20万吨焦油加工工艺说明.doc

20万吨/年常压焦油加工工艺说明1 焦油蒸馏装置工艺流程见焦油蒸馏装置工艺流程图1.1 工艺流程原料焦油经一段焦油泵（P-7101）直接从原料油库抽吸送入换热器 （E-7103、E-7104），同三混馏分和二蒽油换热后进入管式炉（F-7101）的对流段，被加热至135后，进入一段蒸发器（K-7101）。一段蒸发器（K-7101）顶部脱出的水分和部分轻油馏份，经一段轻油冷却器（E-7101）冷凝冷却后，进入一段轻油油水分离器（S-7101），分离出的轻油馏份入轻油槽（T-7102），酚水则流入酚水槽（T-7107），自流至废水预处理系统。一段蒸发器（K-7101）底部的无水焦油经二段焦油泵（P-7102AB）送入换热器 （E-7105、E-7106），同一蒽油和沥青（生产高温沥青和筑路油）换热后进入管式炉（F-7101）的辐射段加热至410后，进入二段蒸发器（K-7102）。二段蒸发器（K-7102）底部分离出的中温沥青，自流至改质沥青装置（生产高温沥青和筑路油时进入二段焦油/沥青换热器及沥青汽化冷却器后进入沥青高置槽）。侧线切取温度为320335的二蒽油馏份，经一段焦油/二蒽换热器（E-7104）及沥青汽化油冷却器（E-7109）冷却后，流入二蒽油槽（T-7104），由蒽油输送泵（P-7106AB）送入油库。蒸发器顶部用一蒽油回流，控制器顶温度。器顶逸出的馏份蒸汽则进入馏份塔（K-7103）内进一步分离。馏份塔（K-7103）塔顶逸出的轻油馏份经馏份塔轻油冷却器（E-7102）冷凝冷却后，进入馏份塔轻油油水分离器（S-7102）进行油水分离，分离出的水流入酚水槽（T-7107），轻油馏份入轻油槽（T-7102），一部分轻油馏份由轻油回流泵（P-7104AB）作为馏份塔的回流送回馏份塔顶，其余轻油作为产品由轻油输送泵（P-7105）送往油库装置。 馏份塔（K-7103）侧线切取2105的酚萘洗三混馏份，经一段焦油/混合份冷却器（E-7103）及三混馏分汽化冷却器（E-7107）冷却后，入混合份槽（T-7105AB），然后由混合分输送泵（P-7107AB）送馏份洗涤装置进一步加工。馏份塔塔底分离出的270290一蒽油，经（E-7105），同一段焦油换热及一蒽油汽化冷却器（E-7108）冷却后，进入一蒽油槽（T-7103）。其中一部份用于二段蒸发器顶部打回流，回流量为0.150.2吨/吨无水焦油，以保持二段蒸发器顶部温度为3105，其余则由蒽油输送泵（P-7106AB）送往油库或结晶工序生产工业蒽。 为脱除焦油中的固定铵盐，减轻对管道和设备的腐蚀，加入适量Na2CO3溶液，以中和固定铵盐热分解时产生的酸根离子。浓度8%10%的Na2CO3溶液，从油库送入Na2CO3高位槽（T-7106）内，在一段焦油泵入口与焦油混合，进入系统。其中配碱槽的稀释水用二氧化碳分解塔排出的碳酸钠废液。各设备的排气均集中产品库区尾气净化塔（K-7801）中，经洗油洗涤后排放。管式炉以发生炉煤气作为热源。燃气组成如下表：组成COCO2N2甲烷氢气O2粉尘氟硫含量mol%23304545502310150.20.6g/Nm30.10.0060.341.2 工艺特点本工艺流程采用管式炉加热、一段气化及高效塔盘的常压蒸馏，是切取三混馏份的一塔式焦油连续蒸馏流程，为国内成熟的工艺技术。其主要特点为：a）切取三混馏份，萘集中度高，一般为9598%左右，由于酚、萘、洗馏份作为一种馏份（三混馏份）切出，简化了焦油蒸馏和馏份脱酚的流程和操作。b）在二段蒸发器和馏份塔蒸馏时，通入适量的过热蒸汽，可降低操作温度，提高蒸馏效率。c）所有油贮槽的放散管集中排入排气洗净塔内，经洗油清洗后排放。d）本工段工艺废水，都收集到酚水槽，沉降脱出重油等预处理后，送入工业园区废水处理装置集中处理。1.3 主要操作指标管式炉一段焦油出口温度：125135；一段蒸发器顶油气出口温度：103108；管式炉二段焦油出口温度：400405；二段蒸发器顶油气出口温度：320325；馏份塔底蒽油流出温度：310315；馏份塔顶油气温度：105110；馏份塔三混馏份切取温度：210220；一段焦油泵焦油出口压力：0.50.7MPa；二段焦油泵焦油出口压力：0.70.9MPa；一段蒸发器底部的气相压力：2030kPa；二段蒸发器底部的气相压力：5070kPa；馏份塔底部的气相压力：4060kPa。1.4主要设备选择a）管式炉：采用立式圆筒管式炉（带热管空气预热器），能力为420万kcaL/h，热效率约为89%，节约了占地和钢材。炉管直径DN80，材质为Cr5Mo合金钢。b）馏份塔：塔径DN1800，塔高H=35706，重量约30t，选用不锈钢斜孔塔盘，分离效率较高，操作弹性大，为60120。塔体材质为00Cr17Ni14Mo2+A3复合体 （316L+A3），塔内件采用高效斜孔塔盘，材质为316L。c）二段蒸发器：二者设计成一体，下段为一段蒸发器，上段为二段蒸发器。塔径DN2000，整体塔的高度约为26.30m，重量约为18吨。下段一段蒸发器的底部为无水焦油槽，上部为二段蒸发器。塔体材质为00Cr17Ni14Mo2+A3复合体（316L+A3） ，塔内件采用高效斜孔塔盘，材质为316L。1.5 主要节能和环保措施本装置采用了以下节能和环保措施：a）所有油贮槽的放散管集中后，经洗油洗净后排放，减轻对环境的污染。b）采用节能型泵，降低装置的耗电量。c）原料焦油与三混馏分、一蒽油、二蒽油和沥青换热，可以有效降低能耗。2 馏分脱酚、酚盐分解装置工艺流程见馏份洗涤、酚盐分解装置工艺流程图2.1 工艺流程a）馏份脱酚1）酚萘洗三混馏份脱酚酚萘洗三混馏份的脱酚采用连续洗涤脱酚的工艺流程。贮存于焦油蒸馏装置未洗混合份槽（T-7105AB）中的酚萘洗三混馏份，由混合份输送泵（P-7107AB）抽出，与碱性酚钠高位槽（T-7310）来的碱性酚钠一起在泵内充分混合、反应，并进入一次连洗分离塔（K-7301），静置分离为混合份和中性酚钠，混合份进入一次脱酚缓冲槽（T-7302），中性酚钠流入中性酚钠槽（T-7304AB）。为了进一步脱除混合份中的酚类，再用812%的稀碱（NaOH）进行二次脱酚。来自脱酚缓冲槽（T-7302）的混合份与由碱高位槽（T-7309）来的新碱一起进入二次连洗泵（P-7302AB），两者在泵内充分混合、反应，并进入二次连洗分离塔（K-7302），静置分离为碱性酚钠和已洗混合份，已洗混合份进入工业萘蒸馏装置进一步加工。碱性酚钠流入碱性酚钠槽（T-7303AB），再由碱性酚钠泵（P-7304）送入碱性酚钠高位槽（T-7310）。连洗分离塔内以间接汽加热，以保持塔内温度在85左右。新碱的配制在配碱槽中进行，用碱泵（P-7303）将浓碱槽（T-7306）中的浓碱送至配碱槽（T-7305），以工业水为配碱水，亦可使用蒸吹分离水作为为配碱水，配制成所需浓度的碱液，再用碱泵送入碱高位槽（T-7309）。2）酚油脱酚酚油馏份脱酚采用间歇洗涤脱酚的工艺流程。由工业萘蒸馏装置来的酚油进入酚油槽（T-7307），用间洗泵（P-7306AB）定量地装入间洗器（R-7301）内，按如下次序进行间歇脱酚操作：先用碱性酚钠脱酚，再用稀碱脱酚。每一次脱酚都必须进行加料、搅拌、静置分离、放料等程序。搅拌采用机械搅拌，使用碱性酚钠和稀碱脱酚的数量和脱酚次数由酚油中的含酚量决定，碱性酚钠和中性酚钠经间洗放料视镜（X-7301）分别流入碱性酚钠槽（T-7303AB）和中性酚钠槽（T-7304A），间洗器的脱酚酚油用间洗泵送往油库。b）中性酚钠的蒸吹中性酚钠分解前，必须吹除其中的油类杂质，使其成为净酚钠。中性酚钠槽（T-7304AB）中的中性酚钠，由酚钠蒸吹泵（P-7305AB）送入酚钠换热器（E-7301），与蒸吹塔排出的气体换热，然后进入酚盐蒸吹塔（ST-7301），蒸吹塔用再沸器间接蒸汽进行加热，并且吹入直接蒸汽。吹出水和油的净酚钠，经套管冷却器（E-7302）冷却后，流入净酚钠槽（T-7308）。净酚钠槽内通入压缩空气。蒸吹柱顶部汽体在酚钠换热器（E-7301）与中性酚钠换热后，再用循环水冷却到50，然后进入蒸吹油水分离器（S-7301），分离水流入焦油蒸馏装置的酚水槽（T-7107），中性油流入放空油槽（T-7110）后，送焦油蒸馏装置的焦油槽。 c）酚盐分解装置酚盐分解采用二氧化碳连续法与硫酸间歇法分解复合工艺。净酚钠经泵送到1#分解塔（K-8101A）上段与上升的烟道废气进行第一次分解，然后流入下段，再与CO2进行第二次分解，生成的粗酚初次产物于塔底分离器内与Na2CO3溶液分离后，进入缓冲槽（T-8101），再泵送至#2分解塔（K-8102），同样经两次分解后，于#2塔底经分离器分离，进入缓冲槽（T-8102）。两塔逸出的废气，经尾气净化塔（K-8103）用中性酚钠洗涤和酚捕集器捕集后放散，塔底分离出的Na2CO3溶液进入Na2CO3溶液槽（T-8103）。CO2含量1517%、温度200的烟道废气经过CO2净化塔（K-8104）直接喷淋浊循环水冷却至6070后，由CO2风机（B-8101AB）送至#1分解塔和#2分解塔。缓冲槽（T-8102）的溶液由二次分解泵（P-8103AB）抽送到分解器 （R-8101AB），为避免产生磺化反应引起产品损失，分解采用7075%的硫酸。硫酸自酸高位槽（T-8106）定量加入分解器，同时进行搅拌。酸要缓慢加入，分解过程产生的热量，用间接冷却水移出。分解反应完成后，停止搅拌，静止分离45小时。下层硫酸钠废水放入硫酸钠槽（T-8106），由硫酸钠泵定时送往油库酚水槽。上层粗酚放入粗酚槽（T-8104），由粗酚泵（P-8106）送往油库。93%浓硫酸自荣昌化工送入浓硫酸配酸槽（T-8105），配酸槽中先加入一定量工业新水，然后缓慢加入浓硫酸。稀释过程产生的热量，用间接冷却水移出。为便于操作，配酸过程的仪表安装在现场。7075%硫酸由酸泵（P-8108AB）抽送到酸高位槽（T-8107）。2.2 工艺特点本工艺流程同时采用连续洗涤和间歇洗涤分解，其主要特点为：a）对于产量较大的酚萘洗混合份采用连续脱酚，而产量较小的酚油采用间歇脱酚工艺，操作方便、灵活；b）连续脱酚采用泵前加碱（或碱性酚钠），经泵的搅拌后，混合充分，脱酚效果好；c）间洗器和分解器采用机械搅拌，有利于保护环境；d）在净酚钠中通入二氧化碳分解后再用硫酸分解，不但具有粗酚收率高的优点，而且极大地减少了硫酸消耗和硫酸钠废液量；e）油类放散气和酚类放散气分别用洗油和中性酚钠洗净后排放，环保效果好。2.3 主要操作指标酚萘洗混合份温度：8085；一次连洗分离塔温度：8085；二次连洗分离塔温度：8085；酚油脱酚温度：5060；酚钠蒸吹柱顶温度：100103；蒸吹馏份换热器后酚钠温度：9095；脱酚用碱液浓度：812%；分解用硫酸浓度：7075%；分解器温度：90以下；二氧化碳进入分解塔温度：6070；二氧化碳气体含量：15%；分解塔阻力：6001000pa；分解塔温度：6070。2.3 主要设备选择a）连洗分离塔：两台连洗分离塔的规格相同，直径DN1600，高度H=14000，碳钢材质。分离塔为空塔，物料在塔内保持一定的停留时间，以达到静置分离的目的。b）间洗器：直径DN1600，容积VN10m3，为碳钢设备，采用机械搅拌。c）分解器：直径DN1600，容积VN10m3，材质为搪瓷玻璃，采用机械搅拌。为避免加酸分解过程中温度升高过快，设夹套冷却器，用循环水冷却。d）二氧化碳分解塔：直径DN800，塔体材质为碳钢，分布器为304L，填料为耐高温的PVDF材质的花环填料。e) 蒸吹塔 塔径DN1200，塔高H=17800，选用高效填料，并辅以槽盘式分布器，分离效率高，操作弹性大，内件材质为304不锈钢，塔体为A3钢。2.4 主要节能和环保措施本装置采用了以下节能和环保措施：a）混合份的脱酚采用两次分段洗涤工艺，首先采用碱性酚钠洗涤，然后用新碱液进行洗涤，使碱液得到充分利用，同时保证了酚的回收；b）在中性酚钠蒸吹时，酚钠与蒸吹柱顶的汽体换热，提高了热利用率，减少冷却水消耗；c）在间歇脱酚和分解过程中，以机械搅拌代替压缩空气搅拌，减少了因空气搅拌带出大量的有害物质污染环境；d）采用二氧化碳与硫酸复合分解工艺，不但提高了粗酚收率，而且极大地减少了硫酸消耗和硫酸钠废液量。3 工业萘蒸馏装置工艺流程见工业萘蒸馏工艺流程图。3.1工艺流程馏分脱酚装置来的已洗混合份贮存在已洗混合份罐内，由已洗混合份泵送入已洗馏分/工业萘换热器换热后进入初馏塔，塔顶油汽在酚油冷凝冷却器内部分冷凝冷却后，气相进入真空系统，液相酚油经酚油油水分离器分离，酚油进入酚油回流罐，一部分通过初馏塔回流泵作为回流送入初馏塔顶，其余部分送入酚油罐；酚水入焦油蒸馏装置的酚水罐，由酚水泵定期送往污水处理。该工艺中初馏塔采用减压精馏，酚油冷凝冷却器通过气相管道与真空系统连接。来自酚油凝冷冷却器的不凝气通过真空冷却器冷凝后进入缓冲罐，然后再进入真空泵，真空泵乏气送尾气集中处理装置。初馏塔循环泵将初馏塔底部的萘洗馏分一部分连续送入初馏塔再沸器，加热至190195后，返回初馏塔底部，作为初馏塔的热源。其余则送入精馏塔继续精馏。精馏塔塔顶的萘蒸汽经过初馏塔再沸器冷凝，已洗馏分/工业萘换热器、工业萘汽化冷却器冷却至100左右后，流至工业萘回流罐。精馏塔回流泵将部分工业萘送精馏塔顶作为回流，其余的工业萘作为产品，由工业萘输送泵送至原系统工业萘回