(整理)年产80万吨焦化厂洗苯工段设计说明书

太原理工大学摘要苯是一种具有危害的化学品，在煤气中是一种杂质，如果煤气中含有粗苯，在居民使用中会出现燃烧不完全，冒黑烟等现象，对后续工段的工艺也有影响，同时，粗苯是一种有用的化学品，是重要的化工原料，经过分离可以分离出苯、甲苯、二甲苯等化学品，因此从粗煤气中提取出来粗苯不仅具有环保意义，而且具有经济价值。

终冷洗苯工段就是将硫铵工段输送来的粗煤气进行降温冷却，使粗煤气温度降到最佳吸收温度，同时可以脱除粗煤气中的萘进行回收，然后送入洗苯塔用洗油进行吸收，将粗苯分离出来。

终冷塔设计为两段式，分别用循环水和冷却水进行冷却，洗苯塔采用填料吸收塔进行吸收，使用塑料孔板波纹填料。

关键词：终冷洗苯洗油AbstractBenzene is a hazardous chemical impurity in the gas. If the gas contains benzene, the phenomenon of incomplete combustion, black smoke take place when residents use it. It also affects the process of follow-up section. At the same time, crude benzene is a useful chemicals, an important chemical raw material and it can be separated to benzene, toluene, xylene and other chemicals after the separation. Crude benzene extracted from the crude gas not only has environmental significance, but also has economic value. Final cold and wash benzene section is a section of cooling down the crude gas transported from thiamine section so that the temperature of the crude gas can be the best absorption temperature, while the removal and recovery of naphthalene in the crude gas can be done. Then it is transported into the washing benzene tower in which the wash oil absorbed the benzene. The final cooling tower is designed as two-stage tower. It cools the gas using circulating water and cooling water. The wash benzene tower take use of the packed absorption tower plastic corrugated plate packing.Keywords: final cold wash benzene wash oil年产80万吨焦化厂洗苯工段设计说明书一、概述1.1设计依据1.1.1设计依据依据有关部门下达的设计任务书或可行性研究报告的批文，环境影响报告书的批文，技术引进报告的批文，设计合同，其他文件等。

对于本次化工设计课程设计，设计依据是指导老师下达的设计任务书。

1.1.2设计项目名称年产80万吨焦化厂洗苯工段初步设计1.1.3生产能力年产80万吨焦炭，煤气产率：12.2%，全焦率：77.00%，一年按365天，一天24小时。

1.1.4 生产方法在生产硫铵的回收工艺中，饱和器后的煤气温度通常为55℃左右，而回收苯族烃的适宜温度为25℃左右，因此，在回收苯族烃之前煤气要再次进行冷却，称为最终冷却。

在终冷前煤气⁄，大大超过终冷温度下的饱和含萘量。

因此，煤气最终冷却同时还有除萘作用。

含萘约1~2g m3回收粗苯最常用的方法是洗油吸收法。

为达到90%~96%的回收率，采用多段逆流吸收法。

吸⁄，进入粗苯吸收塔，塔上喷淋洗油，收温度不高于20~25℃。

终冷后的煤气含粗苯25~40g m3煤气自上而下流动，煤气与洗油逆流接触，洗油吸收粗苯成为富苯洗油，富油脱掉吸收的粗苯，称为贫油，贫油在洗苯塔吸收粗苯又成为富油。

富油含苯2~2.5%，贫油含苯0.2~0.4%。

1.1.5主要技术经济指标：粗苯为淡黄色透明液体，比水轻，不溶于水。

储存时由于不饱和化合物，氧化和聚合形成树脂物质溶于粗苯中，色泽变暗。

粗苯易燃易爆，闪点为12℃，粗苯气在空气中的浓度在1.4%~7.5%（体积）范围内时，能形成爆炸性混合物。

1.1.6设计进度该设计属于化工设计中的初步设计。

1.2生产方法的确定1.2.1终冷塔冷却方法1.2.1.1直接水终冷法直接水终冷法用循环喷洒的冷却水直接与煤气接触，对煤气进行最终冷却。

直接水终冷法是焦炉煤气终冷工艺中最通用的一种方法。

直接水终冷法分敞开式和封闭式两种。

敞开式在煤气终冷前既无脱萘也无脱硫脱氰装置。

煤气在终冷中脱萘，煤气中的氰化氢同时大量溶解于终冷水中，氰化氢等有害气体从凉水架上逸散，污染了环境，并且工艺流程复杂。

在封闭式流程中，煤气在终冷前已经脱除了煤焦油、奈、硫化氢和氰化氢，且回收了氨，因此工艺流程比较简单。

回收氨后约55℃左右的煤气在终冷塔内被循环喷洒的终冷水冷却至25℃，从塔顶排出，去洗苯塔。

在终冷水循环系统中设有间接冷却器，用循环冷却水和低温冷却水两端封闭式冷却。

终冷塔内产生的冷凝液以终冷水排污方式排出，送往生物托分装置处理。

1.2.1.2间接水终冷法初冷后的煤气进入列管式终冷器内，在管束间自上而下的流动，被管内中冷水冷却至25~30℃，由下部派出，送往洗苯塔。

煤气冷凝液流入器底，用泵抽出，送入终冷器的顶部和中部循环喷洒，以冲洗横管外壁上含沉积物。

多余的冷凝液，间歇的送往焦炉煤气初冷流程中的焦油氨水分离器。

1.2.1.3直接油终冷法直接油终冷法以轻柴油为冷却介质，与煤气直接进行冷却。

脱去煤焦油、萘和氨后的煤气，在油终冷塔内被循环喷洒的轻柴油由约55℃冷却至20~25℃后出塔，送往后续的洗苯塔。

轻柴油和煤气冷凝液一起进入油终冷塔下部的油澄清槽，在冷凝液被分离出后用循环油泵送经油冷却器冷却至24~28℃，入油终冷塔循环使用。

油终冷塔分为两段，上段引出的轻柴油用喷洒油泵送入下段喷洒冷却煤气。

综上考虑，选用间接水终冷法，因为该系统阻力小，风机电耗低；操作维护简便；无污染；占地面积小，基建费用少。

而且由于煤气冷却不直接与水接触，所以无含酚污水的处理。

1.2.2洗苯塔洗苯方法1.2.2.1 焦油洗油吸收法吸收媒气中的粗苯可用焦油洗油，也可以用石油的轻柴油抽分。

洗油应有良好的吸收能力，大的吸收容量，小的分子量，以便在相等的吸收浓度条件下具有较小分子浓度，在溶液上降低⁄，进入粗苯吸收塔，踏上喷淋苯的蒸气压，增大吸收推动力。

终冷后的煤气含粗苯25~40g m3洗油，煤气自下而上流动，煤气与洗油逆流接触。

洗油吸收粗苯成为富苯洗油，简称富油。

富油脱掉吸收的粗苯，成为贫油。

贫油在洗苯塔（吸收苯塔）吸收粗苯又成为富油。

富油含苯⁄。

煤气温度25~30℃，贫2~2.5%，贫油含苯0.2~0.4%。

塔后煤气中粗苯含量要求低于2g m3油温度应略高于煤气温度2~4℃，以防煤气中水汽凝出。

1.2.2.2 轻柴油洗苯轻柴油洗苯和焦油洗油洗苯的工艺流程一样，但贫油槽的设计应考虑油渣和乳化物的排除。

轻柴油洗苯和焦油洗油洗苯相比较，含量低、与水的比重差大、易于油水分离、稳定性好，长期使用时其物理化学性质几乎不变。

轻柴油吸收萘的能力强，可使洗苯塔出口粗气中含萘量降⁄。

但轻柴油吸收苯的能力较低，富油含苯1.2~1.5%，贫油含苯0.2~0.3%，因低至150 mg m3此循环洗油量要比焦油洗油循环量增加20~30%，脱苯的蒸气用量也要增多。

此外，轻柴油洗苯过程中会形成难溶的油渣，易堵塞换热设备，含油渣的油与水易生成乳浊液，影响正常操作，⁄。

故循环洗油含油渣应低于20mg L1.3工段组成及生产制度该工段主要由终冷塔、洗苯塔、脱苯塔及再生塔组成，设计范围要求对终冷塔的传热面积设计计算，洗苯塔的工艺设计计算。

生产制度是365天/年，班组制度（4班2运转）、12小时/班。

二、化工计算2.1生产工艺流程示意图图2-1 工艺流程简图2.2计算依据年产80万吨焦炭，全焦率是12.2%，煤气产率是77.00%，一年生产365天，每天24小时。

杂质组成如下表所示。

表2-1 煤气杂质组成表杂质含量H2S0.02g Nm3⁄NH30.03g Nm3⁄HCN0.3g Nm3⁄萘28.45g Nm3⁄苯0.4g Nm3⁄焦油微量g Nm3⁄煤气入终冷塔温度为55℃，压力约为1200mmH2O，煤气露点为40℃。

当地大气压为9373.23mmH2O。

洗油平均分子量为160，洗油密度：1055kg m3⁄，循环水温度为32~40℃，冷冻水温度为16~23℃。

2.3 终冷塔计算2.3.1物料衡算2.3.1.1煤气量及杂质计算1、煤气量的计算根据设计任务书中的焦炭产量及全焦率、煤气产率计算出煤气量：m=8000000.77×0.1220t年⁄=126753247kg年⁄=14470kg h⁄所以体积产量为：V=mρ=144700.45Nm3h⁄=32155.56Nm3h⁄2、粗苯量的计算已知粗煤气中粗苯的含量，计算出粗苯量为m粗苯=28.45×32155.56g h⁄=914781g h⁄=914.781kg h⁄V粗苯=m粗苯ρ粗苯=914.7813.667m3h⁄=249m3h⁄3、其余微量杂质量的计算（1）H2S的含量：m H2S=0.02×32154g h⁄=643.08g h⁄=0.643kg h⁄；V H2S =0.6431.19m3h⁄=0.54m3h⁄（2）NH3的含量：m NH3=0.03×32154g h⁄=964.62g h⁄=0.965kg h⁄；V NH3=0.9650.705m3h⁄=1.37m3h⁄（3）HCN的含量：m HCN=0.3×32154g h⁄=9646.2g h⁄=9.646kg h⁄；V HCN=9.6460.932m3h⁄=10.35m3h⁄（4）萘的含量：m萘=0.4×32154g h⁄=12861.6g h⁄=12.86kg h⁄；V 萘=12.860.4m3h⁄=32.15m3h⁄所以粗气的含量（不包括水蒸气）为：m’总=Σm=(14470+914.781+0.643+0.965+9.646+12.86)kg h⁄=15408.90kg h⁄V’总=ΣV=(32154+249+0.54+1.37+10.35+32.15)m3h⁄=32447.41m3h⁄4、水蒸气含量的计算已知入口状态下粗气露点为40℃，查表可知水蒸气在该温度下的饱和蒸汽压为p水蒸气(40℃)=752.96mmH2O，设粗气中水蒸气的体积为V水蒸气，则入口段水蒸气体积由下式：752.96（32447.41+V水蒸气）9373.23+1200=V水蒸气得V水蒸气=2267.02m3h⁄，相当于m水蒸气=2267.02×0.8kg h⁄=1813.62kg h⁄。