專利名稱：單塔脫苯工藝及新型脫苯塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種回收粗苯的新工藝，它屬于煉焦化工技術(shù)，可廣泛用于焦化廠或煤氣廠等的煤氣凈化和粗苯的回收。
在焦化廠或煤氣廠，進(jìn)行煤的低溫或高溫干餾加工所產(chǎn)生的煤氣中，含有苯等芳香族化合物。為了凈化煤氣并回收粗苯，國內(nèi)外多采用洗油吸收煤氣中的苯，再用汽提的方法脫除洗油中的苯。經(jīng)檢索，目前世界上還沒有單塔同時生產(chǎn)四種產(chǎn)品的脫苯工藝。國內(nèi)外最先進(jìn)的代表性流程是采用管式爐加熱的兩塔脫苯工藝，其流程詳見鞍山鋼鐵學(xué)院庫咸熙主編、冶金工業(yè)出版社出版的高等院校教學(xué)用書“煉焦化學(xué)產(chǎn)品回收與加工”P148-150。
兩塔脫苯工藝是由粗苯洗滌工序來的含苯洗油-富油，經(jīng)油汽換熱器和油油換熱器使其溫度升高至130-140℃后，進(jìn)入脫水塔閃蒸脫水，再送入管式加熱爐加熱，然后送入脫苯塔中用直接蒸汽汽提。從脫苯塔頂逸出的溫度為90-93℃的粗苯蒸汽經(jīng)冷凝冷卻器冷卻后入油水分離器，分出水后的粗苯流入中間槽。部分粗苯用泵抽送至脫苯塔頂部作回流。從塔側(cè)線引出的萘油自流入萘油槽。脫苯塔底部排出的熱貧油自流入貧富油換熱器與富油換熱后，再經(jīng)冷卻器冷卻后送粗苯洗滌工序循環(huán)使用。
為了保證循環(huán)洗油質(zhì)量，從管式爐加熱后的富油管線中引出小股至再生器進(jìn)行再生處理。于此用經(jīng)管式爐過熱至400～450℃的直接水蒸汽進(jìn)行蒸吹，再生器頂排出的洗油汽與粗苯汽一起進(jìn)入脫苯塔。再生器底部的殘渣定期排放至殘渣油槽。
打回流剩余的粗苯用泵自粗苯中間槽抽送至兩苯塔進(jìn)一步分餾。塔底設(shè)有外循環(huán)式加熱器供給熱量。塔頂逸出的輕苯蒸汽經(jīng)冷凝冷卻、油水分離后進(jìn)入輕苯回流槽。一部分用泵送至兩苯塔頂作回流，其余部分則滿流入輕苯中間槽，定期送往粗苯精制車間。兩苯塔側(cè)線引出的重質(zhì)苯(或精重苯)自流入油水分離器分出水后入重質(zhì)苯中間槽。塔底排出萘油進(jìn)入萘油槽。此兩塔脫苯工藝存在如下急待解決的問題(1)本系統(tǒng)除了脫苯塔，還有一個兩苯塔，故增加了一整套分餾設(shè)備(包括加熱、冷卻、分離、輸送、回流、貯存等)，其流程長、占地大、投資高。(2)由于設(shè)備多，也使操作維護(hù)復(fù)雜了，出現(xiàn)了控制塔底、塔頂進(jìn)油和進(jìn)汽溫度，調(diào)節(jié)間接蒸汽量、直接蒸汽量、回流量及進(jìn)料量等方面的問題。(3)由于從脫苯塔出來的粗苯經(jīng)冷卻后再送到兩苯塔加熱、蒸餾，得到的輕苯還要冷凝冷卻、打回流，大大地浪費(fèi)了水、電、蒸汽。(4)由于流程長，產(chǎn)生的含酚氰污水多，難以處理。
鑒于上述存在的問題，本發(fā)明的目的在于尋求一種工藝簡單、流程短、設(shè)備少、占地小、投資低、能耗省、污水少、操作維護(hù)方便的脫苯新工藝。
為實(shí)現(xiàn)此目的，本發(fā)明采取的措施是設(shè)計一種新型脫苯塔。此塔將原來雙塔脫苯工藝中的脫苯塔和兩苯塔有機(jī)地組合在一起，用一個塔完成兩個塔的任務(wù)，在一個塔中可以直接得到輕苯、精重苯、萘油、低萘貧油四種合格產(chǎn)品。
本發(fā)明單塔脫苯工藝的優(yōu)點(diǎn)是(1)由于一塔代兩塔，因此節(jié)省了由九種十二臺設(shè)備組成的一整套分餾裝置。比兩塔脫苯工藝節(jié)省投資(指60萬噸焦炭/年規(guī)模工廠)71萬元。(2)由于減少操作控制點(diǎn)，每套工藝可節(jié)省人力3人。(3)單塔脫苯要比兩塔脫苯節(jié)省40%左右的能耗，每年可省操作費(fèi)35萬余元?！旅娼Y(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)介紹本發(fā)明的單塔脫苯工藝及其新型脫苯塔。


圖1為單塔脫苯工藝流程圖。
圖2為新型脫苯塔結(jié)構(gòu)圖。
表1為單塔脫苯工藝的操作制度。
表2為單塔脫苯工藝產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)。
如圖1所示，在單塔脫苯工藝流程中，(1)油汽換熱器及輕苯冷凝冷卻器，(2)油油換熱器及貧油冷卻器，(3)管式加熱爐，(4)再生器，(5)脫苯塔，(6)塔頂油水分離器，(7)輕苯油水分離器，(8)輕苯貯槽，(9)輕苯回流泵，(10)精重苯油水分離器，(11)精重苯貯槽，(12)萘油貯槽，(13)控制分離器，(14)殘渣泵。
富油經(jīng)油汽換熱器(1)，油油換熱器(2)，管式加熱爐(3)加熱后，從提餾段最上層塔板處進(jìn)入脫苯塔(5)，直接蒸汽經(jīng)管式爐(3)過熱后，通過再生器(4)進(jìn)入脫苯塔(5)底部與下降的富油接觸脫苯塔頂逸出的輕苯蒸汽經(jīng)油汽換熱器和輕苯冷凝冷卻器(1)后在輕苯油水分離器(7)中分離出冷凝水，部分輕苯由輕苯回流泵(9)打至脫苯塔(5)頂部作回流，余者為產(chǎn)品進(jìn)輕苯貯槽(8)。脫苯后的熱貧油經(jīng)油油換熱器，貧油冷卻器(2)后送粗苯洗滌工序循環(huán)使用。
在脫苯塔(5)上數(shù)第4～5層塔盤，將含油水混合液引入塔頂油水分離器(6)，分出水的油全部返回脫苯塔(5)的下一層塔盤處，水放掉;從上數(shù)第14～20層塔盤處切出精重苯，在精重苯油水分離器(10)中分出水后入精重苯槽(11)，萘油從上數(shù)第22～28層塔盤處切出入萘油槽(12)。在精餾段最下層塔盤處，可以按需要引出含萘較高的輕質(zhì)洗油。目的是為降低貧油含萘。從下數(shù)第1層塔盤上引出部分熱貧油送入再生器(4)用水蒸汽汽提出洗油，進(jìn)入脫苯塔(5)。由再生器(4)底部排出殘渣，用泵(14)外送。
以含苯洗油處理量為45～55m3/h的單塔脫苯工藝系統(tǒng)為例，其操作技術(shù)條件如表1所示，其工藝產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)如表2所示。
上述實(shí)施例1和2系濟(jì)鋼焦化分廠單塔脫苯工藝及新型脫苯塔實(shí)際操作數(shù)據(jù)，該廠生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn)60萬噸冶金焦的中型焦化廠，粗苯洗滌工序處理煤氣量28000～32000Nm3/h。脫苯塔處理含苯洗油量45～55m3/h;脫苯塔直徑1600mm、高26700mm，塔板層數(shù)為45層;從上數(shù)第5層引出油水混合液;從上數(shù)第15層引出精重苯;從上數(shù)第23層引出萘油。
為實(shí)現(xiàn)上述工藝流程，其關(guān)鍵是本發(fā)明設(shè)計了一種新型的脫苯塔，如圖2所示，此新型脫苯塔的結(jié)構(gòu)如下(1)塔體、(2)精餾段、(3)提餾段、(4)引水板、(5)園形泡罩、(6)含萘輕質(zhì)洗油引出調(diào)節(jié)板、(7)精重苯切出口、(8)萘油切出口、(9)回流入口、(10)從再生器來的蒸汽入口、(11)富油入口、(12)含萘洗油切出口、(13)至再生器的油出口、(14)貧油出口、(15)輕苯蒸汽出口、(16)油水混合液引出口。
本發(fā)明脫苯塔整個塔體(1)共有45～55層塔盤，每層塔盤上都有園形泡罩(5)(除引水塔盤和柵板塔盤之外)。各層塔盤上泡罩的齒縫開度不盡相同，系根據(jù)塔內(nèi)的汽相負(fù)荷來確定。全塔分為兩段上段為精餾段(2)，下段為提餾段(3)。在提餾段(3)上層設(shè)有富油入口(11)，此入口內(nèi)設(shè)可拆卸的導(dǎo)向擋板，擋板呈螺旋狀，富油以與塔體呈切線方向進(jìn)入，使高溫入塔富油迅速汽化并與液相分離，減少霧沫夾帶和保護(hù)塔體免受沖刷腐蝕。在精餾段(2)下層設(shè)有含萘輕質(zhì)洗油出口(12)和含萘輕質(zhì)洗油引出調(diào)節(jié)板(6)，此調(diào)節(jié)板是由一層設(shè)有長頸升氣管的園形泡罩塔盤和一層?xùn)虐逅P組成的，可以根據(jù)塔底貧油含萘情況將含萘洗油引出或均勻地分布到提餾段(3)的塔盤上。在塔體(1)上數(shù)第4～5層塔盤處設(shè)有引水板(4)和油水混合液引出口(16)，此引水板(4)上設(shè)有多個升汽管，管上設(shè)有按一定角度，按不同方向排列的導(dǎo)向板，可使氣體均布且阻力最小。在塔體(1)上數(shù)第14～20層塔盤處設(shè)有精重苯切取口(7)。在塔體(1)上數(shù)22～28層塔盤處設(shè)有萘油切取口(8)。塔頂設(shè)有輕苯回流入口(9)和輕苯蒸汽出口(15)。在提餾段(3)最下層設(shè)有至再生器的油出口(13)。塔底還設(shè)有從再生器來的蒸汽入口(10)和貧油出口(14)。
本發(fā)明脫苯塔的操作原理及過程如下經(jīng)過加熱的富油從入口(11)進(jìn)脫苯塔的提餾段(3)與從再生器來的蒸汽入口(10)進(jìn)來的蒸汽在塔盤上直接接觸進(jìn)行水蒸汽蒸餾，其中低沸點(diǎn)苯類、萘及輕質(zhì)洗油蒸發(fā)成汽相與水蒸汽混合進(jìn)入脫苯塔的精餾段(2)。為控制產(chǎn)品質(zhì)量，塔頂從回流入口(9)打入回流輕苯，使塔頂汽相溫度維持在78-79℃，在回流入口(9)下部的換熱塔盤上勢必將水蒸汽冷凝成水。為保持精餾段(2)溫度梯度均衡、穩(wěn)定，以提高分餾效果，使精重苯和萘油分別在某一塔盤上集中切出。油水混合液必須通過引水板(4)的作用，使其從含油水混合液引出口(16)引出至油水分離器將水分離。然后，油再返回塔內(nèi)。為保證在提餾段(3)底部獲得低萘洗油，用含萘輕質(zhì)洗油引出調(diào)節(jié)板(6)，調(diào)節(jié)其去向來控制貧油含萘量。
表1單塔脫苯工藝的操作制度
表2單塔脫苯工藝產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)
權(quán)利要求
1.一種單塔脫苯工藝，其特征在于將吸收了煤氣中粗苯的洗油-富油加熱后，在一個單體設(shè)備-新型脫苯塔中，經(jīng)過提餾段與水蒸汽在塔盤上直接接觸進(jìn)行汽提，使富油中低沸點(diǎn)的苯、萘和輕質(zhì)洗油蒸發(fā)成汽相和水蒸汽混合，再進(jìn)入精餾段；在精餾段經(jīng)分餾后，從塔頂逸出輕苯蒸汽，從側(cè)線切出精重苯和萘油，塔底出低萘洗油-貧油，同時獲得質(zhì)量合格的四種產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單塔脫苯工藝，其特征在于在脫苯塔頂部打入回流輕苯，使塔頂汽相溫度維持在78-79℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單塔脫苯工藝，其特征在于使精重苯和萘油分別在某一塔盤上集中切出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單塔脫苯工藝，其特征在于使油水混合液從上數(shù)第4～5層塔盤引出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單塔脫苯工藝，其特征在于調(diào)節(jié)含萘輕質(zhì)洗油的去向以控制貧油含萘量。
6.為實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的單塔脫苯工藝，設(shè)置了一種新型脫苯塔，此塔由塔體(1)、精餾段(2)、提餾段(3)、引水板(4)、園形泡罩(5)、含萘輕質(zhì)洗油引出調(diào)節(jié)板(6)等組成，其特征在于塔體(1)上還設(shè)有精重苯切出口(7)和萘油切出口(8)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的新型脫苯塔，其特征在于引水板(4)上有多個升汽管，管上設(shè)有按一定角度、按不同方向排列的導(dǎo)向板。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的新型脫苯塔，其特征在于含萘輕質(zhì)洗油引出調(diào)節(jié)板(6)是由一層設(shè)有長頸升氣管的園形泡罩塔盤和一層?xùn)虐逅P組成的。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的新型脫苯塔，其特征在于1)精重苯切出口(7)設(shè)在塔體(1)上數(shù)第14～20層塔盤處，2)萘油切出口(8)設(shè)在塔體(1)上數(shù)第22～28層塔盤處。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種單塔脫苯工藝及其裝置，屬于煉焦化工技術(shù)，廣泛用于焦化廠或煤氣廠等的煤氣凈化和粗苯的回收。
文檔編號C10K1/16GK1030070SQ88105048
公開日1989年1月4日 申請日期1988年4月4日 優(yōu)先權(quán)日1988年4月4日
發(fā)明者覃冠鑫, 董振邦 申請人:冶金工業(yè)部鞍山焦化耐火材料設(shè)計研究院, 濟(jì)南鋼鐵廠焦化分廠