100万t每a焦化厂粗苯工段的工艺设计.docx

1总论
煤是我国最主要的能源，除了燃烧提供能量以外，煤还可以经过综合加工利用，生产多种化学产品。目前应用最广，也是最合理成熟的综合利用是炼焦化学工业，随着炼焦工业的发展，煤气及化学产品已不再是旧的燃烧，而是加以回收利用，尤其是煤气中的芳香烃是宝贵的化工原料,对合理利用我国煤炭资源，提高经济效益有十分重要的现实意义。因此，对煤气中的苯族烃及萘应尽可能回收完全。粗苯回收工段的主要任务是，回收煤气中的苯族烃及洗除煤气中的大部分萘。
粗苯是多种芳烃和其他化合物组成的混合物，粗苯是主要成分是苯，甲苯，二甲苯及三甲苯等。此外，还含有一些不饱和化合物，硫化物及小量的酚类和吡啶碱类。当用洗油回收煤气中的苯族烃时，在所得的粗苯中尚有少量的洗油轻质馏分。
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的程度。粗苯各组成的平均含量如表1—1。此外，粗苯中酚类的含量通常在0.1—1.0%之间，吡啶碱类的含量不超过0.5%。当硫铵工段从煤气回收吡啶碱类时，则粗苯中的吡啶碱类含量不超过0.01%。
粗苯的各主要组分均在180℃的馏出物称为溶剂油。在测定粗苯中各组分的含量和计算产量时，通常把180℃前馏出量当作100%来来计算，故以其180℃前的馏出量作为馏出量质量的指标之一。粗苯在180℃前的馏出量取决于粗苯工段的工艺流程和操作制度。180℃前的馏出量越多，粗苯的质量就越好，一般要求的180℃前的馏出量为93—95%粗苯。
各组分的平均含平量表1-1
组分分子式含量%苯C6H655～70甲苯C6H5（CH2）312～22二甲苯C6H4（CH2）22.0～6三甲苯C6H3（CH2）32.0～5不饱和化合物——7～12其中：环戊二烯
苯乙烯
苯并呋喃及同系物
茚及同系物
硫化物（按硫计）
其中：二硫化碳
噻吩C5H6
C6H5CHCH2
C8H6O
C9H5
——
CS2
C4H4S0.6～1.2
0.5～1.0
1.0～2.0
1.5～2.5
0.3～1.5
0.3～1.5
0.2～1.2苯及溶剂油三种产品。粗苯是淡黄色的透明液体，比水轻，不溶于水。在储存时，由于轻质不饱和化合物的氧化和聚合形成的树脂状物质能溶解于粗苯中使其着色并很快地变暗。粗苯是易燃的物质，闪点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，此工段要求严禁烟火，电机防爆。
粗苯工段的产品，依工艺过程的不同而异。一般生产轻苯和重苯，但也可生产粗苯一种产品或轻苯，重苯。
1、设计任务：
本设计为100万t/a焦化厂粗苯回收工段设计。
2、条件：
（1）、厂址：徐州郊区
（2）、气象条件：
大气压力：
冬季767mmHg
夏季751mmHg
最大风速23.4m/s
最大平均风速19.3m/s
最多风向几频率：
全年东、东北
夏季东、东南
2工艺论证及选择
焦炉煤气经硫铵工段脱除氨后进入粗苯工段,在此进行苯族烃的回收和制取.该工段的主要任务是完成煤气终冷除萘,苯族烃的回收和脱苯三项任务.下面分别进行对完成这三响任务的工艺论证.
2.1煤气的终冷及洗萘工艺
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℃的煤气进入木格式洗苯塔，被喷淋下来的富油洗萘。富油进塔温度比煤气温度高5-7℃，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.横管终冷喷洒轻质焦油洗萘工艺
横管终冷喷洒轻质焦油洗萘工艺如图2-4

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，萘片和凝结水雾，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