年产60万吨焦化厂粗苯回收车间工艺的设计

年产60万吨焦化厂粗苯回收车间

工艺设计

1 文献综述

1.1 产品简介

粗苯是多种芳烃和其他化合物组成的混合物，粗苯主要成分是苯、甲苯、二甲苯及三甲苯等，此外，还含有一些不饱和化合物、硫化物及少量的酚类和吡啶碱类。当用洗油回收煤气中的苯族烃时，在所得的粗苯中有少量的洗油轻质馏分，粗笨是焦炭生产过程中副产物，常温下是一种淡黄色易挥发的液体。

粗苯的各主要组分在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，粗苯的质量就越少，一般要求180℃前的馏出量为93—95%粗苯。

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。

由于粗笨是一种初级化工产品，成分复杂，不能直接用于化工生产，也不能直接被终端客户消费，因此需要精苯生产企业把粗笨分理出纯苯、甲苯、二甲苯以及重质苯后，再到消费者手中。

苯、甲苯、二甲苯（简称BTX）等同属于芳香烃，是重要的基本有机化工原料，芳香烃衍生的下游产品，广泛用于三大合成材料（合成塑料、合成纤维、合成橡胶）和有机原料及各种中间体的制造。

苯主要用于合成乙苯、异丙苯环己烷，一部分也用于合成苯胺、马来酸、环氧树脂、尼龙和氯苯等。其中氯苯是重要的制药和染料工业的中间体，而苯胺则广泛用于染料、医药、农药、炸药、助剂、香料等精细化学品的生产，也用于合成材料工业[1]。

二甲苯在工业上有用的是邻、对二甲苯。邻二甲苯可以用作生产邻二甲苯酰酐（苯酐）的原料，邻二甲苯酰酐主要用于增塑剂的制备；对二甲苯用作生产对二甲酸的原料，对苯二甲酸不仅是制造聚酯纤维涤纶的原料，也是制造模型树脂的原料。见表1.1

表1.1各组分的平均含平量

组分分子式含量 %

苯

甲苯

二甲苯

三甲苯

不饱和化合物其中：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

C6H6

C6H5（CH2）3

C6H4（CH2）2

C6H3（CH2）3

——

C5H6

C6H5CHCH2

C8H6O

C9H5

——

CS2

C4H4S

55～70

12～22

2.0～6

2.0～5

7～12

0.6～1.2

0.5～1.0

1.0～

2.0

1.5～

2.5

0.3～1.5

0.3～1.5

0.2～1.2

1.2 国内外的生产现状和市场需求

1.2.1 国内焦化制纯苯现状

（1）酸洗法生产纯苯现状

目前酸洗法生产的纯苯主要用于医药、农药、合成橡胶、树脂、染料、溶剂等等，由于酸洗法生产苯工艺落后而且对环境污染比较严重，目前大城市已逐步的取缔和搬迁；国家考虑到人们健康的要求，早已限制酸洗苯在某些领域的使用，国家发改委也将酸洗法工艺列入了淘汰技术目录予以限制，这样导致了酸洗苯产量的增幅下降。据有关资料显示2003、2004、2005年酸洗苯产量分别为47万吨、52万吨、55万吨，2004年比2003年同比增长了10%，2005年比2004年同比增长了6%，增幅下降。但是酸洗苯在价格方面有很大的优势，下游生产企业仍在不断的加大需求以降低生产成本，因此，酸洗苯受下游产品需求的支援，预计产量将保持一段平稳后，逐步进入下降通道。（2）苯加氢工艺生产纯苯现状

近年来国际石油价格居高不下，带动了下游产品石油苯价格的不断攀升，价格由2004年初的5000元∕吨左右，上升到最高10500元∕吨左右，目前价格在7000元∕吨左右。苯加氢工艺生产的纯苯，在质量上不仅完全达到了石油苯的技术指标要求，而且价格上却有很大的优势，目前以粗笨为原料的加氢苯生产成本与以石油为原料的石油苯生产成本相比低1600元左右，最高时成产成本相差3500元，高利润导致了苯加氢工艺的迅猛发展。而且苯加氢工艺能实现甲苯、二甲苯等化学品的有效分离，代表了粗笨精制的发展方向。

粗苯市场发展中存在这些问题（1）粗苯回收普及率较低。世界上发达国家炼焦企业的焦炉气的回收普及率接近100% , 而我国目前不足70%。其主要原因: 炼焦装置发

展速度过快, 但配套的回收装置因资金问题发展缓慢; 小炼焦、土炼焦和工艺落后的炼焦炉由于各种原因或地方保护未按规定的时间关停。(2)由于技术落后或资金投入不足, 造成粗苯回收率低。据实地考察, 新建大型炼焦装置的焦炉气回收技术比较先进, 回收率比较高, 环境污染也比较小, 而一些小型炼焦装置的焦炉气回收技术既落后又不完善, 如缺少排水系统、污水处理系统和硫回收系统, 不仅粗苯回收率低, 而且也污染了环境。(3)一些地方和焦炭企业对环境治理不重视, 以牺牲环境和资源为代价发展经济, 再加上资金不足,造成焦炉气回收装置不能及时的配套建设, 因此, 国家对焦炭企业治理除了采取强制手段外, 还需在焦炉气回收方面给予一定的政策鼓励和资金投入[2]。

1.2.2 焦化粗苯回收的现有生产工艺

（1）煤气的最终冷却及除萘工艺

目前我国焦化厂所采用的煤气终冷及除萘工艺主要有四种:煤气终冷和机械除萘工艺;煤气终冷和焦油洗萘工艺;洗油萘和煤气最终冷却工艺;横管终冷喷洒轻质焦油洗萘工艺.本设计采用横管终冷喷洒轻质焦油洗萘工艺，同时在粗苯回收的过程中运用智能控制其过程，使其达到最大化[17]。

a煤气终冷和机械除萘工艺

煤气在终冷塔内自下而上流动,与经由隔板孔眼喷淋而下的冷却水流密切接触而被冷却至25℃左右,部分水汽被冷凝下来,同时还有相当数量的萘从煤气中析出,并被水冲洗下来,煤气含萘量也从2000-3000mg/Nm³降到800-1200mg/Nm³。

含萘冷却水由塔底经水封管进入机械化刮萘槽,在此水和萘分离,水流入凉水架冷却到30-32℃,再由泵抽送经冷却器冷却到25℃左右后,回终冷塔循环使用,在萘沉淀