煤化工工艺学第4章第七节详解.ppt

4.7.3 焦油的加工利用 在焦油精制前，应需进行匀合、脱水及脱盐等过程。焦油在精制前含有乳化的水，其中含有盐，例如氯化铵。焦油与盐和酸及固体颗粒形成复合物，以极小的粒子分散在焦油中，是较稳定的乳浊液。这种焦油受热时，含有的小水滴不能立即蒸发，处于过热状态，会造成突沸冲油现象，故焦油在加热蒸馏之前需要脱水。充分脱盐，有利于降低沥青中灰分含量，提高沥青制品质量，同时也减少设备腐蚀。有的脱盐采用煤气冷凝水洗涤焦油的办法，进入焦油精制车间的焦油含水应不大于4%，含灰低于0.1%。 焦油中固定铵盐（例如氯化铵）在蒸发脱水后仍留在焦油中，当加热到220～250℃，固定铵盐分解成游离酸和氨： 产生的游离酸会严重的腐蚀设备和管道，采取的脱盐措施是加入8%～12%碳酸钠溶液，使焦油中固定铵含量小于0.01 g/kg。 4.7.3.1 焦油蒸馏 4.7.3.1.1 焦油蒸馏工艺流程 用蒸馏方法分离焦油，可采用分段蒸发流程和一次蒸发流程（见图4-60）。分段蒸发流程是将产生的蒸气分段分离出来；一次蒸发流程是将物料加热到指定的温度，并达到气液相平衡，一次将蒸气引出。 图4-60 焦油蒸馏分离方案 （1） 一次蒸发流程 由图4-60（b）可以看出，焦油在管式加热炉加热至气液相平衡，液相为沥青在蒸发器底分出，其余馏分进入气相，馏分依次在各塔顶分出。蒸发器温度由管式炉辐射段出口温度决定，一般生产控制在390℃左右，此温度决定馏分油和沥青产率及质量。焦油馏分产率与一次蒸发温度呈线性增加的关系（见图4-61），沥青软化点与焦油加热温度（管式炉辐射段出口温度）是接近线性增加的关系（见图4-62）。 图4-62 沥青软化点与焦油加热温度的关系 图4-61 焦油馏分产率与一次蒸发温度的关系 ① 一塔式焦油脱水和蒸馏的工艺流程 如图4-63所示，焦油在管式炉对流段加热到125～140℃去一段蒸发器，在此焦油中大部分水和轻油蒸发出来，混合蒸气由器顶排出来，温度为105～110℃，经冷凝冷却后进行油水分离，得到轻油，器底排出无水焦油去无水焦油槽。在焦油加热脱水前加入碱液，在脱水的同时进行脱盐。无水焦油用泵输送到管式炉辐射段，加热到390～405℃，再进入二段蒸发器进行一次蒸发，分出各馏分的混合蒸气和沥青，沥青由器底排出送至沥青槽。各馏分混合蒸气温度为370～375℃，在馏分塔3～5层塔板处进料，塔底出二蒽油馏分；9、11层塔板侧线为一蒽油馏分；15、17层塔板侧线为洗油馏分；19、21、23层塔板侧线为萘油馏分；27、29、31、33层塔板侧线为酚油馏分。这些馏分经各自的冷却器冷却，然后入各自的中间槽。侧线引出塔板数可根据馏分组成来改变。馏分塔顶出来的轻油和水混合物经冷却冷凝、油水分离，轻油入中间槽，部分回流，剩余部分作为中间产品送去粗苯精制车间加工。蒸馏用的直接蒸汽，经管式炉加热至450℃，分别送入各塔塔底。 图4-63 一塔式焦油脱水和蒸馏工艺流程 1-焦油槽；2,7,16-泵；3-无水焦油槽；4-一段蒸发器；5,12-冷凝器；6,13-油水分离器；8-管式加热炉； 9-二段蒸发器；10-沥青槽；11-馏分塔；14-中间槽；15,18-产品中间槽；17-冷却器 宝钢焦化厂采用的是一塔流程，采用减压蒸馏，脱水焦油与馏分塔底软沥青换热，再经管式炉辐射段加热到340℃，入馏分塔。塔顶出酚油馏分，大部分回流到塔顶。塔的侧线切取萘油馏分，温度约为160℃，洗油馏分温度约为210℃，蒽油馏分温度约为270℃。 ② 两塔式焦油脱水和蒸馏的工艺流程 两塔流程与一塔流程不同之处是增加了蒽油塔。两塔式流程见图4-64。 二段蒸发器顶的各馏分混合蒸气入蒽油塔自下数第3层塔板，塔顶用洗油馏分回流。塔底排出温度为330～355℃的二蒽油。自11、13和15层塔板侧线切取温度为280～295℃的一蒽油。 蒽油塔顶的油气入馏分塔第5层塔板，洗油馏分由塔底排出，温度为225～235℃。萘油馏分自18、20、22和24层塔板侧线切取，温度为198～200℃。酚油馏分自36、38和40层塔板侧线切取，温度为160～170℃。馏分塔顶出来的轻油和水汽经冷凝冷却和分离，轻油部分回流至馏分塔，其余部分为产品。 图4-64 两塔式焦油蒸馏流程 1-焦油槽；2-无水焦油；3-管式加热炉；4-一段蒸发器；5-二段蒸发器；6-蒽油塔；7-一馏分塔；8-冷凝器；9-油水分离器；10-中间槽；11,13-产品中间槽；12-冷却器；14-泵 采用化学净化办法，需要消耗化学试剂和损失原料，所以仅对精馏分离不掉的硫化物和不饱和化合物，采用化学净化方法。粗苯中含有这些化合物的分布情况见图4-57。由图可见，不同沸点馏分中不饱和化合物和