CN102732327B - 一种煤气中苯族烃的回收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于煤气净化和化学产品回收技术领域，公开了一种焦炉煤气回收苯族烃的方法。本发明对传统工艺进行了改进，提高了贫油的利用率，使得贫油的消耗量仅为17-35kg/吨苯；本发明洗苯装置占地面积小，仅为洗苯塔的五分之一到十分之一左右；而且贫油温度控制在28℃，大大提高了苯族烃的回收效率，同时也大大降低了苯族烃对大气的污染程度。
Description
技术领域
本发明属于煤气净化和化学产品回收技术领域，具体涉及一种焦炉煤气回收苯族烃的方法。
背景技术
焦炉煤气是大吨位能源资源和化工原料，充分利用对环境保护和经济发展有着重大作用。焦炉煤气回收粗苯是煤气净化的工序之一。苯族烃是煤热解生成的粗煤气中的产物之一，是多种有机化合物的混合物，主要由纯苯、甲苯、二甲苯和三甲苯等苯族烃所组成，苯族烃是有机合成工业的基础原料，也是合成橡胶、合成纤维、合成染料的原材料。苯族烃是一种复杂的半成品，通过精制工艺可生产纯苯、甲苯、二甲苯。苯族烃泄漏于空气中很容易扩散，人和动物吸入或皮肤接触大量苯进入体内，会引起急性和慢性苯中毒。长期接触苯会对血液造成极大伤害，引起慢性中毒、神经衰弱综合症。苯可以损害骨髓，使红血球、白细胞、血小板数量减少，并使染色体畸变，从而导致白血病，甚至出现再生障碍性贫血。苯可以导致大量出血，从而抑制免疫系统的功用，使疾病有机可乘。有研究报告指出，苯在体内的潜伏期可长达12-15年。吸入20000ppm的苯蒸气5-10分钟便会有致命危险。
煤炭在炼焦时，约有75％变为焦炭，还有25％转变成多种化学产品和荒煤气，荒煤气需要净化成为净煤气，才能够通过煤气输送管道外送及供用户使用。焦炉煤气中所含的苯族烃是宝贵的化工原料，是由多种芳香族化合物组成的混合物，其中苯、甲苯和二甲苯含量占90％以上，粗苯本身用途不大，但粗苯精制的产品为苯、甲苯、二甲苯及溶剂油均为有机化学工业的基础原料，因此进行焦炉煤气中苯族烃的回收很有意义。
从焦炉煤气中回收苯族烃采用的方法有洗油吸收法、活性炭吸附法和深冷凝结法。其中洗油吸收法是现有技术中常用的方法，然而，尽管该方法在工业化中得到了广泛的应用，但是如何对该方法进行改进，减少洗油的使用量，降低工业能耗，提高苯的回收率，是工业化生产中亟待解决的技术问题。中国申请CN2009102729119公开了一种焦炉煤气净化及回收苯族烃、氨和煤焦油的方法，该工艺方法使得洗油中的轻质组分，被蒸馏到了苯中，使循环油的质量变差，影响了洗苯效果，减少了苯的产量，降低了苯的质量；同时，使吨苯洗油消耗量偏高，超过了100kg/吨苯以上，出现了高消耗，低产出的恶性循环现象。中国专利申请CN2010102131108公开了一种焦化粗苯放散气回收工艺及其装置，该装置由于气液接触面有限，导致吸收效率低，装置占地大，能耗高。
现有技术中的煤气回收苯族化合物技术都存在较多的缺陷，如何尽可能的优化工艺技术，减少设备占地面积，并且降低能耗，提高苯回收率，最大限度地降低工业成本，是现有技术工业生产工艺存在的最大的问题和障碍。
发明内容
针对上述情况，本发明人改良了现有技术中的吸附条件，并对洗油装置进行了改进，提供一种适合脱除焦炉煤气中苯系物的系统及方法。
本发明的技术方案是通过如下方式来实现的，
一种回收焦炉煤气中苯族烃的系统，包括旋转填料床(2)，旋转填料床(2)的外壳上具有进液口、排液口、进气口和排气口共四个连接口，可以通过法兰和其他接口连接。所述旋转填料床包括静态的外壳(21)和动态的转动轴(22)，其中，电机(29)通过转动轴带动填料层(23)和除雾层(24)转动，液体输入到液体管道并通过液体管道上的小孔(25)后，液体在离心力作用下经过填料层(23)甩向外壳，被甩出的液体由排液口排出装置外。在外壳(21)上设有支撑环(26)，支撑环(26)与填料层(23)和除雾层(24)之间分别设有大滑动轨道(27)，填料内层与转动轴管之间设有小滑动轨道(28)；所述超重力旋转填料床中转动轴的转速为200-1000r/min。旋转填料床(2)的进液口和排液口通过管道分别连接到贫油槽(3)和富油槽(4)，且在所述旋转填料床与富油槽之间、所述旋转填料床与贫油槽之间安装第一泵(11)和第二泵(12)，所述旋转填料床(2)的进气口端设有横管式冷却器(7)；所述富油槽和贫油槽之间依次顺序安装第三泵(13)、蒸苯塔(5)、冷却器(6)和第四泵(14)。
一种回收焦炉煤气中苯族烃的方法，具体步骤如下：
第一步，同时启动四个泵，贫油槽(3)内的贫油通过泵(12)和进液口注入到旋转填料床(2)内部，贫油温度控制在28℃；
第二步，从焦炉来的80～100℃的焦炉煤气进入横管式冷却器(7)，被冷却到25℃，然后进入旋转填料床(2)，处理后的焦炉煤气经排气口排出；其中，所述横管式冷却器(7)分上段和下段，焦炉煤气先入横管式冷却器(7)上段与循环水换热，被冷却到42℃，再入横管式冷却器(7)下段与制冷水换热，被冷却到25℃；所述焦炉煤气由可燃气体组分、化学产品组分和水蒸气组成；可燃气体组分主要是：氢气40-50g/Nm3、甲烷150-180g/Nm3、一氧化碳68-77g/Nm3、乙烷12-20g/Nm3；化学产品组分主要是：煤焦油107-120g/Nm3、苯族烃35-45g/Nm3、硫化氢10-16g/Nm3、氰化物0.3-1.2g/Nm3、萘5-10g/Nm3、硫化物2-3.5g/Nm3；水蒸气含量为190-350g/Nm3。
第三步，吸收苯族烃的贫油变为富油，依次通过富油槽(4)、洗苯塔(5)以及冷却器(6)，进入贫油槽。
其中，焦炉煤气与贫油在旋转填料床(2)内以气液错流的接触方式进行吸附，交换吸附后的贫油变为富油后经泵(11)和出液口排出到富油槽(4)内，经过加热器加热后达到190℃后进入蒸苯塔(5)，然后通过在蒸苯塔内反应使得富油还原为贫油，蒸苯塔塔顶出来的苯族烃蒸气和水汽的混合物，冷凝到25℃进行油水分离，分离出水后即为苯族烃；蒸苯塔(5)塔底即为贫油，贫油自蒸苯塔(5)塔底排出后再经过冷却器(6)冷却至28℃，然后经泵(14)送入贫油槽待用。
贫油是褐色油状液体，可燃。主要组分为甲基萘，二甲基萘，甲酚，二甲酚，高沸点酚，重质吡啶碱和喹啉等。闪点110～115℃，燃点127～130℃，自燃点478～480℃，沸点265℃。
本发明的有益效果是，本发明提供了一种从煤气回收苯族烃的方法，用于脱除焦炉煤气中苯族烃。对传统工艺进行了改良，将洗苯温度调整为25℃，可以提高贫油的利用率，提高吸附效率；并且使得贫油的消耗量仅为17-35kg/吨苯；本发明洗苯装置中采用的是错流式的旋转填料床，气液错流接触，不易因气量过大产生液泛现象，无需在喷液管与填料层之间留有较大空间，可将焦炉煤气中苯族烃脱除至1g/Nm3以下，占地仅为洗苯塔的五分之一到十分之一左右；而且贫油温度控制在28℃，大大提高了苯族烃的回收效率，同时也大大降低了苯族烃对大气的污染程度。
附图说明
图1为旋转填料床的结构示意图之一；
图2为本发明的整体结构示意图；
图3为旋转填料床的结构示意图之二。
图中：11第一泵，12第二泵，13第三泵，14第四泵，2旋转填料床，21外壳，22转动轴，23填料层，24除雾层，25小孔，26支撑环，27大滑动轨道，28小滑动轨道，29电机，3贫油槽，4富油槽，5蒸苯塔，6冷却器，7横管式冷却器。
具体实施方式
如图1-图3所示，
本发明涉及一种回收焦炉煤气中苯族烃的方法，适用于焦化行业焦炉煤气的净化和苯族烃的回收。系统主要包含旋转填料床和富油再生装置，旋转填料床内的气液在超重力作用下实现了更充分、更快速的传质，大大提高了焦炉煤气洗苯效率，而再生装置可实现洗苯油的再生，富油经脱苯处理后可循环使用。本发明中的旋转填料床采用错流接触，避免了液泛现象，减小了填料层的尺寸，缩小了装置占地面积，节能效果明显。富油再生装置采用脱苯塔，可实现喷洒液的循环使用。
实施例1
一种回收焦炉煤气中苯族烃的系统，包括旋转填料床(2)，旋转填料床(2)的外壳上具有进液口、排液口、进气口和排气口共四个连接口，可以通过法兰和其他接口进行连接。所述旋转填料床包括静态的外壳(21)和动态的转动轴(22)，其中，电机(29)通过转动轴带动填料层(23)和除雾层(24)转动，液体输入到液体管道并通过液体管道上的小孔(25)后，液体在离心力作用下经过填料层23甩向外壳，被甩出的液体由排液口排出装置外。在外壳(21)上设有支撑环(26)，支撑环(26)与填料层(23)和除雾层(24)之间分别设有大滑动轨道(27)，填料内层与转动轴管之间设有小滑动轨道(28)；所述超重力旋转填料床中转动轴的转速为1000r/min。旋转填料床(2)的进液口和排液口通过管道分别连接到贫油槽(3)和富油槽(4)，且在所述旋转填料床与富油槽之间、所述超重力旋转填料床与贫油槽之间分别安装第一泵(11)和第二泵(12)，旋转填料床(2)的进气口端设有横管式冷却器(7)；所述富油槽和贫油槽之间依次顺序安装第三泵(13)、蒸苯塔(5)、冷却器(6)和第四泵(14)。
一种回收焦炉煤气中苯族烃的方法，具体步骤如下：
第一步，同时启动四个泵，贫油槽(3)内的贫油通过泵(12)和进液口注入到旋转填料床(2)内部，贫油温度控制在28℃；
第二步，从焦炉来的80～100℃的焦炉煤气进入横管式冷却器(7)，被冷却到25℃，然后进入旋转填料床(2)，处理后的焦炉煤气经排气口排出；其中，所述横管式冷却器(7)分上段和下段，焦炉煤气先入横管式冷却器(7)上段与循环水换热，被冷却到42℃，再入横管式冷却器(7)下段与制冷水换热，被冷却到25℃；所述焦炉煤气由可燃气体组分、化学产品组分和水蒸气组成；可燃气体组分主要是：氢气40-50g/Nm3、甲烷150-180g/Nm3、一氧化碳68-77g/Nm3、乙烷12-20g/Nm3；化学产品组分主要是：煤焦油107-120g/Nm3、苯族烃35-45g/Nm3、硫化氢10-16g/Nm3、氰化物0.3-1.2g/Nm3、萘5-10g/Nm3、硫化物2-3.5g/Nm3；水蒸气含量为190-350g/Nm3。
第三步，吸收苯族烃的贫油变为富油，依次通过富油槽(4)、洗苯塔(5)以及冷却器(6)，进入贫油槽。
其中，焦炉煤气与贫油在旋转填料床(2)内以气液错流的接触方式进行吸附，交换吸附后的贫油变为富油后经泵(11)和出液口排出到富油槽(4)内，经过加热器加热后达到190℃后进入蒸苯塔(5)，然后通过在蒸苯塔内反应使得富油还原为贫油，蒸苯塔塔顶出来的苯族烃蒸气和水汽的混合物，冷凝到25℃进行油水分离，分离出水后即为苯族烃；蒸苯塔(5)塔底即为贫油，贫油自蒸苯塔(5)塔底排出后再经过冷却器(6)冷却至28℃，然后经泵(14)送入贫油槽待用。
上述步骤中，上述旋转填料床的进气口通入富苯焦炉煤气，排气口与下一个净化单元联通。旋转填料床的进液口通过泵与贫油槽相连，排液口通过泵与富油槽相连，富油槽的液体出口通过泵连接至蒸苯塔的原料入口，蒸苯塔塔底贫油先经过冷却器冷却至28℃左右，再经泵送入贫油槽。
本发明苯族烃回收装置中的超重力旋转床采用气液错流的接触方式，电机通过转动轴带动填料层、除雾层转动，液体用泵输入液体管道，通过液体进口管道上的小孔，在离心力作用下经过填料层甩向外壳，被甩出的液体由排液口排出装置外。支撑环与填料层和除雾层之间设有大滑动轨道，填料内层与液体进口管道之间设有小滑动轨道，形成动态密封结构，以保证气体由进气口输入后，能从填料层前端进入由后端排除，与液体错流接触。
工作时，开启电机并根据待处理的气体流量和焦炉煤气中含苯浓度调整转速，通常在200-1000r/min之间进行调整。焦炉煤气经气体进口进入旋转填料床，气体沿轴向通过高速旋转的填料层，贫油经贫油送出泵进入液体进口管道，通过液体进口管道上的小孔均匀的喷洒在填料层内侧，当贫油接触到高速旋转的填料层时，瞬间被撕裂，并改变了原来的飞行方向，在强大的离心力场中，贫油与焦炉煤气在高湍动、强混合的作用下完成对焦炉煤气中的苯系物的瞬间吸收，脱除苯系物的焦炉煤气进入除雾层，将夹带的少量液体分离后，从气体出口排除。吸收苯系物的富油经排液口排除进入富油槽。富油经脱苯处理后送入贫油槽循环使用。
上面所述的具体实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本发明的各种变形和改进，均应扩如本发明权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (1)
1.一种回收焦炉煤气中苯族烃的方法，其特征在于，所述方法按照如下步骤进行：
第一步，同时启动第一泵(11)，第二泵(12)，第三泵(13)以及第四泵(14)，贫油槽(3)内的贫油通过第二泵(12)和进液口注入到旋转填料床(2)内部，贫油温度控制在28℃；
第二步，从焦炉来的焦炉煤气进入横管式冷却器(7)，被冷却到25℃，然后进入旋转填料床(2)，焦炉煤气与贫油在旋转填料床(2)内以气液错流的接触方式进行吸附；其中，交换吸附的焦炉煤气经排气口排出，交换吸附后的贫油变为富油后经第一泵(11)和出液口排出到富油槽(4)内，经过加热器加热达到190℃后进入蒸苯塔(5)，然后在蒸苯塔(5)内反应使得富油还原为贫油，蒸苯塔(5)塔顶出来的苯族烃蒸气和水汽的混合物，冷凝到25℃进行油水分离，分离去除水后即为苯族烃；蒸苯塔(5)塔底即为贫油，贫油自蒸苯塔(5)塔底排出后再经过冷却器(6)冷却至28℃，然后经第四泵(14)送入贫油槽待用；
其中，所述横管式冷却器(7)分上段和下段，所述焦炉煤气先入横管式冷却器(7)上段与循环水换热，被冷却到42℃，再入横管式冷却器(7)下段与制冷水换热，被冷却到25℃；
所述焦炉煤气由可燃气体组分、化学产品组分和水蒸气组成；可燃气体组分主要是：氢气40-50g／Nm3、甲烷150-180g／Nm3、一氧化碳68-77g／Nm3、乙烷12-20g／Nm3；化学产品组分主要是：煤焦油107-120g／Nm3、苯族烃35-45g／Nm3、硫化氢10-16g／Nm3、氰化物0.3-1.2g／Nm3、萘5-10g／Nm3、硫化物2-3.5g／Nm3；水蒸气含量为190-350g／Nm3；
所述旋转填料床(2)包括静态的外壳(21)和动态的转动轴(22)，其中，电机(29)通过转动轴带动填料层(23)和除雾层(24)转动，液体输入到液体管道并通过液体管道上的小孔(25)后，液体在离心力作用下经过填料层(23)甩向外壳，被甩出的液体由排液口排出装置外；在外壳(21)上设有支撑环(26)，支撑环(26)与填料层(23)和除雾层(24)之间分别设有大滑动轨道(27)，填料内层与转动轴管之间设有小滑动轨道(28)；所述旋转填料床(2)中转动轴的转速为200-1000r／min；所述旋转填料床(2)的进液口和排液口通过管道分别连接到贫油槽(3)和富油槽(4)，且在所述旋转填料床(2)与富油槽(4)之间、所述旋转填料床(2)与贫油槽(3)之间安装第一泵(11)和第二泵(12)，所述旋转填料床(2)的进气口端设有横管式冷却器(7)；所述富油槽和贫油槽之间依次顺序安装第三泵(13)、蒸苯塔(5)、冷却器(6)和第四泵(14)。
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