CN101544913B - 一种负压脱苯方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种负压脱苯方法及设备，属于焦化工业生成物回收技术和设备，特别是焦炉煤气所含苯的脱除回收技术及其专用设备。本发明针对现有技术存在的问题，研制一种在负压操作条件下，实现无蒸汽蒸馏脱苯工艺方法，并设计了新型脱苯塔，能够彻底克服管式炉加热富油常压脱苯工艺及设备的不足，主要具有以下优点：(1)由于脱苯操作采用负压流程，降低了苯的沸点，同时气相中苯的分压降低，可以不使用直接蒸汽进行蒸吹脱苯，就可以达到要求的脱苯程度，可减少因蒸汽产生的废水利于环保。(2)苯对干煤产率由原来的1.0％以上，提高到1.35％以上，回收率提高35％以上；(3)能耗与现有脱苯工艺相比减少20％以上。
Description
技术领域
本发明属于属于焦化工业废弃物回收技术和设备，特别是焦炉煤气所含苯的脱除回收技术及其专用设备。
背景技术
苯族烃是宝贵的化工原料，焦炉煤气一般含苯族烃25～40g/m3。从焦炉煤气中回收粗苯的方法有洗油吸收法、活性炭吸附法和深冷凝结法。其中洗油吸收法以工艺简单、经济可靠而得到广泛推广。煤气经最终冷却塔冷却到25～27℃后，依次通过二个洗苯塔，吸苯后的洗油含苯量约2.5％称为富油，富油经脱苯装置脱苯后称为贫油，再循环使用。富油脱苯一般使用常压水蒸气蒸馏法，按富油加热方式又分为预热器加热富油和管式炉加热富油脱苯法两种，目前国内常采用的是管式炉加热富油的常压水蒸气蒸馏法。
中国专利ZL88105048.2公开了一种单塔脱苯工艺及新型脱苯塔，实现了在单塔中可同时获得质量合格的轻苯、精重苯、萘油和低萘贫油四种产品。是一种工艺简单、流程短、设备少、占地小、投资低、能耗省、污水少、操作维修方便的脱苯新工艺。
但是该脱苯工艺是在常压操作条件进行，富油通过管式加热炉加热到180～190℃然后送脱苯塔中进行脱苯，富油中的苯分压较低，为了达到工艺要求的回收率必须采用蒸汽吹脱汽提的方法来脱苯，所使用的主要设备管式加热炉，辐射段加热富油，对流段加热蒸汽产生过热蒸汽，换热效率低，炉衬使用寿命较短，运行费用高，脱苯塔仍沿用传统的铸铁泡罩等低效塔盘，板效率很低、处理量小、易堵塞、蒸气消耗高、贫油含苯高、粗苯收率低、塔径大等缺点；综合来看目前的脱苯工艺由于必须采用蒸汽脱苯，而这些蒸汽后会产生相同数量的含有酚类有害物质的废水，这种废水非常难处理，即使处理处理成本非常高，另外还存在着回收产物的质量较低，回收率不高和生产消耗较大等缺点。
发明内容
为了克服现有技术中的回收产物的质量较低，回收率不高和生产消耗较大等缺点，本发明的目的是提供一种负压脱苯的方法，本发明的另一个目的是提供适用于该方法的负压脱苯的设备。
本发明的技术方案为，一种负压脱苯方法，其包括由塔体、富油入口、塔顶气相出口、轻苯回流口、重苯出口、奈油出口、蒸汽进口、贫油出口等组成的脱苯塔，其特征是：
(1)使用真空泵抽气使富油脱苯和洗油再生系统压力为0.06～0.07Mpa的负压，
(2)自洗苯工段来的原料富油温度～30℃，通过贫富油换热器被脱苯塔釜来的热贫油加热温度升至180～200℃进入脱苯塔提留段；
(3)脱苯塔顶得到的轻苯蒸汽温度40～45℃，通过冷凝器冷凝经油水分离器进行油水分离后用轻苯泵一部分送至脱苯塔顶回流，回流比2.5，另一部分作为成品送至轻苯储槽；
(4)在脱苯塔精馏段，根据不同采出位置依次在75～80℃采出重苯，在145～150℃采出萘油，
(5)脱苯塔釜温度为215～225℃的贫油，一部分通过贫油加热循环泵送至3脱苯管式加热炉加热到240～260℃后，作为热源返回脱苯塔，另一部分贫油通过洗油循环泵作为循环洗油通过贫富油换热器与原料富油换热后温度降至120℃送至洗苯工段经过降温后作为洗苯洗油使用，
(6)作为循环洗油的贫油一小部分通过洗油循环泵送入洗油再生塔下部进行再生，再生塔釜的贫油用再生洗油泵打入再生管式加热炉加热到270～280℃作为热源返回洗油再生塔底部，得到再生的贫油在塔顶采出，塔顶温度240～260℃，直接返回脱苯塔，洗油再生塔釜的油渣用渣油泵送去焦油大罐，并入焦油加工过程。
前述方法中第二步也可以为自洗苯工段来的原料富油温度～30℃，通过贫富油换热器被脱苯塔来的的热贫油加热温度升到150℃，进入脱苯管式加热炉3对流段继续加热升至180～200℃进入脱苯塔提馏段。
所述的脱苯塔为变径塔其下部为直径较粗的提馏段，中间为变径段，上部为直径较细的精馏段，提馏段与精馏段的直径比为1∶0.7-1，精馏段顶部椭圆形封头上装有塔顶气相出口，精馏段内装有至少10层PFG4.5规整填料和KCF型气液分布器，塔体上设有轻苯回流口、重苯出口、奈油出口；提馏段内装有19层防堵塞IV斜孔双溢流型塔盘，相邻塔盘的降液槽方向互相垂直，塔体上自上而下设有富油入口、再生油入口、加热贫油入口、备用进气装置，塔底椭圆形封头上设有循环热油口，贫油出口，该两出口接管设有防涡流装置，整塔安装在裙座上。
众所周知在脱苯工艺中脱苯塔是关键设备，传统脱苯塔的任务是用蒸汽将富油中的粗苯通过汽提蒸脱方法分离出来。脱苯效率的高低直接影响粗苯的质量、收率和蒸汽消耗。按膜传质理论分析，液相中的粗苯分子进入气相的传质过程受液膜控制，其传质速率由液相中粗苯分子的传递路径和液相界面的多少来决定。所以提高液相的分散度以缩短粗苯分子传递路径、增加并快速更新相界面，是提高传质速率的根本。据此本发明研制一种新型脱苯塔设备。该塔为具有变径段结构的直立塔设备；其上段为精馏段采用PFG4.5规整填料，气液分布器采用KCF型气液分布器；在气液分布器部位有侧线采出口；其下段为提馏段采用防堵塞IV斜孔双溢流型塔盘；采用了喷射式进汽装置；塔底出口接管设有防涡流装置；塔体材料采用不锈钢复合板，内件采用不锈钢材质。特别是采用了负压脱苯工艺降低了苯的沸点，同时气相中苯的分压降低，可以不使用直接蒸汽进行蒸吹脱苯，就可以达到要求的脱苯程度。
本发明针对现有技术存在的问题，研制一种在负压操作条件下，实现无蒸汽蒸馏脱苯工艺方法，并设计了新型脱苯塔，能够彻底克服管式炉加热富油常压脱苯工艺及设备的不足，主要具有以下优点：
(1)由于脱苯操作采用负压流程，降低了苯的沸点，同时气相中苯的分压降低，可以不使用直接蒸汽进行蒸吹脱苯，就可以达到要求的脱苯程度。
目前的脱苯工艺方法每生产1吨粗苯需要约1.5吨蒸汽，相应的要产生1.5吨难处理的有害含酚废水。对于年产100万吨焦炭焦化厂年产粗苯约1万吨，消耗蒸汽1.5万吨，产生废水1.5万吨。采用负压脱苯工艺实现无蒸汽脱苯，每年可节约蒸汽1.5万吨。价值150万元(按蒸汽价格100元/吨计算)，同时不产生难以进行无害处理的含酚废水1.5万吨，有利于环境保护；
(2)苯对干煤产率由原来的1.0％以上，提高到1.35％以上，回收率提高35％以上；
(3)能耗与现有脱苯工艺相比减少20％以上；
附图说明
附图1为本发明的工艺流程和设备结构示意图，
图2为脱苯塔的结构示意图，
图3为脱苯塔提馏段塔盘降液槽位置示意图。
图中，1.贫富油换热器，2.脱苯塔，3.脱苯管式加热炉，4.贫油加热循环泵，5.洗油循环泵，6.冷凝器，7.真空泵系统，8.油水分离器，9.轻苯泵，10.洗油再生塔，11.再生管式加热炉，12.再生洗油泵，13.渣油泵、14.原料富油入口，15.贫油返回洗苯工段出口，16.脱苯塔顶气相出口，17.轻苯回流口，18.重苯出口，19.萘油出口，20.轻苯出口，21.脱苯塔富油入口，22.脱苯塔再生油入口，23.脱苯塔加热贫油入口，24.循环热油口，25.贫油出口，26.高温富油出口，27.低温富油入口，28.管式炉热贫油出口，29.管式炉低温贫油入口，30.再生油出口，31.再生油入口，32.高温再生油入口，33.渣油出口，34.低温再生油出口，35.再生加热炉低温油入口，36.通向渣油罐管道口，41.塔顶椭圆形封头，42.精馏段筒体，43.气液分布器，44.规整填料，45.锥形过渡段，46.斜孔双溢流型塔盘，47.提馏段筒体，49.进气装置，49.防涡流装置，50.塔底椭圆形封头，51.裙座，52.1-19层奇数塔盘降液槽位置，52.2-18层偶数塔盘降液槽位置。
具体实施方式
本发明的具体实施方式是，如图所示：
实施例1，一种负压脱苯方法，其包括由塔体、脱苯塔富油入口21、塔顶气相出口16、轻苯回流口17、重苯出口18、奈油出口19、贫油出口25等组成的脱苯塔2，其流程是：
(1)使用真空泵7抽气使富油脱苯和洗油再生系统压力为0.06～0.07Mpa的负压，
(2)自洗苯工段来的原料富油温度～30℃，通过贫富油换热器1被脱苯塔2来的热贫油加热温度升至180～200℃进入脱苯塔提馏段；
(3)脱苯塔顶得到的轻苯蒸汽温度40～45℃，通过冷凝器6冷凝经油水分离器8进行油水分离后用轻苯泵9一部分送至脱苯塔顶回流，回流比2.5，另一部分作为成品送至轻苯储槽；
(4)在脱苯塔精馏段，根据不同采出位置依次在75～80℃采出重苯，在145～150℃采出萘油。
(5)脱苯塔釜温度为215～225℃的贫油，一部分通过贫油加热循环泵4送至脱苯管式加热炉3加热到240～260℃后，作为热源返回脱苯塔，另一部分贫油通过洗油循环泵5作为循环洗油通过贫富油换热器与原料富油换热后温度降至120℃送至洗苯工段经过降温后作为洗苯洗油使用。
(6)作为循环洗油的贫油一小部分通过洗油循环泵5送入洗油再生塔10下部进行再生，再生塔的贫油用再生洗油泵12打入再生管式加热炉11加热到270～280℃作为热源返回洗油再生塔底部，得到再生的贫油在塔顶采出，塔顶温度240～260℃，直接返回脱苯塔，洗油再生塔的油渣用渣油泵13送去焦油大罐，并入焦油加工过程。
实施例2，一种负压脱苯方法，其包括由塔体、脱苯塔富油入口21、塔顶气相出口16、轻苯回流口17、重苯出口18、奈油出口19、贫油出口25等组成的脱苯塔2，其流程是：
(1)使用真空泵7抽气使富油脱苯和洗油再生系统压力为0.06～0.07Mpa的负压，
(2)自洗苯工段来的原料富油温度～30℃，通过贫富油换热器1被脱苯塔2来的的热贫油加热温度升到150℃，进入脱苯管式加热炉3对流段继续加热升至180～200℃进入脱苯塔提馏段；
(3)脱苯塔顶得到的轻苯蒸汽温度40～45℃，通过冷凝器6冷凝经油水分离器8进行油水分离后用轻苯泵9一部分送至脱苯塔顶回流，回流比2.5，另一部分作为成品送至轻苯储槽；
(4)在脱苯塔精馏段，根据不同采出位置依次在75～80℃采出重苯，在145～150℃采出萘油。
(5)脱苯塔釜温度为215～225℃的贫油，一部分通过贫油加热循环泵4送至脱苯管式加热炉3加热到240～260℃后，作为热源返回脱苯塔，另一部分贫油通过洗油循环泵5作为循环洗油通过贫富油换热器与原料富油换热后温度降至120℃送至洗苯工段经过降温后作为洗苯洗油使用。
(6)作为循环洗油的贫油一小部分通过洗油循环泵5送入洗油再生塔10下部进行再生，再生塔的贫油用再生洗油泵12打入再生管式加热炉11加热到270～280℃作为热源返回洗油再生塔底部，得到再生的贫油在塔顶采出，塔顶温度240～260℃，直接返回脱苯塔，洗油再生塔的油渣用渣油泵13送去焦油大罐，并入焦油加工过程。
实施例3本发明公开的脱苯塔为变径塔其下部为直径较粗的提馏段47，中间为锥形过渡段段45，上部为直径较细的精馏段42，提馏段与精馏段的直径比为1∶0.7-1，精馏段顶部椭圆形封头41上装有塔顶气相出口16，精馏段内装有至少10层PFG4.5规整填料44和KCF型气液分布器43，塔体上设有轻苯回流口17、重苯出口18、奈油出口19；提馏段内装有19层防堵塞IV斜孔双溢流型塔盘46，相邻塔盘的降液槽方向互相垂直，塔体上自上而下设有富油入口21、再生油入口22、加热贫油入口23、进气装置48，塔底椭圆形封头50上设有循环热油口24，贫油出口25，该两出口接管设有防涡流装置49，整塔安装在裙座51上。
Claims (3)
1.一种负压脱苯方法，其包括由塔体、富油入口、塔顶气相出口、轻苯回流口、重苯出口、萘油出口、贫油出口组成的脱苯塔，其特征是：
(1)使用真空泵抽气使富油脱苯和洗油再生系统压力为0.06～0.07MPa的负压，
(2)自洗苯工段来的原料富油温度为30℃，通过贫富油换热器被脱苯塔来的热贫油加热温度升至180～200℃进入脱苯塔提馏段；
(3)脱苯塔顶得到的轻苯蒸汽温度40～45℃，通过冷凝器冷凝经油水分离器进行油水分离后用轻苯泵一部分送至脱苯塔顶回流，回流比2.5，另一部分作为成品送至轻苯储槽；
(4)在脱苯塔精馏段，根据不同采出位置依次在75～80℃采出重苯，在145～150℃采出萘油，
(5)脱苯塔釜温度为215～225℃的贫油一部分通过贫油加热循环泵送至脱苯管式加热炉加热到240～260℃后，作为热源返回脱苯塔，另一部分贫油通过洗油循环泵作为循环洗油通过贫富油换热器与原料富油换热后温度降至120℃送至洗苯工段经过降温后作为洗苯洗油使用，
(6)作为循环洗油的贫油一小部分通过洗油循环泵送入洗油再生塔下部进行再生，再生塔釜的贫油用再生洗油泵打入再生管式加热炉加热到270～280℃作为热源返回洗油再生塔底部，得到再生的贫油在塔顶采出，塔顶温度240～260℃，直接返回脱苯塔下部，洗油再生塔釜的油渣用渣油泵送去焦油大罐，并入焦油加工过程。
2.权利要求1所述的一种负压脱苯方法，其特征是：所述的第二步为自洗苯工段来的原料富油温度30℃，通过贫富油换热器被脱苯塔来的热贫油加热温度升到150℃，进入脱苯管式加热炉对流段继续加热升至180～ 200℃进入脱苯塔提馏段。
3.权利要求1或2所述的一种负压脱苯方法使用的设备，其特征是：所述的脱苯塔为变径塔，其下部为直径较粗的提馏段，中间为变径段，上部为直径较细的精馏段，提馏段与精馏段的直径比为1∶0.7-1，精馏段顶部椭圆形封头上装有塔顶气相出口，精馏段内装有至少10层PFG4.5规整填料和KCF型气液分布器，塔体上设有轻苯回流口、重苯出口、萘油出口；提馏段内装有19层防堵塞IV斜孔双溢流型塔盘，相邻塔盘的降液槽方向互相垂直，塔体上自上而下设有富油入口、再生油入口、加热贫油入口、备用进气装置，塔底椭圆形封头上设有循环热油口，贫油出口，该两出口接管设有防涡流装置，整塔安装在裙座上。
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Denomination of invention: A method and equipment for removing benzene under negative pressure Effective date of registration: 20221019 Granted publication date: 20120620 Pledgee: Qilu bank Limited by Share Ltd. Ji'nan Changqing branch Pledgor: JINAN METALLURGY CHEMICAL EQUIPMENT CO.,LTD. Registration number: Y2022980018940 |
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