粗苯工段毕业设计(4)

2018-11-19 20:34

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煤气25℃5622℃水煤气2水1水蒸汽4332℃萘萘萘送焦油槽图 2-1 煤气终冷和机械化除萘工艺1-终冷塔 2-机械化沉淀糙 3-萘扬液螬4-循环水泵 5-凉水架 6-循环水冷却器

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

煤气终冷和焦油洗萘工艺流程如图2-2:

煤气在终冷塔内的过程同前所述。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。

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煤气去焦油车间焦油冷凝工段来焦油煤气去凉水架热水凉水架来循环水低温水图 2-2 用热焦油洗涤除萘的工艺流程煤气终冷塔(下部为焦油洗萘器)循环水泵焦油循环泵焦油槽水澄清槽液位调节器循环水冷却器焦油泵

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

油洗萘和煤气终冷工艺流程图如图2-3

℃℃℃低温水 17℃煤气煤气含苯富油洗苯富油℃到凉水架热水℃从凉水架来冷却水℃图 2-3 油洗萘和煤气终冷工艺流程洗苯塔加热器富油泵煤气终冷塔循环水冷却器、循环水泵热水池含萘富油泵热水泵冷水池

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。除萘后的煤气进入终冷塔,该塔为隔板式,分两段。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;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。

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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

横管终冷喷洒轻质焦油洗萘工艺如图2-4

煤气℃冷凝鼓风来的轻质焦油煤气去焦油段蒸汽水水图 2-4 横管终冷喷洒轻质焦油洗萘工艺横管终冷洗萘塔 2-轻质焦油循环泵3-备用泵或液下泵 4-轻质焦油槽 5-地下槽

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

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从焦炉煤气中回收的苯族烃可采用下列方法:

1、洗油吸收法:

洗油吸收煤气中的苯族烃为典型的物理吸收,是在洗涤塔中回收煤气中的苯族烃。将吸收了苯族烃的洗油(富油)送至脱苯塔蒸馏装置中,以提取粗苯。脱苯后的洗油(贫油)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发。加压吸收法可强化生产过程,适于煤气在远距离或用作合成氨厂原料的情况下采用 2、吸附法:

煤气通过具有微孔组织,接触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饱和状态。被吸附的苯族烃可用直接水蒸汽进行提取。

用活性炭吸附剂可将煤气中的苯族烃几乎完全吸附下来。此法要求煤气净化的程度较高,加之吸附剂价格昂贵,因此在工业上的应用受到一定的限制,而多用于煤气中的苯族烃的定量分析。 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。此法比吸附法所得粗苯质量好。但煤气的压缩及冷冻过程复杂,动力消耗大,设备材质要求高。 目前,国内外焦化厂主要采用洗油吸收法回收煤气中的苯族烃。

用洗油回收煤气中的苯族烃所采用的洗苯塔虽有多种形式,但工艺流程基本相近。下面只简单介绍用木格填料塔回收粗苯的流程,如图2-5:

煤气经最终冷却到21-25℃,含苯族烃为25-40克/标米3煤气,依次进入三个洗苯塔在塔内与逆向流动的洗油接触后 ,从最后的洗苯塔出来的煤气中苯族烃的含量要求低于2克/标米3。洗苯塔的煤气直接回脱硫后回焦炉供加热使用及作冶金工厂的其他燃料。含粗苯为0.2-0.4%的贫油,由洗油槽用泵送往洗苯塔顶,并依次经过各塔后,含苯量增至2.5%,此含苯富油从塔底经U型管排入接受槽。由此,再用泵送往脱苯工序,脱苯后的贫油经冷却后再回贫油槽供循环使用。在最后一个洗苯塔的喷头上部射捕雾层,以捕集被煤气带走的油滴,减少洗油的损失,也避免洗油进入煤气。

富油图 2-5 从煤气中吸取苯族烃的工艺流程洗苯塔 2-新洗油槽 3-贫油槽 4-贫油泵5-半富油泵 6-富油泵 7-接受槽

煤气煤气新洗油贫油中国矿业大学2010届本科生毕业设计 第 10 页

近年来,为解决木材短缺问题,采用筛板塔,钢板网填料,不锈钢填料以及塑料花环填料洗苯塔,取得了较好的效果,洗苯塔台数可减少为一至两台。

我国焦化厂洗涤用的洗油主要有焦油洗油和石油洗油。吸收放又分为焦油洗油吸收法和石油洗油法。

2.2.1焦油洗油吸收法

焦油洗油是高温焦油加工时230-300℃的馏分,由于大多数焦化厂都能自得,所以应用广泛,其质量指标已在第一章中列出如表1-3.

焦油洗油的含萘量除规定要小于13%外,还要求其含苊量不大于5%,是为了保证在10-15℃时无固体沉淀物。萘苊因熔点较高,在常温下易析出固体结晶,因此应控制其含量。但是萘苊同芴,氧及洗油中其他高沸点组分混合时,能生成低熔点的有关各组分的共熔点混合物,所以洗油中存在一定数量的萘,则有助于降低洗油析出沉淀物的温度。洗油含酸量高时,会与水形成乳化物,从而破坏吸苯的操作,且酚的存在使洗油变稠,黏度大,因此必须严格控制洗油中的含酚量。 2.2.2石油洗油吸收法

用石油洗油回收苯族烃的工艺与焦油洗油苯族烃的工艺流程一样,只是在设计油槽时,须要考虑经常排出油渣和可能生成的乳化物.

石油洗油洗苯具有油耗低,油水分离容易及操作简便等优点。石油洗油的质量指标见表2-1

石油洗油稳定性好,脱萘能力强。但石油洗油吸收能力低,故循环洗油比用焦油洗油时大,因而洗油在循环使用过程中,会形成不溶于洗油的油渣,造成换热设备的堵塞而破坏正常的加热制度。同时,含有油渣的洗油与水能形成稳定的乳浊液而影响生产。

石油洗油质量指标 表2-1

名 称 比重(20℃) 黏度 蒸馏试验: 初馏点 350℃前馏出量 凝固点 含水量 固体杂物 Rl 50° ℃ % ℃ % 单 位 指 标 不大于0.89 不大于1.5 不小于265 不小于95 低于20 不大于0.2 无 综上所述,由于石油洗油洗苯工艺存在很多问题尚未解决,设备选型上存在难题,所以一般不采用石油洗油工艺,而多采用焦油洗油洗苯工艺。 2.2.3、粗苯回收原理及影响因素 洗油回收粗苯的原理

用洗油回收炼焦煤气中的粗苯是一种吸收过程。其吸收机理是建立在双膜理论基础


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