年處理煤焦油12萬(wàn)噸焦油蒸餾工段工藝設(shè)計(jì)正文

1、遷安年處理煤焦油12萬(wàn)噸蒸館工段工藝設(shè)計(jì)目錄 TOC o 1-5 h z 1文獻(xiàn)綜述01.1煤焦油加工的必要性01.2煤焦油的性質(zhì)和用途11.2.1煤焦油的性質(zhì)11.2.2煤焦油的用途21.3煤焦油加工原理21.3.1煤焦油的化學(xué)組成21.3.2煤焦油的連續(xù)蒸飾61.4焦油蒸館工藝介紹81.4.1常壓焦油蒸憎工藝81.4.2減壓蒸館工藝101.4.3常減壓蒸懾工藝111.5國(guó)內(nèi)外煤焦油加工工藝的概況131.5.1國(guó)外煤焦油加工現(xiàn)狀131.5.2我國(guó)煤焦油加工業(yè)的狀況142煤焦油蒸鐳工段工藝設(shè)計(jì)152.1煤焦油原料要求152.2煤焦油生產(chǎn)前的準(zhǔn)備162.2.1焦油質(zhì)量均勻化162.2.2焦油的脫

2、水172.2.3焦油的脫鹽182.2.4焦油的脫灰、脫渣183工藝計(jì)算和設(shè)備選型錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3.1設(shè)備選擇要點(diǎn)213.1.1圓通管式爐21一段蒸發(fā)器223.1.3二段蒸發(fā)器223.1.4鐳分塔22華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) TOC o 1-5 h z 3.1.5原料焦油泵233.2設(shè)計(jì)計(jì)算定額243.2.1焦油蒸僻飾分產(chǎn)率243.2.2焦油蒸鐳工段設(shè)計(jì)定額243.3主要設(shè)備計(jì)算253.3.1管式爐26段蒸發(fā)器283.3.3二段蒸發(fā)器293.3.4鐳分塔303.3.5 一段輕油冷凝冷卻器323.3.6鐳分塔輕油冷凝冷卻器333.3.7浸沒(méi)式冷卻器344非工藝部分設(shè)計(jì)354.1工藝布置354.1.

3、1布置要點(diǎn)35土建364.2化工環(huán)保364.2.1廢氣的性質(zhì)及區(qū)域劃分374.2.2尾氣治理原理374.2.3其余污染物處理措施374.3化工安全384.3.1選擇適宜的輸送設(shè)備38防火384.3.3 防爆3843.4主要危險(xiǎn)源384.3.5防護(hù)措施3943.6工業(yè)衛(wèi)生防護(hù)措施394.4電力391文獻(xiàn)綜述1.1煤焦油加工的必要性煤焦油是煉焦工業(yè)的重要產(chǎn)品。隨著中國(guó)改革開(kāi)放的不斷深入發(fā)展，中國(guó)鋼 鐵的生產(chǎn)規(guī)模己步入世界前列，焦化工業(yè)也隨之迅速發(fā)展起來(lái)，現(xiàn)中國(guó)己發(fā)展成 為世界最大的焦炭和煤焦油生產(chǎn)國(guó)家。以2001年為例，中國(guó)焦炭總產(chǎn)量為 12406x104t/a,其中機(jī)焦產(chǎn)量為9400 x104t

4、/a,土焦產(chǎn)量為3000 x10% 到目前為止 全國(guó)煤焦油產(chǎn)量己超過(guò)650 xl0t/a,而煤焦油實(shí)際加工量不足400 xl04t,其余被 作為原料出口或作為燃料燒掉，還有大量的土焦根本沒(méi)有回收煤焦油，資源浪費(fèi) 嚴(yán)重。隨著焦化的發(fā)展、土焦的不斷取締，煤焦油的產(chǎn)量在不斷增加，另外近年 來(lái)發(fā)達(dá)國(guó)家由于多種原因煉焦行業(yè)出現(xiàn)萎縮狀態(tài)，煤焦油產(chǎn)量日趨減少，導(dǎo)致煤 焦油的深加工產(chǎn)品必然從發(fā)展中國(guó)家獲取，因此煤焦油的深加工對(duì)中國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā) 展會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)意義。煤焦油組成極為復(fù)雜，含有上萬(wàn)種有機(jī)物，己知含量大于1%的組分只有12 種，如蔡、憩和笏等。上述化合物中的很多是化學(xué)工業(yè)中很重要的原料，廣泛用 于制取鄰苯二

5、甲酸酉千，供生產(chǎn)樹(shù)脂、工程塑料、染料油漆及醫(yī)藥等用；酚及其同 系物用來(lái)生產(chǎn)合成纖維、工程塑料、農(nóng)藥、醫(yī)藥、燃料中間體、炸藥等；蔥用來(lái) 制恿醍燃料、合成糅劑及油漆。瀝青是焦油蒸鐳殘液，為多種多環(huán)高分子化合物 的混合物，用于制屋頂涂料、防潮層和筑路、生產(chǎn)瀝青焦和電爐電極等，也有一 部分多環(huán)燒化合物是石油化工所不能生產(chǎn)和替代的。隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和企業(yè)改制任務(wù)的逐步完成，中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展己開(kāi)始走 上持續(xù)發(fā)展的軌道。這對(duì)中國(guó)基礎(chǔ)工業(yè)的發(fā)展從新的發(fā)展層次提出越來(lái)越緊迫的 更高要求，對(duì)煤焦油加工工業(yè)的發(fā)展在結(jié)構(gòu)和總量上會(huì)帶來(lái)新的發(fā)展需求。進(jìn)入 90年代中期，利用煤焦油加工的蔡、蔥、毗噪、酚類等多環(huán)或雜環(huán)芳香

6、燒產(chǎn)品, 以及發(fā)展起來(lái)的炭素工業(yè)對(duì)原料的需求不斷加大，人們對(duì)煤焦油加工業(yè)的重要經(jīng) 濟(jì)地位乂有了更新的認(rèn)識(shí)。中國(guó)煤焦油加工工業(yè)作為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn) 業(yè)己經(jīng)形成。煤礦是我國(guó)的重要能源，對(duì)人民的日常生活起著舉足輕重的影響。 而煤焦油蒸鐳時(shí)焦油加工的龍頭，其技術(shù)水平影響著焦油係分的質(zhì)量，并對(duì)焦油 飾分的后續(xù)加工工藝的選擇有著較大影響。所以對(duì)煤焦油蒸飾工段的設(shè)計(jì)將會(huì)對(duì) 焦油加工業(yè)的發(fā)展有巨大作用。1.2煤焦油的性質(zhì)和用途煤焦油是煤在干飾和氣化過(guò)程中獲得的液體產(chǎn)品。根據(jù)干鎘溫度和方法的不 同可得到以下幾種焦油：低溫(450650C)干係焦油、低溫和中溫(600800C) 發(fā)生爐焦油、中溫(9001

7、000C)立式爐焦油、高溫(1000C)煉焦焦油。無(wú)論哪種焦油均為具有刺激性臭味的黑色或黑褐色的黏稠狀液體，簡(jiǎn)稱焦 油。比較有代表性的是低溫焦油和高溫焦油。低溫焦油呈黑褐色，密度較小，其組成有烷炷、烯炷及芳香燒，為含氧、氮 和硫的化合物及膠狀化合物。高溫煤焦油呈黑色，密度大，是低溫焦油在高溫下二次分解的產(chǎn)物，因而， 在組成上和低溫焦油有根本的區(qū)別。高溫焦油主要是由芳香燒所組成的復(fù)雜混合 物，其中很多有機(jī)化臺(tái)物是塑料、合成纖維、染料、合成橡膠、農(nóng)藥、建筑材料、 耐高溫材料以及國(guó)防工業(yè)的貴重原料。不同的焦油在組成上存在很大差異，中溫、低溫焦油含酚高、含水高。在煤 焦油加工利用方面，除了一些專門加工

8、低、中溫焦油用來(lái)生產(chǎn)甲酚等產(chǎn)品的焦油 加工廠，絕大多數(shù)焦油加工廠只加工高溫煤焦油。近年來(lái)我國(guó)高溫煤焦油產(chǎn)量增 長(zhǎng)很快，帶動(dòng)了煤焦油加工業(yè)的發(fā)展。1.2.1煤焦油的性質(zhì)煤焦油的閃點(diǎn)為96105C,自燃點(diǎn)為580630C,燃燒熱為3570039000kJ/kgo煤焦油在20C的密度為11001250kg/m3,其值隨溫度升高而降低。煤焦油的蒸發(fā)潛熱入可用下式估算：九= 494.10.67(煤焦油餡分相對(duì)分子質(zhì)量可按下式估算：B式中M煤焦油鎘分相對(duì)分子質(zhì)量；Tk蒸飾館出50%時(shí)的溫度，K：B系數(shù)，對(duì)于洗油、酚油飾分為3.74,對(duì)于其余館分為3.80。1.2.2煤焦油的用途焦油中含有上萬(wàn)種化學(xué)品,如徳

9、國(guó)Rmgeis公司焦油加工廠從煤焦油中可提取 250余種化學(xué)品，其用途極為廣泛。粗酚及酚類產(chǎn)品：粗酚是加工苯酚、鄰甲酚、間甲酚等產(chǎn)品的原料。其中苯 酚主要用于制造酚醛樹(shù)脂、己內(nèi)酰胺、雙酚A、己二酸、烷基酚、苯胺、增塑劑、 殺蟲(chóng)劑等各種化工產(chǎn)品，并作為染料、醫(yī)藥等精細(xì)化學(xué)品的原料。鄰甲酚是除草 劑和殺蟲(chóng)劑的原料，是重要的農(nóng)藥中間體。間甲酚是合成農(nóng)藥、染料、橡膠塑料 抗氧劑、醫(yī)藥感光材料、維生素E及香料等產(chǎn)品的重要精細(xì)化工中間體。混二甲 酚可用作溶劑、消毒劑、紡織助劑，可制取酚醛樹(shù)脂和增塑劑等。在有機(jī)化工原料中，煤焦油芳燒對(duì)石油化學(xué)原料起補(bǔ)充作用，其作用隨碳?xì)?比的增大而愈為重要，這是和兩者分子的

10、結(jié)構(gòu)不同有關(guān)。乙烯和丙烯碳?xì)浔?（C/H）為0.5當(dāng)前全部來(lái)自石油制取，乙烯及丙烯產(chǎn)品也可從煤炭中采用MPO 工藝制取，從而可替代石油。而C/H比為1的苯產(chǎn)品則有1/4來(lái)自煉焦，C/H比 大于1的的多環(huán)芳燒、雜環(huán)芳燒如蔡及憩等全部來(lái)自煤焦油。蔡：可用來(lái)生產(chǎn)苯酉千、蔡磺酸鹽（減水劑）、四氫化蔡、增塑劑等，是一種 十分重要的有機(jī)化工原料，廣泛使用在染料、顏料、橡膠助劑、建筑、醫(yī)藥和農(nóng) 藥中間體的生產(chǎn)中。洗油：洗油可直接用于焦?fàn)t煤氣洗苯，經(jīng)加工可提取或制取甲基蔡、卩弓I喙、 聯(lián)苯、1,8-蔡酹、笏和氧茹等，也是一種重要的有機(jī)化工原料。憩油：蔥油在煤焦油中的含量為16%20%,可直接用于生產(chǎn)炭黑，脫晶

11、后 的凈蔥油仍可以生產(chǎn)炭黑，也可以用來(lái)和瀝青調(diào)配燃料油。蔥油深加工可制取高 附加值的蔡、恵、菲和咔醴，他們都是重要的化工原料。煤瀝青是焦油蒸飾產(chǎn)物，其含量占焦油量的50%55%,煤瀝青主要用來(lái)生 產(chǎn)碳材料，包括以生產(chǎn)石墨電極為主的冶金碳素和電解鋁用陽(yáng)極及針狀焦和碳纖 維。1.3煤焦油加工原理1.3.1煤焦油的化學(xué)組成煤焦油組成中包括了如苯、苯酚這樣低的相對(duì)分子質(zhì)量的簡(jiǎn)單物質(zhì)（它們共 至在真空下也不易蒸發(fā)），也包括了相對(duì)分子質(zhì)量達(dá)數(shù)T的非常復(fù)雜物質(zhì)，因此煤焦油是一種十分復(fù)雜的混合物。煤焦油中有機(jī)化合物估計(jì)超過(guò)萬(wàn)種，己被鑒定 的約有五百多種。煤焦油化學(xué)組成特點(diǎn)是：（1）主要是芳香族化合物，而且大多

12、 數(shù)是兩個(gè)環(huán)以上的稠環(huán)芳香族化合物，而烷燒、烯炷和環(huán)烷燒化合物很少；（2） 還有雜環(huán)的含氧、含氮和含硫化合物；（3）含氧化合物如呈弱酸性的酚類以及呈 中性的古馬隆、氧笏等；（4）含氮化合物主要包括弱堿性的毗噪、UH林及它們的 衍生物，還有毗咯類如卩引喙，咔卩坐等；（5）含硫化合物如囉吩、硫酚、硫雜苗等;（6）煤焦油中各種燒的烷基化合物數(shù)量其少，而且它們的含量隨著分子中環(huán)數(shù) 增加而減少。雖然煤焦油中組分是多種多樣的，但大多數(shù)組分在煤焦油中的含量不高或極微。 在煤焦油中含量占煤焦油總量1%以上的組分只有13種，它們的主要物理性質(zhì)和 含量等列于表1-1所示。表1-1占煤焦油總量譙以上組分的主要物理性

13、質(zhì)和含量對(duì)子量相分質(zhì)占煤焦油 沸點(diǎn)熔點(diǎn)的rcre質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%16C苯并菲 蔥 咔哇228178167H1281.145218808 12(10)1781.0253401001014.5 5.0(5)2021.252383.5 385.51091.82.5(33)1.2773931481501.21.8(2.1)4404482540.65(2.0)1.2503542161.21.8(1.8)3533552451.21.9(1.5)202續(xù)表1-1分子式結(jié)構(gòu)式相對(duì)占煤焦油以2相對(duì)沸點(diǎn)熔點(diǎn) 的背M密度rcrc質(zhì)量分?jǐn)?shù)q% (XO 166龍1-甲基蔡2-甲基蔡氧茹qGMrvH10877?-C7HsOC

14、H31087?-C7HsOPTh108甲酚1.2032951151.02.0(2.0)1.0242789531.01.8(2.0)1.025240243-22-30.80.81.2(0.5)1.02924224532.5 35.11.01.8(1.5)1.0728287288860.60.8(1.0)1.0465191.5300.4 0.81.0336202123(0.81.0)1.0347202.534.8煤焦油中的組分相當(dāng)多，難以將其中的組分只經(jīng)一次加工就分離出來(lái)，通常 是分步地把煤焦油中的有用組分逐級(jí)分離開(kāi)來(lái)。分離的方法一般是蒸飾、萃取和 結(jié)晶等。圖1-1給出了從煤焦油分離出各主要組分的

15、示意。煤焦油味基鱉II洗吸苯油b油 脫蔡 k油 中酚酚甲酚二甲酚三甲酚一哇咻異嚨咻1-二甲基嗤咻一甲基蔡 一二甲基蔡 一叩朵 一聯(lián)苯一危一氧藥茹IIJ：二脫晶M熒恿花屈 蔥油蔥菲咔哇燃料油炭黑油浸漬油動(dòng)力油稀釋油瀝青r基咬 甲毗 吐基 業(yè)鹽高沸點(diǎn)Itt呢鹽基制備A焦油混合油類（又名雜酚油）粗苯 溶劑油 重苯 古馬隆 液體 各種炭黑 筑路煉鋼用 油氈涂料性 黏結(jié)劑前樹(shù)脂燃料 的原料焦油焦油 焦油保護(hù)（碳素材料高爐爐襯無(wú)煙煤壓磚） 各種用 途瀝青圖1-1從煤焦油中分離的各個(gè)組分示意由上圖可見(jiàn)，煤焦油通過(guò)蒸懾切取的飾分有如下幾種：輕油館分:為170C前的係分，產(chǎn)率為0.4%0.8%,密度0.880.

16、90kg/L,主要含苯族燒，酚的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于5%o還含有少量的古馬隆和苛等不飽和化合物。酚油館分:為70210C分，產(chǎn)率為1.0%2.5%,密度0.98l.Olkg/L,有酚和甲酚，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%30%,蔡5%20%,毗唳堿4%6%,其余為酚油。蔡油鎘分：為210230C分，產(chǎn)率為10%13%,密度1.011.04kg/L,主要含蔡70%80%,酚、甲酚和二甲酚為4%6%,重毗噪堿3%4%,其余為蔡油。洗油鎘分：為230300C鎘分，產(chǎn)率為4.5%6.5%,密度1. 041.06kg/L,含甲酚、二甲酚及高沸點(diǎn)酚類，酚類3%5%,重毗噪堿4%5%,蔡小于15%,還含有甲基蔡及少量的危、茹、

17、氧茹等，其余為洗油。一蔥油係分：為280360Ctg分，產(chǎn)率為16%22%,密度1.051.10kg/L,主要組分為憩16%20%。蔡2%4%,高沸點(diǎn)酚類1%3%,重毗噪堿類2%4%,其余為一恵油。二蔥油係分：初餡點(diǎn)310C,館出50%時(shí)為400C,產(chǎn)率為4%6%,密度 1.081.12kg/L,蔡不大于 3%。瀝青：為焦油蒸憎殘余物，產(chǎn)率為54%56%。1.3.2煤焦油的連續(xù)蒸f留煤焦油的蒸鎘按操作方式可分為間歇式焦油蒸鎘和連續(xù)式焦油蒸飾。焦油加 工規(guī)模較小時(shí)（3萬(wàn)噸/年以上）可以采用間歇式焦油蒸飾，而較大規(guī)模的焦油加 工（5萬(wàn)噸/年以上）一般釆用管式爐連續(xù)式焦油蒸懈，此時(shí)設(shè)備的生產(chǎn)率高，焦

18、 油分離效果好，各種飾分產(chǎn)率高，酚和蔡可高度集中在一定的飾分中，能耗低， 效益明顯。目前，煤焦油加工的主要產(chǎn)品是獲得蔡、酚、恿等工業(yè)純產(chǎn)品和洗油、瀝青 等粗產(chǎn)品。由于煤焦油中各組分含量都不太多，且組成復(fù)雜，性質(zhì)相近的不可能 通過(guò)一次蒸鐳加工而獲得所需的純產(chǎn)品。所以，煤焦油加工均是首先進(jìn)行蒸飾， 切取富集某些組分的窄飾分，在進(jìn)一步從窄憎分中獲得所需的純產(chǎn)品。煤焦油的連續(xù)蒸飾，分離效果好，各種憎分產(chǎn)率高，酚和蔡可高度集中在一 定的係分中。因此，生產(chǎn)規(guī)模較大的煤焦油車間或加工廠均釆用管式爐連續(xù)蒸懈 裝置。用蒸鎘方法分離煤焦油這樣的多組分液體混合物，都是先用部分蒸發(fā)汽化分 離法將原料油分離成汽相混合物

19、和液相混合物，然后再對(duì)這兩相混合物分別加工 處理。部分蒸發(fā)汽化法可通過(guò)兩種途徑實(shí)現(xiàn)：分段蒸發(fā)汽化和一次蒸發(fā)汽化過(guò)程。分段蒸發(fā)汽化過(guò)程，是將原料油整個(gè)加熱蒸發(fā)汽化過(guò)程，根據(jù)需要分成若干 個(gè)溫度區(qū)段，依次將每個(gè)溫度區(qū)段產(chǎn)生的蒸氣和相應(yīng)的液相分開(kāi)；而一次蒸發(fā)汽 化過(guò)程，則是將原料油加熱到指定溫度，實(shí)現(xiàn)部分蒸發(fā)汽化，達(dá)到汽、液兩相平 衡，一次性的將平衡的兩相分開(kāi)。煤焦油的連續(xù)蒸飾，采用的是一次蒸發(fā)汽化過(guò)程，簡(jiǎn)稱一次汽化過(guò)程。（1）焦油的實(shí)沸點(diǎn)蒸鎘焦油是含量低的多種化合物的混合物，其館分的懈出量和溫度密切相關(guān)。將 給定係出溫度定義為焦油的真沸點(diǎn)，則飾出溫度和館出量之間的關(guān)系曲線可作為 焦油的實(shí)沸點(diǎn)，如圖

20、1-2所示。由焦油的實(shí)沸點(diǎn)曲線可見(jiàn)，若要從焦油中分離所有的係分和獲得合格的瀝青（產(chǎn)率55%）需將焦油加熱到400C的高溫。120160200240280320360400溫度建圖1-2焦油實(shí)沸點(diǎn)蒸飾曲線（2）煤焦油在管式爐中一次汽化過(guò)程在管式爐加熱的煤焦油連續(xù)蒸飾裝置中，煤焦油的部分汽化分離就是用一次 汽化（或稱一次蒸發(fā)）的方法來(lái)完成的。一次汽化過(guò)程得到的液相就是瀝青，而 汽相則是進(jìn)一步精係分離的物料。一次汽化過(guò)程所需設(shè)備有煤焦油泵、管式爐、 二段蒸發(fā)器。無(wú)水煤焦油用二段煤焦油泵送入管式爐輻射段，在管內(nèi)流動(dòng)中被加熱并部分 汽化，出管式爐后便進(jìn)入二段蒸發(fā)器進(jìn)行汽-液分離，得到的液相為瀝青，汽相

21、則去蒸飾。（3）一次汽化溫度（一次蒸發(fā)溫度）煤焦油管式爐連續(xù)蒸鎘工藝要求，二恿油以前的全部館分在二段蒸發(fā)器內(nèi)一 次蒸出，為了使各種館分的產(chǎn)率及質(zhì)量都符合工藝指標(biāo)，需合理地確定一次汽化 溫度。一次汽化溫度是指經(jīng)管式爐加熱后的煤焦油進(jìn)入二段蒸發(fā)器“閃蒸”時(shí)，汽 液兩相達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)的溫度。這個(gè)溫度比管式爐二段出口溫度略低，比瀝青從 二段蒸發(fā)器排除的溫度略高。因?yàn)樯倭吭显诙握舭l(fā)器內(nèi)閃蒸所需的汽化熱是 由汽液混合物放出的顯熱提供的，溫度也就降到和二段蒸發(fā)器內(nèi)壓力及兩相組成 所相應(yīng)的數(shù)值。一般最適宜的一次汽化溫度應(yīng)保證從煤焦油中蒸出的酚和蔡最多，并能得到 軟化點(diǎn)為8090C的瀝青。一次汽化溫度對(duì)分產(chǎn)

22、率和瀝青質(zhì)量均有顯著的影 響，隨著一次汽化溫度的提高，煤焦油懈分產(chǎn)率增加，瀝青的產(chǎn)率相應(yīng)下降，瀝 青的軟化點(diǎn)和游離碳含量相應(yīng)增加。一次汽化溫度可近似地按下述經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：t = 683 - tana（174.5一叫）式中t次汽化溫度，C；叫一一油汽的產(chǎn)率，;tanci一一在一定壓力下按下式求出一次蒸發(fā)直線的斜率tail a = 3.24-8.026xlO_3p/nP一一二段蒸發(fā)器內(nèi)油氣的分壓（絕對(duì)壓力），kPao1.4焦油蒸f留工藝介紹煤焦油加工的主要目的產(chǎn)品有兩類：一是以傳統(tǒng)產(chǎn)品為主，即對(duì)煤焦油分館, 獲得不同軟化點(diǎn)的瀝青，并將沸點(diǎn)接近的化合物集中到相應(yīng)的飾分中，以便分離 出單體產(chǎn)品；二是以

23、獲得電極工藝原料（電極焦、電極粘結(jié)劑）為主要目的的煤 焦油加工。所以，煤焦油連續(xù)蒸鐳工藝也有多種流程。焦油加工工藝按處理量不同而釆用不同的裝備水平。小型焦油加工采用釜式 間歇蒸飾工藝，大中型焦油加工采用管式爐加熱的連續(xù)蒸鐳工藝。焦油加工的產(chǎn) 品路線不同，工藝路線也有所不同。1.4.1常壓焦油蒸f留工藝常壓一塔式煤焦油連續(xù)蒸館工藝流程，如圖1-2所示。常壓一塔式煤焦油連續(xù)蒸鎘工藝流程是從兩塔式連續(xù)蒸係改進(jìn)發(fā)展而來(lái)的， 兩種流程的最大不同之處是，一塔式流程取消了蔥塔，二段蒸發(fā)器改由兩部分組 成，上部為精懈段，下部為蒸發(fā)段。經(jīng)靜置脫水后的原料煤焦油用一段泵打入管 式爐的對(duì)流段，在泵前加入含量為8%1

24、2%的Na2CO3溶液進(jìn)行脫鹽，在管式爐 一段煤焦油被加熱到120130C后進(jìn)入一段蒸發(fā)器進(jìn)行脫水。分離出的無(wú)水煤 焦油通過(guò)二段泵送入管式爐輻射段加熱至400410C后進(jìn)入二段蒸發(fā)器進(jìn)行蒸 發(fā)分係，瀝青由底部排出，油氣升入上部精館段。二蔥油從上數(shù)第四層塔板側(cè)線 引出，經(jīng)冷卻器冷卻后送入二憩油接受槽。其余館分混合蒸氣自頂部逸出進(jìn)入係 分塔。自館分塔底部排出的一蔥油，經(jīng)一恵油冷卻器冷卻后，一部分回流入二段 蒸發(fā)器，其余送去處理。由憎分塔下部側(cè)線切去溫度為225-245C的洗油餡分; 中部側(cè)線切取溫度為200215C的蔡油係分；上部側(cè)線切取溫度為165185C 的切取酚油係分。各種係分分別經(jīng)各自的冷

25、卻器冷卻后引入各自的中間槽，在送 去處理。由塔頂出來(lái)的輕油和水的混合蒸氣經(jīng)冷凝器冷凝和飾分塔輕油油水分離 器分離后，部分輕油回流入塔，其余送入粗苯工段處理。常壓蒸館工藝的優(yōu)點(diǎn)是: （1）工藝流程短，控制簡(jiǎn)便，易于操作，在國(guó)內(nèi)有很多成熟的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)；（2）對(duì) 設(shè)備要求低于減壓流程和常減壓流程；（3）基建投資低，設(shè)備維護(hù)量較少。缺點(diǎn)是常壓蒸懈煤氣耗量較高。由于多個(gè)惴分的分離是在同1個(gè)塔內(nèi)完成， 蒸飾所需熱量由管式爐提供，單套裝置處理能力較低，處理無(wú)水焦油最多20萬(wàn) t/ao而且通入的直接蒸汽經(jīng)過(guò)油水分離后變成含酚廢水，增加了水污染。qr蒸汽i一蔥油青瀝2vrrfici-入氨水槽8d入氨水槽-原料焦油

26、圖1-2 一塔式焦油蒸飾工藝流程（切取窄館分）1管式爐；2段蒸發(fā)器；3二段蒸發(fā)器；4飾分塔；5段輕油冷凝冷卻器；6飾 分塔輕油冷凝冷卻器；7碳酸鈉高位槽；8, 9油水分離器；10-酚油飾分冷卻器：11 蔡油館分冷卻器：12洗油館分冷卻器；13蔥油館分冷卻器:14二蔥油館分冷卻器1.4.2減壓蒸f留工藝蒸1過(guò)程由脫水和鎘分蒸鎘組成。在常壓下脫水，然后無(wú)水焦油在係分塔內(nèi) 進(jìn)行減壓蒸慵。寶鋼化工公司、濟(jì)鋼焦化廠均采用此種工藝。減壓蒸館工藝流程 見(jiàn)圖1-3。圖1-3焦油減壓蒸懈工藝流程1脫水塔；2主塔；3管式爐；4, 5輕油冷凝冷卻器：6酚油冷卻器；7重沸器8預(yù)脫水塔；9蒸汽發(fā)生器；10主塔回流槽：1

27、1, 12油水分離器；13蔡油液封罐原料焦油經(jīng)蒸汽預(yù)熱后進(jìn)入預(yù)脫水塔，塔頂脫出大部分水和少量輕油，塔底 的焦油自流入脫水塔。脫水塔頂部用輕油回流以控制輕油質(zhì)量，底部由重沸器進(jìn) 行循環(huán)加熱以提供蒸飾所需熱量，重沸器以高壓蒸汽為熱源。脫水塔頂係出輕油 飾分和水，塔底無(wú)水焦油經(jīng)過(guò)管式爐加熱后進(jìn)入主蒸館塔下部。主蒸憎塔為減壓 操作，塔頂懈出酚油飾分，側(cè)線自上而下分別切取蔡油、洗油和憩油懾分，塔底 釆出軟瀝青，主蒸鎘塔頂用酚油鎘分回流。減壓蒸僻工藝優(yōu)點(diǎn)是：（1）煤氣消耗 量少；（2）由于蒸餡是負(fù)壓操作，降低了蒸館溫度，減少了管式爐結(jié)焦；（3）減 壓操作可改善操作環(huán)境，有利于環(huán)境保護(hù)。缺點(diǎn)是：（1）由于無(wú)

28、水焦油需要在單塔內(nèi)分離成多個(gè)憎分，各飾分之間分離 不夠精細(xì)，導(dǎo)致高附加值產(chǎn)品流失；（2）減壓蒸懈增加了 1套真空裝置，對(duì)設(shè)備 及操作要求嚴(yán)格，基建投資高于常壓蒸係，真空系統(tǒng)有腐蝕現(xiàn)象；（3）軟瀝青 產(chǎn)品直接銷售時(shí)，由于其軟化點(diǎn)低，需液態(tài)運(yùn)輸，銷路有限。如果進(jìn)一步加工 生產(chǎn)中溫瀝青，則需增加設(shè)備投資和運(yùn)行成本。常壓蒸鐳所需熱量也由1臺(tái)管 式爐提供，單套裝置處理無(wú)水焦油1020萬(wàn)t/ao1.4.3常減壓蒸f留工藝蒸飾過(guò)程分為脫水、常壓蒸飾和減壓蒸飾3個(gè)過(guò)程。脫水在常壓下進(jìn)行，第11頁(yè)共44頁(yè) 飾分根據(jù)沸點(diǎn)和產(chǎn)量不同進(jìn)行常壓和減壓蒸飾。30 7J t/a焦油蒸懈裝置工藝流 程見(jiàn)圖1-4。原料焦油預(yù)熱

29、后進(jìn)入脫水塔，塔頂脫出焦油中的部分水和輕油，塔 底無(wú)水焦油一部分送入重沸器進(jìn)行循環(huán)加熱后向脫水塔底供熱，另一部分由無(wú)水 焦油泵抽出送至預(yù)蒸飾塔前，和瀝青加熱爐出口熱瀝青混合后進(jìn)入預(yù)蒸飾塔。預(yù) 蒸憎塔為常壓蒸憎，塔頂油氣在分縮器內(nèi)全部冷凝，一部分作為回流，其余部分 釆出進(jìn)入下一單元。預(yù)蒸懈塔側(cè)線切取重油係分，塔底瀝青由泵送入瀝青加熱爐 加熱后，一部分循環(huán)入塔提供蒸飾所需熱量，另一部分進(jìn)入瀝青塔，瀝青塔底通 入過(guò)熱蒸汽，汽提調(diào)整軟化點(diǎn)后作為產(chǎn)品外送。預(yù)蒸館塔頂采出的油氣被噴灑的 氨水急冷后進(jìn)入急冷塔，急冷塔頂?shù)妮p油油氣經(jīng)冷凝冷卻、油水分離后，部分 輕油作為回流，其余作為產(chǎn)品。塔底的寬飾分油經(jīng)油水分

30、離后進(jìn)入洗滌塔頂部， 洗滌塔帶有攪拌裝置，塔底通入稀堿液，和寬鐳分中的錢鹽發(fā)生中和反應(yīng)，以脫 除焦油帶入的錢鹽。中和后的寬飾分由泵送入飾分塔，飾分塔為減壓蒸鎘。塔頂 油氣在分縮器內(nèi)全部冷凝，一部分作為回流，其余部分作為酚油產(chǎn)品釆出。係分 塔自上而下從側(cè)線依次釆出蔡油、洗油和恵油懾分。圖i_4焦油常減壓蒸飾工藝1焦油預(yù)熱器；2脫水塔；3脫水塔循環(huán)泵；4脫水塔再沸器；5脫水塔抽出泵；6預(yù)蒸館塔；7預(yù)蒸飾塔分縮器；8瀝青循環(huán)泵；9瀝青加熱爐；10-瀝青塔：11急 冷塔；12寬館分泵；13中和塔；14飾分塔進(jìn)料泵；15懈分塔；16館分塔分縮器;17重油循壞泵：18重油加熱爐；19洗油塔：20洗油塔分縮

31、器；21洗油塔再沸器第12頁(yè)共44頁(yè)蔡油和蔥油係分直接作為產(chǎn)品。洗油係分進(jìn)入洗油塔進(jìn)一步蒸懈脫出其中 的蔡組分生產(chǎn)低蔡洗油，洗油塔為減壓操作。飾分塔底重油飾分首先進(jìn)入洗油塔 重沸器加熱，提供洗油蒸飾的熱量，然后一部分進(jìn)入加熱爐加熱后，再作為熱源 返回係分塔底，另一部分作為產(chǎn)品釆出。常減壓蒸飾工藝優(yōu)點(diǎn)是：（1）焦油蒸懈釆用常壓蒸館和減壓蒸懈相結(jié)合，可 降低高沸點(diǎn)懈分蒸鎘溫度；（2）各飾分切取精細(xì)，減少后續(xù)加工飾分的重復(fù)加熱, 洗油懈分中含蔡量較低；（3）瀝青塔底采用油循環(huán)加熱，既能有效地防止管式爐 的結(jié)焦，又便于操作和調(diào)節(jié)。缺點(diǎn)是：（1）和常壓蒸餛）和減壓蒸鐳工藝相比，增加了蒸鎘塔及附屬的大量

32、設(shè)備，基建投資大，操作復(fù)雜，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)、維護(hù)費(fèi)用較高；（2）焦油中主要鎘 分在常壓預(yù)蒸飾急冷后進(jìn)行二次加熱，進(jìn)入減壓蒸懈，過(guò)程中2次加熱，煤氣消 耗量大。1.5國(guó)內(nèi)外煤焦油加工工藝的概況1.5.1國(guó)外煤焦油加工現(xiàn)狀煤焦油化學(xué)至今己有100多年的歷史。1822年在英國(guó)建立起世界上第一個(gè) 煤焦油蒸館工廠，直到20世紀(jì)50年代石油大發(fā)展時(shí)期以前的100多年間，芳燒 化學(xué)原料、枕木防腐油、道路建筑用瀝青、型煤粘結(jié)劑等原料只能從煤焦油中獲 取。19世紀(jì)后半期，英國(guó)和徳國(guó)相繼開(kāi)發(fā)了以從煤焦油中得到的芳桂為主要原 料合成有機(jī)染料的工藝，由此奠定了現(xiàn)代有機(jī)化學(xué)工業(yè)的基礎(chǔ)。目前，全世界煤焦油產(chǎn)量己高達(dá)2000萬(wàn)噸

33、/年，但實(shí)際進(jìn)行加工的煤焦油量 只有1600萬(wàn)噸，每年從中獲得500萬(wàn)噸各類化工產(chǎn)品。據(jù)統(tǒng)計(jì)，煤焦油中含有上萬(wàn)種有機(jī)化合物，目前可以鑒定出的僅有500余種, 其中中性組分有174種（如苯、甲苯、二甲苯、蔡、蔥、茹和花等），酸性組分 油63種（如酚、甲酚和二甲酚等）,堿性組分有113種（如毗噪、卿唏、座啦和 異卩奎啦等），還含有其他稠環(huán)和含氧、含硫等雜環(huán)化合物，其中有些產(chǎn)品是不可 能活著不能經(jīng)濟(jì)的從石油化工原料中取得。因此，煤焦油產(chǎn)品在世界化工原料需 求中占有極其重要地位。隨著多環(huán)芳香族化合物在合成醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、涂料及工程塑料等領(lǐng)域的 廣泛使用，各國(guó)都在積極開(kāi)發(fā)研究煤焦油深度加工和分離的新技

34、術(shù)。第13頁(yè)共44頁(yè) 近十兒年來(lái)，徳國(guó)和日本等許多發(fā)達(dá)國(guó)家己將煤焦油的分離和利用的重點(diǎn)由高含 量組分轉(zhuǎn)向低含量組分，以從中獲取合成精細(xì)化學(xué)品所需的高附加值成分，并且 成功的開(kāi)發(fā)出一系列先進(jìn)的煤焦油加工新工藝。徳國(guó)是最早利用煤焦油的國(guó)家。世界文明的一些工藝流程幾乎都是徳國(guó)斯蒂 爾公司和考伯斯公司設(shè)計(jì)的，它們投入相當(dāng)大的力量，積極開(kāi)發(fā)和完善加工新技 術(shù)，擴(kuò)大產(chǎn)品品種，提高產(chǎn)品的質(zhì)量等級(jí)。目前，呂特格公司的焦油加工能力為 150萬(wàn)噸/年，他們己能生產(chǎn)500多種芳燒產(chǎn)品，煤焦油的化工利用率接近60%, 位居世界之首。日本的焦化工業(yè)發(fā)展較快，現(xiàn)有煤焦油加工能力已達(dá)180萬(wàn)噸/年。煤焦油 加工工藝大多是考

35、伯斯二次氣化工藝的改進(jìn)型。近十多年來(lái)，在住友金屬化學(xué)、 新日鐵化學(xué)、神戶制鋼和川崎制鋼等多家公司的共同努力下，日本的煤焦油加工 業(yè)己形成了集中化、大型化和現(xiàn)代化的產(chǎn)業(yè)體系。日本十分重視煤焦油加工方面 新技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)，在煤焦油的精密分離和焦化產(chǎn)品的深度加工利用等方面取 得了令人矚目的成就。前蘇聯(lián)的煤焦油加工能力一直很強(qiáng)，單機(jī)年處理煤焦油的 能力高達(dá)60 7J噸，釆用的多是一次汽化單塔或多塔流程，精制的焦油產(chǎn)品約有 190種，其煤焦油分離效率僅次于徳國(guó)。作為發(fā)展中國(guó)家，印度的煤焦油加工生產(chǎn)水平也較高，目前其生產(chǎn)量達(dá)38 萬(wàn)噸/年。印度在蔡、苯、甲苯以及二甲苯和酚的生產(chǎn)工藝方面取得了突出的成 就

36、，在甲酚、蔡和憩的催化氧化方面也做出了大量的研究和開(kāi)發(fā)工作。1.5.2我國(guó)煤焦油加工業(yè)的狀況我國(guó)煤焦油加工工業(yè)是隨著煉焦工業(yè)發(fā)展起來(lái)的。目前，煤焦油加工規(guī)模小, 分離精制技術(shù)低，產(chǎn)品數(shù)量少，品級(jí)低，而且其市場(chǎng)還有待于進(jìn)一步開(kāi)拓，不少 化工企業(yè)從國(guó)外進(jìn)口焦化原料，而焦化行業(yè)卻因產(chǎn)品找不到國(guó)內(nèi)市場(chǎng)而乂不得不 低價(jià)出口。近30年來(lái)，由于受到來(lái)自石油化工的激烈競(jìng)爭(zhēng)以及鋼鐵工業(yè)的制約，其發(fā) 展比較緩慢且不均衡。進(jìn)入20世紀(jì)90年代中期，由于對(duì)煤焦油產(chǎn)品的需求，人 們對(duì)煤焦油加工工業(yè)的重要地位乂有了新的認(rèn)識(shí)，煤焦油加工工業(yè)作為區(qū)域經(jīng)濟(jì) 發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)己經(jīng)形成，特別在當(dāng)前原油價(jià)格大幅上漲的背景下，石油化

37、 工原料成本不斷攀高、石化產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力大大削弱，“高油價(jià)時(shí)代”的到來(lái)，為長(zhǎng)期 處于競(jìng)爭(zhēng)劣勢(shì)的煤化工提供了一個(gè)千載難逢的發(fā)展機(jī)遇。我國(guó)現(xiàn)有焦油年加工能力為540萬(wàn)噸，在建加工能力425萬(wàn)噸，而擬建的加 工能力達(dá)到377 7J噸，投產(chǎn)后合計(jì)年加工能力達(dá)到1340萬(wàn)噸。和世界先進(jìn)水平 相比，能力小，技術(shù)水平低，產(chǎn)品品種少、能耗高、環(huán)境污染嚴(yán)重。造成這一現(xiàn) 象的主要和納音是煤焦油分散加工。目前仍未建成一座現(xiàn)代化的煤焦油集中加工 廠。上海寶鋼于20世紀(jì)80年代建成的煤焦油加工系統(tǒng)的主要設(shè)備技術(shù)從日本引 進(jìn)，但規(guī)模偏小，產(chǎn)品、副產(chǎn)品只有26種，中間產(chǎn)品5種，和國(guó)內(nèi)同行相比， 技術(shù)上沒(méi)有多大突破，我國(guó)是一個(gè)以

38、煤為主要能源的大國(guó)，通過(guò)煤焦油加工可以 提高煤的利用率，是能源綜合利用的重要途徑。2煤焦油蒸f留工段工藝設(shè)計(jì)遷安地理位置2.1煤焦油原料要求煤焦油是煉焦過(guò)程中所得到的重要副產(chǎn)物，煉焦煤于煉焦?fàn)t內(nèi)在隔絕空氣并 高溫加熱條件下，煤質(zhì)發(fā)生一系列的變化，裂解成各種化合物。煉焦煤在碳化室 內(nèi)最終形成焦炭，排放出荒煤氣?；拿簹饨?jīng)凈化處理得到凈煤氣和粗焦油及其他 化學(xué)物質(zhì)。煉焦煤組成和煉焦操作的工藝條件的不同對(duì)煤焦油的組成和物理性質(zhì) 影響范圍較大。所以，對(duì)于不同的焦化廠來(lái)說(shuō)，各自生產(chǎn)的煤焦油質(zhì)量和組成是 有差別的。但煤焦油產(chǎn)品應(yīng)符合YB/T 50752010的規(guī)定，見(jiàn)表2-1表2T煤焦油的技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目1號(hào)2

39、號(hào)密度(“20)/(g/cm3)115 1.211.13 122水分/%不大于3.04.0灰分/%不大于0.130.13黏度(Eso)不大于4.04.2甲苯不溶物（無(wú)水基）/%3.57.09.0蔡含量（無(wú)水基）/%不小于7.07.0組成煤焦油的主要元素中，碳占90%以上，氫占5%,此外還含有少量的氧、硫、氮及微量的稀有金屬等。煤焦油的化學(xué)組成大致有以下幾個(gè)特點(diǎn):主要是芳香族化合物，而且大多是兩個(gè)環(huán)以上的稠環(huán)芳香族化合物， 烷炷、烯炷和環(huán)烷坯化合物很少。含氧化合物主要是呈弱酸性的酚類，還有一些中性含氧化合物,如氧苗 和氧茹等。含氮化合物主要是具弱堿性的毗噪和座咻類化合物，還有毗咯類化合 物如眄I

40、喙和咔瞠等，還有少量胺類和月青類。含硫化合物主要是II塞吩類化合物，如唾吩和硫苗等,還有硫酚類化合物。不飽和化合物有即和氧苗類化合物，以及環(huán)戊二烯和苯乙烯等。芳香婭的烷基取代基主要是甲基。蒸飾殘?jiān)鼮r青的含量很高，一般在50%以上，含有相當(dāng)多的高相對(duì)分 子質(zhì)量的組分，其相對(duì)分子質(zhì)量在200030000之間。高溫焦油中質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.0%的化合物只有10余種，它們是蔡(10.0%).菲 (5.0%)、熒蔥(3.3%)、敢2.1%)、危烯(2.0%)、笏(2.0%)、蔥(1.5%)、2-甲基蔡(1.5%)、 咔呼(1.5%)、苛(1.0%)和氧茹(1.0%)等。2.2煤焦油生產(chǎn)前的準(zhǔn)備為了保證焦油蒸飾的

41、安全穩(wěn)定操作，提高設(shè)備的生產(chǎn)能力及加強(qiáng)設(shè)備的維 護(hù)，煤焦油在蒸飾前應(yīng)做好準(zhǔn)備工作。煤焦油加工前的準(zhǔn)備工作包括煤焦油的運(yùn) 輸及儲(chǔ)存、煤焦油質(zhì)量的均和、煤焦油脫水及脫鹽等。2.2.1焦油質(zhì)量均勻化對(duì)于焦油加工來(lái)說(shuō)，焦油的以下指標(biāo)：座嚥不溶物(QI)、水和灰分含量都十 分重要，因?yàn)樗鼈儠?huì)影響焦油蒸係操作穩(wěn)定和蒸飾殘液瀝青的質(zhì)量。在焦油蒸鐳過(guò)程中，焦油含蔡波動(dòng)1%,就會(huì)嚴(yán)重影響各飾分的質(zhì)量變化， 會(huì)給蒸飾操作帶來(lái)困難。焦油QI含量波動(dòng)大于1.5%,中溫瀝青QI含量波動(dòng)在 3%左右，對(duì)其使用和改質(zhì)瀝青生產(chǎn)會(huì)帶來(lái)不利影響。而一些大型煤焦油加工廠 收購(gòu)處理很多焦化廠的煤焦油，這些焦油在組成、密度、QI、水和

42、灰分含量等方 面均有較大差別，如不經(jīng)預(yù)先均勻混合，對(duì)焦油連續(xù)蒸鎘操作的穩(wěn)定性會(huì)帶來(lái)很 大的影響和不安全因素。煤焦油在進(jìn)入裝置之前進(jìn)行均質(zhì)，使其組成和QI含量 相對(duì)穩(wěn)定，對(duì)安全穩(wěn)定生產(chǎn)、保證產(chǎn)品質(zhì)量是十分有意義的。第16頁(yè)共44頁(yè)2.2.2焦油的脫水煤焦油中含有較多的水分，不利于煤焦油蒸鎘操作。在間歇操作中，煤焦油 含水較多，將拖延脫水時(shí)間而降低設(shè)備的生產(chǎn)能力，增加耗熱量。特別是水在煤 焦油中可以形成油包水型乳化液。受熱時(shí)，這類小水滴不能立即蒸發(fā)，溫度繼續(xù) 升高，這些小水滴在煤焦油整個(gè)容積中進(jìn)行急劇汽化蒸發(fā)，容易造成突沸竄油事 故。在管式爐蒸鎘系統(tǒng)中，煤焦油含水太多，會(huì)使系統(tǒng)的壓力顯著提高，帶來(lái)

43、附 加阻力。呈乳濁液而穩(wěn)定存在于煤焦油中的小水滴同樣會(huì)發(fā)生急劇蒸發(fā)式整個(gè)系 統(tǒng)壓力劇增，打亂操作制度。因此，焦油在蒸飾前必須將水分除去。脫水的焦油 可以減少蒸餡過(guò)程的熱量消耗，增加設(shè)備的生產(chǎn)能力，降低連續(xù)蒸鎘加熱的系統(tǒng) 阻力。焦油脫水分為初步脫水和最終脫水，經(jīng)最終脫水的焦油稱作無(wú)水焦油。焦油 初步脫水一般釆用加熱靜置脫水法，即焦油在貯槽內(nèi)用蛇管加熱保溫在80C左 右，靜置36h以上，焦油和水因密度不同而分離。靜置脫水可使焦油中水分初步 脫至4%以下。此外，焦油初步脫水還有離心脫水法和加壓脫水法等。初步脫水 的同時(shí)，溶于水中的鹽類（主要是錢鹽）也隨水分一起排除。因此要求初步脫水 后煤焦油中含水量

44、盡可能低。焦油最終脫水，依據(jù)生產(chǎn)規(guī)模不同，主要有以下幾種方式：（1）間歇釜脫水 間歇蒸飾系統(tǒng)中，專設(shè)脫水釜進(jìn)行焦油最終脫水。釜內(nèi) 焦油溫度加熱至100C以上，使水分蒸發(fā)脫除。脫水釜容積和蒸鐳釜相同，一釜 脫水焦油供一釜蒸係用。脫水釜蒸汽管溫度加熱至130C時(shí)，最終脫水完成，釜 內(nèi)焦油水分可降至0.5%以下。（2）管式爐脫水連續(xù)焦油蒸鐳工藝使用管式爐脫水。經(jīng)初步脫水的焦油 送入管式爐連續(xù)加熱到120130C,然后送入一次蒸發(fā)器（脫水塔），脫除部分 輕油和水。此時(shí)焦油含水量降至0.3%0.5%。國(guó)內(nèi)的連續(xù)式管式爐焦油蒸係工 藝中，絕大多數(shù)廠家最終脫水是在管式爐的對(duì)流段進(jìn)行的。（3）蒸汽加熱脫水經(jīng)初

45、步脫水的焦油送人蒸汽加熱器連續(xù)加熱到125130C,再進(jìn)入脫水塔來(lái)完成焦油的最終脫水。2. 2. 3焦油的脫鹽焦油中含的水實(shí)際上就是氨水，在這種稀氨水中，一部分氨以NHs-H/O的 形式存在，另一部分以氯化錢、硫鼠化鍍、硫酸錢等固定鍍鹽形式存在，其中主 要是氯化錢。它們?cè)诮褂妥詈竺撍A段仍留在焦油中，當(dāng)被加熱到220250C 時(shí)，固定錢鹽就會(huì)分解成游離酸和氨：NH4C1HC1 + NH3產(chǎn)生的HC厶存在于焦油中，會(huì)引起設(shè)備管道的嚴(yán)重腐蝕。同時(shí)，錢鹽還會(huì) 使憎分和水起乳化作用，對(duì)蔡油飾分的脫酚操作十分不利。因此，焦油必須在蒸 飾前進(jìn)行脫鹽處理。焦油脫鹽是焦油在最終脫水前加入8%12%的碳酸鈉溶液

46、，使固定錢鹽轉(zhuǎn) 化為穩(wěn)定的鈉鹽：2NH4Cl+Na2CO3 2NH3 +CO2 +2NaCl+H2O這些鈉鹽在焦油蒸飾時(shí)完全殘留在瀝青中變成灰分，若除去0.1g/（kg焦油） 中的固定錢鹽，瀝青灰分約增加0.08%。故碳酸鈉的加入量要適當(dāng)，在選擇工藝 路線時(shí)，使最終脫水前焦油中含水減少，固定鍍鹽含量也相應(yīng)減少了（因固定錢 鹽溶解于水而不溶于焦油）。2.2.4焦油的脫灰、脫渣煤焦油中含有少量的機(jī)械雜質(zhì)，它來(lái)源于煤煉焦時(shí)炭化室的耐火材料、煤粉、 焦粒等。這部分機(jī)械雜質(zhì)在焦油蒸鎘時(shí)全部殘留在瀝青里，這對(duì)焦油蒸飾操作和 瀝青使用是不利的，應(yīng)予以除去。徳國(guó)、美國(guó)、日本、法國(guó)等國(guó)家在焦油蒸懈前 用超級(jí)離心

47、機(jī)進(jìn)行脫灰、脫渣處理。我國(guó)寶鋼、馬鋼、山西焦化廠、濟(jì)寧碳素廠 等若干廠家對(duì)焦油進(jìn)行了脫灰、脫渣處理，這一工藝逐步在全國(guó)各焦油加工廠推 廣，焦油在用超級(jí)離心機(jī)脫灰、脫渣的同時(shí)，也脫除了大量的水分和錢鹽，對(duì)焦 油蒸係的穩(wěn)定操作是非常有利的。2.3生產(chǎn)工藝選擇我國(guó)大型焦化廠廣泛釆用了管式爐焦油連續(xù)蒸飾裝置，一般均釆用原料焦油 直接進(jìn)管式爐的加熱方式。按蒸係系統(tǒng)釆用的塔數(shù)及係分竊取的不同，主要有： 單塔式流程、兩塔式流程和切取寬、窄飾分的焦油蒸係流程。本設(shè)計(jì)釆用一塔式 蒸鎘工藝。以遷安中化煤化工有限公司產(chǎn)品煤焦油作為原來(lái)來(lái)源，可以避免原料 釆購(gòu)難，成本高的弊端，土地由政府征用，水電氣均由本項(xiàng)目自成一體

48、配套建設(shè)。 根據(jù)本生產(chǎn)裝置規(guī)模和建廠條件，生產(chǎn)技術(shù)立足于國(guó)內(nèi)，利用國(guó)內(nèi)現(xiàn)有成熟的生 產(chǎn)流程，確定煤焦油深加工工藝。因此投資12萬(wàn)噸煤焦油深加工項(xiàng)目，其產(chǎn)品 適應(yīng)市場(chǎng)需求，適應(yīng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境保護(hù)的宏觀政策，適應(yīng)市、區(qū)工業(yè)發(fā)展規(guī)劃 和產(chǎn)業(yè)政策導(dǎo)向要求。焦油連續(xù)蒸館一般釆用常壓蒸餡工藝流程，可分為兩種類型，即兩塔式和一 塔式。按切取飾分的不同乂可分為窄館分和酚蔡洗三混飾分或蔡洗兩混鎘分。兩塔式和一塔式流程，當(dāng)切取窄飾分時(shí)，在鋼材、基建投資、產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì) 量、操作條件等各項(xiàng)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)方面，并無(wú)顯著區(qū)別。但是一塔式二段蒸 發(fā)器送回流后，在塔板層數(shù)較少情況下，二恵油飾分量不易控制。致使其產(chǎn)率偏 高，

49、初飾點(diǎn)偏低，而一蔥油產(chǎn)率亦相應(yīng)降低。兩塔式和一塔式流程，當(dāng)切取三混飾分時(shí)，蔡集中度高；蒸館及洗滌工序操 作簡(jiǎn)化；但由于鐳分合并，制取工業(yè)蔡時(shí)重復(fù)蒸飾，熱能單耗增多。當(dāng)切取兩混 飾分時(shí)，蔡集中度較高，洗滌及工業(yè)蔡工序簡(jiǎn)化，在釆用單爐單塔精鎘制取工業(yè) 蔡的工藝上取得了成熟的經(jīng)驗(yàn)。本設(shè)計(jì)采用一塔式焦油蒸館工藝流程，并切取三混飾分，工藝流程如圖2-1 所示。第19頁(yè)共44頁(yè)15廠、4&2翼3水碳酸鈉溶液S14P焦油22三混僻分水17圖2切取混合館分的焦油蒸館工藝流程1焦油管式爐；2段蒸發(fā)器；3段蒸發(fā)器；4飾分塔；5段輕油冷凝冷卻器；6 輕油冷凝冷卻器：7段輕油油水分離器；8輕油油水分離器；9混合懈分冷

50、卻器；10- 一蔥油冷卻器：11二蔥油冷卻器：12輕油回流槽；13蔥油回流槽：14-無(wú)水焦油槽; 15焦油循壞槽：16輕油接收槽；17酚水接收槽：18混合飾分接收槽；19一蔥油接 收槽；20二蔥油接收槽；21碳酸鈉高位槽；22段焦油泵；23二段焦油泵；24輕油回流泵；25蔥油回流泵；26輕油泵；27二蔥油泵經(jīng)脫水的焦油用一段蒸發(fā)泵22送至焦油管式爐的對(duì)流段。并在一段焦油泵 的吸入管上加入濃度為810%的碳酸鈉溶液。焦油經(jīng)管式爐的第一加熱段（對(duì) 流段）被加熱到120130C。然后，進(jìn)入一段蒸發(fā)器2,水和部分輕油由于壓力 的降低而迅速地由焦油中蒸發(fā)出來(lái)，并由一段蒸發(fā)器2頂排出，經(jīng)冷凝冷卻器5、 油

51、水分離器7,輕油流入輕油接收槽16,送往回收車間。無(wú)水焦油流入一段蒸發(fā) 器2下部的無(wú)水焦油槽，這時(shí)焦油中水分己降至0.5%以下。再用二段泵23送到 管式爐1的輻射段加熱。在此，焦油被加熱到400410C后進(jìn)入二段蒸發(fā)器3, 瀝青自二段蒸發(fā)器底經(jīng)塔底液面調(diào)節(jié)器自流至瀝青高位槽進(jìn)行自然冷卻，待瀝青 冷卻到150180C后放入瀝青冷卻運(yùn)輸機(jī)，冷卻成型后裝車外運(yùn)。自二段蒸發(fā) 器3側(cè)線切取二恿油飾分，經(jīng)埋入式冷卻器11冷卻后流入二憩油接收槽20。然 后，送往油庫(kù)裝車外運(yùn)。一憩油以前的鎘分蒸汽（輕油、酚油、蔡油、洗油、一 蔥油）由二段蒸發(fā)器3頂部出來(lái)進(jìn)入焦油係分塔4。一憩油飾分由飾分塔底經(jīng)油 封排出，并經(jīng)

52、埋入式冷卻器10冷卻后流入回流槽13, 部分用泵25送往二段 蒸發(fā)器頂作回流，其余送往結(jié)晶工段制取粗恿。自係分塔4側(cè)線切取的混合鎘分（酚油、蔡油、洗油），經(jīng)埋入式冷卻器9冷卻后流入混合飾分接受槽18,經(jīng)洗 滌后送往蔡蒸工段制取工業(yè)蔡。輕油係分由塔頂排出，經(jīng)冷凝冷卻器6、油水 分離器8流入回流槽12, 部分用泵24送往飾分塔頂作回流，其余部分和一段 輕油合并送往回收車間。由于一段輕油質(zhì)量較差，故有些廠不在一段蒸發(fā)器釆出 輕油，而使一段輕油再入一段焦油泵入口任其循環(huán)，全部輕油皆于鎘分塔頂切出， 以提高輕油質(zhì)量。在二段蒸發(fā)器3及館分塔4底部送入少量的過(guò)熱蒸汽進(jìn)行汽提, 以降低塔底油的含蔡量及補(bǔ)充部分

53、熱量。對(duì)于一塔式切取三混飾分的焦油連續(xù)蒸餡的各飾分的產(chǎn)率和質(zhì)量指標(biāo)如表 2-2所不o表2-2三混憎分焦油蒸錨f留分產(chǎn)率及質(zhì)量指標(biāo)飾分名稱產(chǎn)率（）酚含量（）蔡含量（）輕油飾分030.620.15酚油飾分20 3010蔡油飾分18 23670 80洗油館1分310一蔥油館分14 180.41.5二蔥油館分8100.21.0瀝青54 56軟化點(diǎn)8090C3工藝計(jì)算和設(shè)備選型3.1設(shè)備選擇要點(diǎn)3.1.1圓筒管式爐（1）合理確定一段（對(duì)流段）和二段（輻射段）加熱面積比例，應(yīng)滿足正 常條件下，二段焦油出口溫度400410C時(shí)，一段焦油出口溫度在120130C第21頁(yè)共44頁(yè)之間的要求。（2）蒸汽過(guò)熱管可設(shè)

54、置預(yù)一段或二段，要合理確定加熱面積。當(dāng)蒸氣量為 焦油量的4%時(shí)，應(yīng)滿足加熱至400450C的要求。（3）輻射管熱強(qiáng)度實(shí)際生產(chǎn)波動(dòng)在1800026000千卡/米？時(shí)，設(shè)計(jì)宜采 用1800022000千卡/米2時(shí)，對(duì)小型加熱爐，還可取低些。當(dāng)選用光管時(shí)，對(duì) 流段熱強(qiáng)度一般釆用600010000千卡/米2時(shí)。（4）保護(hù)層厚度宜大于200毫米，是散熱損失控制在3%以內(nèi)。（5）火嘴能力應(yīng)大于管式爐能力的1.251.3倍?；鹱旌蜖t管凈距宜大于 900毫米，以免火焰添燒爐管。（6）輻射管和遮蔽管宜采用耐熱鋼（如CbMo等）。3.1.2 一段蒸發(fā)器（1）空塔速度宜釆用0.2米/秒。（2）閃蒸空間一般不小于24

55、00毫米。（3）結(jié)構(gòu)形式有兩種，一種是上部蒸發(fā)器和下部無(wú)水焦油槽相連，中間用 隔板隔開(kāi)。另一種是中間無(wú)隔板，上下連通。兩種形式均可，后者操作較簡(jiǎn)便。 無(wú)水焦油槽宜以液面自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置自控液面。（4）材質(zhì)采用鑄鐵或普通鋼。3.1.3二段蒸發(fā)器（1）底部空塔速度采用0.20.3米/秒。一般情況下，二段蒸發(fā)器直徑宜按 飾分塔直徑大一級(jí)考慮。（2）閃蒸空間一般不小于4000毫米。（3）釆用液面自調(diào)裝置控制瀝青液面。（4）材質(zhì)采用鑄鐵或碳鋼內(nèi)襯不銹鋼薄板，以耐高溫和腐蝕。（5）設(shè)置人孔（底部要對(duì)開(kāi)）以便于清掃、檢修。3.1.4 f留分塔（1）根據(jù)不同塔徑確定塔板間距，見(jiàn)表3-1。表3T塔板間距，毫米塔徑

56、80090010001200140016001800200022002400板距 350350350350400400450450450450400400450450500500500500（2）進(jìn)料層的閃蒸空間宜釆用板距的2倍。（3）降液管截面宜按停留時(shí)間不低于5秒考慮。（4）塔板層數(shù)應(yīng)結(jié)合流程種類、產(chǎn)品方案、切取制度及其他技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 綜合確定。一船可按表3-2設(shè)計(jì)。表3-2蒸f留塔塔板層數(shù)和側(cè)線位置名稱兩塔式一塔式窄飾分兩混館分窄館分三混錨分蔥塔塔板總層數(shù)2323精館段層數(shù)2020提鐳段層數(shù)33側(cè)線位置一蔥油15. 13、 11、 915、 13、 11、 9二蔥油塔底塔底餡分塔塔板總層

57、數(shù)47476341精館段層數(shù)44446038提館段層數(shù)3333側(cè)線位置輕油塔頂塔頂塔頂塔頂酚油42、 40、 38、 3642、 40、 38. 3657、 55、 53、 5135、33、31、29、27、2526、 24、 22、 20、26、 24、 22、 20、蔡油39、 37、 36. 33（酚蔡洗1818 （蔡洗兩混館分）三混館分）備用側(cè)線洗油塔底塔底（危油）21、19、17、1519、17、15一蔥油塔底3. 1.5原料焦油泵（1）流量要求均勻、穩(wěn)定，易于調(diào)節(jié)。（2）揚(yáng)程可以克服管內(nèi)由于汽化、高速、結(jié)垢而產(chǎn)生的各種阻力；正常操 作時(shí)泵后壓力一般在710公斤/厘米選用揚(yáng)程宜大于1

58、4公斤/厘米（3）維護(hù)檢修比較方便，體積小，占地面積較少。第23頁(yè)共44頁(yè)3.2設(shè)計(jì)計(jì)算定額焦油產(chǎn)率，占裝爐干煤量年工作日4%330 EI年處理煤焦油量12萬(wàn)噸，一年按8000工作小時(shí)計(jì)算，合15000kg/ho3.2.1焦油蒸f留f留分產(chǎn)率表3-3煤焦油他分組成鐳分名稱產(chǎn)率，占 煤焦油的（）產(chǎn)量(kg/li)館分的平均 分子量輕油0.575105三混館分19.52925136其中：酚油1.5225120蔡油121800128洗油6900157一蔥油152250177二蔥油91350198瀝青537950水分345018合計(jì)100150003. 2. 2焦油蒸f留工段設(shè)計(jì)定額表3-4焦油蒸f留

59、設(shè)計(jì)定額項(xiàng)目單位指標(biāo)項(xiàng)目單位指標(biāo)管式爐：輕油冷凝冷卻器：焦油含水屋，占焦油傳熱系數(shù)一段不大于%3冷凝部分千卡/米時(shí)C150二段不大于%0. 3冷卻部分千卡/米時(shí)C100過(guò)熱蒸汽量，占焦油%34冷卻面積入11焦油流速米/秒0. 71一段輕油米/噸焦油2.5 3.5煤氣流速：飾分塔輕油米/噸焦油11 13管徑0300400mm米/秒68浸沒(méi)式冷卻器：管徑 WDf50mm米/秒45傳熱系數(shù)千卡/米時(shí)C100續(xù)表3-4項(xiàng)目單位指標(biāo)項(xiàng)目單位指標(biāo)10千卡/噸耗熱量焦油23.2冷卻面枳第24頁(yè)共44頁(yè)熱效率%75 77三混館分米/噸焦油1. 2 1. 4一段蒸發(fā)器：一蔥油餡分（送回流）米/噸焦油2 2.2頂

60、部溫度C105二蔥油餡分（一塔式）米/噸焦油0. 7頂部壓力公斤/厘米0.01瀝青冷卻器：空塔速度米/秒0.2瀝青溫度入|丨C360二段蒸發(fā)器：出口C230頂部溫度（一塔 式）C325熱水溫度入口C80頂部壓力公斤/厘米0. 35出口C100回流溫度C85 100傳熱系數(shù)：回流量，占焦油 量%10 15上部水汽冷凝 部分千卡/米時(shí)C400直接汽量，占焦 油量%1. 3水冷卻部分千卡/米時(shí)C200空塔汽速（泡罩 塔）米/秒0.20. 3下部瀝青冷卻 部分千卡/米時(shí)C80館分塔：冷卻面積頂部溫度C105水汽冷凝冷卻 部分米/噸焦油1.4 1.6頂部壓力公斤/厘米0. 02瀝青冷卻部分館分中間槽（包