第4章煤气中粗苯的回收复件

焦炉煤气回收粗苯工艺的设计祁军【摘要】以从焦炉煤气中回收粗苯为研究对象,在分析相关粗苯回收理论的基础上,对洗苯和脱苯的工艺进行探讨,并最终确定采用焦油洗油吸收工艺实现洗苯操作、采用管式炉加热蒸馏的方式实现脱苯操作.最后,对洗苯和脱苯操作的洗苯塔和管式炉选择的注意事项及原则进行概述,为实际生产中提升粗苯回收率奠定基础.【期刊名称】《山西化工》【年(卷),期】2019(039)004【总页数】3页(P44-45,48)【关键词】焦炉煤气;粗苯;回收;洗苯;脱苯【作者】祁军【作者单位】山西焦煤集团五麟煤焦开发有限责任公司,山西汾阳 033000【正文语种】中文【中图分类】TQ523.5引言煤炭作为我国的主要能源之一，其也是我国经济发展的主要动力之一。

不同形式的煤由于其独特的性质和优势，以多种形式应用于各个行业。

其中，煤炭主要应用于火力发电行业中；煤气主要应用于居民的日常生活中；焦炭在燃烧过程中能够产生大量的热量，主要应用炼钢企业中［1］。

焦炭是煤在焦化厂中炼焦的产物，在炼焦的过程中有75%的煤炭转化为焦炭，其余25%转化为各种化学品和煤气。

据统计表明，从焦炉煤气、粗苯、煤焦油中可提炼出上百种焦化产品。

粗苯作为煤炭炼焦过程中的产物，具有不溶于水、易燃、易爆、易中毒的特点。

粗苯是一种由多种有机物组成的混合物。

在工业应用中，粗苯不仅可以制成丙酮、苯酚等物质，还能够加工成为橡胶、纤维等产品［2］。

除此之外，粗苯还可通过精加工制得甲苯、二甲苯、纯苯等产品。

因此，不论从工业生产的安全性，还是从充分利用焦化产品、综合利用煤炭资源等方面都需对焦炉气中的粗苯进行回收。

实现对焦炉煤气中粗苯的回收不仅可以净化焦炉煤气，还能够获得更有经济价值的粗苯。

1 粗苯回收理论研究1.1 回收粗苯方法研究目前，在工业生产中从焦炉煤气中回收粗苯的方法主要包括洗油吸收法、活性炭吸附法以及深冷凝结法。

其中，洗油吸收法采用不同的装置可以得到不同的产品。

焦炉煤气中粗苯的回收工艺设计毕业论文设计说明本次毕业实习的地点是在中平能化集团河南京宝焦化有限公司，具体工作岗位是工艺技术部粗苯蒸馏工段。

经过近两个月的岗位工作，作者对焦化厂粗苯回收工艺流程有了一定程度的了解和掌握，所以将毕业设计题目定为：15000 m3/h焦炉煤气中粗苯的回收工艺设计。

粗苯回收工艺主要分终冷洗苯和粗苯蒸馏两个过程，根据河南京宝焦化有限公司的粗苯回收工艺流程以及自己对粗苯回收相关内容的一些了解，本设计采用的是常压填料吸收塔进行焦炉煤气中粗苯的吸收，用管式炉加热富油生产一种苯的方法进行粗苯的蒸馏。

主要流程为焦炉煤气首先自上而下经过横管式终冷塔，在此依次用32°C的循环水和18°C的低温水除去煤气中的萘，然后煤气自下而上进入洗苯塔，塔顶向下喷洒27°C左右的吸油，气、液逆向接触，使洗油充分吸收煤气中的粗苯而成为富油。

富油送往管式加热炉预热到135°C，之后从第15层塔板处进入脱苯塔，在此富油被加热到180°C，粗苯蒸汽由塔顶采出，塔底则为贫油。

然后粗苯蒸汽依次经过油气换热器和冷凝冷却器后成为液体进入粗苯储槽。

洗苯塔操作压力0.1MPa，填料塔高度13 m，塔径为 2.2m，入塔煤气中粗苯含量25 g/m3 ～40 g/m3，出塔含量为4 g/m3以下。

本设计中的计算内容主要有吸收塔中气液相的物料衡算和管式炉加热脱苯工序的热量衡算，以及吸收塔设备的相关工艺计算。

完成的图纸有带控制点的粗苯回收工艺流程图、物料衡算图和主设备洗苯塔和脱苯塔的剖面图。

关键词：焦炉煤气、粗苯回收、粗苯蒸馏、常压、洗苯塔、管式炉、Design NotesThis is the place of graduation practice of the Group in Henan to Beijing Zhongping Bao Coking Co., Ltd., is a technology specific jobs distillation section in the Ministry of benzene. After nearly two months of post work, I have a coke plant crude benzene recovery process a degree of understanding and knowledge, so I put my graduate design topics as: 15000 m3 / h of coke oven gas in the crude benzene recovery process design.Crude benzene recovery process mainly consists of the final cold wash both benzene and benzene distillation process, according to King Po Coking Co, Ltd. Henan, crude benzene recovery of crude benzol recovery process and their relevant content on some idea, this design uses the atmospheric pressure packed absorption tower for absorption of benzene in coke oven gas with a tube furnace heated to produce a rich oil method of benzene benzene distillation. Operating pressure of 0.1, height of packed tower 13, tower diameter, the benzene content of the gas into the tower 25g/m3 ~ 40g/m3, the tower content 4g/m3 below. Calculation of the design content of the main absorber in the gas phase of the material balance and the tube furnace heating process from benzene heat balance, and the calculation of the absorber device related technology. The drawings are done with the control point flow chart of crude benzene recovery, material balance chart and the main equipment wash benzene tower profile.Key words: coke oven gas, crude benzene recovery, clumsy distillation, atmospheric pressure, benzene washing tower, tube furnace目录设计说明 (I)Design Notes (II)主要符号说明 (iii)引言 (1)1设计总论 (2)1.1粗苯的组成和性质 (2)1.1.1 粗苯的组成 (2)1.1.2 粗苯的性质 (3)1.2 回收苯族烃的方法 (3)1.3 影响粗苯回收的因素 (4)1.3.1 吸收温度 (4)1.3.2 洗油的吸收能力及循环油量 (4)1.3.3 贫油含苯量 (5)1.3.4 吸收表面积 (6)1.3.5 煤气压力和流速 (6)1.4 粗苯回收过程存在问题与改进措施 (7)1.4.1 存在问题 (7)1.4.2 改进措施 (7)2 设计方案的确定 (9)2.1生产条件及参数 (9)2.2 工艺流程及工艺流程图 (9)2.2.1 工艺流程 (9)2.2.2 工艺流程图 (11)3 物料衡算与热量衡算 (13)3.1 物料衡算 (13)3.1.1 进塔焦炉煤气中各组分的含量 (13)3.1.2 进塔焦炉煤气中粗苯的摩尔组成 (13)3.1.3 气、液量计算 (14)3.1.4 粗苯蒸馏工段物料横算 (14)3.2 热量衡算 (18)3.2.1管式炉供给富油的热量Q (18)m (19)3.2.2 管式炉供给蒸气的热量QV3.2.3 管式炉加热面积 (19)4 主要设备的工艺计算 (20)4.1 吸收塔塔径计算 (20)4.2 吸收塔高度计算 (21)4.2.1 传质单元高度 (21)4.2.2 传质单元数 (22)4.2.3 填料层高度 (23)4.2.4 塔附属高度 (23)4.3 填料塔的压力降 (23)4.3.1 气体进出口压力降 (23)4.3.2 填料层压力降 (24)4.3.3 填料塔的总压力降 (24)5 主要设备的强度校核 (25)5.1壁厚设计及校核 (25)5.2 封头设计 (26)5.3 圆筒的应力 (26)5.4 塔裙座高度 (26)6 辅助设备的选型 (27)6.1 洗苯塔附属设备 (27)6.1.1填料支撑装置 (27)6.1.2液体分布器 (28)6.1.3液体再分布器 (29)6.1.4气体的进口与出口装置 (30)6.2 管式加热炉 (31)6.3 洗油再生器 (32)6.4 脱苯塔 (35)6.5 泵 (35)6.6 工艺管道 (36)6.7 换热器 (36)7 设计结果 (37)8 参考文献 (38)9 附录 (39)10 致谢 (40)主要符号说明引言粗苯是炼焦化学产品回收中最重要的两类产品之一。

第四章煤气中氨和粗轻吡啶的回收在高温炼焦过程中，炼焦煤中所含的氮有10％～12％的氮变为氮气，约60％的氮残留于焦炭中，有15％～20％的氮生成氨，有1.2％～1.5％转变为吡啶盐基。

所生成的氨与赤热的焦炭反应则生成氰化氢。

这些含氮化合物在煤气初冷时，一些高沸点吡啶盐基溶于煤焦油氨水，沸点较低吡啶盐基几乎全部留在煤气中。

氨则分配在煤气和剩余氨水中。

初冷器后煤气含氨约4～6g/m3，氨是一种制造氨肥的原料，但合成氨工业规模很大，焦炉煤气中的氨回收与否对氨生产与使用的平衡影响不大。

不过焦炉煤气中的氨必须回收，因为焦炉煤气中含有水蒸气，冷凝液中必含氨，为保护大气和水体，含氨的水溶液不能随便排放；焦炉煤气中的氨与氰化氢、硫化氢化合，加剧了腐蚀作用，煤气中氨在燃烧时会生成氧化氮；氨在粗苯回收中能使洗油和水形成乳化物，影响油水分离。

为此，焦炉煤气中的氨含量不允许大于0.03g/m3。

目前，中国焦化厂炼焦时生成的氨主要通过生产硫酸铵，也有用磷酸吸收氨制取无水氨的工艺，因所得产品质量高，技术先进，得到应用和发展。

生产浓氨水工艺，因氨易挥发损失，污染环境，产品运输困难，此工艺在小型焦化厂仍有采用。

轻吡啶盐基的重要用途是做医药的原料和合成纤维的溶剂，在焦化厂粗轻吡啶盐基都是在生产硫酸铵的工艺中从硫酸铵母液中提取回收的。

第一节硫酸吸氨法回收煤气中的氨一、氨的性质和用途在常温常压下，氨是五色、有强烈的刺激气味的气体，密度为0.771kg/m3，比空气密度小。

氨容易液化，在常压下冷却至-35℃或在常温下加压至11.2MPa 时气态氨就液化成五色透明液体。

氨为易溶于水的气体，其水溶液呈碱性。

氨是一种重要的化工产品，也是氮肥工业、制造硝酸、生产铵盐等化工产品生产的重要原料。

二、硫酸铵生产的原料和产品用硫酸吸收煤气中的氨即可反应生成硫酸铵。

焦化厂生产硫酸铵不用纯硫酸，通常采用质量分数为75％～76％的硫酸，或质量分数为90%～93%的硫酸。

赵云鹏中国矿业大学化工学院第八章煤气中粗苯的回收●粗苯是煤干馏过程中分解产生的芳香烃化合物中分子量较低的部分，其产率占炼焦干煤装入量的0.8％～1.4％，●荒煤气中的粗苯含量一般为25～45g/标m3，在荒煤气中的体积比约为1％。

23第八章煤气中粗苯的回收回收粗苯的方法固体吸附法洗油吸附法深冷凝结法将煤气冷却到-40 ~ -50℃，苯族烃冷凝冷冻成固体，进行分离。

很少采用。

活性炭(1000m 2/g)或硅胶(450m 2/g)作吸附剂。

煤焦油洗油和石油洗油第八章煤气中粗苯的回收第一节煤气终冷和除萘工艺第二节洗油吸收法回收粗苯的原理与工艺第三节富油脱苯4第一节煤气终冷和除萘工艺在生产硫酸铵的回收工艺中，饱和器后的煤气温度通常为55℃左右，而回收苯族芳烃的适宜温度为25℃左右。

因此，在回收苯族芳烃之前要再次进行冷却，称为终冷。

5第一节煤气终冷和除萘工艺脱除煤气中萘的方法主要有两种，一种是用油进行洗涤吸收，另一种是在煤气终冷时，用水进行洗涤。

一、油洗萘工艺二、水洗萘工艺6一、油洗萘工艺油洗萘方法的优点可以将煤气中的含萘量降至小于0.5g/标m3，不排含酚污水，操作环境好等。

油洗萘方法的所用洗油种类焦油洗油、轻质焦油、轻柴油、蒽油等。

78一、油洗萘工艺图8-1 萘在焦油洗油与煤气中的平衡关系图8-2 萘在-10号轻柴油与煤气中的平衡关系一、油洗萘工艺油洗萘工艺流程●一种是煤气的终冷和洗萘同时进行，简称冷法油洗萘；●另一种是煤气在终冷前进行洗萘，简称热法油洗萘。

910一、油洗萘工艺 冷法油洗萘工艺流程分离器三层浮阀塔或填料塔25℃45℃内设加热器85-90℃，破乳作用地下槽优点：操作温度低、萘脱除率高缺点：洗油易发生乳化、脱水工序繁琐一、油洗萘工艺热法油洗萘工艺流程55-57℃50-55℃2-2.5g/m30.5g/m3隔板式终冷塔11二、水洗萘工艺1. 煤气终冷和机械化除萘图8-3 煤气终冷和机械化除萘工艺流程1-煤气终冷塔；2-机械化刮萘槽；3-萘扬液槽；4-终冷循环水泵；5-凉水架；6-循环水冷却器50-60℃0.8g/m3缺点：水和萘不易分离25-27℃30-32℃12二、水洗萘工艺2. 煤气终冷和热焦油洗萘为保证焦油滴不被水带走，水的流速不得大于焦油滴在水终的沉降速度。