5.3 15万吨年焦油加工项目.docx

5.3 15万吨/年焦油加工项目5.3.1概述本工程包括的工艺装置有槽区（原料焦油脱水脱渣、油品及碱贮存）、焦油蒸馏、洗涤脱酚和沥青冷却成型。各装置工艺方案是基于在尽可能低的投资下，选择国内成熟、可靠的先进技术。各装置的工艺流程分述如下：5.3.2槽区5.3.2.1工艺技术方案选择槽区贮存原料焦油、中间液体产品和最终液体产品。原料焦油贮存天数按20天考虑，中间产品贮存10天左右，最终产品贮存1520天。主要品种有焦油、轻油、酚油、洗油、一，二蒽油、中性酚钠、三混馏分、工业萘及生产使用的碱（NaOH）的接收及贮存。焦油脱水、脱渣的任务是脱除焦油中的水及渣，其方法包括：薄层脱水法 加热静置法 加压脱水法 超级离心法a) 薄层脱水法这种脱水法源于波兰煤化学研究所。其原理为：焦油经设备顶部箱室的导向板形成薄膜状同时溢流到所有的导管壁，并被加热到130135，然后，收集在箱室的底部并导入贮槽。这种方法只适用于规模比较小的工厂，且不能脱渣。b) 加热静置法这是焦油加工车间常采用的方法。一般多采用34个焦油贮槽，槽底用蒸汽加热器加热到8085，静置分层后，分离水从上部排出，焦油渣沉积在贮槽底部。最后焦油含水从45降到23。此法的缺点是分离时间长，脱水效率低，且需定期人工清理焦油渣。c) 加压脱水法加压脱水法是在密闭的分离器内，于一定的压力下进行加热（130140），使焦油分成水、脱水焦油和焦油渣三层，焦油含水由1012降到23，并部分脱渣。此法投资大，工艺流程长。d) 超级离心法此法是将焦油送入超级离心机，经导管加入转鼓，在离心力的作用下，滤渣沉降到最外环；由于螺旋与转鼓的转差，沉渣被推至转鼓小端干燥区，由排渣口排出收集于焦油渣箱内。由于焦油与水比重不同，用转鼓大端挡板使焦油和水分开。此法工艺技术新，分离效率高，可达90以上，适用于比重差小的悬浮液或比重不同的两种液体的分离。综上所述，超级离心法脱渣脱水的效率优于其它方法，且蒸汽耗量低。据此，本方案推荐超级离心法。5.3.2.2焦油脱水脱渣工艺流程简述原料焦油送入离心机，通过离心机旋转的空心轴，进入离心机转筒内，在离心力作用下，滤渣沉降到外环；由于螺旋与转鼓的转差,沉渣被推至转鼓小端干燥区，由排渣口排出收集于焦油渣箱内。由于焦油与水比重不同，用转鼓大端挡板使焦油和水分开；氨水由轻液口流至氨水接受槽；焦油由重液口排至焦油接受槽。5.3.2.3脱水脱渣工艺特点a) 采用超级离心机脱水脱渣，可保证焦油含水2，并不用人工定期清除焦油渣。b) 槽区中原料焦油槽采用自动排出上层液体及防止焦油渣下沉的技术。焦油贮槽在贮存焦油过程中，通过加热进行油水分离，自动、连续地排出上层氨水。防止焦油渣下沉的技术是用循环泵将槽内焦油抽出，再通过搅拌管送回焦油槽，进行循环搅拌，使残渣处于悬浮状态而不能沉积。整个过程由程序控制，节省了电能，简化了操作，改善了环境。5.3.2.4主要设备表主要设备表序号设备名称单位数量备注1焦油输送泵台22焦油输送泵台23焦油输送泵台24氨水输送泵台25氨水储槽输送泵台26焦油槽循环泵台27焦油储槽循环泵台28焦油液下泵台29超级离心机台110排气洗净塔台111氨水储槽台212氨水槽台113焦油槽台314焦油接受槽台215一、二蒽油槽台216NaOH溶液槽台217卸碱槽台118碱液液下泵台219焦油渣箱台220焦油中间槽台121焦油卸车槽台25.3.3焦油蒸馏5.3.3.1工艺技术方案的选择目前，国内外成熟的煤焦油蒸馏工艺流程较多，就其蒸馏塔的操作压力而言，可分为减压蒸馏、常压蒸馏和常减压蒸馏三大类。减压蒸馏蒸馏过程由脱水和馏分蒸馏组成。即在常压下进行脱水，然后无水焦油在馏分塔内进行减压蒸馏。宝钢化工公司一、二期均采用此种工艺。工艺具有如下优点：煤气消耗量低；余热利于充分，如沥青和各馏分的热量可通过换热得到充分的回收和利用；萘馏分的集中度较高，可达93；由于蒸馏是在负压下操作，可改善操作环境，有利于环境保护。本工艺的缺点是：由于增加了一套真空装置，减压蒸馏对设备及操作要求严格，基建投资高于常压蒸馏，且真空系统有腐蚀现象。单套处理能力较低。常减压蒸馏蒸馏过程分为脱水、常压蒸馏和减压蒸馏三个过程。脱水在常压下进行，馏份则根据沸点和产量不同进行常压和减压蒸馏。 该流程的优点是：焦油蒸馏采用常压蒸馏与减压蒸馏相结合，可节省能源；各馏份切取精细，萘油馏份中的萘集中度可达95以上，洗油馏份中含萘量较低；各馏份塔底采用油循环加热的供热方式，便于操作和调节；由于馏份分割较细，有利于后续深加工产品的分离和提取；大规模焦油蒸馏的适应性较强。该工艺的缺点为：与常压蒸馏和减压蒸馏工艺相比，增加了蒸馏塔的数量，且负压蒸馏系统对设备的要求较高，操作复杂，设备运转、维护费用较高。常压蒸馏常压蒸馏是指焦油在脱水塔和沥青塔内脱水，然后在馏份塔内将其切取成各种馏份。馏份切取既可按窄馏分，也可以按两混、三混进行。其工艺优点如下：工艺流程短，控制简便，对设备制作要求低于减压流程和常减压流程；基建投资最低，设备维护量较少；馏份脱酚操作简单；常压蒸馏与减压蒸馏和常减压蒸馏相比煤气耗量较高。从上述比较可以看出，三种焦油蒸馏工艺各有各自的特点，其适用的场合不同。国内常压蒸馏切取三混馏份的工艺可减少非萘馏份中萘的损失，从而提高了萘的集中度，可达到9395；蒸馏工业萘时可获得低萘洗油。该流程工艺成熟，技术可靠，工艺过程简单；简化了焦油蒸馏和馏份脱酚的操作。故本项目推荐采用常压蒸馏切三混工艺。5.3.3.2焦油蒸馏工艺流程简述原料焦油用一段泵送入管式炉对流段，加热后进入一段蒸发器。蒸发器顶脱出的水分和部分轻油进入一段蒸发器轻油冷凝冷却器，冷却后进入油水分离器，轻油经回流泵返回馏份塔，剩余部分采出作为产品，分离水流入酚水槽。一段蒸发器底的焦油经二段泵送入管式炉辐射段，加热后进入二段蒸发器。从二段蒸发器底部分离出中温沥青，自流至沥青冷却成型工段。二段蒸发器顶部的馏份蒸汽进入馏份塔。二段蒸发器顶用一蒽油作回流。从二段蒸发器侧线切取二蒽油，经冷却器冷却后，流入二蒽油槽，用泵送往槽区蒽油槽。馏份塔顶逸出的轻油经空气冷却器、冷却器冷凝冷却后，进入油水分离器，分离出的轻油一部分经回流泵返回馏份塔，一部分作为产品送入槽区轻油槽，分离水流入酚水槽。从馏份塔的侧线切取酚、萘、洗油三混馏份，经冷却器冷却后送往馏份脱酚工段。塔底分离出一蒽油，经冷却器冷却后，用泵送往槽区蒽油槽。5.3.3.3工艺特点a)工艺技术成熟、可靠；b)工艺流程简单；c)投资省；d)萘集中度高。主要设备表序号设备名称单位数量备注1一段蒸发器台12二段蒸发器台13馏份塔台14管式炉台15轻油冷却器台16轻油空冷器台17轻油二段冷却器台18混合份冷却器台19二蒽油冷却器台110一蒽油冷却器台111酚水抽出泵台112轻油送出泵台213焦油原料泵台214轻油回流泵台215蒽油送出泵台216蒽油回流泵台217二段焦油泵台218焦油中间槽台219轻油中间槽台120一蒽油中间槽台121二蒽油中间槽台122混合份中间槽台323酚水中间槽台124一段轻油油水分离器台125二段轻油油水分离器台15.3.4洗涤脱酚5.3.4.1洗涤脱酚5.3.4.1.1工艺技术方案的选择馏份脱酚是对焦油蒸馏切取的混合馏份以10浓度的NaOH溶液提取酚的装置。从操作方式区分，有间歇和连续两种工艺流程。间歇脱酚将混合份装入间歇洗涤器中，按脱酚的程序加入试剂，然后进行搅拌、静置，分离后排出产品。这种间歇工艺流程存在自动化水平低、劳动强度大、污染操作环境、操作周期较长等缺点，一般仅在生产规模较小的工厂采用。连续脱酚混合份与来自高位槽的碱性酚盐或新鲜碱液在泵前管道内混合，经泵搅拌送入分离器进行分离，油从分离器顶部排出，酚盐从底部排出。连续脱酚在自动化水平、操作条件和设备结构诸方面均优于间歇脱酚，故本项目推荐采用连续脱酚工艺。5.3.4.1.2工艺流程简述 三混馏份与碱性酚钠在一次连洗泵前混合后进入一次连洗塔，底部得到中性酚钠，顶部混合份与10NaOH溶液在二次连洗泵入口混合后进入二次连洗塔。塔底部得到碱性酚钠，顶部得到已洗混合份，送往工业萘蒸馏工段作为原料。 工业萘蒸馏切取的酚油在间歇洗涤器内分别与碱性酚钠、10NaOH溶液混合、静置、分离后完成酚油脱酚过程。脱酚反应后的中性酚钠、碱性酚钠和脱酚酚油依次从间歇洗涤器底部排出。其中产出的中性酚钠与三混馏份脱酚得到的中性酚钠混合。混合后的中性酚钠及脱酚酚油分别送往槽区。碱性酚钠与三混馏份脱酚的碱性酚钠混合后再回用于馏份脱酚。5.3.4.1.3工艺特点1）洗涤效果显著，产品脱酚酚油含酚小于0.5；2）油与酚盐逆向洗涤，既有效地利用了酚盐中的残存碱，又可除去酚盐中的中性油；3）脱酚过程中各设备的排气，分别导入各自的排气洗净塔，再分别以稀碱液循环洗净后放散，大大改善了环境。主要设备表序号设备名称单位数量备注1混合份洗涤泵台22洗涤中间泵台13碱输送泵台14酚盐抽出泵台15已洗输送泵台26碱性酚盐输送泵台27酚油输送泵台18一次连洗塔台19二次连洗塔台110未洗槽台211粗酚盐槽台212碱性酚盐槽台213配碱槽台114碱槽台115酚油槽台116碱高位槽台117碱性酚盐高位槽台118已洗混合份槽台219间洗反应器台15.3.5萘蒸馏5.3.5.1工艺技术方案选择目前，大规模的工业萘生产装置多采用管式炉加热连续精馏法。管式炉加热连续精馏法制取工业萘，有双炉双塔、单炉双塔、单炉单塔三种流程。 双炉双塔蒸馏工艺由两台蒸馏塔和两台加热炉组成。即在初馏塔内切取酚油馏份，在精馏塔内切取工业萘和洗油馏份，两台蒸馏塔分别由两台加热炉供热。该工艺工业产品质量稳定，酚油、洗油含萘低，萘的收率较高，操作稳定，易于控制，但投资大。单炉单塔蒸馏工艺由一台蒸馏塔和一台加热炉组成。工业萘由蒸馏塔的侧线采出。蒸馏塔由加热炉供热。该工艺设备简单，投资少，由于在一台蒸馏塔内要同时保证酚油、工业萘和甲基萘油三种产品质量都合格，所以比双炉双塔工艺难于调节，适用于原料含萘较高的情况。单炉双塔蒸馏工艺由两台蒸馏塔和一台加热炉组成。即在初馏塔切取酚油馏份，在精馏塔切取工业萘和洗油馏份，两台蒸馏塔由一台加热炉供热。该工艺由一台加热炉控制两台蒸馏塔塔底温度，操作难度较大。上述工艺流程均具有各自的特点，适用于不同的场合。在本项目中萘产品是本工程的大宗产品，保证工业萘的质量和收率，将直接关系到工程的经济效益。因此，推荐采用双炉双塔连续精馏法制取工业萘流程为本可研的工艺方案。5.3.5.2工艺流程简述来自脱酚装置的三混馏份与工业萘蒸汽换热后进入初馏塔。从塔顶逸出的酚油蒸汽经冷凝冷却后，再经油水分离器分离，酚油入回流槽。一部分酚油用回流泵送往初馏塔塔顶以控制塔顶温度，剩余酚油则满流入酚油槽，定期送往馏份洗涤脱酚装置。塔底脱除酚的萘油一部分经加热炉加热后送入蒸馏塔底以供给全塔热量，另一部分进入精馏塔。从精馏塔塔顶逸出的工业萘蒸汽与原料换热后进入工业萘汽化冷凝冷却器，冷却后的工业萘流入回流槽。一部分工业萘用回流泵送往精馏塔塔顶以控制塔顶温度，另一部分工业萘作为产品送油库。塔底的洗油一部分经加热炉加热后送入蒸馏塔底供给全塔热量，另一部分冷却后送槽区洗油槽。5.3.5.3工艺特点a)该工艺在国内早已应用，技术成熟，易于操作；b)产品质量稳定，萘的收率较高；c)利用原料与工业萘换热，降低了煤气耗量和冷却水用量。主要设备表序号设备名称单位数量备注1初馏塔台12精馏塔台13初馏塔加热炉台14精馏塔加热炉台15原料泵台26初馏塔循环泵台27精馏塔循环泵台28酚油回流泵台19工业萘回流泵台210油泵台111工业萘泵台212洗油泵台113放空槽液下泵台114酚油冷凝冷却器台115工业萘汽化冷却器台116洗油冷却器台117工业萘/原料换热器台118酚油油水分离器台119酚油回流槽台120工业萘回流槽台121原料槽台322酚油槽台123工业萘槽