,*,*,第八章 煤气中粗苯的回收,粗苯是煤干馏过程中分解产生的芳香烃化合物中分子量较低的部分，其产率占炼焦干煤装入量的,0.8,1.4,，荒煤气中的粗苯含量一般为,25,45g,标,m,3,，在荒煤气中的体积比约为,1,。,回收粗苯的方法有：洗油吸收法；吸附剂吸附法；压缩冷冻法。其中吸附剂吸附法受吸附剂的价格和操作条件的制约，难以工业化；压缩冷冻法是通过将焦炉煤气分步加压冷却至,-45,，分离出所含的苯族烃。由于对设备的要求高，动力消耗大，使该方法的工业应用受到限制。洗油吸收法是目前实际应用的粗苯的回收方法。,第八章 煤气中粗苯的回收 粗苯是煤干馏过程中分解产,1,第八章 煤气中粗苯的回收,第一节 煤气终冷和除萘,第二节 洗油吸收法回收粗苯的原理与工艺,第三节 富油脱苯,第八章 煤气中粗苯的回收第一节 煤气终冷和除萘,2,第一节 煤气终冷和除萘,为了用洗油吸收煤气中的苯族烃，煤气在进行洗苯之前必须进行冷却，降低煤气的温度，同时除去煤气中的萘。一般要求煤气的终冷温度为,25,左右。,初冷之后的煤气，萘含量仍较高，往往高于煤气初冷温度对应的萘饱和含量（,25,35,时,1.1,2.5g/,标,m,3,）。煤气在终冷降温时，萘必然要冷凝；在其它煤气净化流程中，萘同样会在低温下冷凝，导致设备和管道的堵塞，影响煤气的净化操作。因此在进行煤气冷却时必须考虑萘的脱除。脱除煤气中萘的方法主要有两种，一种是用油进行洗涤吸收，另一种是在煤气终冷时，用水进行洗涤。油洗萘常用于氨水流程中。,一、油洗萘工艺,二、水洗萘工艺,第一节 煤气终冷和除萘 为了用洗油吸收煤气中的苯,3,一、油洗萘工艺,油洗萘方法可以将煤气中的含萘量降至小于,0.58,标,m,3,，与水洗萘法相比，具有不排含酚污水，操作环境好等优点。洗萘的洗油可使用焦油洗油、轻质焦油、轻柴油、蒽油等。,油洗萘为物理吸收，其气液两相平衡关系符合亨利定律。同一温度下，萘在焦油洗油中的溶解度比在轻柴油中要高，即焦油洗油比轻柴油的吸萘能力大，为达到同样的洗萘效果，则焦油洗油的用量较少，焦油洗油在焦化厂内可实现自给。,油洗萘工艺流程主要有两种，一种是煤气的终冷和洗萘同时进行，简称冷法油洗萘；另一种是煤气在终冷前进行洗萘，简称热法油洗萘。,在热法油洗萘工艺中，为了防止煤气中的水分在洗萘塔内冷凝，洗萘油的温度应控制略高于煤气露点温度。,一、油洗萘工艺 油洗萘方法可以将煤气中的含萘量降至,4,二、水洗萘工艺,1,、煤气终冷和机械化除萘的工艺流程,该工艺流程如图,8-1,所示。来自硫铵工段的煤气进入终冷塔底部，在塔内自下而上流动，与冷却水密切接触，从,55,60,冷却至,25,27,。煤气中的水分发生冷凝，萘析出并被水冲洗下来。由终冷塔塔顶出来的煤气的萘含量可降至,0.88,标,m,3,以下。,含萘的冷却水由塔底自流入机械化刮萘槽，水和萘在槽中分离后，水自流进入凉水架被冷却到,30,32,，经泵送往冷却器采用低温水将其冷却至,25,，回终冷塔循环使用。,积聚在刮萘槽中的萘，定期用水蒸气间接加热熔化后流入萘扬液槽，再用水蒸气压往焦油槽。,二、水洗萘工艺 1、煤气终冷和机械化除萘的工艺流程,5,1,、煤气终冷和机械化除萘的工艺流程,图,8-1,煤气终冷和机械化除萘工艺流程,1-,煤气终冷塔；,2-,机械化刮萘槽；,3-,萘扬液槽；,4-,终冷循环水泵；,5-,凉水架；,6-,循环水冷却器,1、煤气终冷和机械化除萘的工艺流程,6,2,、煤气终冷和热焦油洗萘的工艺流程,该工艺的流程如图,8-2,所示。煤气在终冷塔内的冷却过程与水洗过程相同。含萘的冷却水从终冷塔底部流出，导入终冷塔下面的焦油洗萘器的底部并自下而上流动。洗萘器内设有数层筛板，温度为,90,的热焦油通过伸入洗萘器内的分布管均匀喷洒在筛板上，穿过筛板的孔眼分成细流向下流动，在与水逆流接触的过程中，焦油将水中的萘萃取出来。洗萘后的焦油从洗萘器下部排出，经液体调节器流入焦油槽。焦油槽共有,3,台，每台贮槽的焦油循环使用,24h,后，经加热静止脱水再送往焦油车间。,2、煤气终冷和热焦油洗萘的工艺流程 该工艺的流程,7,2,、煤气终冷和热焦油洗萘的工艺流程,图,8-2,用热焦油洗洗涤除萘的终冷流程,1-,煤气冷却塔,(,下部为洗萘器,),；,2-,循环水泵；,3-,焦油循环泵；,4-,焦油贮槽；,5-,水澄清槽；,6-,液位调节器；,7-,循环水冷器；,8-,焦油泵,2、煤气终冷和热焦油洗萘的工艺流程 图8-2,8,2,、煤气终冷和热焦油洗萘的工艺流程,从洗萘器上部流出的水进入水澄清槽，分离出残余焦油后，水自流到凉水架。,洗萘器底部的温度宜保持在,80,左右,(,由洗萘器底部间接加热器控制,),，在此温度下，焦油几乎可以将萘完全溶解。采用热焦油萃取萘，不仅可以将冷却水中的萘几乎完全清除，而且热焦油对于水中的酚也有明显的萃取作用。这不仅改进了水质，而且可部分回收了酚类产品，在焦油加工过程中得以提取。,2、煤气终冷和热焦油洗萘的工艺流程 从洗萘器上部流,9,第二节 洗油吸收法回收粗苯的原理与工艺,一、粗苯产品质量,二、洗油吸苯工艺,三、影响粗苯回收的因素,四、洗苯用洗油,第二节 洗油吸收法回收粗苯的原理与工艺一、粗苯产品质量,10,1,、粗苯,用洗油吸收法回收下来的粗苯为苯类产品混合物。其中主要组分是苯（,55,70%,）、甲苯（,11,22%,）、二甲苯（,2.5,6%,）以及不饱和化合物（,7,12%,）和硫化物等，这是由于从煤气中回收粗苯的同时，煤气中的烯烃、,NO,等的胶质生成物及有机硫化合物也一同进入了粗苯中。,粗苯的各主要组分在,180,之前馏出。,180,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产量时，通常将,180,前的馏出量当作,100,计算。所以，常以其,180,前的馏出量作为鉴别粗苯质量的指标之一。一般要求粗苯在,180,前馏出量达,93,95,。,粗苯在常态下为淡黄色透明液体，比水轻，不溶于水，在贮存时，由于其中的戊烯类、环戊二烯等不饱和化合物的氧化和聚合而形成树脂状物质，使粗苯着色而变暗。,粗苯易燃，闪点为,12,。粗苯蒸汽在空气中的浓度在,1.4,7.5,(,体积,),范围内时，能形成爆炸性混合物。,1、粗苯 用洗油吸收法回收下来的粗苯为苯类产品混合,11,2,、轻苯和重苯,在粗苯回收时，为了便于粗苯的加工，通过精馏方法可将粗苯分离成轻苯和重苯两种产品，粗苯精馏也可以分离三种产品即轻苯、重质苯和萘溶剂油。,粗苯和轻苯的质量指标见表,8-1,。,表,8-1,粗苯和轻苯的质量指标,2、轻苯和重苯 在粗苯回收时，为了便于粗苯的加工，,12,二、洗油吸苯工艺,洗油吸收煤气中的苯族烃为物理吸收。常用回收粗苯的工艺流程如图,8-3,所示。,图,8-3,从煤气中回收粗苯的工艺流程,1,填料洗苯塔；,2,新洗油槽；,3,贫油槽；,4,贫油泵；,5-,半富油泵；,6,富油泵,二、洗油吸苯工艺 洗油吸收煤气中的苯族烃为物,13,二、洗油吸苯工艺,温度为,25,27,，含苯族烃为,25,45g,标,m,3,的煤气依次进入串联操作的洗苯塔。自,2,号洗苯塔出来的煤气中，苯族烃含量一般要求低于,2g,标,m,3,。煤气再进入脱硫工段。,脱苯后的洗油称为贫油，含粗苯约,0.2,0.4,，用泵送往洗苯塔的塔顶喷淋，洗苯塔串联操作，吸收粗苯后的洗油称为富油，含苯量约为,2.5,左右，排入富油接受槽，用泵送往脱苯工序，脱苯后的贫油经冷却后再回到贫油槽循环使用。,洗苯主要设备洗苯塔大多选用填料塔，所用的填料有以下几种：木格填料、钢板网填料、金属螺旋填料、塑料花环填料等。,二、洗油吸苯工艺 温度为2527，含苯族烃为2,14,三、影响粗苯回收的因素,（,1,）吸收温度,吸收温度是指洗苯塔内气液两相接触面的平均温度。它取决于煤气和洗油的温度。粗苯回收率,、塔后煤气含粗苯量,a,2,与吸收温度的关系如图,8-4,所示。,图,8-4 ,和,a,2,与吸收温度的关系,三、影响粗苯回收的因素 （1）吸收温度图8-4 和a,15,三、影响粗苯回收的因素,由图可见，当吸收温度超过,30,时，随着吸收温度的升高，,a,2,显著增加，,显著下降，因此吸收温度不宜过高。但吸收温度也不宜太低，当吸收温度低于,15,时，洗油的粘度将显著增加，使洗油输送及其在塔内均匀分布和自由流动都发生困难。当洗油温度低于,10,时，还可能从油中析出固体沉淀物。因此洗苯操作适宜的吸收温度为,25,左右。,生产中洗油的温度应略高于煤气温度，以防止煤气中水蒸气冷凝进入洗油中，使得洗油带水，因水中溶解有腐蚀性物质，导致洗油脱苯蒸馏设备的腐蚀加重。一般规定洗油温度在夏季比煤气温度高,2,左右，冬季高,4,左右。为保证适宜的吸收温度，煤气进洗苯塔前，应冷却至,18,28,，贫油应冷却至,30,以下。,三、影响粗苯回收的因素 由图可见，当吸收温度超,16,三、影响粗苯回收的因素,（,2,）洗油的吸收能力及循环油量,用于洗苯操作的洗油有煤焦油洗油和石油洗油两种，因其性质和质量不同，在吸收过程中对苯族烃的吸收能力也不相同。,在其他条件一定时，同类液体吸收剂的吸收能力与其分子量成反比，吸收剂与溶质的分子愈接近，则愈容易溶解，吸收也就愈完全。洗油的分子量也不宜过小，否则在脱苯蒸馏时洗油与苯族烃不易分离，且挥发损失较大。,在洗苯操作时，如果洗油的洗苯能力强，则循环洗油的用量可以相应减少。增加循环洗油量，可降低洗油中苯族烃含量，增加吸收推动力，提高苯族烃的回收率。但加大循环洗油量，洗苯的动力消耗和脱苯的蒸汽和冷却水用量都要增加。,三、影响粗苯回收的因素（2）洗油的吸收能力及循环油量,17,三、影响粗苯回收的因素,实际循环洗油用量可按装入煤量计算：,当装炉煤挥发分不大于,28,时，洗苯时每吨干煤所需循环洗油用量为,0.5,0.55m,3,，则所需实际循环洗油用量为：,L,G(0.5,0.55)dm,（,8-1,）,式中,L,实际循环洗油用量，,kg,h,；,G,装炉干煤量，,t,h,；,dm,洗油的密度，,kg,m,3,。,三、影响粗苯回收的因素 实际循环洗油用量可按装,18,三、影响粗苯回收的因素,（,3,）贫油含苯量,贫油含苯量是决定洗苯塔后煤气含苯族烃量的主要因素之一。入塔贫油含苯量越高，则粗苯塔后损失越大。一般要求塔后煤气含苯族烃量低于,2g,m,3,，则贫油含苯量可取为,O.3,0.5,。如进一步降低贫油含苯量，将增加脱苯蒸馏时的水蒸气耗量，也使粗苯产品的,180,前馏出率减少，并使洗油的耗量增加。,三、影响粗苯回收的因素（3）贫油含苯量,19,三、影响粗苯回收的因素,（,4,）吸收表面积,吸收塔的吸收表面积越大，则煤气与洗油接触时间越长，吸收过程进行得越完全。,三、影响粗苯回收的因素（4）吸收表面积,20,三、影响粗苯回收的因素,（,5,）煤气压力和流速,当增大煤气压力时，煤气中的苯族烃分压将成比例地增加，使吸收推动力增加，因而吸收速率也将增大。增加煤气速度可提高气膜吸收系数，从而提高吸收速率，强化吸收过程。但煤气速度也不宜过大，否则加大洗苯塔阻力和雾沫夹带量。,影响粗苯回收率的因素很多，在实际生产中，洗苯的工艺参数一般控制如下：终冷塔后煤气温度,25,27,；入洗苯塔贫油温度,27,30,；贫油含苯量,0.2,0.4,；富油含苯量,(,焦油洗油,)1.8,2.5,；塔后煤气含苯量不大于,2g,m,3,；循环洗油量,1.6,1.8m,3,1000m,3,煤气。,另外，根据生产的实际情况，可以适当放宽苯的回收指标，如塔后含苯量控制小于,4 g,m,3,。实际上在国外，塔后煤气含苯量控制一般比我国宽，如德国焦化厂，洗苯塔后煤气含苯量一般均控制在,10 g,m,3,以下。,三、影响粗苯回收的因素 （5）煤气压力和流速,21,四、洗苯用洗油,洗苯用焦油洗油来自煤焦油蒸馏分离出的,230,300,的馏分，其来源方便，洗苯性能好。其质量指标见表,8-2,。,表,8-2,焦油洗油质量指