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详细内容

焦炉煤气中粗苯回收工艺及设备选型

一、   概述
 没在炼焦过程中,除有75%左右转变为焦炭外,还有25%左右生成各种化学产品和煤气。每炼1t焦炭,约可以产生430m3左右的煤气,荒煤气进过冷却和各种回收系统处理后可以提取煤焦油、氨、萘、硫化氢及粗苯等化学品并得到净焦炉煤气。以年产焦炭90万t的企业来说,每年可回收粗苯约9500t,若其中的粗苯如果不进行回收利用,直接用于回炉燃烧,无疑是对资源的一种严重的浪费。从焦炉煤气中回收粗苯这一主要的化工产品,既符合走循环经济、对资源综合利用的产业政策,也是提高企业经济效益的重要途径之一。
二、主要工艺路线及操作参数
     目前国内焦化厂粗苯回收装置主要包括洗苯、脱苯两个部分。洗苯即使用焦油洗油,将终冷后的焦炉煤气煤中大部分的苯洗去,然后将煤气送往各用户使用;脱苯即将洗苯后的富油脱苯,所得粗苯分别装车外售,脱苯后的贫油返回洗苯塔循环使用。主要工艺流程及参数如下:
    终冷后的焦炉煤气由塔顶进入洗苯塔,洗苯塔内煤气与逆向流动的洗油接触,煤气中的苯被油吸收,使离开洗苯塔的焦炉煤气中粗苯含量降至2g/Nm3左右。含苯量0.3%——0.5%的贫油,由贫油槽通过泵从洗苯塔塔顶喷入塔内,从塔底排出,其含苯量增加至为2%——2.5%,即为富油。富油经脱苯后变为贫油,又返回洗苯塔循环使用。由洗苯塔底来的富油,在冷凝冷却器中与脱苯塔来的粗苯蒸汽进行换热后被预热至50℃,然后进行贫油换热器至125℃—135℃,再进入管式炉加热至180℃—190℃后进入脱苯塔。由脱苯塔顶出来的蒸汽约90℃,进入冷凝冷却器,先与洗苯塔底来的富油换热,在被冷冻水降温后进入粗苯分离器,分离出的粗苯进入粗苯贮槽。脱苯塔下部的热贫油经由贫富油换热器,冷却器冷却至25—30℃后送洗苯塔循环利用。
三、  主要工艺设备的选择
粗苯回收装置的主要设备包括洗苯塔、脱苯塔、管式炉、各类换热器及输送泵。
洗苯塔为填料塔,填料一般选用比表面积大的球型和孔板波纹填料。其中不锈钢波纹填料的应用已经越来越广乏,其具有使用周期长、填料效率高、不易附着杂志、教容易清洁等优点,虽然一次性投资较高,但已在新建项目中逐步替代塑料花环等其他形式填料。
目前脱苯塔主要有泡罩塔和浮阀塔两种。一些旧的洗脱苯装置中的脱苯塔选用铸铁泡罩塔,其体积较大,占地面积大,总体造价较高,塔内压降较大。近年来,不锈钢浮阀塔逐渐替代铸铁泡罩塔,不锈钢浮阀塔传热传质效率较高,塔节为焊接工艺,具有耐腐蚀性能好、塔壁薄、操作重量轻、操作弹性大等优点,在同等处理能力下,其塔径也比泡罩塔小许多。其操作平台可用钢平台代替混凝土框架,节约工程费用。
各焦化厂洗苯塔装置使用的换热器多为螺旋板式换热器,其具有换热系数高、不宜沉积污垢、使用方便、操作简单、价格便宜等优点,但由于其板壁间隙较小,只适用于清洁的物料,且一旦堵塞或窜流,设备只能报废,也有其局限性。
 洗苯塔装置中所涉及到的介质粗苯、洗油均为易燃易爆介质,且根据《职业性接触毒物危害程度分级》(GB5044)中的划分,粗苯属于极度危害介质,因此粗苯和洗油等介质输送的泵的选型很重要。一般选型,对输送粗苯的泵,要选用密封性能较好、质量可靠的化工泵,要求轴封可靠且无泄漏泵,多选用屏蔽泵。
粗苯属于《工业金属管道设计规范》中规定的A1类流体,且洗脱苯装置中有部分的管道属于CCI类压力管道,因此必须遵守《压力管道安全技术监察规程—工业管理》的要求,管道标准、材料的选择就尤其重要。例如CCI的管线可使用《化肥用高压无缝钢管》、高压锅炉用无缝钢管》标准的钢管,若使用《输送流体用无缝钢管》标准的钢管,应逐根进行超声检测,并且不低于《无缝钢管超声波探伤检验方法》(GB/T5777-2008)12.5级的要求。
四、结束语
综上所述,现在国内各种化焦厂说使用的粗苯的回收工艺比较成熟、技术可靠、效益可观,是充分体现资源综合利用的重要手段之一,是完善、完整焦化不可分割的一部分。近年来,工艺、设备技术领域正向着高效、节能化方向发展,特别是当前粗苯销售价格持续走高的形势下,合理选择粗苯回收工艺,选用合理的化工设备和管道,可有效地保证粗苯回收装置安全、稳定、清洁、高效运行,给企业带来可观的经济效益和社会效益。
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