腐蚀物。

目前国内使用的是有洗油为轻柴油，与焦油洗油比较耗量低，油水分离容易，具有较高的稳定性，长期使用后其物理化学性质几乎不变，此外，石油洗油吸萘的能力强，一般塔后煤气含萘量可低于150mg/Nm3.石油洗油的缺点是洗苯能力较低，富油含苯量为1.2～0.3%，故循环洗油量每吨（180℃前粗苯为65m3）和脱笨的耗气量较多，此外，在洗苯过程生成难溶的油渣，容易堵塞换热设备，含油渣的洗油和水容易形成乳蚀液，影响正常操作，所以洗油含渣量不宜大于20mg/ρ.另外焦化厂使用石油洗油需外购，因此多数焦化厂采用焦油洗油。

为了满足从煤气中回收和制取粗苯的要求，洗油具有如下性能：

1）常温下对苯族烃有良好的吸收能力，在加热时又能使粗苯很好的分离出来。

2）有足够的化学稳定性，即在长期使用中吸收能力基本稳定。

3）在吸收操作温度下不应析出固体沉淀