畢業(yè)設(shè)計粗苯回收工藝的設(shè)計

1、 畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）（說 明 書）題 目： 姓 名： 編 號： 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 年 月 日平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計 （論文） 任 務(wù) 書姓名 專業(yè) 任 務(wù) 下 達(dá) 日 期 年 月 日設(shè)計（論文）開始日期 年 月 日設(shè)計（論文）完成日期 年 月 日設(shè)計（論文）題目： A·編制設(shè)計 B·設(shè)計專題（畢業(yè)論文） 指 導(dǎo) 教 師 系（部）主 任 年 月 日平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會記錄 系 專業(yè)，學(xué)生 于 年 月 日進(jìn)行了畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯。設(shè)計題目： 專題（論文）題目： 指導(dǎo)老師： 答辯委員會根據(jù)學(xué)生提交的畢業(yè)設(shè)計（論文）材料，根據(jù)學(xué)

2、生答辯情況，經(jīng)答辯委員會討論評定，給予學(xué)生 畢業(yè)設(shè)計（論文）成績?yōu)?。答辯委員會 人，出席 人答辯委員會主任（簽字）： 答辯委員會副主任（簽字）： 答辯委員會委員： ， , , , , , 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）評語第 頁共 頁學(xué)生姓名： 專業(yè) 年級 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 評 閱 人： 指導(dǎo)教師： （簽字） 年 月 日成 績： 系（科）主任： （簽字） 年 月 日畢業(yè)設(shè)計（論文）及答辯評語： 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）摘 要粗苯是一種重要的有機化工原料，粗苯是組成很復(fù)雜的半成品，主要是由苯、甲苯、二甲苯和三甲苯等本族烴組成，還包括不飽和化合物、硫化物、飽和烴、酚類

3、和吡啶堿類。目前，中國年產(chǎn)焦炭達(dá)到兩億噸，可回收的粗苯資源達(dá)到200多萬噸，雖然從石油化工可以再生這些產(chǎn)品，但焦化工業(yè)是苯類產(chǎn)品的重要來源。粗苯精制的化學(xué)產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、塑料、合成纖維、染料、農(nóng)藥以及國防工業(yè)的重要原料，對此探討如何提高粗苯回收具有重要意義。粗苯的回收采用洗油吸收工藝通過傳熱傳質(zhì)的變化得到產(chǎn)品。其工藝包括洗油吸苯和富油脫苯兩道工序。對此產(chǎn)量與吸收溫度、洗油的吸收能力及循環(huán)油量、貧油含苯量、吸收表面積、煤氣的壓力與流速等因素有關(guān)，因此從工藝設(shè)計入手，進(jìn)行分析以優(yōu)化參數(shù)，做出一些可行性工藝及操作設(shè)計。本文從以下幾方面研究影響粗苯回收，并以此提出較為系統(tǒng)全面的措施提高粗苯的產(chǎn)量，

4、其內(nèi)容:粗苯的性質(zhì),回收工藝設(shè)計，在此工藝下主要影響因素及操作,塔結(jié)構(gòu)的研究關(guān)鍵詞：粗苯回收 影響因素 操作設(shè)計 改進(jìn)措施 塔結(jié)構(gòu)目 錄摘 要I引言1第1章 粗苯回收工藝的設(shè)計31.1粗苯的性質(zhì)組成質(zhì)量31.2用洗油吸收煤氣中的苯族烴51.2.1 吸收苯族烴的基本原理51.2.2 粗苯回收工藝的設(shè)計5第2章 粗苯的回收工藝的計算和操作72.1回收工藝的主要因素72.1.1洗油質(zhì)量82.1.2 吸收溫度92.1.3應(yīng)對措施112.2其他因素132.2.1貧油含苯量132.2.2吸收表面積132.2.3 煤氣壓力和煤氣流速142.3塔結(jié)構(gòu)162.3.1洗苯塔162.3.2脫苯塔18第3章 總結(jié)及展

5、望21粗苯回收展望21參考文獻(xiàn)21致謝22提高粗苯回收的技術(shù)研究引言苯為有機化工合成工業(yè)最重要的基礎(chǔ)原料之一，其用途十分廣泛主要用于合成纖維，塑料，合成橡膠，農(nóng)藥及國防工業(yè)等方面。目前雖然石油工業(yè)可以回收石油苯和生產(chǎn)合成苯，但焦化苯占有很大比例，粗苯主要含有苯、甲苯、二甲苯和三甲苯等芳香烴。對此對提高粗苯回收的研究有重要意義。焦化生產(chǎn)是以煉焦煤為原料進(jìn)行綜合利用的復(fù)雜生產(chǎn)，整個生產(chǎn)過程是配煤、煉焦、化學(xué)產(chǎn)品回收等階段。以不同性質(zhì)的洗精煤按一定比例混合后經(jīng)過高溫、干餾煉成焦碳，同時產(chǎn)生煤氣，經(jīng)過冷卻蒸餾回收化學(xué)產(chǎn)品。粗苯就是將煤氣中的苯族烴回收并蒸餾后得到的一種化產(chǎn)品。粗苯的產(chǎn)生主要取決于煉焦煤

6、的性質(zhì)(揮發(fā)分)和煉焦過程的操作技術(shù)條件以及化產(chǎn)品回收技術(shù)。統(tǒng)計了某年6-9月份的洗苯塔后煤氣含苯（平均值）單位：g/m3月 份6789平均塔后含苯2.242.413.262.682.65而國內(nèi)其他先進(jìn)企業(yè)的塔后含苯一般都在2.0g/ m3以下（2.65，這說明在化學(xué)產(chǎn)品回收環(huán)節(jié)中存在很大的問題。為了準(zhǔn)確把握現(xiàn)狀，便于查找原因，將粗苯生產(chǎn)過程中需要重點控制的工藝參數(shù)同國內(nèi)先進(jìn)的生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行了對比，結(jié)果如下：單位洗苯塔后煤氣含苯（g/m3）富油含苯（%）循環(huán)洗油質(zhì)量洗油吸收溫度（）粗苯產(chǎn)率（%）先進(jìn)企業(yè)1.61.7270餾程60%常溫?zé)o結(jié)晶251.05某焦化廠2.651.5270餾程50%常溫有

7、結(jié)晶28-300.98通過對比，很明顯洗苯塔后含苯明顯高出很多，我們粗步計算一下：廠現(xiàn)在的煤氣流量是：50000 m3/h，粗苯市場價按5000元/噸，這樣我們每年將損失粗苯（2.65-2.0）×50000×24×365×10-6=284.7噸經(jīng)濟(jì)損失：284.7×5000=1423500元因此回收率是反映企業(yè)生產(chǎn)過程中原料的利用程度的指標(biāo)，也是企業(yè)經(jīng)營管理水平和工藝技術(shù)的綜合反映。隨著企業(yè)管理的不斷深入，在現(xiàn)有條件下，如何通過工藝技術(shù)設(shè)計和改造來提高回收率，以獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。第1章 粗苯回收工藝的設(shè)計1.1粗苯的性質(zhì)組成質(zhì)量粗苯是由多種芳

8、香烴和其他化合物組成的復(fù)雜混合物，粗苯的主要成分是苯、甲苯、二甲苯及三甲苯等。此外還有一些不飽和的化合物、硫化物極少量的酚類和吡啶堿類組分。用洗油回收煤氣中的苯族烴時，則尚含有少量的洗油輕質(zhì)組分。粗苯中酚類的含量通常為0.1%1.0%，吡啶堿類的含量一般不超過0.5%。當(dāng)硫酸銨工段從煤氣中回收吡啶堿類時，則粗苯中的吡啶堿類含量不超過0.01%。粗苯中各主要平均含量如表1-1所示表1-1粗苯中各主要平均含量組分含量/%備注苯甲苯二甲苯三甲苯和乙基甲苯不飽和化合物其中：環(huán)戊二烯苯乙烯苯井呋喃茚硫化物其中： 二硫化碳 噻吩飽和物558011222.56127120.51.00.51.01.02.01

9、.52.50.31.80.31.50.21.60.62.0同分異構(gòu)物和乙基苯總和同分異構(gòu)物總和包括同系物包括同系物按硫計粗苯的各主要組分均在180前餾出物，180后的餾出物稱為溶劑油。粗苯在180前餾出量取決于粗苯工段的工藝流程和操作制度。180前餾出量越多，粗苯的質(zhì)量就越好。一般要求粗苯的180前餾出量大于93%，以利于加工精制。粗苯的組成取決于煉焦配煤的組成及煉焦產(chǎn)物在炭化室內(nèi)熱解的程度。在配煤的質(zhì)量穩(wěn)定的條件下，在不同的煉焦溫度下所得到的粗苯中苯、甲苯、二甲苯及不飽和化合物在180前餾分中含量如表1-2所示表1-2 不同煉焦溫度下粗苯（180前餾分）中主要組分的含量煉焦溫度粗笨中主要組分

10、含量/%苯甲苯二甲苯不飽和化合物9501050506065751822131667341012710粗苯是淺黃色透明液體，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質(zhì)能溶解于粗苯中，使其著色變暗成為棕黃色。粗苯易燃，閃點為11.11 。粗苯蒸汽在空氣中的體積濃度為14.7%7.5%時，能形成爆炸性混合物。粗苯工段的產(chǎn)品，依生產(chǎn)工藝的不同而異，可以生產(chǎn)一種粗苯產(chǎn)品粗苯的理化性質(zhì)依組成而定，在計算中可再用下列有關(guān)計算式確定：粗苯比熱容： C1=1.604+0.004367t J/（g·K） （1-1）粗苯蒸汽比熱容： C2=(86.67+0.1089t

11、)/M J/（g·K） （1-2）式中 t溫度，M粗苯相對分子質(zhì)量，依粗苯組成而定。粗苯蒸氣質(zhì)量焓： i=431.24+ C2·t （1-3）式中 T溫度， C2粗苯蒸汽比熱容，粗苯的運動粘度： lgv=(-5.8+4.6)(lgt-2.5) （1-4）式中vT溫度為t時的粘度，cm/s；20時的密度，g/cm3T溫度，1.2用洗油吸收煤氣中的苯族烴1.2.1 吸收苯族烴的基本原理洗油吸收煤氣中粗苯蒸氣的過程是物理吸收過程，當(dāng)煤氣中粗苯蒸氣分壓大于洗油表面上粗苯蒸氣壓實，煤氣中的粗苯就被洗油吸收。而兩者之間的差值就是吸收粗苯過程的推動力，故差值越大，則吸收過程進(jìn)行得越容易，

12、吸收速率也越快。此外吸收過程的進(jìn)行還與洗油和煤氣的物理性質(zhì)（黏度、密度等）及吸收過程的條件（溫度、洗苯塔形式、氣體流速和噴灑密度等）有關(guān)。洗油做吸收劑，在洗滌塔內(nèi)回收煤氣中的苯族烴，將吸收了苯族烴的洗油（富油）送至脫苯工段的脫苯蒸餾設(shè)備中提取粗苯。脫苯后的洗油（貧油）經(jīng)冷卻后再重新送至洗滌循環(huán)使用。選用的是常壓吸收。1.2.2 粗苯回收工藝的設(shè)計由飽和器來的55左右的煤氣進(jìn)入終冷塔底部，煤氣在終冷塔內(nèi)自上而下流動，與上下段噴灑液在橫管終冷器內(nèi)密切接觸而被冷卻。在此，煤氣被冷卻到2527，部分水蒸氣被冷凝下來，同時還有相當(dāng)數(shù)量的萘從煤氣中析出并被冷凝液沖下來。煤氣含萘量可從20003000mg/

13、 m3降至8001200mg/ m3冷卻后的煤氣進(jìn)入洗苯塔。煤氣中洗油回收粗苯的工藝設(shè)計如圖1-1由洗苯工序來的富油進(jìn)入油氣換熱器，被從脫苯塔頂來的蒸汽加熱，然后進(jìn)入貧油換熱器，被熱貧油加熱后進(jìn)入脫水塔，用油泵從脫水塔底部抽送至管式爐，加熱到180200的富油進(jìn)入脫苯塔。熱貧油從脫苯塔底部經(jīng)貧富油換熱器自流入脫苯塔下部的熱貧油槽，然后用泵送到貧油冷卻器，冷卻到常溫后 送回洗苯塔循環(huán)使用。從脫苯塔頂逸出的粗苯蒸氣，進(jìn)入油氣換熱器，部分水蒸氣被冷凝下來，然后進(jìn)入冷凝冷卻器，粗苯和水從冷凝冷卻器下部流入油水分離器進(jìn)行分離。從油水分離器出來的粗苯進(jìn)入回流槽，部分粗苯用回流泵送到脫苯塔頂部作為回流，其余

14、粗苯從回流槽頂部流入粗苯中間槽，再送往成品儲存。從脫苯塔頂部出來的蒸氣，其中40%的萘和洗油，送入脫苯塔。由于脫苯塔頂尤其溫度較低，蒸餾用的一部分直接蒸氣會在塔內(nèi)冷凝下來，造成在塔內(nèi)的塔板上積水，破壞正常操作。為了引出冷凝水，在他的上部設(shè)有段塔板，將該塔板上液體引至油水分離器，分離出水后油類返回下一層塔板。脫苯用的過熱蒸汽全部經(jīng)再生器入脫苯塔，再生器底部定期排廢渣是循環(huán)洗油再生。脫苯蒸餾生產(chǎn)一種苯的工藝設(shè)計流程圖1-2圖1-2 脫苯蒸餾生產(chǎn)一種苯的工藝設(shè)計流程圖第2章 粗苯的回收工藝的計算和操作2.1回收工藝的主要因素從設(shè)備、人員、方法、原料、環(huán)境五個方面查找原因，并繪制出影響塔后含苯因果圖，

15、見下圖：塔后含苯高人員 設(shè)備責(zé)任心不強洗苯效果差技術(shù)水平較低考核制度不健全二段換熱器內(nèi)部水路堵塞洗苯塔內(nèi)部填料腐蝕 教育培訓(xùn)不夠溫度、壓力、進(jìn)料控制不穩(wěn)定 洗油質(zhì)量差儀表不 到位 大氣溫度高富油含苯高 循環(huán)洗油方法量小 原料 環(huán)境 分析要因表序號末端因素論 證 分 析結(jié)論1教育培訓(xùn)不夠通過加強職工教育培訓(xùn)并進(jìn)行考核，職工技術(shù)水平都有所提高非要因2考核制度不健全通過建立健全崗位責(zé)任制，責(zé)任到人，并加大考核力度，可解決此問題非要因3二段貧油冷卻器水路堵塞造成貧油溫度降不下，影響吸收效果要 因4終冷塔上段換熱器水路堵塞造成煤氣溫度高，吸收溫度高，洗苯效果差要因5儀表不到位加強儀表管理，對儀表進(jìn)行校正

16、非要因6洗油質(zhì)量差造成有結(jié)晶堵塞設(shè)備，洗苯效果差，購進(jìn)質(zhì)量好的洗油、排稀渣可解決此問題要 因7大氣溫度高6、7、8、9四個月氣溫高，導(dǎo)致煤氣溫度高，吸收溫度高非要因8循環(huán)洗油量小導(dǎo)致煤氣中粗苯不能完全被吸收，加大循環(huán)量可解決此問題非要因根據(jù)上面分析，我們確定影響塔后含苯高的主要原因是：1.洗油質(zhì)量差2.吸收溫度高2.1.1洗油質(zhì)量使用質(zhì)量好的洗油。開工時，當(dāng)時使用的洗油質(zhì)量極差，270度前的餾出量只有百分之三、四十，洗苯效果差粗苯回收率低，產(chǎn)量低，每天只有20噸左右，而且經(jīng)常造成設(shè)備堵塞，影響系統(tǒng)的正常生產(chǎn)，離實際的設(shè)計生產(chǎn)產(chǎn)量相差甚遠(yuǎn)。后來換了質(zhì)量好的洗油，產(chǎn)量明顯有了改觀，系統(tǒng)也相對穩(wěn)定了

17、，而且提高了回收率。洗油質(zhì)量的要求為滿足從煤氣中回收和制取粗苯的要求，洗油應(yīng)具備如下性能：1 常溫下對苯族烴有良好的吸收能力，在蒸餾加熱時又能與粗苯很好的的分離；2 有足夠的化學(xué)穩(wěn)定性，即長時間循環(huán)使用后，其吸收能力基本上保持不變；3回收苯操作溫度下，不應(yīng)析出固體沉淀物，以免堵塞設(shè)備；4與水不生成乳化物，并易于水分離；5有較好的流動性和分散性，以使洗油易于輸送，在洗苯塔內(nèi)的填料上能均勻分布；6洗油初鎦點應(yīng)足夠高，防止蒸餾時過多地消耗。焦化廠用于洗苯的洗油指標(biāo)洗油含酚高易于水形成乳化物，破壞洗苯操作。另外酚的存在還易使洗油變稠。因此要嚴(yán)格控制洗油中的酚含量表2-1洗油的指標(biāo)項目指標(biāo)密度（20）/

18、g·m餾程（1.013×105Pa）230前鎦出量（容）/% 不大于300前鎦出量（容）/% 不大于酚含量（容）/% 不大于萘含量/% 不大于水分/% 不大于黏度（E50） 不大于15結(jié)晶物1.031.063900.5151.01.5無洗油質(zhì)量及新洗油的補入方式是關(guān)系塔后含苯量的主要因素。2.1.2 吸收溫度吸收溫度系指洗苯塔內(nèi)氣液兩相接觸面上的平均溫度，它去于煤氣和稀有的溫度，也受大氣溫度的影響。吸收溫度是通過吸收系數(shù)和吸收推動力的變化而影響粗苯回收率的。吸收溫度的升高，可使吸收系數(shù)有一些增加，但不太顯著，而對吸收推動力的影響卻較大，會使推動力顯著減小。在正常操作條件下，

19、洗油分子量Mm及煤氣總壓力p波動很小，可視為常數(shù)。而粗苯的蒸氣壓p0是隨溫度而變化的了，所示的是苯族烴在煤氣和洗油中的平衡濃度關(guān)系曲線。由圖可見，當(dāng)煤氣中苯族烴的含量一定時，溫度愈低，洗油中與其呈平衡的苯族烴含量愈高；而當(dāng)提高溫度是，洗油中與其呈平衡的苯族烴含量則有較大的降低。圖2-2當(dāng)脫苯操作穩(wěn)定，入塔貧油含苯量一定時，洗油液而上苯族烴的蒸汽壓隨之減小，致使洗苯塔后煤氣中的苯族烴含量a2（塔后損失）增加，粗苯的回收率降低。圖2-3回收率及塔后含苯量與吸收溫度的關(guān)系圖 2-3 表明了回收率及塔后含苯量與吸收溫度的關(guān)系。由圖可見，當(dāng)吸收溫度超過30時，隨著吸收溫度的升高，塔后含苯量a2顯著增加，

20、回收率顯著下降。因此，吸收溫度不宜過高但也不宜過低。在低于1015時，洗油的粘度顯著增加。使洗油輸送和塔內(nèi)均勻分布及流動均發(fā)生困難，當(dāng)洗油溫度低于10時還可能從洗油中析出固體結(jié)晶和殘渣。因此，適宜的吸收溫度約為25左右，實際操作溫度波動在2030之間。實際生產(chǎn)操作時，洗油溫度應(yīng)略高于煤氣溫度，以防止煤氣中的水汽冷凝進(jìn)入洗油中。一般規(guī)定洗油溫度在夏季比煤氣溫度2左右，冬季高5左右 。應(yīng)根據(jù)大氣溫度和生產(chǎn)實際操作情況而定。為保證適宜的吸收溫度，煤氣進(jìn)洗苯塔前，應(yīng)于最終冷卻塔內(nèi)冷卻至1828,循環(huán)洗油（貧油）應(yīng)冷卻至低于30。2.1.3應(yīng)對措施針對上述主要原因，我們制定對策措施如下表：序號要 因?qū)?

21、策目 標(biāo)措 施1二段貧油冷卻器水路堵塞更換兩臺換熱面積較大的二段貧油冷卻器，更換一臺終冷塔上段冷卻器使貧油溫度能降至24以下，煤氣溫度降至22左右抓緊時間對新?lián)Q熱器進(jìn)行安裝2洗油質(zhì)量差購進(jìn)質(zhì)量好的新洗油，改排干渣為排稀渣，降低排渣溫度使循環(huán)洗油270前餾出量達(dá)到60%以上，、甲基奈達(dá)到40%以上購進(jìn)甲基奈補充到系統(tǒng)中，抓緊時間安裝殘渣槽，盡快排稀渣洗油的措施：購進(jìn)質(zhì)量好的新洗油補入系統(tǒng)中，提高循環(huán)洗油中的甲基奈等有效成分的含量，降低苊等有害成分的含量，使洗油不易結(jié)晶，不堵塞設(shè)備，同時還提高了洗苯效果改再生器排渣為排稀渣，降低排渣溫度，降低洗油惡化速度降低脫苯塔頂溫度，減少粗苯帶走洗油中的輕質(zhì)成

22、分另采取如下措施：改補新洗油從冷貧油泵進(jìn)口連續(xù)補入。以前向系統(tǒng)中補新洗油是從富油泵進(jìn)口一次性補20噸左右，且速度很快，由于洗油中水分較多，富油在升溫過程中水分不斷蒸發(fā)，造成脫苯塔、再生器壓力不穩(wěn)定，急劇升高，富油溫度急劇下降，系統(tǒng)不穩(wěn)定，而且大量快速的補入給設(shè)備增加了負(fù)荷，洗苯、脫苯效果差，貧油含苯高，吸收效率低，自從改為從冷貧油進(jìn)口連續(xù)補后，以前的弊端得到了根本的改善在改善后的到了一些很好的效果先統(tǒng)計如下：塔后含苯（g/ m3） 4 2 2.0 1.99改前 目標(biāo) 改后改后生產(chǎn)狀況有了明顯改觀，在實際生產(chǎn)中控制根據(jù)生產(chǎn)的記錄統(tǒng)計塔后含苯效果檢查如下：月份345678910111212產(chǎn)量10

23、001027104998510121051106411371133125112181115產(chǎn)率0.981.031.01.00.981.01.031.071.101.161.181.06塔后含苯2.592.012.773.082.923.812.722.283.132.171.99經(jīng)濟(jì)效益分析：1、粗苯產(chǎn)量增加的銷售收入以前塔后含苯為2.65g/m3，之后為1.99g/m3，按目前粗苯市場價格5000元、煤氣量按50000m3來算，每年可以增加銷售收入：(2.65-1.99×50000×24×365×10-6×5000=1445400元由此可見，

24、采取合理措施，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。2.2其他因素2.2.1貧油含苯量貧油含苯量是決定塔后煤氣含苯族烴量的主要原因之一。有下列式可知，當(dāng)其他條件一定時，入塔貧油中粗苯含量愈高，則塔后損失愈大。現(xiàn)行規(guī)定塔后煤氣中粗苯含量低于2g/m3，如果洗苯塔出口煤氣壓力p=109kpa（表壓），洗油分子量Mm=170,30時粗苯的蒸汽壓p0=13.5kpa。將有關(guān)數(shù)據(jù)代入式（2-1）中根據(jù)道爾頓分壓定律由c1=2.24pMmp0 （2-1）c1=2.24×(2×109×1000)/(170×13.5×1000) =0.21計算結(jié)果表明，為使塔后損失不大于2g

25、/m3，貧油中的最大粗苯含量為0.21%。為了維持一定的吸收推動力，c1值應(yīng)除以平衡偏移系數(shù)，一般=1.1-1.2，取=1.15，則允許的貧油含苯量的值為; c1=0.21/1.15=0.183%.實際上，由于貧油中粗苯的組成，苯和甲苯含量極少，絕大部分為二甲苯和溶劑油，其蒸氣壓僅相當(dāng)于同一溫度下煤氣中所含苯族烴蒸氣壓的20%-30%,故實際貧油含粗苯量可允許到0.4%0.6%，此時仍能保證塔后煤氣含苯量在2g/m3以下。如進(jìn)一步降低貧油中的粗苯含量，雖然有助于降低塔后損失，但仍將增加脫苯蒸餾時的水蒸氣耗量，使粗苯180前餾分降低，即相應(yīng)地增加了粗苯中溶劑油的生成量，并使洗油的消耗增加近年來國

26、外有些焦化廠，塔后煤氣控制含苯量大于2g/m3，甚至高達(dá)5g/m3.他們認(rèn)為，塔后煤氣含苯高于2g/m3對粗苯的回收是經(jīng)濟(jì)合理的。從表 所列一般粗苯和從回爐煤氣中分離的粗苯的性質(zhì)可以看出，由回爐煤氣中得到的粗苯，硫含量比一般粗苯高3.5倍，不飽和化合物含量高1.1倍。由于這些物質(zhì)很容易聚合，故只會增加粗苯工段的操作困難。因此塔后煤氣含苯量控制高一些也是合理的。一般粗苯和回爐煤氣中分離出的粗苯性質(zhì)2.2.2吸收表面積為使洗油充分吸收煤氣中的苯族烴，必須使氣液兩相間有一定的接觸面積和接觸時間。對于填料塔來說，吸收表面積即為塔內(nèi)填料表面積。接觸時間是當(dāng)洗油沿塔內(nèi)填料自上而下流動，與上升的煤氣逆流接觸

27、，通過被洗油淋濕下來的填料表面來實現(xiàn)的。填料的表面積愈大，則煤氣與洗油接觸的時間愈長，回收效率也就愈好。當(dāng)塔后煤氣含苯量達(dá)到要求的2g/m3時，對于木格填料塔，每小時1m3煤氣所需的吸收表面積一般為1.11.2m2，對于鋼板網(wǎng)填料塔，每小時1m3煤氣所需的吸收表面積為0.60.7m2，而新型的花環(huán)塑料填料塔僅為0.20.3m2.當(dāng)減少吸收表面積時，粗苯的回收率將顯著降低，如圖 所示，在吸收面積F0時，粗苯回收率為93.56%，隨著F/F0值的降低，值也隨之下降。當(dāng)F/F0在0.5以下時，值則隨吸收面積的減少而急劇下降。又當(dāng)吸收面積F/F0值再增大時，值則高有限。因此適宜的吸收面積應(yīng)該是既保證一

28、定的粗苯回收率，又要使設(shè)備費和操作費經(jīng)濟(jì)合理進(jìn)行綜合考慮。2.2.3 煤氣壓力和煤氣流速當(dāng)增大煤氣壓力時，煤氣中的苯族烴分壓將成比例地增加，是吸收推動力增加的很快，因而吸收速率也將增大。再加壓下進(jìn)行粗苯回收時，可以減少塔后損失、洗油耗量、洗苯塔的容積等。所以加壓回收粗苯是強化洗苯過程的有效措施之一。但加壓煤氣耗用較多的電能和設(shè)備費用，故應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)實際和煤氣用途等經(jīng)濟(jì)合理的原則確定。由式（7-10）可見，增加煤氣速度可提高吸收系數(shù)，增強兩相接觸程度，以及提高洗苯塔德生產(chǎn)能力，因此可強化洗苯過程，但煤氣流速也不宜過大，對木格填料，空塔氣速以不高于載點氣速的0.8倍為宜，以免使洗滌阻力和霧沫夾帶涼過

29、大。此外，煉焦揮發(fā)分與粗苯和回收率的關(guān)系是隨煉焦煤揮發(fā)分的增加而升高，當(dāng)回收粗苯的其他條件不變時，不同溫度下的粗苯回收率與煉焦揮發(fā)分的關(guān)系如圖2-4所示。圖 2-4上述諸因素和回收率之間的關(guān)系可以用下列因此式表示： =1-b+n（emb-1）/b+emb-1 （2-2）式中 回收率 M 指數(shù)，m=0.27pkF/v； P 煤氣的平均壓力，pa； F填料的表面積，m3/h V 煤氣量，m3/h k 總吸收系數(shù)，kg/（m2·h·pa） b 指數(shù)，b=1-100000/pl； L 洗油單位用量，kg/m3 n 系數(shù)，n=1000000c1/pa1； C1 貧油中粗苯含量，%，

30、A1 入洗苯塔煤氣中粗苯含量，g/m3。設(shè)下列有關(guān)數(shù)據(jù):C1=0.2;a1=40g/m3;p1.067×100000pa(表壓)；v=3500m3/hF0=38600m2；l=50000kg/h；k=2.701×0.00001kg/（m2·h·pa）計算粗苯回收率 ，將上述已知數(shù)據(jù)分別代入有關(guān)計算式中得：M=0.27×1.067×100000×2.701×0.00001×38600/35000=8.58b=1-100000/1.067/100000/50000×35000=0.344n=1000

31、000/1.067/100000×0.2/40=0.0469=1-0.344+0.469×（e8.58×0.344-1）/0.344+e8.58×0.344-1=0.936即粗苯的回收率為93.6%。2.3塔結(jié)構(gòu)2.3.1洗苯塔洗苯塔的作用就是使經(jīng)過貧富油換熱工藝之后溫度略高于入洗苯塔煤氣溫度25的貧油在洗苯塔內(nèi)均勻分布，使貧油與煤氣充分接觸，煤氣中的苯族烴進(jìn)入到貧油中被貧油吸收。如果洗苯塔的結(jié)構(gòu)不盡完善，使貧油不能夠充分吸收煤氣中苯族烴，可造成凈化回收后的煤氣苯含量過高，也嚴(yán)重影響粗苯的質(zhì)量，影響化產(chǎn)回收的經(jīng)濟(jì)效益。焦化廠普遍采用的洗苯塔類型主要有填料

32、塔、板式塔和空噴塔。下面就對這幾種塔進(jìn)行研究：填料洗苯塔是應(yīng)用較早、較廣的一種塔。塔內(nèi)填料常用整砌填料如木塔、鋼板網(wǎng)等，也可用亂堆填料如金屬螺旋、泰勒花環(huán)、鮑爾環(huán)以及鞍型填料等。相對來說，在同等條件下，亂堆填料阻力較大，且容易堵塞。因此，普遍采用的是整砌填料。目前新型高效高效填料塔填料有鋼板網(wǎng)、金屬螺旋、泰勒花環(huán)。我公司準(zhǔn)備以鋼板網(wǎng)填料作為洗苯塔填料，就對此進(jìn)行研究。鋼板網(wǎng)填料是用0.5mm厚的薄鋼板，在剪切機一排排交錯排列的切口，再將口拉開，板上即形成整齊排列的菱形孔。將鋼板網(wǎng)立著一片片平行疊合起來，相鄰板間用厚度為20mm長短不一，交錯排列的木條隔開，再用廠螺栓固定起來，就形成了如圖9所示

33、的鋼板網(wǎng)填料。鋼板網(wǎng)填料比木格填料的孔隙率大或者說自由截面積大，在同等條件下，阻力更小，更不易堵塞，可允許較大的空塔氣速，傳質(zhì)效率也比木格填料塔大，達(dá)到同樣的塔后煤氣含苯量2g/m3需要的吸收面積可比木格填料洗苯塔減少3640%。圖2-5 鋼板網(wǎng)填料及兩相作用示意圖由圖2-6可見，從頂部噴淋下來的貧油，被兩片鋼板網(wǎng)間的木條分配到板間側(cè)面上形成液膜向下流動。煤氣在網(wǎng)間向上流動，當(dāng)被網(wǎng)片間的長木條擋住時，便穿過網(wǎng)孔進(jìn)入網(wǎng)片的另一側(cè)空間。這樣網(wǎng)上的液膜就不斷的被鼓破，隨即又形成新的液膜。所以，在鋼板網(wǎng)填料中，氣液兩相的接觸面積遠(yuǎn)大于填料的表面積。并由于較激烈的湍動和吸收表面積不斷更新而強化了操作。鋼

34、板網(wǎng)填料塔的構(gòu)造如圖2-5所示。由圖可見，鋼板網(wǎng)填料分段堆砌在塔內(nèi)，每段高約1.5米。填料板面垂直于她的橫截面，在扳網(wǎng)間形成了煤氣的曲折通道。為了保證洗油在洗苯塔的橫截面上均勻分布，在塔內(nèi)每隔一定距離安裝一塊如圖2-7所示的帶有煤氣渦流罩的液體再分布板。煤氣渦流罩按同心圓排列在液體再分布板上，彎管出口方向與圓周相切，在同一圓周上的出口方向一致，相鄰兩圓周上的方向相反。由于彎管的導(dǎo)向作用，煤氣流出渦流罩時，形成多股上升的旋風(fēng)氣流，因而使煤氣得到混合，以均一的濃度進(jìn)入上段填料匯聚。在液體再分布板上的洗油，經(jīng)升氣管內(nèi)的彎管流到設(shè)于升氣管中心的圓棒表面，在流到下端的齒形圓板上，借助重力噴濺成液滴而淋灑

35、到下段填料上。從而可消除洗油沿著塔壁下流及分布不均的現(xiàn)象。在進(jìn)行鋼板網(wǎng)填料洗苯塔計算時，可采用以下數(shù)據(jù)：填料比表面積44m2/m3；油氣比1.62.0L/m3；空塔氣速0.91.1m/s；煤氣所需填料面積0.60.7m2/(m3·h)。圖2-7 液體再分布板圖2-6鋼板網(wǎng)填料塔 2.3.2脫苯塔脫苯塔中進(jìn)行的典型的解吸過程，粗苯從富油中解吸出來，其基本方法是提高富油的溫度，使粗苯飽和蒸汽壓大于其氣相分壓，使粗苯由液相轉(zhuǎn)入到氣相。焦化廠一般用管式爐煤氣加熱富油脫苯塔，這里不做介紹。脫苯塔的塔高、塔板層數(shù)、板間距等塔體構(gòu)造都會影響富油脫苯后粗苯的質(zhì)量。圖2-8 管式爐加熱脫苯塔焦化廠一般

36、使用的的脫苯塔有泡罩塔和浮閥塔等。其材質(zhì)一邊采用鑄鐵，也有用不銹鋼的。國內(nèi)較多采用鑄鐵泡罩塔，塔板泡罩為條形或圓形，條形泡罩應(yīng)用較多。由于我公司生產(chǎn)只是一種苯，下面介紹管式爐加熱富油的一式脫苯塔： 管式爐加熱富油的脫苯塔（只生產(chǎn)一種苯） 如圖2-8所示，一般采用30層塔板。從管式爐來的富裕的富油由下數(shù)第14層塔板引入，塔頂打回流。塔體設(shè)有油水引出口和萘油出口。塔板上的油水混合物由下數(shù)第29層斷塔板引出，分離后的油返回到28層塔板。該塔除了要保證塔頂粗苯產(chǎn)品和貧油的質(zhì)量外，還要控制側(cè)線引出的萘油質(zhì)量，操作復(fù)雜。近年來發(fā)展了一種50層塔板并帶萘油側(cè)線出口的脫苯塔。塔頂產(chǎn)品為粗苯，塔低為優(yōu)質(zhì)萘貧油。

37、各組分的蒸出率同樣取決于下列因素：塔底油溫下各組分的飽和蒸汽壓，塔內(nèi)總操作壓力，提餾段的塔板數(shù)，直接蒸汽量和溫度、循環(huán)洗油的量、富油出管式爐的溫度等中國焦化廠采用的幾種脫苯塔規(guī)格如表所示。表鑄鐵泡罩式脫苯塔規(guī)格特性塔徑/mm塔高/mm塔板層數(shù)板間距/mm塔板特性泡罩形式設(shè)備質(zhì)量/t捕霧形式備注開氣孔面積/m齒縫面積/m降液管面積/m80012730124000.0260.05360.030圓形7.365大汽帽大汽帽 兩層泡罩兩層泡罩管式爐脫苯100014620144000.04320.090750.0398圓形11.085120018800186000.0680.1670.057619.20016001665016600條形26.270120019440304000.058240.099