130万吨焦化厂粗笨工段工艺设计

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降低塔后损失，但将增加脱苯蒸馏时代蒸汽耗量，使粗苯产品的180℃前馏出率减少，并且是洗油含量增加。

近年来，国外一些焦化厂，塔后煤气含粗苯量控制在4g/Nm3左右，甚至更好，这一指标对大型焦化厂的粗苯回收是经济合理的。另外，从一般粗苯粗苯和回炉煤气中分离出来的苯族烃的性质可以看出，由回炉煤气中得到的苯族烃，硫含量比粗苯高3.5倍，不饱和化合物的含量高1.1倍，由于这些物质很容易聚合，故会增加粗苯的回收和精制难度，因此，塔后煤气含苯量控制高一些也合理。 4．吸收表面积的影响

为使洗油充分吸收煤气中的苯族烃，必须使气液两相之间有足够的接触面积（即吸收面积）。填料塔的吸收面积即为塔内填料表面积，填料表面积愈大，则煤气与洗油接触时间愈长，回收过程进行的愈完全。适当的吸收面积即能保证一定的粗苯回收率，又使设备费和操作费经济合理。 5．煤气压力与流速的影响：

当增大煤气压力时，扩散系数将随之减少，因而是吸收系数有所降低。但随着压力的增加，煤气中的苯族烃分压将成比例地增加，使吸收推动力显著增加，因而，吸收速率也将增加。

煤气流速的增大也可提高吸收系数，并且可以提高气液相接触的涡流程度和提高洗苯塔的生产能力，所以，加大煤气速度可以强化吸收过程，但煤气速度太大时，容易使洗苯塔阻力和雾沫夹带量急剧增加。

3.4 脱苯原理

脱苯原理实际上是精馏原理，由挥发度不同的组分的混合液中精馏塔内多次地进行部分气化和部分冷凝，使其分离几乎纯态的组分的过程，在精馏过程中，当加热互不相溶的液体混合物时，如果塔内的总压力等于个混合组分的饱和蒸汽分压之和时，液体开始沸腾，但从富油中蒸出粗苯，要求达到脱苯条件，必将富油加热到250～300℃，这实际上是不可行的。

为了降低蒸馏温度采用水蒸气法蒸馏。这样，在脱苯过程中通入大量的直接水蒸气，当塔内总压力的为一定值时，若气相中水蒸气所占的分压愈高，则粗苯和洗油的蒸汽分压就愈低，这样就可以在较低的温度下（远低于250～300℃），将粗苯完全地从洗油中蒸馏出来。

由此可见，脱苯操作时直接蒸汽用量，对蒸馏过程有着重要影响。 下面就脱苯蒸馏中的蒸汽耗量进行几点讨论：

1) 当贫油含苯量一定时，直接蒸汽的耗量是随着洗油预热的温度的升高而减少，一般

在富油预热温度从140℃提高到180℃时，直接蒸汽 耗量可降低一半以上。 2) 提高直接蒸汽的过热温度，可降低其耗用量。

3) 当富油中粗苯含量较高时，在一定的预热温度下，由于粗苯的蒸汽 分压较高，对

于蒸出每吨180℃之前的粗苯，可以减少直接蒸汽耗用量。

4) 在其他条件一定时，蒸汽的耗用量是随塔内总压的提高而增加的，因此若要达到所

需求的脱苯程度，塔内温度必然要高。

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影响脱苯的因素：

脱苯塔内的脱出率取决于一下因素：

1．在塔底油温下各组分的蒸汽压：

若富油的预热温度高，塔底贫油温度相应也高，贫油中各组分的蒸汽压变大，故馏出率也增加。但因苯的挥发度较大，在较低温度下几乎全部蒸出，所以富油预热温度对苯的馏出率影响很小，而对其它组分的影响则很大。如甲苯的回收率随着预热温度的提高而相应提高。 2．塔内操作压力：

提高塔内的操作压力时，各组分的馏出率会相应减小，但同样对苯的影响小。 3．加料板下的塔盘：

显然，当增加加料板下的塔盘层数时，各组分的馏出率相应增加，尤其是对甲苯和二甲苯等影响较大。 4．直接蒸汽量：

蒸汽耗量增加，增大了蒸汽分压，相应增加各组分的馏出率，但蒸汽耗量过分增加：一是给油水分离带来负担，二是冷却水量增加，三是蒸汽耗量大了不经济。因此，直接蒸汽的多少应以能保证脱苯顺利进行，又保证经济合理为标准。

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4 主要设备论证及选型

前面我们介绍了四种终冷洗萘工艺，它们各自使用的终冷塔也不同。

煤气终冷和机械化除萘工艺用金属隔板塔。此塔局有传热，传质好的优点，但在终冷塔后出口煤气的含萘量较高，萘的脱除率低，终冷水和萘不能很好地分离。

煤气终冷和热焦油洗萘工艺使用带焦油洗萘器的煤气终冷塔（筛板塔）。此塔虽然具有扩散推动力大的优点，但操作不稳定，对水质的要求高。

油洗萘和煤气终冷工艺中使用的是横管式终冷塔。此工艺洗萘与终冷分开，投资高，不易小厂借鉴。

横管终冷喷洒轻质焦油洗萘工艺使用横管终冷洗萘塔。它的优点：不仅终冷效果好，除萘效果也好；系统阻力小，操作维修简便，节约点耗；不需含酚污水处理。

根据本设计在第二章所确定选用的终冷除萘工艺、流程，可确定选用与该工艺相配套的终冷塔——横管终冷洗萘塔。

4.1洗 苯 塔

目前，我国焦化厂采用的洗苯塔主要有空喷塔，板式塔和填料塔，下面分别加以介绍。 4.1.1空喷塔

空喷塔一般为多段喷洒，没段下部均设有煤气分布器，相邻两段设有煤气通过的锥性散罩，底部设有许多个喷嘴组成的洗油喷洒装置，其上设有备用的中央喷嘴，从顶部洒下来的洗油经降液管引到下段。洗油从第二段起来采用循环喷洒。

用空喷塔洗苯具有以下优点：投资省，处理能力大，阻力小，不堵塞等。缺点：洗苯效率低，塔后煤气含苯量高，洗油循环量大，动力消耗大。 4.1.2板式塔（孔板塔）

板式塔主要有穿流式筛板塔。该塔容易实现最佳流体力学条件，即增加气液两相的接触面积，提高两相的湍流程度，迅速更改两相界面以减小其扩散阻力。

这种塔结构简单，容易制造，生产能力大，投资省，节约金属材料，且安装和维修简便。其缺点是塔板的效率受负荷变动的影响较大。 4.1.3填料塔

填料洗苯塔是应用较早，较广的一种塔。塔内填料了用木格，钢板网，金属螺旋，帖拉累托填料，鲍尔环，鞍形填料以及塑料花环填料等。

1. 木格填料塔

该塔型在我国焦化厂应用较多，它具有阻力较小，操作稳定等优点。但也存在着生产能力小，设备庞大、苯重，投资和操作费用高及木材耗量大等缺点。因此在一些国家里，木格填料塔已被新型高效填料塔取代。

2.钢板网填料塔

该塔型在国内已被采用。该填料塔与木格填料塔相比，具有比表面积大，吸收率高，阻力小，动力消耗小等优点，但制造麻烦，价格昂贵，处理能力小。

3.螺旋填料塔

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金属螺旋填料塔采用钢带和钢丝绕成，其比表面积大，重度小

由于形状复杂，填料层的持液量大，因此吸收剂与煤气接触时间较长，又由于煤气通过填料时搅动激烈，因而吸收效率较高。但难于制造，价格昂贵。这种填料在苏、美应用较多。

4.塑料花环填料塔

塑料花环填料是近年来又国外引进的高效填料，经过实践检验证明，花环填料是一种具有比表面大，空隙来率高，阻力小，处理能力大，液体分布好，湿润率高，投资省，占地少，节省能耗，制造安装容易，操作方便等突出优点的填料。国家有关部门鉴于该填料具有以上优点，已要求推广使用高效花环填料洗苯塔。 根据以上的论述，本设计采用塑料花环填料洗苯塔。 各型式洗苯塔经济比较见表4-1。

花环填料洗苯塔与其他填料洗苯塔的经济比较见表4-2。 各种型式洗苯塔经济比较 表4-1

塔型 使用厂塔的台数总容总重总占泵家及规直径及单积比 量比 地比 模 与塔重，T 总投总阻力 Pa （阀）资比 台数 万吨焦/高 年 mm 木格子 邯郸钢Φ厂 60 3 4.19 8 3 3 （9） 3.6 2000 3500 83 H=3700 浮动阀 济钢 60 Φ1 1.02 1.1 >1 1 （3） 0.7 1000 3500 35 H=2300 钢板网 新余 60 Φ2 3.5 3.5 2 2 （6） 1.6 1000 3500 54 H=3500 日宝钢 Φ3 5.9 7 3 12 （9） 3.15 1500 本 180

6200 210