粗苯回收

粗苯吸收
——原理及流程
吸收煤气中的粗苯可用焦油洗油，也可以用石油的轻柴油馏分。洗油应有良好 的吸收能力，大的吸收容量，小的相对分子质量，以便在相同的吸收浓度条件下具 有较小的分子浓度（摩尔分数），降低苯的吸收平衡蒸汽压，增大吸收推动力。 焦油洗油的沸点范围为230~300℃，其主要成分为甲基萘、二甲基萘和苊。相对 分子质量170~180，有良好的吸收粗苯的能力，饱和吸收量可达2.0~2.5%。 焦炉煤气以25～27℃依次通过串联的洗苯塔，与塔顶喷洒的焦油洗油逆流接触， 脱除粗苯后煤气从塔顶排出。塔底排出含粗苯2%~2.5%的富油送往蒸馏装置脱苯。脱 苯后的贫油含苯0.2％~0.4%，经冷却至27~ 31℃后送至洗苯塔循环使用。终冷后的 煤气含粗苯25~40g/m3，在粗苯吸收塔内用洗油吸收，出吸收塔后的煤气含苯小于 2g/m3，吸收过程为物理吸收。
煤气最终冷却和除萘
——最终冷却和油洗萘工艺
1.流程：饱和器来的50~56℃的煤气进入木格式洗苯塔，被有喷淋下来的富油洗 萘。富油进塔温度比煤气温度高5-7℃，煤气含萘可由2000~2500mg/Nm³降到500800mg/Nm³。除萘后的煤气进入终冷塔，该塔为隔板式，分两段。下段用从凉水架 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2.5~3t/1000Nm³煤气。 2.特点：优点是塔后煤气含萘量要低于其他两种工艺流程，用水量也仅为水洗 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。
煤气经过饱和器回收氨后，温度为55~60℃，但是用洗油吸收煤气中的粗苯的适 宜温度应为20~25℃，所以，从煤气中回收粗苯之前，需要进行冷却。 故粗苯回收工段由煤气最终冷却、粗苯吸收和吸收油脱出粗苯过程构成。
煤气最终冷却和除萘
从煤气中回收粗苯之前，需要对煤气进行冷却，又因煤气中含萘约为 1.3g/m3， 故在冷却煤气的同时，煤气中的萘会部分析出，所以还要除萘。 我国焦化厂目前所采用的煤气终冷及除萘的工艺流程主要有四种： 煤气终冷和机械除萘工艺；煤气终冷和焦油洗油工艺；煤气最终和油洗萘冷却 工艺；横管终冷喷洒轻焦油洗萘工艺*。
煤气最终冷却和除萘
——横管终冷喷洒轻质焦油洗萘工艺*
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。 2.特点：

该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。 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。 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。 由于煤气冷却不直接与水接触，所以无含酚污水的处理。
煤气最终冷却和除萘
——终冷的几种工艺
焦炉煤气终冷有直接水终冷法、间接水终冷法和直接抽终冷法。其主要设备为 焦炉煤气终冷塔。 直接水终冷法：用循环喷洒的冷却水直接与煤气接触，对煤气进行最终冷却。 直接水终冷法是焦炉煤气终冷工艺中最通用的一种方法。直接水终冷法分敞开式和 封闭式两种。敞开式在煤气终冷前既无脱萘也无脱硫脱氰装置。煤气在终冷中脱萘， 煤气中的氰化氢同时大量溶解于终冷水中，氰化氢等有害气体从凉水架上逸散，污 染了环境，并且工艺流程复杂，因此，敞开式出一些老厂仍在延续使用外，新厂已 不再采用。 在封闭式流程中，煤气在终冷前已经脱除了煤焦油、萘、硫化氢和氰化氢，且 回收了氨，因此工艺流程比较简单。回收氨后约60℃左右的煤气在终冷塔内被循环 喷洒的终冷水冷却至25℃，从塔顶排出，去洗苯塔。在终冷水循环系统中设有间接 冷却器，用循环冷却水和低温冷却水两端封闭式冷却。终冷塔内产生的冷凝液以终 冷水排污方式排出，送往生物托分装置处理。
煤气最终冷却和除萘
——最终冷却和机械除萘
1. 流程：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21-27℃，部分水汽被冷凝下来，同时还有相当数量的萘也从煤 气中析出，并被水冲洗下来，煤气含萘量可从2000-3000mg/Nm³，降到8001200mg/Nm³。冷却后的煤气进入洗苯塔。 含萘冷却水由塔底经水封管自流入机械化萘沉淀槽,水和萘在槽中分离后,水自流 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, 在捺沉淀槽中积聚的萘,定期用水蒸气压送到焦油槽回焦油氨水澄清槽处理。现在也 有的焦化厂用热氨水或初冷冷凝液来熔萘。融化后的萘自流回冷凝工段。此法简化 了操作且改善了劳动条件。
煤气最终冷却和除萘
——最终冷却和机械除萘
2.特点：优点是操作稳定，便于管理；缺点是沉萘槽庞大笨重、除萘不净；终 冷塔需冷却煤气和冲萘，循环水用量大，不利于环保。
煤气最终冷却和除萘
——最终冷却和油洗萘工艺
1.流程：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，通过筛板是孔眼向下流动，在与水对流接触过程将水中含萘降到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。
煤气最终冷却和除萘
——最终冷却和油洗萘工艺
煤气最终冷却和除萘
——最终冷却和油洗萘工艺
煤气最终冷却和除萘
——横管终冷喷洒轻质焦油洗萘工艺*
1.流程：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450mg/Nm³以下，然后从塔底排 出，进入旋风捕雾器除掉夹带的焦油，萘 片和凝结水雾，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。
深冷凝结法是把焦炉煤气加压到0.8MPa并冷冻到−45℃，使粗苯冷凝下来，此 法所得的粗苯质量好，颜色透明，180℃前馏出物可达96%，脱苯后的煤气含苯率小 于1 g/m3，适合焦炉煤气远距离输送或者送往合成氨厂用。
粗苯的概况
——回收苯族烃的方法
洗油吸收法用洗油在专门的洗苯塔吸收煤气中的粗苯，然后将吸收了粗苯的洗 油（富油），在脱苯装置中脱出粗苯，脱粗苯后的洗油（贫油）经过冷却后重新回 到洗苯塔，继续吸收粗苯。
粗苯回收
《煤化工工艺学》
粗苯概况
煤气最终冷却和除萘 粗苯吸收 富油脱苯 洗油再生
粗苯概况
粗苯是煤热解生成的粗煤气中的产物之一，经脱氨后的焦炉煤气中回收的苯系 化合物，其中以苯含量为主，称之为粗苯。 粗苯和煤焦油是炼焦化学产品回收中最重要的两类产品。在石油工业中曾被称 为基础化工原料的八种烃类有四类（苯、甲苯、二甲苯、萘）从这两类产品中提取。 目前，中国年产焦炭达到1.6～1.8亿吨,可回收的粗苯资源达200万吨。虽然从石油 化工可生产这些产品，但焦化工业仍是苯类产品的重要来源，因此，从焦炉煤气中 回收苯族烃具有重要的意义。 一般粗苯产率是炼焦煤的0.9%~1.1%，在焦炉煤气中含粗苯30~40g/m3。
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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。
煤气最终冷却和除萘
——最终冷却和油洗萘工艺
2.特点：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，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。
粗苯概况
——粗苯的组成
粗苯是由多种芳烃和其他化合物组成的复杂混合物。粗苯中主要含有苯、甲苯、 二甲苯和三甲苯等芳香烃。此外，还含有不饱和化合物、硫化物、饱和烃、酚类和 吡啶碱类。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。 粗苯的组成取决于炼焦配煤的组成及炼焦产物在碳化室内热解的程度。在炼焦 配煤质量稳定的条件下，在不同的炼焦温度下所得粗苯中苯、甲苯、二甲苯和不饱 和化合物在180℃前馏分中含量见下表。
粗苯的概况
——粗苯的性质
粗苯是黄色透明的油状液体，比水轻，不溶于水。在贮存时，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，使其着色变暗。粗苯 易挥发易燃，闪点为12℃，初馏点40~60℃。粗苯蒸气在空气中的浓度达到1.4％ ~7.5％(体积)范围时，能形成爆炸性混合物。 粗苯的热性质依其组成而定。一般可采用下列近似计算式确定。 粗苯比热容：
Ct 1.604 0.004367 t kJ/(kg·℃)
86.67 0.1089 t kJ/(kg·℃) M
粗苯蒸气比热容：C 式中 t—温度，℃；
M—粗苯相对分子质量，依粗苯组成而定。工程计算中可取M=83。
粗苯的概况
——粗苯的性质
粗苯蒸气比焓：i=431.24+c·t KJ／kg
式中 t—温度，℃
c—粗苯蒸气比热容，kJ／kg•℃ 故于0℃时粗苯比热容为1.604J/（g•K）,蒸发热为447.7J/g，粗苯蒸气比热容 为431J/（g•K）。
粗苯的概况
——回收苯族烃的方法
从焦炉煤气中回收苯族烃采用的方法有洗油吸收法，固体吸附法和深冷凝结法。 其中洗油吸收法工艺简单经济，得到广泛应用。 洗油吸收法依据操作压力分为加压吸收法，常压吸收法和负压吸收法。加压吸 收法的操作压力（表压）为800~1200kPa，此法可强化吸收过程，适于煤气远距离 输送或作为合成氨厂的原料气。常压吸收法的操作压力稍高于大气压，是各国普遍 采用的方法。负压吸收法应用于全负压煤气净化系统。 固体吸附法采用具有大量微孔组织和很大 吸收表面积的活性炭或硅胶作吸附剂， 活性炭的吸附表面积为1000m2/g，硅胶的吸附表面积为450m2/g。此法粗苯脱除 率高，但吸附剂 的价格贵，工业上受限制，而多用于煤气中粗苯的定量分析。该法 在中国曾用于实验室分析测定。例如煤气中苯含量的测定就是利用这种方法。
粗苯概况
——粗苯的组成
此外，粗苯中酚类的含量通常为0.1%~1.0%,吡啶碱类的含量为0.01%~0.5%。当 硫铵工段从煤气中回收吡啶碱类时，则粗苯中吡啶碱类含量不超过0.01%。 粗苯中各主要组分均在180℃前馏出，高于180℃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，通常将180℃前馏出量当作100%来计算，故以其 180℃前的馏出量作为鉴别粗苯质量的指标之一。 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 出量愈多，粗苯质量就愈好。一般要求粗苯180℃前馏出量在93%~95%。
煤气最终冷却和除萘
——终冷的几种工艺
间接水终冷法：初冷后的煤气进入列管式终冷器内，在管束间自上而下的流动， 被管内中冷水冷却至25~30℃，由下部派出，送往洗苯塔。煤气冷凝液流入器底，用 泵抽出，送入终冷器的顶部和中部循环喷洒，以冲洗横管外壁上含沉积物。多余的 冷凝液，间歇的送往焦炉煤气初冷流程中的焦油氨水分离器。间接水终冷在传热效 果上不如直接水终冷法，因此较少采用。 直接油终冷法：以轻柴油为冷却介质，与煤气直接进行冷却。脱去煤焦油、奈 和氨后的煤气，在油终冷塔内被循环喷洒的轻柴油由约55℃冷却至25~30℃后出塔， 送往后续的洗苯塔。轻柴油和煤气冷凝液一起进入油终冷塔下部的油澄清槽，在冷 凝液被分离出后用循环油泵送经油冷却器冷却至24~28℃，入油终冷塔循环使用。油 终冷塔分为两段，上段引出的轻柴油用喷洒油泵送入下段喷洒冷却煤气。