粗苯的回收理论
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第八章 煤气中粗苯的回收 [兼容模式]
![第八章 煤气中粗苯的回收 [兼容模式]](https://img.taocdn.com/s3/m/5d96fdabc77da26925c5b063.png)
34
四、影响粗苯回收的因素
不同温度时所求得的ɑ与c的数值用图表示。
进口
图6-2 苯族烃在煤气和洗油中的平衡浓度 ——焦油洗油 -------石油洗油
出口
图6-3 苯族烃在煤气和洗油中的平衡浓度 ——焦油洗油 -------石油洗油
35
四、影响粗苯回收的因素
粗苯回收率η、塔后煤气含粗苯量a2与吸收温度的关 系如图8-12所示。 温度太低，洗油粘度大
赵云鹏 中国矿业大学化工学院
第八章
煤气中粗苯的回收
粗苯是煤干馏过程中分解产生的芳香烃化合 物中分子量较低的部分，其产率占炼焦干煤 装入量的0.8％～1.4％， 荒煤气中的粗苯含量一般为25～45g/标m3， 在荒煤气中的体积比约为1％。
2
第八章 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ气中粗苯的回收
回收粗苯的方法
固体吸附法 活性炭(1000m2/g)或硅胶(450m2/g)作吸附剂。
(8-7)
26
三、洗油吸苯的原理
洗油中粗苯的浓度很小，式(8-7)可简化为： C P a P Mb 0.0224 (8-8) 100 Mb Mm
0
因此，在平衡状态下a与c之间的关系式为：
c M m P0 a 0.446 P
(8-9)
aP c 2.24 M m P0
(8-10) 27
29
三、洗油吸苯的原理
气膜传质系数kg
30
三、洗油吸苯的原理
液膜传质总系数kL
31
三、洗油吸苯的原理
气相传质总系数KG
可见，总传质系数的大小与吸收剂的性质、填料 的类型、规格以及吸收过程所进行的条件（温度、 气相和液相流速等）因素有关。
32
四、影响粗苯回收的因素
不同温度时所求得的ɑ与c的数值用图表示。
进口
图6-2 苯族烃在煤气和洗油中的平衡浓度 ——焦油洗油 -------石油洗油
出口
图6-3 苯族烃在煤气和洗油中的平衡浓度 ——焦油洗油 -------石油洗油
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四、影响粗苯回收的因素
粗苯回收率η、塔后煤气含粗苯量a2与吸收温度的关 系如图8-12所示。 温度太低，洗油粘度大
赵云鹏 中国矿业大学化工学院
第八章
煤气中粗苯的回收
粗苯是煤干馏过程中分解产生的芳香烃化合 物中分子量较低的部分，其产率占炼焦干煤 装入量的0.8％～1.4％， 荒煤气中的粗苯含量一般为25～45g/标m3， 在荒煤气中的体积比约为1％。
2
第八章 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ气中粗苯的回收
回收粗苯的方法
固体吸附法 活性炭(1000m2/g)或硅胶(450m2/g)作吸附剂。
(8-7)
26
三、洗油吸苯的原理
洗油中粗苯的浓度很小，式(8-7)可简化为： C P a P Mb 0.0224 (8-8) 100 Mb Mm
0
因此，在平衡状态下a与c之间的关系式为：
c M m P0 a 0.446 P
(8-9)
aP c 2.24 M m P0
(8-10) 27
29
三、洗油吸苯的原理
气膜传质系数kg
30
三、洗油吸苯的原理
液膜传质总系数kL
31
三、洗油吸苯的原理
气相传质总系数KG
可见，总传质系数的大小与吸收剂的性质、填料 的类型、规格以及吸收过程所进行的条件（温度、 气相和液相流速等）因素有关。
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《煤气中粗苯的回收》课件
粗苯的来源和用途
粗苯的来源
粗苯主要来源于煤气的净化过程，是 煤气中的一种有害成分。
粗苯的用途
粗苯经过加工处理后，可以用于生产 苯酚、苯胺等有机化合物，这些化合 物在农药、医药、染料等领域有广泛 应用。
粗苯回收的意义
环境保护
粗苯是有害物质，回收粗苯可以充分利用资源，避免资源的浪费。
采取降噪措施，降低设备运行时的 噪声污染。
03
02
废水处理
对产生的废水进行达标处理，确保 符合国家排放标准。
固体废物处理
合理处置固体废物，避免对环境造 成二次污染。
04
粗苯回收过程的能效分析
能耗分析
对回收过程中的能耗进行详细分析， 识别节能潜力。
优化工艺流程
通过改进工艺参数和流程，提高能效 和降低能耗。
萃取法优缺点
萃取法具有回收率高、对原料煤气要求低等优点，但同时也存在工艺复杂、操作难度大 、成本高等缺点。
粗苯的其他回收技术
膜分离法
利用特殊膜对粗苯的选择性渗透作用，使煤气中的粗苯透过膜被收集，从而实 现粗苯的回收。
化学吸收法
利用化学试剂与煤气中的粗苯发生化学反应，生成溶解度较小的产物，再通过 分离和提纯实现粗苯的回收。
产业链完善
粗苯回收将形成完整的产业链，包括回收、加工、销售等环节。
THANKS
感谢观看
工作原理
利用低温制冷剂降低煤气温度，使粗苯冷凝成液 体。
3
操作流程
煤气经过冷凝器，在低温条件下，粗苯被冷凝成 液体，然后通过管道收集。
萃取塔
作用
利用萃取剂将粗苯从煤水中提取出来。
01
工作原理
利用萃取剂与煤水混合，使粗苯分子被 萃取剂吸附，从而实现粗苯与煤水的分 离。
第4章煤气中粗苯的回收复件
当装炉煤挥发分不大于28％时，洗苯时每吨干煤所需循 环洗油用量为0.5～0.55m3，则所需实际循环洗油用量为：
L ＝ G(0.5 ～ 0.55)dm 式中L—实际循环洗油用量， kg／h；
G—装炉干煤量， t／h； dm—洗油的密度， kg／m3。
（8-1）
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第4章煤气中粗苯的回收复件
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第4章煤气中粗苯的回收复件
四、洗苯用洗油
• 洗苯用焦油洗油来自煤焦油蒸馏分离出的230～300℃的 馏分，其来源方便，洗苯性能好。其质量指标见表8-2。
• 表8-2
焦油洗油质量指标
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第4章煤气中粗苯的回收复件
四、洗苯用洗油
石油洗油为轻柴油，其平均分子量大 于焦油洗油，故洗苯能力较差，但洗萘能 力比焦油洗油强，可将塔后煤气中的萘脱 至0.15g/标m3以下。
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第4章煤气中粗苯的回收复件
2、煤气终冷和热焦油洗萘的工艺流程
图8-2用热焦油洗洗涤除萘的终冷流程
1-煤气冷却塔(下部为洗萘器)；2-循环水泵；3-焦油循环 泵；4-焦油贮槽；5-水澄清槽；6-液位调节器；7-循环水冷 器；8-焦油泵
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第4章煤气中粗苯的回收复件
2、煤气终冷和热焦油洗萘的工艺流程
一、富油脱苯的原理
从理论上可以进行如下推导，如蒸出Gb kg粗苯所耗 直接蒸汽为Gs kg，在气相混合物中粗苯和水蒸气的分压 各为Pb和Ps，则根据道尔顿分压定律可得：
第4章煤气中粗苯的回收 -复件
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2020/11/26
第4章煤气中粗苯的回收复件
第八章 煤气中粗苯的回收
第一节 煤气终冷和除萘 第二节 洗油吸收法回收粗苯的原理与工艺 第三节 富油脱苯
粗苯的回收理论培训.pptx
• 洗油中甲基萘高，洗油粘度小，吸收苯的能力大。 因此，应控制洗油甲基萘的含量。
• 洗油中酚含量高时，与水易形成乳化物，破坏洗 苯操作。酚还易使洗油变稠，粘度增加。
• 粗苯和煤焦油是炼焦化学品回收中重要的两类产品。石油 工业中的八种基础产品中的四种（苯、甲苯、二甲苯、萘） 曾从粗苯和煤焦油产品中提取。
• 焦炉煤气含苯族烃25-40g/m3。
CH3
CH3
CH3
CH3 CH3
CH3 CH3
CH CH2 O
苯 甲苯
二甲苯
环戊二烯 苯乙烯 古马隆
1、粗苯的组成与性质
项目 密度（20℃）g/ml
馏程（1atm）
指标 1.03-1.06
230℃前馏出量/%
≤3
300℃前馏出量/%
≥90
萘含量/%
≤15
水分
≤1.0
粘度（E50）
≤1.5
15℃结晶物
无
• 洗油含萘≤15 %、苊≤5 %，以保证10-15 ℃无固
体析出（萘熔点80 ℃ ，苊95.3 ℃ ）。
• 萘、苊、芴及其他高沸点组分共存时，能生成熔 点低于各单一组分的熔点—低共熔点混合物。因 此，洗油中存在一定数量的萘，有助于降低洗油 析出固体的温度。
• 原因：萘的露点为30-35℃，直接将55℃煤 气冷却到25℃，由于煤气中萘含量较高， 会析出固体萘，堵塞冷却设备。而采用分 步冷却法，可以在较高温度下将煤气中的 萘吸收降低到很低的含量，再冷却到25℃， 不会析出固体萘而堵塞终冷设备。
终冷却的缺点
• 水洗煤气后的废水中含有苯酚、萘等有害 物质，造成环境污染。
组分 苯
甲苯 二甲苯
含量/%
组分
含量/%
• 洗油中酚含量高时，与水易形成乳化物，破坏洗 苯操作。酚还易使洗油变稠，粘度增加。
• 粗苯和煤焦油是炼焦化学品回收中重要的两类产品。石油 工业中的八种基础产品中的四种（苯、甲苯、二甲苯、萘） 曾从粗苯和煤焦油产品中提取。
• 焦炉煤气含苯族烃25-40g/m3。
CH3
CH3
CH3
CH3 CH3
CH3 CH3
CH CH2 O
苯 甲苯
二甲苯
环戊二烯 苯乙烯 古马隆
1、粗苯的组成与性质
项目 密度（20℃）g/ml
馏程（1atm）
指标 1.03-1.06
230℃前馏出量/%
≤3
300℃前馏出量/%
≥90
萘含量/%
≤15
水分
≤1.0
粘度（E50）
≤1.5
15℃结晶物
无
• 洗油含萘≤15 %、苊≤5 %，以保证10-15 ℃无固
体析出（萘熔点80 ℃ ，苊95.3 ℃ ）。
• 萘、苊、芴及其他高沸点组分共存时，能生成熔 点低于各单一组分的熔点—低共熔点混合物。因 此，洗油中存在一定数量的萘，有助于降低洗油 析出固体的温度。
• 原因：萘的露点为30-35℃，直接将55℃煤 气冷却到25℃，由于煤气中萘含量较高， 会析出固体萘，堵塞冷却设备。而采用分 步冷却法，可以在较高温度下将煤气中的 萘吸收降低到很低的含量，再冷却到25℃， 不会析出固体萘而堵塞终冷设备。
终冷却的缺点
• 水洗煤气后的废水中含有苯酚、萘等有害 物质，造成环境污染。
组分 苯
甲苯 二甲苯
含量/%
组分
含量/%
粗苯生产工艺指标与焦炉煤气粗苯回收方法
粗苯生产工艺指标与焦炉煤气粗苯回收方法一、粗苯生产消耗洗油、蒸汽、焦炉煤气的指标：⑴、洗油＜100kg/t粗苯（国内有些焦化厂＜70kg/t粗苯）；⑵、蒸汽10-1.5t/t粗苯；⑶、焦炉煤气450-550m3/t粗苯。
二、洗油吸收粗苯的基本原理：⑴、用洗油吸收焦炉煤气中的粗苯是物理吸收过程，服从有关定律。
⑵、当煤气中粗苯蒸汽分压大于洗油液面上粗苯蒸汽压时，煤气中粗苯被洗油吸收。
三、从焦炉煤气中回收粗苯的方法：1、吸收粗苯部分：⑴、洗油吸收法（本公司采用）：①、用洗油在专门的洗涤塔内吸收焦炉煤气中的粗苯，将吸收了粗苯的洗油（称为富油）；②、送至脱苯塔蒸馏装置中，在此粗苯被提取出来，脱苯后的洗油（称为贫油）；③、经冷却后重新送回（循环）洗涤塔内吸收粗苯。
⑵、吸附法（如果用活性碳做吸附煤气中的粗苯，作为煤气含苯化验分析方法之一）。
⑶、低温加压法。
2、蒸馏脱苯部分：⑴、吸收了煤气中粗苯的洗油称为富油。
⑵、按富油加热发生分为：①、预热器加热富油（用水蒸气做热源）的脱苯法。
②、管式炉加热富油（用焦炉煤气做主要热源）的脱苯方法。
四、从富油中蒸出粗苯的原理：1、从富油中蒸出粗苯是根据洗油和粗苯两者沸点2的不同，虽然粗苯沸点小于180℃，但其液体混合物又不具有恒沸点，同时洗油又是此混合物中主要组份；2、混合物的沸点介于粗苯和洗油沸点（230-300℃）之间，并趋近洗油的沸点，于是采用降低蒸馏温度的水蒸气蒸馏方法。
五、粗苯工段工艺简介及流程图：1、工艺简介：⑴、从硫铵工段来的煤气进入终冷塔，在此被冷却至25-28℃后，由塔底进入洗苯塔，在塔内与塔顶下来的洗油（贫油）逆流接触后，煤气中的苯族烃被洗油贫油吸收下来，从塔顶出来的煤气一部分回焦炉加热。
⑵、其余部分送至气柜等用户。
⑶、吸收苯族烃的贫油变为富油后，在洗苯塔底进小富油泵送至富油槽。
⑷、在由大富油泵送至蒸苯部分处理。
⑸、脱苯后的热贫油经一段贫富油换热器后进入脱苯塔底部热贫油槽中，然后用贫油泵从槽中抽出经二段贫富油换热器后，一段贫油冷却器，二段贫油冷却器冷却后送往洗苯塔顶喜欢喷洒适用。
粗苯的回收及利用
粗苯的回收及利用摘要：随着工业化程度的推进，国家对于工业原料的需求越来越大。
这就要求化工企业不仅在生产效率上需要得到提高，在废料的提纯以及重复利用上要得到有效的保障，在炼焦行业中，使用传统的提炼技术的粗苯厂家会对周围的环境有一定的污染并且他的的处理费用高昂，不符合现代化化工要求。
而通过一定的工艺技术改造能够使得制造粗苯的厂家能够进行粗苯的提炼以及回收利用，不仅可以保证生产的稳定运行，还可以得到一定程度上的经济利益获得。
关键词，粗苯，残渣，回收利用粗苯回收技术在所有的炼焦化学工厂当中，回收车间一直是重中之重。
一般化工企业都配套了焦炭产能的粗苯蒸流装置，通俗的主要流程是从洗苯塔里面吸收苯之后的富油，经过一系列的换热器作用，再用管式炉加热到200摄氏度左右随后进入脱苯塔进行脱苯操作，苯蒸汽的回收利用，在冷却之后得到粗苯，出版经过一系列的洗练之后，照照样本精炼的本，经过了热蒸气进行蒸吹之后，再从再生器的顶端进入到脱苯塔底部，经过再生器底部的高沸点聚合物及粗苯残渣就能够靠着设备内的压力排出残渣。
而这种残渣不仅有苯的残留，而且还有大量的固体废料，会造成环境的二次污染并且产生很高昂的处理费用，所以对粗苯残渣进行收利用已经迫在眉睫，势在必行了。
粗苯回收利用的可行性分析由于粗苯在油槽的循环过程当中会产生很多重组的分物质，在洗炼之后会得到一次加工的分物质。
由于粗苯槽距离中心炼油区域比较近。
所以按照理论来说，是可以将粗苯由管道运输到焦油精炼的中间区域来代替渣车的运输工作，当然这样就减少了设计的距离。
修改了这一程序后，我们对其进行一定的可行性分析，分析表明，在一定的实验条件下，的确不会影响到焦油的质量，并且在这个过程当中，粗苯的残渣掺杂进入焦油的几率也会大大减少，而且还能优化现场的环境，还可以回收利用固体残渣并增加了焦油的产量。
结论分析（1）改造方法首先，我们在再生器排渣之前注意开启焦油泵；在排渣的时候，再生器富油停止进入并打开残渣阀；之后启动残渣泵，当残渣进到了焦油中心槽之后，再用蒸汽将焦油管、残渣管、排渣管、搅拌管吹扫干净，并关闭相应的阀门装备；最后再生器排渣前再一次将焦油管、残渣管、排渣管、搅拌管进行蒸汽吹扫，保证了线路的畅通无阻。
第八章 煤气中粗苯的回收 [兼容模式]
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四、影响粗苯回收的因素
增加循环洗油量，可降低洗油中苯族烃含量，增加吸收推 动力，提高苯族烃的回收率。但加大循环洗油量，洗苯的动力 消耗和脱苯的蒸汽和冷却水用量都要增加。 实际循环洗油用量可按装入煤量计算，当装炉煤挥发分 不大于28％时，洗苯时每吨干煤所需循环洗油用量为0.5～ 0.55m3，则所需实际循环洗油用量为： L ＝ G(0.5 ～ 0.55)dm dm—洗油的密度， kg/m3。 40 （8-1） 式中L—实际循环洗油用量， kg/h；G—装炉干煤量， t/h；
pg=P•yb
(8-1)
22
三、洗油吸苯的原理
式中 数)。 通常苯族烃在煤气中的浓度以g/m3表示。若已知 苯族烃在煤气中的浓度为 a(g/m3)，则换算为体积分 数得： P—煤气的总压力， Pa
yb— 煤气中苯族烃的体积分数(或摩尔分
22.4 a yb 1000 M b
(8-2)
式中Mb粗苯的平均相对分子质量。
37
四、影响粗苯回收的因素
2. 洗油的吸收能力及循环油量
用于洗苯操作的洗油有煤焦油洗油和石油洗油两种。 吸收剂的吸收能力与分子 量成反比。 洗油的分子量也不宜过小， 否则在脱苯蒸馏时洗油与苯族 烃不易分离，且挥发损失较大。
20℃洗油吸收苯的能力与其分子量的关 系
38
四、影响粗苯回收的因素
在洗苯操作时，如果洗油的洗苯能力强，则循环洗油 的用量可以相应减少。送往洗苯塔的循环洗油量可根据下 式求得：
当煤气中苯族烃的分压pg大于洗油液面上苯族烃的平 衡蒸汽压pL时，煤气中的苯族烃即被洗油吸收。pg和pL之 间的差值越大，则吸收过程的推动力越大，吸收速率也越 快。 洗油吸收苯族烃过程的极限为气液两相达成平衡，此 时pg=pL，即：
浅谈煤气中粗苯的回收原理及影响因素
电力与能源
２ １ 年０ 月 ００ ４
浅谈煤气中粗苯的回收原理及影响因素
文／ 何燕
摘 要 ：煤是 我 国最 主 要 的 能 源 ，除 了燃 烧 提 供 能 量 以 外 ，煤 还 可 以综 合 加 工 生 产 多种 化 学产 品 。 目前 应 用 最 合 理 成 熟 的 综合 利 用是 炼 焦化 学 工 业 ，随 着 炼 焦 工 业 的发 展 ， 产生 的煤 气及 化 学 产 品 已不 再 是 旧的 的化工 原料 ，对合理 利用我 国煤 炭资源 ，提 高经济效益有十分重要
的现 实意 义 。
关 键 词 ：粗 苯 ；回收 利 用
中图分类号 ：Ｔ １ ．４ １ Ｑ１３ ２ ＋
一
文献标识码 ：Ｂ
文章编号 ：１ ０－９６ ２ １ ）０ ｌｃ一０ ｌ一ｏ ０ ９ １ ６（ ０ ０ １（） ｌ８ ２
粗苯简介 呈平衡的粗苯含量越高 ２ 、洗油 循环量 及其 分子 量 的影 响 粗苯是多种芳烃和其他化合物组成的混合物 ，粗苯是 主要成分是苯 ，甲苯 ，二甲苯及三 甲苯等。粗苯是淡黄色 当其他条件一定时，洗油的分子量变小将使洗油中粗 的 透 明液 体 ， 比水 轻 ，不溶 于 水 。粗 苯 是 易燃 的 物 质 ， 苯 含 量 变 大 ，即 吸收 得 越 好 。 但分 子 量 不 宜 过 小 ，否则 闪 点 ｌ ℃。粗 苯 蒸汽 在 空 气 中的 浓 度在 １４ ２ ．％一７ ５ （ 洗油在吸收过程 中损失较大 ，并在脱苯蒸馏时不易与粗 ．％ 体 苯 分离 。 积 ）范 围内时 ，能形 成爆 炸 『混合物 。 生 二 、粗苯 回收原理及影响因素 增加循环洗油量可降低洗油中粗苯的含量 ，增加气液 （ ）洗油回收粗苯的原理 一 间的吸收推动力，从而提高粗苯回收率。但循环洗油量不 用洗油 回收炼焦煤气中的粗苯是建立在双膜理论基础 易过大 ，以免过多增加电、蒸汽耗量和冷却用水量。 上吸收过程 ：相互接触的气液两流体间存在着稳定的相界 ３ 、贫油 含苯 量的影 响 面，界面两侧各有一很薄的有效滞留膜层。由于两流体的 其他条件一定时 ，入塔贫油 中粗苯含量愈高，塔后损 主体充分揣动，浓度均匀 ，全部的浓度变化集 中在两个有 失越大 。如果一步 降低贫油中的粗苯含量 ，虽有助于降 低 塔 后 损 失 ，但 将 增 加 脱 苯 蒸 汽 时 的水 蒸 汽 耗 量 ，使粗 效膜层内，且吸收过程在界面处达平衡。 （ ）洗 苯工 艺 二 苯 １０ ８℃前馏出率减少 ，即相应增加粗苯中溶剂油的生成 从焦炉煤气中回收的苯族烃可采用下列方法 ： （）洗 量 ，并使冼油的耗量增加。 １ 油吸收法 ； （）吸附法 ； （）凝结法。 ２ ３ ４ 、吸收 表面 积的影 响 我们主要采用洗油吸收法 ，又分为焦油洗油吸收法和 填料的表面积越大 ，则煤气与洗油接触的时间越长， 石油洗油吸收法 ，洗涤用的洗油主要有焦油和石油，由于 回收过 程进 行得也 越完 全 。 石油洗油洗苯工艺存在很多问题尚未解决，设备选型上存 ５ 、煤气压力和流速的影响 在难题 ，所以一般不采用石油洗油工艺 ，而多采用焦油洗 煤 气 压 力增 大时 ，扩 散 系数 减 小 ，使 吸收 系数 降低 。 但随煤气压力的增加 ，煤气中苯族烃的分压将成比例地增 油洗苯工艺，下面主要介绍焦油洗油吸收法 ： 焦油洗油是高温焦油加工时２０ － ０ ￣的馏分 ，由于 加 ，从而使吸收推动力迅速增加 ，吸收速率也将增大 。 ３－ ３０ 大多数焦化厂都能 自得 ，所以应用广泛。 煤气速度增大，吸收系数增大 ，可提高气液相接触的 焦油洗油的含萘量除规定要小于１％Ｐ ，还要求其含 旋流程度和提高洗苯塔的生产能力。 ３ ｂ 苊量不大于５ ％，是为了保证在 １—１℃时无固体沉淀物。 ０ ５ 三 脱苯原理及影响因素 但是洗油中存在一定数量的萘 ，则有助干降低洗油析出沉 （ 一）脱苯原理 （ 蒸汽法） 淀物的温度。洗油含酸量高时 ，会与水形成乳化物，从而 脱苯原理实际是精馏原理 ，挥发度不 同的混合液精馏 破 坏吸 苯的 操作 ，且 酚的 存在 使洗 油变 稠 ，黏 度大 ，因此 塔 内进行部分汽化和部分冷凝，使其分离成几乎纯态的过 必 须严 格控制 洗油 中的 含酚量 。 程 。在精馏过程中，当加热互不相溶的液体混合物时，如 （ 三）影响粗苯吸收的因素 果 此混 合物 的 蒸汽 分压 之和 达到 塔 内的总 压时 ，液 体即 行 在吸收过程中，如果吸收 系数比较大，那么进入液相 沸腾。所以，在脱苯蒸馏过程中通人大量直接水蒸汽，当 的量也较大 ，也就是说吸收进行的完全。为此，我们通过 塔 内的总压力一定时，若气相中水蒸汽所占的分压愈高 ， 则粗苯和洗油的蒸汽分压就愈低 ，这样就可以在较低的脱 气相进入液相的量来讨论回收进行的程度。 煤气 中的苯族 烃在洗苯塔乃被 回收的程度称为 回收 苯蒸馏温度 ，便可将粗苯完全地从洗油中蒸出来。 率 ，可按 下式 表示 ： （ 二）脱苯工艺 ｎ＝ｌ ￣ ／ ｌ － ａ 由洗苯工序过来的含苯富油需进行脱苯。为达到需要 式中：ｎ— — 苯回收率，％； 相 的脱苯程度 ，则需将富油加热到２ Ｏ ０ ℃，为了降低脱 ５一３ｏ ａ ，ａ —— 洗 苯塔 入 口 ，出 口煤 气中苯 含量 ，克 苯 蒸馏 的温 度 ，我 国 焦化 厂 均 采 用 水 蒸 汽蒸 馏 法 脱 苯 。 １ ２ 被脱苯塔来的蒸汽加 热至７ 一８ ℃，然后进入贫富油换 Ｏ ０ ／ 米 标 。 热器，被来 自脱苯塔的温 度为 １０－ ４ ￣的热贫油加热 ３－ １０ 回收率的大小取决于下列因素 ： 到９ 一１０ Ｏ ｏ ℃，最后在富油预热器中用低间接蒸汽加热到 １ 、吸收温 度 的影响 ３一 ４ ℃ 吸收温度指洗苯塔 内气体液体两相接触面的平均温 １５ ｌ５ ，进入 脱苯 塔顶 部进 行脱 苯 。 从脱苯塔顶部溢 出的粗苯 ，洗油蒸汽和水蒸气的油汽 度 ，吸收温度增高，吸收系数有些增大 （ 但不显著），洗 油中与其呈平衡的粗苯含量越低，因此温度升高 ，吸收推 和水汽混合物进入分缩器下面三格中与富油换热，并在分 动力随之减小，适宜为２ ℃左右。温度越低 ，洗油中与其 缩 器顶上的一格用冷水冷却 ，从而大部分洗油汽和水汽冷 ５
２ １ 年０ 月 ００ ４
浅谈煤气中粗苯的回收原理及影响因素
文／ 何燕
摘 要 ：煤是 我 国最 主 要 的 能 源 ，除 了燃 烧 提 供 能 量 以 外 ，煤 还 可 以综 合 加 工 生 产 多种 化 学产 品 。 目前 应 用 最 合 理 成 熟 的 综合 利 用是 炼 焦化 学 工 业 ，随 着 炼 焦 工 业 的发 展 ， 产生 的煤 气及 化 学 产 品 已不 再 是 旧的 的化工 原料 ，对合理 利用我 国煤 炭资源 ，提 高经济效益有十分重要
的现 实意 义 。
关 键 词 ：粗 苯 ；回收 利 用
中图分类号 ：Ｔ １ ．４ １ Ｑ１３ ２ ＋
一
文献标识码 ：Ｂ
文章编号 ：１ ０－９６ ２ １ ）０ ｌｃ一０ ｌ一ｏ ０ ９ １ ６（ ０ ０ １（） ｌ８ ２
粗苯简介 呈平衡的粗苯含量越高 ２ 、洗油 循环量 及其 分子 量 的影 响 粗苯是多种芳烃和其他化合物组成的混合物 ，粗苯是 主要成分是苯 ，甲苯 ，二甲苯及三 甲苯等。粗苯是淡黄色 当其他条件一定时，洗油的分子量变小将使洗油中粗 的 透 明液 体 ， 比水 轻 ，不溶 于 水 。粗 苯 是 易燃 的 物 质 ， 苯 含 量 变 大 ，即 吸收 得 越 好 。 但分 子 量 不 宜 过 小 ，否则 闪 点 ｌ ℃。粗 苯 蒸汽 在 空 气 中的 浓 度在 １４ ２ ．％一７ ５ （ 洗油在吸收过程 中损失较大 ，并在脱苯蒸馏时不易与粗 ．％ 体 苯 分离 。 积 ）范 围内时 ，能形 成爆 炸 『混合物 。 生 二 、粗苯 回收原理及影响因素 增加循环洗油量可降低洗油中粗苯的含量 ，增加气液 （ ）洗油回收粗苯的原理 一 间的吸收推动力，从而提高粗苯回收率。但循环洗油量不 用洗油 回收炼焦煤气中的粗苯是建立在双膜理论基础 易过大 ，以免过多增加电、蒸汽耗量和冷却用水量。 上吸收过程 ：相互接触的气液两流体间存在着稳定的相界 ３ 、贫油 含苯 量的影 响 面，界面两侧各有一很薄的有效滞留膜层。由于两流体的 其他条件一定时 ，入塔贫油 中粗苯含量愈高，塔后损 主体充分揣动，浓度均匀 ，全部的浓度变化集 中在两个有 失越大 。如果一步 降低贫油中的粗苯含量 ，虽有助于降 低 塔 后 损 失 ，但 将 增 加 脱 苯 蒸 汽 时 的水 蒸 汽 耗 量 ，使粗 效膜层内，且吸收过程在界面处达平衡。 （ ）洗 苯工 艺 二 苯 １０ ８℃前馏出率减少 ，即相应增加粗苯中溶剂油的生成 从焦炉煤气中回收的苯族烃可采用下列方法 ： （）洗 量 ，并使冼油的耗量增加。 １ 油吸收法 ； （）吸附法 ； （）凝结法。 ２ ３ ４ 、吸收 表面 积的影 响 我们主要采用洗油吸收法 ，又分为焦油洗油吸收法和 填料的表面积越大 ，则煤气与洗油接触的时间越长， 石油洗油吸收法 ，洗涤用的洗油主要有焦油和石油，由于 回收过 程进 行得也 越完 全 。 石油洗油洗苯工艺存在很多问题尚未解决，设备选型上存 ５ 、煤气压力和流速的影响 在难题 ，所以一般不采用石油洗油工艺 ，而多采用焦油洗 煤 气 压 力增 大时 ，扩 散 系数 减 小 ，使 吸收 系数 降低 。 但随煤气压力的增加 ，煤气中苯族烃的分压将成比例地增 油洗苯工艺，下面主要介绍焦油洗油吸收法 ： 焦油洗油是高温焦油加工时２０ － ０ ￣的馏分 ，由于 加 ，从而使吸收推动力迅速增加 ，吸收速率也将增大 。 ３－ ３０ 大多数焦化厂都能 自得 ，所以应用广泛。 煤气速度增大，吸收系数增大 ，可提高气液相接触的 焦油洗油的含萘量除规定要小于１％Ｐ ，还要求其含 旋流程度和提高洗苯塔的生产能力。 ３ ｂ 苊量不大于５ ％，是为了保证在 １—１℃时无固体沉淀物。 ０ ５ 三 脱苯原理及影响因素 但是洗油中存在一定数量的萘 ，则有助干降低洗油析出沉 （ 一）脱苯原理 （ 蒸汽法） 淀物的温度。洗油含酸量高时 ，会与水形成乳化物，从而 脱苯原理实际是精馏原理 ，挥发度不 同的混合液精馏 破 坏吸 苯的 操作 ，且 酚的 存在 使洗 油变 稠 ，黏 度大 ，因此 塔 内进行部分汽化和部分冷凝，使其分离成几乎纯态的过 必 须严 格控制 洗油 中的 含酚量 。 程 。在精馏过程中，当加热互不相溶的液体混合物时，如 （ 三）影响粗苯吸收的因素 果 此混 合物 的 蒸汽 分压 之和 达到 塔 内的总 压时 ，液 体即 行 在吸收过程中，如果吸收 系数比较大，那么进入液相 沸腾。所以，在脱苯蒸馏过程中通人大量直接水蒸汽，当 的量也较大 ，也就是说吸收进行的完全。为此，我们通过 塔 内的总压力一定时，若气相中水蒸汽所占的分压愈高 ， 则粗苯和洗油的蒸汽分压就愈低 ，这样就可以在较低的脱 气相进入液相的量来讨论回收进行的程度。 煤气 中的苯族 烃在洗苯塔乃被 回收的程度称为 回收 苯蒸馏温度 ，便可将粗苯完全地从洗油中蒸出来。 率 ，可按 下式 表示 ： （ 二）脱苯工艺 ｎ＝ｌ ￣ ／ ｌ － ａ 由洗苯工序过来的含苯富油需进行脱苯。为达到需要 式中：ｎ— — 苯回收率，％； 相 的脱苯程度 ，则需将富油加热到２ Ｏ ０ ℃，为了降低脱 ５一３ｏ ａ ，ａ —— 洗 苯塔 入 口 ，出 口煤 气中苯 含量 ，克 苯 蒸馏 的温 度 ，我 国 焦化 厂 均 采 用 水 蒸 汽蒸 馏 法 脱 苯 。 １ ２ 被脱苯塔来的蒸汽加 热至７ 一８ ℃，然后进入贫富油换 Ｏ ０ ／ 米 标 。 热器，被来 自脱苯塔的温 度为 １０－ ４ ￣的热贫油加热 ３－ １０ 回收率的大小取决于下列因素 ： 到９ 一１０ Ｏ ｏ ℃，最后在富油预热器中用低间接蒸汽加热到 １ 、吸收温 度 的影响 ３一 ４ ℃ 吸收温度指洗苯塔 内气体液体两相接触面的平均温 １５ ｌ５ ，进入 脱苯 塔顶 部进 行脱 苯 。 从脱苯塔顶部溢 出的粗苯 ，洗油蒸汽和水蒸气的油汽 度 ，吸收温度增高，吸收系数有些增大 （ 但不显著），洗 油中与其呈平衡的粗苯含量越低，因此温度升高 ，吸收推 和水汽混合物进入分缩器下面三格中与富油换热，并在分 动力随之减小，适宜为２ ℃左右。温度越低 ，洗油中与其 缩 器顶上的一格用冷水冷却 ，从而大部分洗油汽和水汽冷 ５
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• 粗苯和煤焦油是炼焦化学品回收中重要的两类产品。石油 工业中的八种基础产品中的四种（苯、甲苯、二甲苯、萘） 曾从粗苯和煤焦油产品中提取。
• 焦炉煤气含苯族烃25-40g/m3。
CH3
CH3
CH3
CH3 CH3
CH3 CH3
CH CH2 O
苯 甲苯
二甲苯
环戊二烯 苯乙烯 古马隆
1、粗苯的组成与性质
• 原因：萘的露点为30-35℃，直接将55℃煤 气冷却到25℃，由于煤气中萘含量较高， 会析出固体萘，堵塞冷却设备。而采用分 步冷却法，可以在较高温度下将煤气中的 萘吸收降低到很低的含量，再冷却到25℃， 不会析出固体萘而堵塞终冷设备。
终冷却的缺点
• 水洗煤气后的废水中含有苯酚、萘等有害 物质，造成环境污染。
• 洗油中甲基萘高，洗油粘度小，吸收苯的能力大。 因此，应控制洗油甲基萘的含量。
• 洗油中酚含量高时，与水易形成乳化物，破坏洗 苯操作。酚还易使洗油变稠，粘度增加。
35℃水
两段19层隔板 式下层11段冷却
到40℃
热水经水封 去凉水塔
煤气终冷塔
煤气预冷油洗萘和终冷工艺
被冷却水冷却到 40-45℃，高于萘
的露点30-35℃
煤气预冷塔
终冷塔
萘含量降低到 0.4-0.5g/m3
洗萘塔的温度 靠洗苯富油温 度调节，保持
在40-45 ℃
油封：防止煤气进
入塔底液体。
水
• 煤气终冷的特点：不直接将煤气冷到25℃ 左右，而是采用多段循环冷却方法将煤气 由55℃分步冷却到25℃。
组分 苯
甲苯 二甲苯
含量/%
组分
含量/%
55-80 11-22
不饱和化合物（环 戊乙烯、苯乙烯、
苯并呋喃）
7-12
2.5-8 硫化物(CS2、C4H4S) 0.3-1.8
粗苯各主要组分均在180℃前馏出。 180℃后馏出物称为溶剂油。 故， 180℃前馏出量作为鉴别粗苯质量的指标之一。
粗苯是浅黄色透明的油状液体，比重小于水，微溶于 水，易燃。由于不饱和组分的氧化使其颜色变深。
除萘效率低；（2）冷却水用量大，产生大 量废水，环境污染严重。
横管式煤气终冷除萘 间接终冷法 油洗萘和煤气终冷
煤气预冷油洗萘和终冷
优点： （1）用轻质煤焦油直接冷却煤气，脱萘效率高； （2）冷却用水减少，环境污染大大降低。
横管式煤气终冷除萘工艺
煤气
冷却 水走 管内
32℃循环水 18℃低温水
横 管 终 冷 器
炼焦温度/℃
粗苯中主要组分的含量/%(质量）
苯
甲苯
二甲苯
950
50-60
18-22
6-7
1050
65-75
13-16
3-4
组成取决于炼焦配煤的组成、炼焦产物在炭化室内热解的程度。
2、回收粗苯的方法
固体吸附法 洗油吸附法
活性炭(1000m2/g)或硅胶 (450m2/g)作吸附剂。
加压吸收法 8-12kg/cm2
• 降低环境污染的方法：焦炉煤气在终冷前 彻底除去其中的苯酚等易溶于水的有毒有 害物质。
思考题
• 粗苯在焦炉煤气中的含量为
g/cm3。
• 回收粗苯的方法主要有
、
和
。
• 回收粗苯前的焦炉煤气为什么要进行终冷？
• 在横管式煤气终冷除萘工艺中为什么不用 18℃水直接将55℃煤气冷却到25℃左右？
（二）洗油吸收粗苯
（2）在终冷前煤气含萘约1-2g，大大超过终冷温度 下的饱和萘含量， 25℃左右会以固体形式析出，堵 塞管道。因此，通过终冷可以同时具有除萘作用。
终冷的方法
• 直接终冷法：用水直接喷洒进入终冷塔的 煤气，在煤气冷却的同时，萘析出并被水 冲洗下来。再通过沉淀或萃取分离出萘。
• 缺点： （1）终冷塔煤气出口含萘高达0.6-0.8g/m3，
捕雾层
终冷为25-27℃ 煤气
或从洗氨塔后来 的25-28℃煤气
洗
苯
塔后煤气中
塔
苯族烃含量
2-4g/m3
(27-30℃)
苯含量约2%
从煤气中吸收苯族烃的工艺流程
影响苯族烃吸收的因素
• 苯回收率：
η?=1
a2 a1
(a1、a2为煤气入口、出口苯族烃的含量）
• 回收率是一项重要的经济指标，当a1一定时，a2 越小，回收率越高；相对而言基建投资和运行费 也越高。最佳的a2值应是收益最高。
煤焦油洗油 和石油洗油
常压吸收法 略高于大气压 负压吸收法 略高于大气压
深冷凝结法
将煤气冷却到-40 ~ -50℃，苯族 烃冷凝冷冻成固体，进行分离。很 少采用。
洗油吸收法回收苯族烃
硫酸铵饱和器
终冷器、除萘
粗苯的解析
粗苯吸收 或洗苯
（一）煤气的终冷和除萘
（1）在生产硫酸铵的回收工艺中，饱和器后的煤气 温度通常为55℃左右，而回收苯族芳烃的适宜温度 为25℃左右。因此，在回收苯族芳烃之前要再次进 行冷却，称为终冷却。
项目 密度（20℃）g/ml
馏程（1atm）
指标 1.03-1.06
230℃前馏出量/%
≤3
300℃前馏出量/%
≥90
萘含量/%
≤15
水分
≤1.0
粘度（E50）
≤1.5
15℃结晶物
无
• 洗油含萘≤15 %、苊≤5 %，以保证10-15 ℃无固
体析出（萘熔点80 ℃ ，苊95.3 ℃ ）。
• 萘、苊、芴及其他高沸点组分共存时合物。因 此，洗油中存在一定数量的萘，有助于降低洗油 析出固体的温度。
• 回收率一般为93-95%。
操作温度的选择
• 操作温度升高，粗苯回收率下降，煤气中苯族烃的含量增加。
η和a2与吸收温度之间的关系
• 最适宜的吸收温度为25℃ ，适宜操作温度在20-30℃之间。
洗油的影响
• 洗油是煤焦油蒸馏过程中采出的230-300℃的馏分，包 括适量的萘、苊、芴及其它高沸点组分。
煤气
焦油氨水 澄清槽
水封
轻质 煤焦油
特点：轻质煤焦油为自产，吸萘能力强；煤气不与低温水、 循环水直接接触，不会造成大气污染和产生大量废水。
油洗萘和煤气终冷工艺
含萘 0.5g/m3 55-57℃洗苯富油 52℃煤气
20-23℃水 25℃煤气
加 热 器
含萘
2-5g/m3
煤气 55-60℃
含萘富油
木格填料 洗萘塔
回收粗苯的意义
500
430
万 400 吨
300 焦
粗 200
340 270 220 175 130
苯 100
96
0 2004 2005 2006
2007
2008
2009
2010
焦炭产能在100万吨/年以上的焦化厂可生产粗苯1万以上。
• 粗苯是浅黄色透明的油状液体，比重小于水，微溶于水， 易燃。由于不饱和组分的氧化使其颜色变深。