炼焦化学产品的回收和精制省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第四章炼焦化学产品回收与精制4.1炼焦化学产品图4-12.回收与精制方法（1）有害于煤气利用和运输物质a.萘：以固体析出，堵塞管路b.焦油蒸汽：有害于回收氨和粗苯操作c.硫化物：腐蚀设备，不利于煤气加工d.氨：腐蚀设备，燃烧时产生氧化氮，污染大气c.不饱和烃：生产聚合物，引发管路和设备发生故障(2)回收流程（3）全负压回收与净化流程4.2粗煤气分离1.粗煤气初步冷却（1）意义①回收煤气中化学产品多用吸收法，在约30ºC低温下吸收是有利（自焦炉出来粗煤气温度650-800ºC）②含大量水汽高温气体体积大，管径大，鼓风机负荷及能量消耗增大。高温气体在管道内输送是危险，也不允许其进入煤气鼓风机③煤气冷却可降低对设备和管路堵塞和腐蚀（2）初步冷却工艺流程②流程中煤气改变温度改变：焦炉来粗煤气：650-800ºC集气管后：80-85ºC初冷器后：25-35ºC鼓风机后：升温+10-15ºC容积质量改变：初冷器后粗煤气质量降低了2/3初冷器后粗煤气容积少了3/5③流程中氨水两部分氨水循环氨水：集气管喷洒用循环氨水（有70%-80%为难水解氯化铵称固定氨）冷凝氨水：初冷器冷凝氨水（有80%-90%为易水解碳酸氢铵等称挥发氨）b.预防循环氨水中固定铵积累为了预防循环氨水中氯化铵积累，部分氨水外排入剩下氨水中，并补充一部分冷凝氨水入循环氨水C.桥管和集气管喷洒过量氨水作用出炉煤气温度较高（热水喷洒冷水不可）使集气管中重质焦油能与氨水一起流动，便于送到回收车间（3）煤气初冷方法及设备①间接冷却冷却设备：管壳式换热器：管间走煤气，管内走冷却水。分立管式和横管式（传热系数大，水流速大，冷凝液膜流动条件适宜）缺点：耗用金属量大，须除管内水垢，管外壁焦油和萘沉积物。b.直接冷却流程（煤气和水直接接触）2.焦油和氨水分离（3）氨水、焦油、油渣分离方法3.煤气输送鼓风机4.煤气净化（1）煤气脱焦油雾对后续工序，尤其是硫铵工序，污染溶液和设备电捕焦油器（2）煤气除萘萘：易结晶，堵塞管路和设备冷却冲洗法，油吸收法（3）脱硫4.3氨和吡啶回收2.氨和吡啶回收原理在低于60ºC时（为降低盐类水解），使用硫酸或者磷酸做吸收剂3.回收氨方法磷酸吸收法（无水氨生产）硫酸吸收法饱和器法（硫酸铵生产）无饱和器法（酸洗塔法）（1）无水氨生产（弗萨姆法）①工艺特点：产品：液氨设备简单，但氨气腐蚀性强，材质要求高。原理：利用硫酸铵选择吸收特点：磷酸一铵盐NH4H2PO4：高温时很稳定磷酸二铵盐（NH4)2HPO4：高温时不稳定磷酸三铵盐(NH4)3PO4：很不稳定稳定（2）饱和器法生产硫酸铵无饱和器法生产硫酸铵4.回收吡啶（2）回收原理吡啶是粗轻吡啶中含量最多，沸点最低组分，故以吡啶为例来阐述回收基本原理。吡啶含有弱碱性，与酸发生中和反应生成对应盐。在饱和器或酸洗塔中，吡啶与母液中硫酸作用生成酸式盐或中式盐，发生化学反应分别为：生成酸式盐C5H5N+H2SO4C5H5NH·HSO4生成中式盐2C5H5N+H2SO4(C5H5NH)2SO4吡啶碱分离工艺流程4.4粗苯回收1.粗苯回收方法2.粗苯回收原理（洗油吸收法）4.粗苯回收工段②最终冷却和油洗萘工艺③最终冷却和焦油洗萘工艺三种终冷工艺比较炼焦化学产品回收与精制流程（2）粗苯吸收吸收苯族烃原理用洗油自煤气中吸收粗苯，是经典吸收过程，可由下述传质方程描述：G—吸收苯族烃量，kg/m2•h；F—总吸收面积，m2；K—总吸收系数，kg/(m2•h•kPa)；△P—吸收推进力，对数平均压力差，kPa。煤气多组分简化为单组分，服从拉乌尔定律和道尔顿定律煤气中苯族烃分压pgpg=P•y(4-1)P—煤气总压力，kPay—煤气中苯族烃体积分数(或摩尔分数)用洗油吸收苯族烃所得稀溶液可视为理想溶液，服从拉乌尔定律，其液面上粗苯平衡蒸气压PLPL=P0•x(4-2)P0—在回收温度下苯族烃饱和蒸气压，kPa；x—洗油中粗苯摩尔分数。②粗苯吸收影响原因吸收温度（实际操作20-30ºC，洗油温度比煤气温度略高）相对分子质量（吸收剂相对分子质量↓，吸收能力↑）贫油含苯量（含苯量↑，塔后粗苯损失↑，吸收效率↓）吸收面积（面积↑，效率↑）压力（压力↑，粗苯回收效率↑）（3）富油脱苯④流程a生产一个苯流程粗苯（含5%-10%萘溶剂油）b生产两种苯流程轻苯：<150ºC重苯：150-200ºC（含萘溶剂油）c.产生三种产品流程轻苯精重苯萘溶剂油生产两种苯工艺：生产两种苯工艺流程和操作条件，与前一个流程在分凝器以前是相同，区分主要是：从分凝器顶部出来粗苯蒸汽是进入两苯塔，深入分成轻苯和重苯。4.5粗苯精制2.粗苯精制（2）粗笨精制流程：初步精馏：使低沸点化合物和高沸点化合物分开。化学精制：把粗笨主要组成部分沸点范围内将含硫化合物和不饱和化合物脱除。最终精馏：得到合