粗苯的回收与制取.pptx

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1、考试安排：考试安排：时间：第时间：第17周三第周三第56节节 教室：教室：3501（1、2、3班班）3502（4、5、6班班）第1页/共55页本章内容本章内容第一节第一节 粗苯的组成、性质和质量粗苯的组成、性质和质量 第二节第二节 用洗油吸收煤气中的苯族烃用洗油吸收煤气中的苯族烃 第三节第三节 煤气的终冷及除萘煤气的终冷及除萘 第四节第四节 富油脱苯富油脱苯 安安 排：排：2 2学时学时第2页/共55页概述概述 焦炉煤气一般含苯族烃焦炉煤气一般含苯族烃25254040g/mg/m3 3，苯族烃是宝苯族烃是宝贵的化工原料。因此，经脱氨后的煤气需进行苯族烃贵的化工原料。因此，经脱氨后的煤气需进行苯

2、族烃的回收并制取粗苯。的回收并制取粗苯。从焦炉煤气中回收苯族烃采用的方法有从焦炉煤气中回收苯族烃采用的方法有洗油吸收洗油吸收法、活性炭吸附法法、活性炭吸附法和和深冷凝结法深冷凝结法。其中，洗油吸收法。其中，洗油吸收法工艺简单，经济可靠，广泛应用。工艺简单，经济可靠，广泛应用。洗油吸收法依据操作压力分为洗油吸收法依据操作压力分为加压吸收法、常压吸收加压吸收法、常压吸收法和负压吸收法。法和负压吸收法。吸收了煤气中苯族烃的洗油称为富油。富油的脱吸收了煤气中苯族烃的洗油称为富油。富油的脱苯按操作压力分为苯按操作压力分为常压水蒸气蒸馏法和减压蒸馏法常压水蒸气蒸馏法和减压蒸馏法。按富油加热方式又分为按富油

3、加热方式又分为预热器加热富油的脱苯法和管预热器加热富油的脱苯法和管式炉加热富油的脱苯法。式炉加热富油的脱苯法。本章重点介绍洗油常压吸收法回收煤气中的苯族本章重点介绍洗油常压吸收法回收煤气中的苯族烃和管式炉加热富油的水蒸气蒸馏法脱苯工艺。烃和管式炉加热富油的水蒸气蒸馏法脱苯工艺。第3页/共55页概述概述 焦炉煤气一般含苯族烃焦炉煤气一般含苯族烃25254040g/mg/m3 3，苯族烃是宝苯族烃是宝贵的化工原料。因此，经脱氨后的煤气需进行苯族烃贵的化工原料。因此，经脱氨后的煤气需进行苯族烃的回收并制取粗苯。的回收并制取粗苯。加压吸收法加压吸收法 洗油吸收法洗油吸收法 常压吸收法常压吸收法洗苯方法

4、洗苯方法 活性炭吸附法活性炭吸附法 负压吸收法负压吸收法 深冷凝结法深冷凝结法 常压水蒸气蒸馏法常压水蒸气蒸馏法富油脱苯富油脱苯 减压蒸馏法减压蒸馏法 预热器加热富油的脱苯法预热器加热富油的脱苯法富油加热富油加热 管式炉加热富油的脱苯法。管式炉加热富油的脱苯法。本章重点介绍洗油常压吸收法回收煤气中的苯族烃本章重点介绍洗油常压吸收法回收煤气中的苯族烃和管式炉加热富油的水蒸气蒸馏法脱苯工艺。和管式炉加热富油的水蒸气蒸馏法脱苯工艺。第4页/共55页第一节第一节 粗苯的组成、性质和质量粗苯的组成、性质和质量 粗苯粗苯(benzol)(benzol)主要含有苯、甲苯、二甲苯和三甲主要含有苯、甲苯、二甲苯

5、和三甲苯等芳香烃。此外，还含不饱和化合物、硫化物、饱和苯等芳香烃。此外，还含不饱和化合物、硫化物、饱和烃、酚类和吡啶盐基等。当用洗油回收煤气中的苯族烃烃、酚类和吡啶盐基等。当用洗油回收煤气中的苯族烃时，粗苯中尚含有少量的洗油轻质馏分。时，粗苯中尚含有少量的洗油轻质馏分。粗粗苯苯的的组组分分取取决决于于炼炼焦焦配配煤煤的的组组成成及及炼炼焦焦产产物物在在炭炭化室内热解的程度化室内热解的程度。粗苯各组分的平均含量见。粗苯各组分的平均含量见表表4-14-1 此外，粗苯中此外，粗苯中酚类的含量通常为酚类的含量通常为0.10.11.0%1.0%，吡啶吡啶碱类的含量一般不超过碱类的含量一般不超过0.5%0

6、.5%。当硫铵工段从煤气中回收当硫铵工段从煤气中回收吡啶碱类时，则粗苯中吡啶碱含量不超过吡啶碱类时，则粗苯中吡啶碱含量不超过0.01%0.01%。第5页/共55页 表4-1 粗笨各组分的平均含量 第6页/共55页表表4-4-2 2 粗苯和轻苯的质量指标粗苯和轻苯的质量指标洗油洗油用于吸收焦炉煤气中苯及其同系物用于吸收焦炉煤气中苯及其同系物(苯族烃苯族烃)的油品。的油品。有石油洗油和煤焦油洗油。煤焦油洗油为洗油馏分有石油洗油和煤焦油洗油。煤焦油洗油为洗油馏分 经脱酚、脱吡啶后的馏分。经脱酚、脱吡啶后的馏分。贫油贫油未吸收苯族烃的洗油或经脱苯后的洗油称为贫油。未吸收苯族烃的洗油或经脱苯后的洗油称为

7、贫油。富油富油吸收了煤气中苯族烃的洗油称为富油。吸收了煤气中苯族烃的洗油称为富油。第7页/共55页 粗苯的各主要组分均在粗苯的各主要组分均在180180前馏出，前馏出，180180后的馏出物为溶剂油后的馏出物为溶剂油。在测定粗苯中各组分的含。在测定粗苯中各组分的含量和计算产量时，通常将量和计算产量时，通常将180180前的当作前的当作100%100%来计来计算，故以其算，故以其180180前的馏出量作为鉴别粗苯质量的前的馏出量作为鉴别粗苯质量的指标之一。粗苯在指标之一。粗苯在180180前的馏出量取决于粗苯工前的馏出量取决于粗苯工段的工艺流程和段的工艺流程和 操作制度。操作制度。180180前

8、的馏出量越前的馏出量越多，粗苯质量就越好，一般要求粗苯的多，粗苯质量就越好，一般要求粗苯的180180前馏前馏出量为出量为939395%95%。粗苯是黄色透明液体，比水轻，微溶于水。在粗苯是黄色透明液体，比水轻，微溶于水。在贮存时，由于低沸点不饱和化合物的氧化和聚合贮存时，由于低沸点不饱和化合物的氧化和聚合所形成的树脂状物质能溶解于粗苯中，使其着色所形成的树脂状物质能溶解于粗苯中，使其着色变暗。变暗。粗苯易燃，闪点为粗苯易燃，闪点为1212，粗苯蒸汽在空气，粗苯蒸汽在空气中的浓度为中的浓度为1.41.47.5%7.5%（体积）范围时，能形成爆（体积）范围时，能形成爆炸性混合物。炸性混合物。第8

9、页/共55页粗苯的物化性质依据其组成而定，一般计算如下：粗苯的物化性质依据其组成而定，一般计算如下：粗苯比热容：粗苯比热容：c ct t=1.604=1.6040.004367t kJ/kg0.004367t kJ/kg粗苯蒸汽比热容：粗苯蒸汽比热容：kJ/kg kJ/kg式中式中:t:t温度，温度，M M粗苯分子量，依粗苯组成而定。粗苯分子量，依粗苯组成而定。粗苯蒸汽热焓：粗苯蒸汽热焓：i=431.24i=431.24ctct式中式中:t:t温度温度 c c粗苯蒸汽比热粗苯蒸汽比热粗苯工段的产品，依工艺过程的不同而不同。一般生产轻苯和重苯，粗苯工段的产品，依工艺过程的不同而不同。一般生产轻苯

10、和重苯，也可以生产粗苯一种产品或轻苯、精重苯及萘溶剂油三种产品。各产品也可以生产粗苯一种产品或轻苯、精重苯及萘溶剂油三种产品。各产品的质量指标见表的质量指标见表4-24-2和和4-34-3第9页/共55页第二节第二节 用洗油吸收煤气中的苯族烃用洗油吸收煤气中的苯族烃 一、吸收苯族烃的工艺流程一、吸收苯族烃的工艺流程 用洗油吸收煤气中的苯族烃所采用的洗苯塔虽有多种型式，用洗油吸收煤气中的苯族烃所采用的洗苯塔虽有多种型式，但工艺流程基本相同。填料塔吸收苯族烃的工艺流程见但工艺流程基本相同。填料塔吸收苯族烃的工艺流程见图图4-14-1。煤气经最终冷却器冷却到煤气经最终冷却器冷却到25252727后，

11、依次通过两个洗苯塔，后，依次通过两个洗苯塔，塔后煤气中苯族烃含量一般为塔后煤气中苯族烃含量一般为2 2g/mg/m3 3，温度为温度为27273030的脱苯洗油的脱苯洗油（贫油）用泵送至顺煤气流向最后一个洗苯塔的顶部，与煤气逆（贫油）用泵送至顺煤气流向最后一个洗苯塔的顶部，与煤气逆向沿着填料向下喷洒，然后经过油封流入塔底接受槽，由此用泵向沿着填料向下喷洒，然后经过油封流入塔底接受槽，由此用泵送至下一个洗苯塔。按煤气流向第一个洗苯塔流出的含苯量约为送至下一个洗苯塔。按煤气流向第一个洗苯塔流出的含苯量约为2.5%2.5%的富油的富油送至脱苯装置。脱苯后的贫油经冷却后再回到贫油槽送至脱苯装置。脱苯后

12、的贫油经冷却后再回到贫油槽循环使用。循环使用。第10页/共55页第11页/共55页二、吸收苯族烃的基本原理二、吸收苯族烃的基本原理用洗油吸收煤气中的苯族烃是用洗油吸收煤气中的苯族烃是物理吸收过程，服从亨利定律和道尔顿定律物理吸收过程，服从亨利定律和道尔顿定律。煤气中苯族烃的分压煤气中苯族烃的分压p pg g可根据道尔顿定律计算：可根据道尔顿定律计算：p pg g=Py (4-1)=Py (4-1)式中：式中：PP煤气的总压力，煤气的总压力，kPakPa；y y煤气中苯族烃的体积浓度（或分子分数）。煤气中苯族烃的体积浓度（或分子分数）。通常苯族烃在煤气中的浓度以通常苯族烃在煤气中的浓度以g/mg

13、/m3 3表示。若已知苯族烃在煤气中的浓度为表示。若已知苯族烃在煤气中的浓度为a a g/mg/m3 3则换算为体积浓度为：则换算为体积浓度为：式中式中:M:Mb b为粗苯的平均分子量。代入（为粗苯的平均分子量。代入（4-14-1）有：）有：（4-24-2）（意义？苯族烃在煤气中的分压）意义？苯族烃在煤气中的分压）第12页/共55页 用洗油吸收苯族烃所用的稀溶液可视为理想溶液，其液面上粗苯用洗油吸收苯族烃所用的稀溶液可视为理想溶液，其液面上粗苯的平衡蒸气压的平衡蒸气压p pL L可按拉乌尔定律确定：可按拉乌尔定律确定：p pL L=P=P0 0 x x （4-34-3）式中：式中：P P0 0

14、在回收温度下苯族烃的饱和蒸气压，在回收温度下苯族烃的饱和蒸气压，kPa kPa；x x洗油中粗苯的分子分数洗油中粗苯的分子分数通常洗油中粗苯的含量以通常洗油中粗苯的含量以C C（重量百分数）重量百分数）%表示，换算为分子分数表示，换算为分子分数为：为：式中：式中：MMm m洗油的分子量洗油的分子量第13页/共55页讨论：讨论：当：当：P Pg g P PL L时，吸收时，吸收当：当：P Pg g P P PL L时，快速吸收时，快速吸收当：当：P Pg g P PL L时，快速解析时，快速解析当：当：P Pg g=P=PL L时，平衡时，平衡将上式代入（将上式代入（4-34-3）有：）有：（4

15、-44-4）第14页/共55页 洗洗油油吸吸收收苯苯族族烃烃过过程程的的极极限限为为气气液液两两相相达达成成平平衡衡，此时，此时，p pg g=p=pL L，即：即：由于洗油中粗苯的浓度较小，式（由于洗油中粗苯的浓度较小，式（4-54-5）可简化为：）可简化为：第15页/共55页 因此，在平衡状态下因此，在平衡状态下a a与与C C之间的关系为：之间的关系为：（4-74-7）或或 （4-84-8）用洗油吸收苯族烃的速率，可按一般传质速率方程式进行计算，即：用洗油吸收苯族烃的速率，可按一般传质速率方程式进行计算，即：Q=KFpQ=KFpm m 式中式中:Q:Q被吸收的苯族烃量，被吸收的苯族烃量，

16、kg/hkg/h F F吸收表面积，吸收表面积，m m 2 2；K K总吸收系数，总吸收系数，kg/kg/（mhkPamhkPa）；）；p pm mppg g与与p pL L之间的对数平均分压差（吸收推动力），之间的对数平均分压差（吸收推动力），kPakPa上式表明所需吸收表面积上式表明所需吸收表面积F F与单位时间内所吸收的苯族烃量与单位时间内所吸收的苯族烃量Q Q成正比，与吸成正比，与吸收推动力收推动力pmpm及吸收系数及吸收系数K K成反比。成反比。第16页/共55页例题：例题：设某洗苯塔出口煤气压力设某洗苯塔出口煤气压力P=107.19kPaP=107.19kPa，温度温度为为3030

17、，出塔煤气中粗苯含量为，出塔煤气中粗苯含量为2 2g/mg/m3 3 ，洗油分，洗油分子量为子量为160160，3030时粗苯的饱和蒸气压时粗苯的饱和蒸气压P P0 0=13.466kPa=13.466kPa，试求洗油中粗苯含量。，试求洗油中粗苯含量。解：依题意解：依题意:a=2;P=107.19;M a=2;P=107.19;Mm m=160160;P;P0 0=13.466;=13.466;由式（由式（4-84-8）：）：答：洗油中的粗苯含量不应大于答：洗油中的粗苯含量不应大于0.22%.0.22%.第17页/共55页三、影响苯族烃吸收的因素三、影响苯族烃吸收的因素 煤气中苯族烃在洗苯塔内

18、被吸收的程度称为粗苯回收率煤气中苯族烃在洗苯塔内被吸收的程度称为粗苯回收率。回收率是评。回收率是评价洗苯操作的重要指标，可表示为：价洗苯操作的重要指标，可表示为：式中：式中：粗苯回收率，粗苯回收率，%；a a1 1、a a2 2洗苯塔入口煤气和出口煤气中苯族烃的含量，洗苯塔入口煤气和出口煤气中苯族烃的含量，g/mg/m3 3 回收率的大小取决于下列因素：煤气和洗油中苯族烃的含量；煤气流速回收率的大小取决于下列因素：煤气和洗油中苯族烃的含量；煤气流速及压力；洗油循环量及其分子量；吸收温度；洗苯塔的构造及填料特性及压力；洗油循环量及其分子量；吸收温度；洗苯塔的构造及填料特性等。等。1 1、吸收温度

19、、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，也受大气温度的影响。油的温度，也受大气温度的影响。吸收温度是通过吸收系数和吸收推动力的变化而影响粗苯回收率的。提吸收温度是通过吸收系数和吸收推动力的变化而影响粗苯回收率的。提高温度可使吸收系数稍有增加，但不显著，而吸收推动力却显著减少。高温度可使吸收系数稍有增加，但不显著，而吸收推动力却显著减少。第18页/共55页式式（4-74-7）中中洗洗油油分分子子量量MMm m及及煤煤气气总总压压P P波波动动很很小小，可可视视为为常常数数。而而粗粗苯苯的的饱

20、饱和和蒸蒸汽汽压压P P0 0是是随随着着温温度度而而变变的的。将将式式（4-74-7）在在不不同同温温度度时时所所求求得得的的a a与与c c的的数数值值用用图表示，即得图表示，即得图图4-24-2，4-34-3所示的苯族烃在煤气和洗油中的平衡浓度关系曲线。所示的苯族烃在煤气和洗油中的平衡浓度关系曲线。由由图图知知，当当煤煤气气中中苯苯族族烃烃的的含含量量一一定定时时，温温度度越越低低，洗洗油油中中与与其其平平衡衡的的粗粗苯苯含量越高，温度越高，洗油中与其平衡的粗苯含量则显著降低。含量越高，温度越高，洗油中与其平衡的粗苯含量则显著降低。当当入入塔塔贫贫油油含含苯苯量量一一定定时时间间、，洗洗

21、油油液液面面上上苯苯族族烃烃的的蒸蒸气气压压随随吸吸收收温温度度升升高高而而增增加加，吸吸收收推推动动力力则则随随之之减减少少，致致使使洗洗苯苯塔塔后后煤煤气气中中的的苯苯族族烃烃含含量量a a2 2（塔塔后后损损失）增加，粗苯回收率失）增加，粗苯回收率 降低。降低。图图4-44-4表表明明了了 及及a a2 2与与吸吸收收温温度度之之间间的的关关系系，由由图图可可知知，当当吸吸收收温温度度高高于于3030时，随着吸收温度的升高时，随着吸收温度的升高a a2 2显著增加，显著增加，显著下降。显著下降。因因此此，吸吸收收温温度度不不宜宜过过高高，也也不不宜宜过过低低。在在低低于于1515时时，洗

22、洗油油的的粘粘度度将将显显著著增增加加，使使洗洗油油输输送送及及其其在在塔塔内内的的均均匀匀分分布布和和自自由由流流动动都都发发生生困困难难。当当洗洗油油温温度度低低于于1010时时，还还可可能能从从油油中中析析出出固固体体沉沉淀淀物物。因因此此实实际际温温度度以以2525为为宜宜，在在20203030之间波动。之间波动。操操作作中中洗洗油油温温度度应应高高于于煤煤气气温温度度，以以防防止止煤煤气气中中的的水水汽汽冷冷凝凝而而进进入入洗洗油油中中，一般规定洗油温度在夏季高煤气温度高一般规定洗油温度在夏季高煤气温度高22左右，冬季高左右，冬季高44左右。左右。为为保保证证适适宜宜的的吸吸收收温温

23、度度，自自硫硫铵铵工工段段来来的的煤煤气气进进洗洗苯苯塔塔前前，应应在在最最终终冷冷却却器器内冷却至内冷却至18182828，贫油应冷却至，贫油应冷却至3030。第19页/共55页第20页/共55页图图4-4 4-4 和和a a2 2与吸收温度之间的关系与吸收温度之间的关系第21页/共55页2 2、洗油的吸收能力及循环油量、洗油的吸收能力及循环油量 由由式式（4-8 4-8）可可见见，当当其其他他条条件件一一定定时时，洗洗油油的的分分子子量量减减小小将将使使洗洗油油中中粗粗苯苯 含含 量量C C增增大大，即即吸吸收收能能力力提提高高。同同类类液液体体吸吸收收剂剂的的能能力力与与其其分分子子量量

24、成成反反比比，吸吸收收剂剂与与溶溶质质的的分分子子量量越越接接近近，越越容容易易溶溶解解，吸吸收收越越完完全全。在在回回收收等等量量粗粗苯苯的的情情况况下下，如如洗洗油油的的吸吸收收能能力力强强，使使富富油油的的含含苯苯量量高高，则则循循环环洗洗油油量量也也可可相相应应减减少少。图图4-54-5表明了洗油分子量与其吸收能力的关系。表明了洗油分子量与其吸收能力的关系。但洗油的分子量也不宜太小，否则洗油在吸收过程中挥发损失较大，并用脱但洗油的分子量也不宜太小，否则洗油在吸收过程中挥发损失较大，并用脱苯蒸馏时不容易于粗苯分离。苯蒸馏时不容易于粗苯分离。送往洗苯塔的循环洗油量可根据下式求得：送往洗苯塔

25、的循环洗油量可根据下式求得：式中：式中：VV煤气量，煤气量，m m3 3/h/h；a a1 1、a a2 2洗苯塔进、出口煤气中苯族烃含量，洗苯塔进、出口煤气中苯族烃含量，g/mg/m3 3；L L洗油量，洗油量，kg/hkg/h；C C1 1、C C2 2洗苯塔进出口煤气中苯族烃含量，洗苯塔进出口煤气中苯族烃含量，%。由上式可见，增加循环洗油量，可降低洗油中粗苯的含量，增加吸收推动力，由上式可见，增加循环洗油量，可降低洗油中粗苯的含量，增加吸收推动力，从而可提高粗苯回收率，但循环油量也不宜过大，以免过多地增加电、蒸汽的耗从而可提高粗苯回收率，但循环油量也不宜过大，以免过多地增加电、蒸汽的耗量

26、和冷却水的用量。量和冷却水的用量。在塔后煤气含量一定的情况下，随着吸收煤气温度的升高，所需要的循环耗在塔后煤气含量一定的情况下，随着吸收煤气温度的升高，所需要的循环耗油量也随着增加，关系油量也随着增加，关系如图如图4-64-6：第22页/共55页图图4-5 4-5 洗油分子量与其吸收能力的关系洗油分子量与其吸收能力的关系(20)(20)第23页/共55页第24页/共55页实际的循环洗油量可按理论最小量计算：实际的循环洗油量可按理论最小量计算：L Lminmin=（kg/hkg/h）（4-174-17）式中式中 P Pb b纯苯的饱和蒸气压，纯苯的饱和蒸气压，kPakPa；M Mm m洗油分子量

27、；洗油分子量；V V不包括苯族烃的入塔煤气体积，不包括苯族烃的入塔煤气体积，m m3 3/h/h；P P1 1入塔煤气压力，入塔煤气压力，kPakPa；要求达到的苯族烃的实际回收率；要求达到的苯族烃的实际回收率；当吸收面积为无限大时苯族烃的回收率。当吸收面积为无限大时苯族烃的回收率。=1=1实际循环油量可取为实际循环油量可取为L Lminmin的的1.51.51.61.6倍。倍。循环油量可按设计额确定。当装入没挥发不在、超过循环油量可按设计额确定。当装入没挥发不在、超过28%28%时，则循环时，则循环油量也可按计定额确定。当装入煤挥发分不超过油量也可按计定额确定。当装入煤挥发分不超过28%28

28、%时，则循环洗油量可时，则循环洗油量可取为每吨干装入煤取为每吨干装入煤0.50.50.550.55m m3 3，当装入煤挥发分超过当装入煤挥发分超过28%28%时，则循环洗油时，则循环洗油量按每平方米煤气量按每平方米煤气1.61.61.81.8L L确定，此值称为油气比。确定，此值称为油气比。由由于于石石油油洗洗油油的的分分子子量量比比焦焦油油洗洗油油大大，因因此此当当用用石石油油洗洗油油从从煤煤气气中中吸吸收同一数量的苯族烃时，所需循环油量要比焦油洗油约大收同一数量的苯族烃时，所需循环油量要比焦油洗油约大30%30%。第25页/共55页3 3、贫油含苯量、贫油含苯量 贫油含苯量是决定塔后煤气

29、含苯族烃量的主要因素之一。由式（贫油含苯量是决定塔后煤气含苯族烃量的主要因素之一。由式（4-84-8）可）可见，当其他条件一定时，出塔煤气中粗苯含量为见，当其他条件一定时，出塔煤气中粗苯含量为2 2g/m3g/m3设洗苯塔出口煤气压力设洗苯塔出口煤气压力P=107.19kPaP=107.19kPa，洗油分子量洗油分子量160160，30 30 时粗苯的饱和蒸气压时粗苯的饱和蒸气压P0=13.466kPaP0=13.466kPa将有关将有关数据代入（数据代入（4-84-8），即可求得与此相相平衡的洗油中粗苯含量），即可求得与此相相平衡的洗油中粗苯含量C1C1：计计算算结结果果表表明明，为为使使塔

30、塔后后损损失失不不大大于于2 2g/mg/m3 3，贫贫油油中中的的最最大大粗粗苯苯含含量量为为0.22%0.22%，为为了了维维持持一一定定的的吸吸收收推推动动力力，C C1 1值值应应除除以以平平衡衡偏偏移移系系数数n n，一一般般n=1.1n=1.11.21.2。若若取取n=1.14n=1.14，则则允允许许的的 贫贫油油含含苯苯量量C C1 1=0.22%/1.14=0.193%=0.22%/1.14=0.193%，实实际际上上，由由于于贫贫油油中中粗粗苯苯的的组组形形成成里里，苯苯和和甲甲苯苯含含量量少少，绝绝大大部部分分为为二二甲甲苯苯和和溶溶剂剂油油，其其蒸蒸气气压压仅仅相相当当

31、于于同同一一温温度度下下煤煤气气中中所所含含苯苯族族烃烃蒸蒸气气压压的的202030%30%，故故实实际际贫贫油油含含粗粗苯苯量量可可允允许许达达到到0.40.40.6%0.6%，此此时时仍仍能能保保证证塔塔后后煤煤气气含含苯苯族族烃烃在在2 2 g/mg/m3 3，如如进进一一步步降降低低贫贫油油中中的的粗粗苯苯含含量量，虽虽然然有有助助于于降降低低塔塔后后损损失失，但但将将增增加加脱脱苯苯蒸蒸馏馏时时的的水水蒸蒸气气耗耗量量，使使粗粗苯苯产品的产品的180180前馏出率减少，并使洗油的耗量增加。前馏出率减少，并使洗油的耗量增加。第26页/共55页 近近年年来来，国国外外有有些些焦焦化化厂厂

32、，塔塔后后煤煤气气含含苯苯量量控控制制在在4 4 g/mg/m3 3左左右右，甚甚至至更更高高。这这一一指指标标对对大大型型焦焦化化厂厂的的粗粗苯苯回回收收是是经经济济合合理理的的。另另外外，从从表表4-44-4所所列列译译本本粗粗苯苯和和从从回回炉炉煤煤气气中中分分离离出出的的苯苯族族烃烃的的性性质质可可以以看看出出，由由回回炉炉煤煤气气中中得得到到的的苯苯族族烃烃，硫硫含含量量比比一一般般粗粗苯苯高高3.53.5倍倍，不不饱饱和和化化合合物物含含量量高高1.11.1倍倍。由由于于这这些些物物质质很很容容易易聚聚合合，会会增增加加粗粗苯苯回回收收和和精精制制操操作作的的困困难难，故故塔塔后后

33、煤煤气气含含苯苯量量控控制制高高一一些些也也是是合合理的。理的。第27页/共55页表4-4 一般粗苯和回炉煤气中分离出来的苯族烃的性质 第28页/共55页 4 4、吸收表面积、吸收表面积 为使洗油充分吸收煤气中的苯族烃，必须使气液两相为使洗油充分吸收煤气中的苯族烃，必须使气液两相间有足够的接触面积（即吸收面积）。填料塔的吸收表面间有足够的接触面积（即吸收面积）。填料塔的吸收表面积即为填料表面积。其值越大，则煤气与洗油接触的时间积即为填料表面积。其值越大，则煤气与洗油接触的时间越长，回收过程进行的越完全。越长，回收过程进行的越完全。根据生产实践，当塔后煤气含苯量要求达到根据生产实践，当塔后煤气含

34、苯量要求达到2 2 g/mg/m3 3时，时，对于木格填料洗苯塔，每小时对于木格填料洗苯塔，每小时1 1煤气所需的吸收表面积一煤气所需的吸收表面积一般为般为1.01.01.1 1.1 m m2 2，对于钢板网填料塔，则为对于钢板网填料塔，则为0.60.60.7 0.7 m m2 2，当减少吸收面积时，粗苯的回收率将显著降低。如图当减少吸收面积时，粗苯的回收率将显著降低。如图4-4-7 7所示，在吸收面积所示，在吸收面积F=FF=F0 0时，粗回收率时，粗回收率为为93.56%93.56%，随着，随着F/FF/F0 0的降低，的降低，也随之降低，当也随之降低，当F/FF/F0 0值在值在0.50

35、.5以下时，以下时，值值随着吸收面积减少而急剧下降，而当吸收面积大于随着吸收面积减少而急剧下降，而当吸收面积大于F F0 0时，时，值提高得很有限，因此适宜的吸收面积应既能保证一定值提高得很有限，因此适宜的吸收面积应既能保证一定的粗苯回收率又使设备费和操作费经济合理。的粗苯回收率又使设备费和操作费经济合理。第29页/共55页 5 5、煤气压力和流速、煤气压力和流速 当当增增大大煤煤气气压压力力时时，扩扩散散系系数数D Dg g将将随随之之减减少少，因因而而使使喜喜欢欢艘艘系系数数有有所所降降低低。但但随随着着压压力力的的增增加加，煤煤气气中中的的苯苯族族烃烃分分压压将将成成比比例例增增加加，使

36、使推推动动系系数数显显著著增增加加，因因而而吸吸收速率也将增大。收速率也将增大。由由式式（4-104-10），增增加加煤煤气气速速率率可可提提高高气气膜膜吸吸收收系系数数，从从而而提提高高吸吸收收速速率率，强强化化吸吸收收过过程程。但但煤煤气气速速率率也也不不宜宜过过大大，以以免免使使洗洗苯苯塔塔阻阻力力和和雾雾沫沫夹夹带带量量过过大大。对对木木格格填填料料，空塔气速以不高于载点气速的空塔气速以不高于载点气速的0.80.8倍为宜。回收率倍为宜。回收率 与上述诸因素之间的关系为：与上述诸因素之间的关系为：（4-184-18）式中式中 回收率；回收率；m m指数指数 ，；P P煤气的平均压力，煤气

37、的平均压力，kPakPa；F F填料的表面积，填料的表面积，m m2 2；V V煤气量，煤气量，m m3 3/h/h；K K总吸收系数，总吸收系数，kg/kg/（mhkPamhkPa）；）；b b指数，指数，；第30页/共55页第31页/共55页四、洗油的质量要求四、洗油的质量要求为满足从煤气中回收和制取粗苯的要求，洗油应具有如下性能：为满足从煤气中回收和制取粗苯的要求，洗油应具有如下性能：（a a）常温下对苯族烃有良好的吸收能力常温下对苯族烃有良好的吸收能力（b b）具化学稳定性，即在长期使用中其吸收能力基本稳定；具化学稳定性，即在长期使用中其吸收能力基本稳定；（c c）在吸收操作温度下不应

38、析出固体沉淀物；在吸收操作温度下不应析出固体沉淀物；（d d）易与水分离，且不生成乳化物；易与水分离，且不生成乳化物；（e e）有较好的流动性，易于用泵抽送并能、在填料上均匀分布。有较好的流动性，易于用泵抽送并能、在填料上均匀分布。第32页/共55页焦化厂用于洗苯的主要有焦油洗油和石油洗油。焦化厂用于洗苯的主要有焦油洗油和石油洗油。焦焦油油洗洗油油是是高高温温煤煤焦焦油油中中230230300300的的馏馏分分，容容易易得得到到，为为大大多多数数焦焦化化厂厂采采用。其指标见用。其指标见表表4-54-5：要要求求洗洗油油的的含含萘萘量量小小于于13%13%，含含苊苊不不大大于于5%5%，以以保保

39、证证在在10101515时时无无固固体体沉沉淀物。萘因熔点较高，在常温下易析出固体结晶，因此，应控制其含量。淀物。萘因熔点较高，在常温下易析出固体结晶，因此，应控制其含量。洗洗油油含含酚酚高高易易与与水水形形成成乳乳化化物物，破破坏坏洗洗苯苯操操作作。另另外外，酚酚的的存存在在还还易易使使洗洗油油边稠。边稠。石油洗油的质量指标石油洗油的质量指标如表如表4-64-6。石石油油洗洗油油脱脱萘萘能能力力强强，一一般般在在洗洗苯苯塔塔后后，可可以以将将煤煤气气中中萘萘脱脱至至0.150.15g/mg/m3 3以以下下。但洗苯能力弱，故循环油量比用焦油洗油时大，因而，脱苯蒸馏时的耗量也大。但洗苯能力弱，

40、故循环油量比用焦油洗油时大，因而，脱苯蒸馏时的耗量也大。石石油油洗洗油油在在循循环环使使用用过过程程中中会会形形成成不不溶溶性性物物质质油油渣渣，并并堵堵塞塞换换热热设设备备，因因而而破破坏坏正正常常的的加加热热制制度度。另另外外，含含有有油油渣渣的的洗洗油油与与水水还还会会形形成成稳稳定定的的乳乳状状液液，影影响正常操作。响正常操作。洗洗油油的的质质量量在在循循环环使使用用过过程程中中、将将逐逐渐渐变变坏坏，其其密密度度、粘粘度度和和 分分子子量量均均会会增增大大，300300前前馏馏出出量量降降低低。这这是是因因为为洗洗油油在在洗洗苯苯塔塔中中吸吸收收苯苯族族烃烃的的同同时时还还吸吸收收了

41、了一一些些不不饱饱和和化化合合物物，它它们们在在煤煤气气中中硫硫醇醇等等硫硫化化物物的的作作用用下下，会会聚聚合合成成高高分分子子聚聚合合物物并并溶溶解解在在洗洗油油中中，因因而而使使洗洗油油质质量量变变坏坏并并析析出出沉沉淀淀物物，因因此此在在循循环环过过程程中中，洗洗油油的的部部分分轻轻质质馏馏分分被被出出塔塔煤煤气气和和粗粗苯苯带带走走，也也会会使使洗洗油油中中高高沸沸点点组组分分含含量量增增多多，粘度、密度及平均分子量增大。粘度、密度及平均分子量增大。第33页/共55页 表4-5 焦油洗油质量指标 第34页/共55页 表4-6 石油洗油的质量标准 第35页/共55页五、洗苯塔五、洗苯塔

42、焦化厂采用的洗苯塔类型主要有填料塔、板式塔和空喷塔。焦化厂采用的洗苯塔类型主要有填料塔、板式塔和空喷塔。1 1、填料塔、填料塔填填料料洗洗苯苯塔塔是是应应用用较较早早较较广广的的一一种种塔塔。塔塔内内填填料料可可用用木木格格、钢钢板网、金属螺旋、泰勒花环、鲍尔环及鞍形填料。板网、金属螺旋、泰勒花环、鲍尔环及鞍形填料。2 2、孔板塔、孔板塔孔孔板板塔塔容容易易改改善善塔塔内内的的流流体体力力学学条条件件，即即增增加加两两相相接接触触的的表表面面积，提高两相的湍流程度，迅速更新两相以减小扩散阻力。积，提高两相的湍流程度，迅速更新两相以减小扩散阻力。3 3、空喷塔、空喷塔空空喷喷塔塔与与填填料料塔塔

43、相相比比具具有有投投资资省省、接接触触面面积积较较大大、阻阻力力小小、不不堵堵塞塞及及制制造造安安装装方方便便等等优优点点，但但单单段段空空喷喷效效率率低低，多多段段空空喷喷动动力力耗耗大。多段空喷洗苯塔的气速可取为大。多段空喷洗苯塔的气速可取为1.01.01.51.5m/sm/s。第36页/共55页 第三节第三节 煤气的终冷及除萘煤气的终冷及除萘 目前，焦化厂采用的煤气终冷除萘工艺流程主要有油洗萘和煤气终目前，焦化厂采用的煤气终冷除萘工艺流程主要有油洗萘和煤气终冷以及煤气先预冷的油洗萘和煤气终冷流程。冷以及煤气先预冷的油洗萘和煤气终冷流程。一、油洗萘和煤气终冷流程一、油洗萘和煤气终冷流程洗油

44、萘和煤气终冷的工艺流程见洗油萘和煤气终冷的工艺流程见图图4-134-13。从饱和器来的从饱和器来的55556060的煤气进入洗萘塔底部，经由塔顶喷淋下来的的煤气进入洗萘塔底部，经由塔顶喷淋下来的55555757的洗苯富油洗涤后，可使煤气含萘由的洗苯富油洗涤后，可使煤气含萘由2 25 5g/mg/m3 3降到降到0.50.5g/mg/m3 3左右左右，除，除了萘的煤气于终冷塔内冷却送往洗苯塔。了萘的煤气于终冷塔内冷却送往洗苯塔。洗苯塔为木格填料，洗萘所需要填料面积为每洗苯塔为木格填料，洗萘所需要填料面积为每m m3 3煤气煤气0.20.20.30.3m m2 2，塔内煤塔内煤气的空塔速度为气的空

45、塔速度为0.80.81.01.0m/sm/s。洗萘用的洗油为洗苯富油，其喷洒量为洗苯富油量的洗萘用的洗油为洗苯富油，其喷洒量为洗苯富油量的303035%35%，入塔富，入塔富油含萘要求小于油含萘要求小于8%8%。吸收了萘的富油与另一部分洗苯富油一起送入蒸馏脱苯。吸收了萘的富油与另一部分洗苯富油一起送入蒸馏脱苯脱萘。脱萘。终冷塔为隔板式塔，共终冷塔为隔板式塔，共1919层隔板，分两段。下段层隔板，分两段。下段1111层隔板用凉水架来的层隔板用凉水架来的循环水喷淋，将煤气冷却到循环水喷淋，将煤气冷却到4040左右，上段左右，上段8 8层隔板用温度为层隔板用温度为20203030的低的低温循环水喷淋

46、，将煤气再冷却到温循环水喷淋，将煤气再冷却到2525左右，热水从终冷塔底部经水封管流入左右，热水从终冷塔底部经水封管流入热水池，然后用泵送到凉水架，经冷却后自送入冷水池，再用泵送到终冷塔热水池，然后用泵送到凉水架，经冷却后自送入冷水池，再用泵送到终冷塔的下段，送往上段的水尚需要于冷却器中用低温水冷却的下段，送往上段的水尚需要于冷却器中用低温水冷却.第37页/共55页55555757含萘含萘:25g/m3含萘含萘:约约0.5g/m32 255第38页/共55页 二、煤气预冷的油洗萘和煤气终冷流程二、煤气预冷的油洗萘和煤气终冷流程 煤气先预冷的油洗萘和终冷流程见煤气先预冷的油洗萘和终冷流程见图图4

47、-144-14。煤气先进入预冷塔，被冷却水冷却到煤气先进入预冷塔，被冷却水冷却到40404545（萘的（萘的露点为露点为30303535），由于煤气温度高于萘露点温度，故在，由于煤气温度高于萘露点温度，故在塔中无萘析出，预冷后的煤气进入油洗萘塔内，塔内煤气塔中无萘析出，预冷后的煤气进入油洗萘塔内，塔内煤气的温度维持在的温度维持在40404545，洗萘后的煤气再经最终冷却器冷，洗萘后的煤气再经最终冷却器冷却至却至2525左右。此流程由于洗萘温度低，故经洗萘后的煤左右。此流程由于洗萘温度低，故经洗萘后的煤气含萘量可降至于气含萘量可降至于0.40.40.50.5g/mg/m3 3。若采用含萘若采用含

48、萘0.5%0.5%的洗的洗苯贫油洗萘，可使煤气含萘量降至苯贫油洗萘，可使煤气含萘量降至0.2 0.2 g/mg/m3 3以下，以保证以下，以保证萘不在预冷塔析出。萘不在预冷塔析出。第39页/共55页第40页/共55页 第四节第四节 富油脱苯富油脱苯富油脱苯按其加热方式可分为富油脱苯按其加热方式可分为预热器加热富油的脱苯法预热器加热富油的脱苯法和和管式炉加热富油的脱苯法管式炉加热富油的脱苯法。前者是前者是利用列管式换热器用蒸汽间接加热富油利用列管式换热器用蒸汽间接加热富油，使其温度，使其温度达到达到135135145145后进入脱苯塔。后进入脱苯塔。后者是利用管式炉用后者是利用管式炉用煤气间接加

49、热富油煤气间接加热富油，使其温度达到，使其温度达到180180190190后进入脱苯塔。该法由于富油预热温度高，与前后进入脱苯塔。该法由于富油预热温度高，与前者相比具有下列优点：脱苯程度高，贫油含苯量可达者相比具有下列优点：脱苯程度高，贫油含苯量可达0.1%0.1%左左右，粗苯回收率高；蒸汽耗量低，每生产右，粗苯回收率高；蒸汽耗量低，每生产1 1t180t180前粗苯为前粗苯为1 11.51.5t t，仅为预热器加热富油脱苯蒸汽耗量的仅为预热器加热富油脱苯蒸汽耗量的1/3 1/3，产生的污，产生的污水量少；蒸馏和冷凝冷却设备的尺寸小。因此，各国广泛采水量少；蒸馏和冷凝冷却设备的尺寸小。因此，各

50、国广泛采用管式炉加热富油的脱苯工艺。用管式炉加热富油的脱苯工艺。第41页/共55页 一、富油脱苯工艺流程一、富油脱苯工艺流程 1 1、生产一种苯的流程、生产一种苯的流程 见图见图4-154-15。来自洗苯工序的富油依次与脱苯塔顶的油气和水汽混来自洗苯工序的富油依次与脱苯塔顶的油气和水汽混合物、脱苯塔底排出的热贫油换热后温度达到合物、脱苯塔底排出的热贫油换热后温度达到110110130130进入脱水塔。脱水后的富油经过管式炉加热到进入脱水塔。脱水后的富油经过管式炉加热到180180190190进入脱苯塔。脱苯塔顶逸出的进入脱苯塔。脱苯塔顶逸出的90909393的粗苯蒸汽与富油的粗苯蒸汽与富油换热