CN112812856A - 一种高效回收焦炉煤气中苯类的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及焦化产品回收技术领域，具体涉及一种高效回收焦炉煤气中苯类的系统及方法；系统包括依次相连的终冷塔，超重力洗涤塔，贫富油换热器、富油加热器和脱苯塔；脱苯塔顶部的蒸汽出口依次与粗苯冷凝冷却器、分离回流罐和粗苯槽连接；脱苯塔底部的热贫油出口依次与热贫油泵、贫富油换热器、贫油冷却泵、缓冲分离器、贫油槽相连；所述贫油槽通过冷贫油泵与超重力洗涤塔相连。本发明将超重力洗涤塔引入焦炉煤气的苯回收系统，结合系统中其他设备的设置和工艺方法中的条件设置，实现焦炉煤气中苯类的高效回收，大幅减小系统选用的设备规模和循环洗油的用量，降低系统运行能耗，降低生产成本。

Description

一种高效回收焦炉煤气中苯类的系统及方法
技术领域
本发明涉及焦化产品回收技术领域，具体涉及一种高效回收焦炉煤气中苯类的系统及方法。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
在焦化行业中，焦炭生产过程中产生大量的焦炉煤气，焦炉煤气中含有较多的焦油、苯类等物质，因此焦化企业均在焦化生产装置中配套有洗脱苯系统，以便回收焦炉煤气中高附加值的焦化苯。
目前焦化洗脱苯工艺中均采用传统的洗苯、蒸苯工艺进行苯类的回收，然而现有的焦化洗脱苯系统传质吸收效率较低，洗脱苯塔普遍直径大，塔体高，且洗苯塔内需要设置大量的气体、液体再分布器，填充大体积量的各类填料，脱苯塔内配套复杂的塔内件。因设备高大，选用的各类循环泵类扬程、流量均较高，相应的需要加热的富油量也较高。故整个洗脱苯系统存在设备选型及占地面积大，设备投资及能耗高、洗涤吸收效率低，运行费用高等问题。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明将超重力设备引入焦炉煤气的苯回收系统，结合系统中其他设备的设置，实现焦炉煤气中苯类的高效回收，并且同时可以大幅度减小系统选用的设备规模和循环洗油的用量，从而大幅度降低系统运行能耗，降低生产成本。为了实现上述目的，本发明的目的是提供一种高效回收焦炉煤气中苯类的系统及方法。
具体地，本发明的技术方案如下所述：
在本发明的第一方面，提供一种高效回收焦炉煤气中苯类的系统，包括终冷塔，超重力洗涤塔，贫富油换热器、富油加热器和脱苯塔；
所述终冷塔、超重力洗涤塔、贫富油换热器、富油加热器和脱苯塔依次相连；
脱苯塔顶部的蒸汽出口依次与粗苯冷凝冷却器、分离回流罐和粗苯槽连接；
脱苯塔底部的热贫油出口依次与热贫油泵、贫富油换热器、贫油冷却泵、缓冲分离器、贫油槽相连；
所述贫油槽通过冷贫油泵与超重力洗涤塔相连。
在本发明的第二方面，提供一种高效回收焦炉煤气中苯类的方法，包括以下步骤：
(1)将焦炉煤气通入终冷塔，冷却至27℃后从终冷塔经过除雾除尘塔进入超重力洗涤塔由焦油洗油进行喷洒洗涤；
(2)超重力洗涤塔中含粗苯的焦油洗油经富油泵送至贫富油换热器，换热至120℃，然后进入富油加热器进一步加热至185～240℃；加热后进入脱苯塔，在脱苯塔中进行减压蒸馏，塔内压力控制在-40～-75kPa；
(3)在脱苯塔中蒸馏后的苯汽进入粗苯冷凝冷却器进行冷凝，冷凝后的苯类进入分离回流罐，在分离回流罐中的粗苯，一部分由回流泵回流至脱苯塔，一部分进入粗苯产品槽；
部分不凝汽进入不凝汽冷却器进一步冷却，剩余不凝汽由真空泵抽出送入煤气负压系统；
(4)脱苯塔中的贫油由热贫油泵抽出，经贫富油换热器进行冷却，冷却后的贫油进入贫油冷却器，经过贫油冷却后的冷贫油进入缓冲分离器，分离出冷贫油中的固体颗粒及部分水分后进入冷贫油槽，冷贫油槽中的贫油由冷贫油泵抽出，送至超重力洗涤塔进行洗涤，洗油完成一个循环。
本发明的具体实施方式具有以下有益效果：
(1)超重力洗涤塔前设置终冷塔，将煤气温度降至27℃左右，可以提高焦油洗油的洗涤吸收效果，此温度下可保持焦油洗油对煤气中苯类较高的吸收速度；
(2)超重力洗涤塔中设置的洗涤吸收装置可以将焦油洗油进行强制再分布，焦油洗油经离心力甩出，大幅度提高瞬时流速的情况下变为更加细小的液滴，增大接触面积，提高吸收效果，提高吸收效率，因此系统可选用的设备大幅度减小，循环焦油洗油用量也大幅减少，只有传统工艺的约十分之一，相配套的脱苯装置也减小，脱苯塔、油水分离装置、换热设施、冷却设施等投资费用降低，各运作设备电机功率、加热用蒸汽或者煤气、冷却水等消耗大幅减少，不及原工艺三分之一，大幅度降低系统运行能耗，降低生产成本；
(3)在超重力洗涤塔前设置除雾除尘塔，可减少煤气带入超重力洗涤塔的粉尘杂质，有效解决超重力洗涤塔在焦化工艺中遇到的堵塞问题，提高了超重力洗涤塔的稳定运行时间；
(4)传统的油水分离装置有油水分离器、控制分离器和粗苯回流罐构成，本发明实施方式中因为循环油量的降低，相应的油水分离装置可选用一体式槽体，将三者功能合一，
可减少设备数量，降低设备投资，仍然能够得到质量合格的粗苯产品；
(5)设置循环油缓冲分离器，可分离出循环洗油中的颗粒状固体和少量循环洗油中的夹带的水，进一步改善超重力洗涤塔的运行条件；
(6)蒸馏过程中采用减压蒸馏，进一步降低能耗，回收粗苯尾气，减少尾气排放。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明的系统结构示意图；
图2为本发明的超重力洗涤塔结构示意图；
图中：1、终冷塔，2、超重力洗涤塔，3、富油泵，4、贫富油换热器，5、富油加热器，6、脱苯塔，7、粗苯冷凝冷却器，8、分离回流罐，9、粗苯槽，10、不凝汽冷却器，11、真空泵，12、再生器，13、热贫油泵，14、贫油冷却器，15、缓冲分离器，16、贫油槽，17、冷贫油泵，18、回流泵，19、焦油洗油喷洒装置，20、填料层，21、传动轴及支撑架，22、电机，23、焦油洗油喷洒入口。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
本发明的一种实施方式中，提供了一种高效回收焦炉煤气中苯类的系统，包括终冷塔，
超重力洗涤塔，贫富油换热器、富油加热器和脱苯塔；
所述终冷塔、超重力洗涤塔、贫富油换热器、富油加热器和脱苯塔依次相连；
脱苯塔顶部的蒸汽出口依次与粗苯冷凝冷却器、分离回流罐和粗苯槽连接；
脱苯塔底部的热贫油出口依次与热贫油泵、贫富油换热器、贫油冷却泵、缓冲分离器、贫油槽相连；
所述贫油槽通过冷贫油泵与超重力洗涤塔相连。
在一种具体的实施方式中，所述超重力洗涤塔内部设置有洗涤吸收装置，包括填料层、焦油洗油喷洒装置、传动轴及支撑架；填料层设置在超重力洗涤塔的中央，填料层的上方设置焦油洗油喷洒装置，填料层的下方设置传动轴及支撑架；传动轴带动填料层不断旋转，将焦油洗油进行强制再分布，焦油洗油经离心力甩出，大幅度提高瞬时流速的情况下变为更加细小的液滴，增大接触面积，提高吸收效果，提高吸收效率。
优选的，所述超重力洗涤塔还设置有焦油洗油喷洒入口以及电机，焦油洗油通过焦油洗油喷洒入口进入超重力洗涤塔；传动轴电机带动传动轴转动，从而带动填料层旋转；
因为洗涤液体即焦油洗油破碎成为小液滴且通过离心力进行强制提速分布，提高了吸收面积和吸收速度，系统可选用设备大幅度减小，循环焦油洗油用量只有传统工艺的约十分之一，相配套的脱苯装置也减小，脱苯塔、油水分离装置、换热设施、冷却设施、尾气处理装置等投资费用降低，各运作设备电机功率、加热用蒸汽或者煤气、冷却水等消耗不及原工艺三分之一，大幅度降低系统运行能耗，降低生产成本。
在一种具体的实施方式中，分离回流罐还通过回流泵与脱苯塔顶部入口连接，产品回流以保持脱苯塔顶气液两相均衡，实现连续稳定蒸馏；
在一种具体的实施方式中，分离回流罐连接有不凝气冷却器，不凝气冷却器与真空泵相连；
在一种具体的实施方式中，所述热贫油泵与贫富油换热器之间引出管道连接再生器，且再生器与脱苯塔的中部连接；这样设置可以降低洗油消耗，实现洗涤液即洗油的再生，在再生塔内将洗油的轻质组分蒸出回用，重质组分排出系统外，改善洗油质量；
在一种具体的实施方式中，冷却塔与超重力洗涤塔之间设置除雾除尘塔，减少煤气带入超重力洗涤塔的粉尘杂质，有效解决超重力洗涤塔在焦化工艺中遇到的堵塞问题，提高了超重力洗涤塔的稳定运行时间。
本发明的一种实施方式中，提供了一种高效回收焦炉煤气中苯类的方法，所述方法是在上述系统中完成的，包括以下步骤：
(1)将焦炉煤气通入终冷塔，冷却至27℃后从终冷塔经过除雾除尘塔进入超重力洗涤塔由焦油洗油进行喷洒洗涤；
(2)超重力洗涤塔中含粗苯的焦油洗油经富油泵送至贫富油换热器，换热至120℃，然后进入富油加热器进一步加热至185～240℃；加热后进入脱苯塔，在脱苯塔中进行减压蒸馏；
(3)在脱苯塔中蒸馏后的苯汽进入粗苯冷凝冷却器进行冷凝，冷凝后的苯类进入分离回流罐，在分离回流罐中的粗苯，一部分由回流泵回流至脱苯塔，一部分进入粗苯槽；
部分不凝汽进入不凝汽冷却器进一步冷却，剩余不凝汽由真空泵抽出送入煤气负压系统；
(4)脱苯塔中的贫油由热贫油泵抽出，经贫富油换热器进行冷却，冷却后的贫油进入贫油冷却器，经过贫油冷却后的冷贫油进入缓冲分离器，分离出冷贫油中的固体颗粒及部分水分后进入冷贫油槽，冷贫油槽中的贫油由冷贫油泵抽出，送至超重力洗涤塔进行洗涤，洗油完成一个循环。
焦炉煤气通入终冷塔温度降至27℃左右可以提高焦油洗油的洗涤吸收效果，此温度下可保持焦油洗油对煤气中苯类较高的吸收速度。
在一种具体的实施方式中，在贫油热泵后引部分贫油送至再生塔进行洗油再生。
在一种具体的实施方式中，脱苯塔中减压蒸馏的塔内压力控制在-40～-75kPa；
实施例
如图1所示，一种高效回收焦炉煤气中苯类的系统，包括终冷塔1，超重力洗涤塔2，贫富油换热器4、富油加热器5和脱苯塔6；
所述终冷塔1、超重力洗涤塔2、贫富油换热器4、富油加热器5和脱苯塔6依次相连；
脱苯塔6顶部的蒸汽出口依次与粗苯冷凝冷却器7、分离回流罐8和粗苯槽连接9；
分离回流罐8还通过回流泵18与脱苯塔顶部入口连接，分离回流罐8还连接有不凝气冷却器10，不凝气冷却器10与真空泵11相连；
脱苯塔6底部的热贫油出口依次与热贫油泵13、贫富油换热器4、贫油冷却泵14、缓冲分离器15、贫油槽16相连；所述贫油槽16通过冷贫油泵17与超重力洗涤塔1相连。
所述热贫油泵13与贫富油换热器14之间引出管道连接再生器12，且再生器12与脱苯塔6的中部连接；终冷塔1与超重力洗涤塔2之间设置除雾除尘塔(图中未示出)。
如图2所示，所述超重力洗涤塔内部设置有填料层20、焦油洗油喷洒装置19、传动轴及支撑架21；填料层20设置在超重力洗涤塔的中央，填料层20的上方设置焦油洗油喷洒装置19，填料层20的下方设置传动轴及支撑架21；传动轴带动填料层不断旋转，将焦油洗油进行强制再分布，焦油洗油经离心力甩出，大幅度提高瞬时流速的情况下变为更加细小的液滴，增大接触面积，提高吸收效果，提高吸收效率。
所述超重力洗涤塔还设置有焦油洗油喷洒入口23以及电机22，焦油洗油通过焦油洗油喷洒入口进入超重力洗涤塔；传动轴电机带动传动轴转动，从而带动填料层旋转；
因为洗涤液体即焦油洗油破碎成为小液滴且通过离心力进行强制提速分布，提高了吸收面积和吸收速度，系统可选用设备大幅度减小，循环焦油洗油用量只有传统工艺的约十分之一，相配套的脱苯装置也减小，脱苯塔、油水分离装置、换热设施、冷却设施、尾气处理装置等投资费用降低，各运作设备电机功率、加热用蒸汽或者煤气、冷却水等消耗不及原工艺三分之一，大幅度降低系统运行能耗，降低生产成本。
一种高效回收焦炉煤气中苯类的方法，所述方法是在上述系统中完成的，包括以下步骤：
(1)将焦炉煤气通入终冷塔1，冷却至27℃后从终冷塔1经过除雾除尘塔进入超重力洗涤塔2由焦油洗油进行喷洒洗涤；
(2)超重力洗涤塔2中含粗苯的焦油洗油经富油泵3送至贫富油换热器4，换热至120℃，然后进入富油加热器5进一步加热至230～240℃；加热后进入脱苯塔6，在脱苯塔中进行减压蒸馏，塔内压力控制在-60～-70kPa；
(3)在脱苯塔6中蒸馏后的苯汽进入粗苯冷凝冷却器7进行冷凝，冷凝后的苯类进入分离回流罐8，在分离回流罐中的粗苯，一部分由回流泵18回流至脱苯塔6，一部分进入粗苯槽9；
部分不凝汽进入不凝汽冷却器10进一步冷却，剩余不凝汽由真空泵11抽出送入煤气负压系统；
(4)脱苯塔6中的贫油由热贫油泵13抽出，经贫富油换热器4进行冷却，冷却后的贫油进入贫油冷却器14，经过贫油冷却后的冷贫油进入缓冲分离器15，分离出冷贫油中的固体颗粒及部分水分后进入冷贫油槽16，冷贫油槽中的贫油由冷贫油泵17抽出，送至超重力洗涤塔2进行洗涤，洗油完成一个循环；其中，在热贫油泵后引部分贫油送至再生塔12进行洗油再生。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高效回收焦炉煤气中苯类的系统，其特征在于，包括终冷塔，超重力洗涤塔，贫富油换热器、富油加热器和脱苯塔；
所述终冷塔、超重力洗涤塔、贫富油换热器、富油加热器和脱苯塔依次相连；
脱苯塔顶部的蒸汽出口依次与粗苯冷凝冷却器、分离回流罐和粗苯槽连接；
脱苯塔底部的热贫油出口依次与热贫油泵、贫富油换热器、贫油冷却泵、缓冲分离器、贫油槽相连；
所述贫油槽通过冷贫油泵与超重力洗涤塔相连。
2.如权利要求1所述的高效回收焦炉煤气中苯类的系统，其特征在于，所述超重力洗涤塔内部设置有洗涤吸收装置，包括填料层、焦油洗油喷洒装置、传动轴及支撑架；填料层设置在超重力洗涤塔的中央，填料层的上方设置焦油洗油喷洒装置，填料层的下方设置传动轴及支撑架。
3.如权利要求2所述的高效回收焦炉煤气中苯类的系统，其特征在于，所述超重力洗涤塔还设置有焦油洗油喷洒入口以及电机。
4.如权利要求1所述的高效回收焦炉煤气中苯类的系统，其特征在于，所述分离回流罐还通过回流泵与脱苯塔顶部入口连接。
5.如权利要求1所述的高效回收焦炉煤气中苯类的系统，其特征在于，所述分离回流罐连接有不凝气冷却器，不凝气冷却器与真空泵相连。
6.如权利要求1所述的高效回收焦炉煤气中苯类的系统，其特征在于，所述热贫油泵与贫富油换热器之间引出管道连接再生器，且再生器与脱苯塔的中部连接。
7.如权利要求1所述的高效回收焦炉煤气中苯类的系统，其特征在于，所述终冷塔与超重力洗涤塔之间设置除雾除尘塔。
8.一种高效回收焦炉煤气中苯类的方法，其特征在于，所述方法是在权利要求1-7任一权利要求所述的系统中完成的，包括以下步骤：
(1)将焦炉煤气通入终冷塔，冷却至27℃后从终冷塔经过除雾除尘塔进入超重力洗涤塔由焦油洗油进行喷洒洗涤；
(2)超重力洗涤塔中含粗苯的焦油洗油经富油泵送至贫富油换热器，换热至120℃，然后进入富油加热器进一步加热至185～240℃；加热后进入脱苯塔，在脱苯塔中进行减压蒸馏；
(3)在脱苯塔中蒸馏后的苯汽进入粗苯冷凝冷却器进行冷凝，冷凝后的苯类进入分离回流罐，在分离回流罐中的粗苯，一部分由回流泵回流至脱苯塔，一部分进入粗苯槽；
部分不凝汽进入不凝汽冷却器进一步冷却，剩余不凝汽由真空泵抽出送入煤气负压系统；
(4)脱苯塔中的贫油由热贫油泵抽出，经贫富油换热器进行冷却，冷却后的贫油进入贫油冷却器，经过贫油冷却后的冷贫油进入缓冲分离器，分离出冷贫油中的固体颗粒及部分水分后进入冷贫油槽，冷贫油槽中的贫油由冷贫油泵抽出，送至超重力洗涤塔进行洗涤，洗油完成一个循环。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在贫油热泵后引部分贫油送至再生塔进行洗油再生。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述减压蒸馏的压强条件为-40～-75kPa。
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