CN1030070A - 单塔脱苯工艺及新型脱苯塔 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种单塔脱苯工艺及其装置，属于炼 焦化工技术，广泛用于焦化厂或煤气厂等的煤气净化 和粗苯的回收。

设计一种新型脱苯塔，在此单体设备中可同时获 得质量合格的轻苯、精重苯、萘油和低萘贫油四种产 品。

本发明是一种工艺简单、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。

Description

本发明涉及一种回收粗苯的新工艺，它属于炼焦化工技术，可广泛用于焦化厂或煤气厂等的煤气净化和粗苯的回收。

在焦化厂或煤气厂，进行煤的低温或高温干馏加工所产生的煤气中，含有苯等芳香族化合物。为了净化煤气并回收粗苯，国内外多采用洗油吸收煤气中的苯，再用汽提的方法脱除洗油中的苯。经检索，目前世界上还没有单塔同时生产四种产品的脱苯工艺。国内外最先进的代表性流程是采用管式炉加热的两塔脱苯工艺，其流程详见鞍山钢铁学院库咸熙主编、冶金工业出版社出版的高等院校教学用书“炼焦化学产品回收与加工”P148-150。

两塔脱苯工艺是由粗苯洗涤工序来的含苯洗油-富油，经油汽换热器和油油换热器使其温度升高至130-140℃后，进入脱水塔闪蒸脱水，再送入管式加热炉加热，然后送入脱苯塔中用直接蒸汽汽提。从脱苯塔顶逸出的温度为90-93℃的粗苯蒸汽经冷凝冷却器冷却后入油水分离器，分出水后的粗苯流入中间槽。部分粗苯用泵抽送至脱苯塔顶部作回流。从塔侧线引出的萘油自流入萘油槽。脱苯塔底部排出的热贫油自流入贫富油换热器与富油换热后，再经冷却器冷却后送粗苯洗涤工序循环使用。

为了保证循环洗油质量，从管式炉加热后的富油管线中引出小股至再生器进行再生处理。于此用经管式炉过热至400～450℃的直接水蒸汽进行蒸吹，再生器顶排出的洗油汽与粗苯汽一起进入脱苯塔。再生器底部的残渣定期排放至残渣油槽。

打回流剩余的粗苯用泵自粗苯中间槽抽送至两苯塔进一步分馏。塔底设有外循环式加热器供给热量。塔顶逸出的轻苯蒸汽经冷凝冷却、油水分离后进入轻苯回流槽。一部分用泵送至两苯塔顶作回流，其余部分则满流入轻苯中间槽，定期送往粗苯精制车间。两苯塔侧线引出的重质苯（或精重苯）自流入油水分离器分出水后入重质苯中间槽。塔底排出萘油进入萘油槽。此两塔脱苯工艺存在如下急待解决的问题：（1）本系统除了脱苯塔，还有一个两苯塔，故增加了一整套分馏设备（包括加热、冷却、分离、输送、回流、贮存等），其流程长、占地大、投资高。（2）由于设备多，也使操作维护复杂了，出现了控制塔底、塔顶进油和进汽温度，调节间接蒸汽量、直接蒸汽量、回流量及进料量等方面的问题。（3）由于从脱苯塔出来的粗苯经冷却后再送到两苯塔加热、蒸馏，得到的轻苯还要冷凝冷却、打回流，大大地浪费了水、电、蒸汽。（4）由于流程长，产生的含酚氰污水多，难以处理。

鉴于上述存在的问题，本发明的目的在于寻求一种工艺简单、流程短、设备少、占地小、投资低、能耗省、污水少、操作维护方便的脱苯新工艺。

为实现此目的，本发明采取的措施是设计一种新型脱苯塔。此塔将原来双塔脱苯工艺中的脱苯塔和两苯塔有机地组合在一起，用一个塔完成两个塔的任务，在一个塔中可以直接得到轻苯、精重苯、萘油、低萘贫油四种合格产品。

本发明单塔脱苯工艺的优点是：（1）由于一塔代两塔，因此节省了由九种十二台设备组成的一整套分馏装置。比两塔脱苯工艺节省投资（指60万吨焦炭/年规模工厂）71万元。（2）由于减少操作控制点，每套工艺可节省人力3人。（3）单塔脱苯要比两塔脱苯节省40%左右的能耗，每年可省操作费35万余元。……

下面结合附图和实施例详细介绍本发明的单塔脱苯工艺及其新型脱苯塔。

图1为单塔脱苯工艺流程图。

图2为新型脱苯塔结构图。

表1为单塔脱苯工艺的操作制度。

表2为单塔脱苯工艺产品的质量指标。

如图1所示，在单塔脱苯工艺流程中，（1）油汽换热器及轻苯冷凝冷却器，（2）油油换热器及贫油冷却器，（3）管式加热炉，（4）再生器，（5）脱苯塔，（6）塔顶油水分离器，（7）轻苯油水分离器，（8）轻苯贮槽，（9）轻苯回流泵，（10）精重苯油水分离器，（11）精重苯贮槽，（12）萘油贮槽，（13）控制分离器，（14）残渣泵。

富油经油汽换热器（1），油油换热器（2），管式加热炉（3）加热后，从提馏段最上层塔板处进入脱苯塔（5），直接蒸汽经管式炉（3）过热后，通过再生器（4）进入脱苯塔（5）底部与下降的富油接触脱苯：塔顶逸出的轻苯蒸汽经油汽换热器和轻苯冷凝冷却器（1）后在轻苯油水分离器（7）中分离出冷凝水，部分轻苯由轻苯回流泵（9）打至脱苯塔（5）顶部作回流，余者为产品进轻苯贮槽（8）。脱苯后的热贫油经油油换热器，贫油冷却器（2）后送粗苯洗涤工序循环使用。

在脱苯塔（5）上数第4～5层塔盘，将含油水混合液引入塔顶油水分离器（6），分出水的油全部返回脱苯塔（5）的下一层塔盘处，水放掉;从上数第14～20层塔盘处切出精重苯，在精重苯油水分离器（10）中分出水后入精重苯槽（11），萘油从上数第22～28层塔盘处切出入萘油槽（12）。在精馏段最下层塔盘处，可以按需要引出含萘较高的轻质洗油。目的是为降低贫油含萘。从下数第1层塔盘上引出部分热贫油送入再生器（4）用水蒸汽汽提出洗油，进入脱苯塔（5）。由再生器（4）底部排出残渣，用泵（14）外送。

以含苯洗油处理量为45～55m³/h的单塔脱苯工艺系统为例，其操作技术条件如表1所示，其工艺产品的质量指标如表2所示。

上述实施例1和2系济钢焦化分厂单塔脱苯工艺及新型脱苯塔实际操作数据，该厂生产规模为年产60万吨冶金焦的中型焦化厂，粗苯洗涤工序处理煤气量28000～32000Nm³/h。脱苯塔处理含苯洗油量45～55m³/h;脱苯塔直径1600mm、高26700mm，塔板层数为45层;从上数第5层引出油水混合液;从上数第15层引出精重苯;从上数第23层引出萘油。

为实现上述工艺流程，其关键是本发明设计了一种新型的脱苯塔，如图2所示，此新型脱苯塔的结构如下：

（1）塔体、（2）精馏段、（3）提馏段、（4）引水板、（5）园形泡罩、（6）含萘轻质洗油引出调节板、（7）精重苯切出口、（8）萘油切出口、（9）回流入口、（10）从再生器来的蒸汽入口、（11）富油入口、（12）含萘洗油切出口、（13）至再生器的油出口、（14）贫油出口、（15）轻苯蒸汽出口、（16）油水混合液引出口。

本发明脱苯塔整个塔体（1）共有45～55层塔盘，每层塔盘上都有园形泡罩（5）（除引水塔盘和栅板塔盘之外）。各层塔盘上泡罩的齿缝开度不尽相同，系根据塔内的汽相负荷来确定。全塔分为两段：上段为精馏段（2），下段为提馏段（3）。在提馏段（3）上层设有富油入口（11），此入口内设可拆卸的导向挡板，挡板呈螺旋状，富油以与塔体呈切线方向进入，使高温入塔富油迅速汽化并与液相分离，减少雾沫夹带和保护塔体免受冲刷腐蚀。在精馏段（2）下层设有含萘轻质洗油出口（12）和含萘轻质洗油引出调节板（6），此调节板是由一层设有长颈升气管的园形泡罩塔盘和一层栅板塔盘组成的，可以根据塔底贫油含萘情况将含萘洗油引出或均匀地分布到提馏段（3）的塔盘上。在塔体（1）上数第4～5层塔盘处设有引水板（4）和油水混合液引出口（16），此引水板（4）上设有多个升汽管，管上设有按一定角度，按不同方向排列的导向板，可使气体均布且阻力最小。在塔体（1）上数第14～20层塔盘处设有精重苯切取口（7）。在塔体（1）上数22～28层塔盘处设有萘油切取口（8）。塔顶设有轻苯回流入口（9）和轻苯蒸汽出口（15）。在提馏段（3）最下层设有至再生器的油出口（13）。塔底还设有从再生器来的蒸汽入口（10）和贫油出口（14）。

本发明脱苯塔的操作原理及过程如下：

经过加热的富油从入口（11）进脱苯塔的提馏段（3）与从再生器来的蒸汽入口（10）进来的蒸汽在塔盘上直接接触进行水蒸汽蒸馏，其中低沸点苯类、萘及轻质洗油蒸发成汽相与水蒸汽混合进入脱苯塔的精馏段（2）。为控制产品质量，塔顶从回流入口（9）打入回流轻苯，使塔顶汽相温度维持在78-79℃，在回流入口（9）下部的换热塔盘上势必将水蒸汽冷凝成水。为保持精馏段（2）温度梯度均衡、稳定，以提高分馏效果，使精重苯和萘油分别在某一塔盘上集中切出。油水混合液必须通过引水板（4）的作用，使其从含油水混合液引出口（16）引出至油水分离器将水分离。然后，油再返回塔内。为保证在提馏段（3）底部获得低萘洗油，用含萘轻质洗油引出调节板（6），调节其去向来控制贫油含萘量。

表1    单塔脱苯工艺的操作制度

表2    单塔脱苯工艺产品的质量指标

Claims (9)

1、一种单塔脱苯工艺，其特征在于将吸收了煤气中粗苯的洗油-富油加热后，在一个单体设备-新型脱苯塔中，经过提馏段与水蒸汽在塔盘上直接接触进行汽提，使富油中低沸点的苯、萘和轻质洗油蒸发成汽相和水蒸汽混合，再进入精馏段；在精馏段经分馏后，从塔顶逸出轻苯蒸汽，从侧线切出精重苯和萘油，塔底出低萘洗油-贫油，同时获得质量合格的四种产品。

2、根据权利要求1所述的单塔脱苯工艺，其特征在于在脱苯塔顶部打入回流轻苯，使塔顶汽相温度维持在78-79℃。

3、根据权利要求1所述的单塔脱苯工艺，其特征在于使精重苯和萘油分别在某一塔盘上集中切出。

4、根据权利要求1所述的单塔脱苯工艺，其特征在于使油水混合液从上数第4～5层塔盘引出。

5、根据权利要求1所述的单塔脱苯工艺，其特征在于调节含萘轻质洗油的去向以控制贫油含萘量。

6、为实现权利要求1所述的单塔脱苯工艺，设置了一种新型脱苯塔，此塔由塔体（1）、精馏段（2）、提馏段（3）、引水板（4）、园形泡罩（5）、含萘轻质洗油引出调节板（6）等组成，其特征在于塔体（1）上还设有精重苯切出口（7）和萘油切出口（8）。

7、根据权利要求6所述的新型脱苯塔，其特征在于引水板（4）上有多个升汽管，管上设有按一定角度、按不同方向排列的导向板。

8、根据权利要求6所述的新型脱苯塔，其特征在于含萘轻质洗油引出调节板（6）是由一层设有长颈升气管的园形泡罩塔盘和一层栅板塔盘组成的。

9、根据权利要求6所述的新型脱苯塔，其特征在于：

1）精重苯切出口（7）设在塔体（1）上数第14～20层塔盘处，

2）萘油切出口（8）设在塔体（1）上数第22～28层塔盘处。

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