焦油蒸馏课件

1、 一、在煤焦油加工前要脱盐 煤焦油所含的水实际上就是氨水。这种稀氨水中，一小部分NH3以 氢氧化氨的形式存在，绝大部分为铵盐。 其中一部分挥发性铵盐，在焦油的最终脱水过程中被除去，但绝大 部分固定铵盐仍留在最终脱水后的煤焦油中，这些固定铵盐有氯化铵、 硫氰化铵、硫酸铵等，其中主要是氯化铵。 当加热到220-250的温度时，这些固定铵盐会分解成游离酸和NH3 。例如： 。产生的酸存在于煤焦油中，会引起管 道和设备的严重腐蚀。 此外，铵盐的存在还会使焦油馏分与水起乳化作用，对萘油馏分的 脱酚操作极为不利。因此，必须减少煤焦油中的固定铵盐。 3 250220 4 NHHClClNH C o 为了减少

2、带入煤焦油中的铵盐，前期工作一方面可在鼓风冷凝工段采取循环 氨水和冷凝氨水混合的工艺流程，降低固定铵盐浓度，以及在粗苯工段的最终冷 却器用焦油洗萘，以使大量铵盐进入终冷循环水中。（焦化厂的）另一方面采用 焦油入原料泵前加入碳酸钠的办法，使固定铵盐转化为不易分解的钠盐。（我们 采取的办法）其反应式如下： OHSONaCONHCONaSONH OHNaCNSCONHCONaCNSNH OHNaClCONHCONaClNH 2422332424 223324 223324 22)( 222 222 生成的各种钠盐在焦油蒸馏加热的温度下不会分解。812的碳 酸钠溶液由高置槽经转子流量计加入一段焦油泵的

3、吸入管中，可使 焦油和碳酸钠溶液达到相当充分的混合。碳酸钠的加入量取决于焦 油中的固定铵盐含量，可根据下列反应式计算。 则煤焦油中每克固定铵的 碳酸钠耗量(g)为： 考虑到碳酸钠和煤焦油的混合程度不够，或焦油中固定按盐含量可能发 生变化，所以实际加入量要比理论量增加25的过剩量。可得计算公式 如下： 式中A碳酸钠溶液消耗量，L/h; Q进入管式炉一段的焦油量，kg/h; C固定铵盐含量，换算为每kg焦油中含NH3克数，g/kg; B碳酸钠溶液的浓度，； D碳酸钠溶液的密度，kg/L. 1 . 3 172 106 x 1 x 172 106 OH2NaClCO2NHNaCOCl2NH 22334

4、 DB CQ A 10 25. 11 . 3 在实际操作中，可据上述计算，用转子流量计控制碳酸钠溶液供 给量，并从两段泵出口取焦油样测定pH值加以校核，pH值一般保持 在7.5-8为宜。脱盐后的焦油中，固定铵含量应小于0.01g/kg焦油， 才能保证管式炉的正常操作。 焦油经过脱盐处理后，所产生的钠盐被留在焦油内，最后残留在 沥青中成为沥青的灰分，会影响沥青的质量，特别是当沥青用于炼 制沥青焦时影响沥青焦质量。因此，加强初步脱水操作，使最终脱 水前焦油中含水少，固定铵盐含量也就相应地少了。 二.煤焦油蒸馏 煤焦油蒸馏煤焦油蒸馏是根据煤焦油中各组分的不同沸点将各组 分分割为几个富集某种和某几种化

5、合物馏分的加工过 程。 煤焦油蒸馏按工艺操作可分为间歇蒸馏间歇蒸馏和连续蒸馏连续蒸馏两 种。 连续蒸馏按操作压力分有常压连续蒸馏、常压-减压连 续蒸馏和减压连续蒸馏三种方式。 常压连续蒸馏工艺有一塔式连续蒸馏流程和二塔式连 续蒸馏流程。 连续蒸馏一般采用管式炉连续蒸馏装置，它要求二蒽油以前的馏分全部 在二段蒸发器内一次蒸发出来。因而是否能使馏分产率和沥青质量都符合 工艺要求，合理确定一次蒸发温度至关重要。 一次蒸发温度一次蒸发温度是煤焦油汽液混合物在进入二段蒸发器闪蒸后，液体和油 汽达到平衡状态时的温度。 煤焦油在管式炉内过热的程度，应保证规定的馏分在一定的一次蒸发温 度下蒸出。最适宜的一次蒸

6、发温度应保证从煤焦油中蒸出的酚和萘最多， 并能得到软化点不低于8090的沥青，且其中萘和酚类组分的含量最少。 显然对于不同组成的焦油，在对沥青的软化点要求又不一样时，它们最适 宜的一次蒸发温度也不一样，一般一次蒸发温度定为370380。 煤焦油的一次蒸发温度可近似地按下述经验公式进行计算： t683-tga（174.5-gx） 式中 t一次蒸发温度，； gx馏出物的产率，； tga一定压力下，按下式求出的一次蒸发直线斜角的正切。 tga-0.00107p3.24 p二段蒸发器内油汽的绝对压力，mmHg。 一次蒸发温度同通入的直接过热蒸汽量有关，通入量越多，则一次 蒸发温度就越低。一般每通入1的

7、直接蒸汽，可使一次蒸发温度约降低 10-15。左右 根据一次气化过程的性质，可知管式炉二段出口温度及一次蒸发温度，对 于馏分和沥青的产率及沥青质量都有决定性的影响。当直接过热蒸汽的通入量 一定时，提高一次蒸发温度（即提高管式炉二段出口的温度）时，馏分的产率 随之相应增加，而沥青产率减少，沥青的软化点升高，游离碳含量也随之增加。 沥青软化点同焦油加热温度（管式炉二段出口温度）之间的关系近似直线 关系，可用下列经验公式表示： Y0.835x-250 式中x焦油加热温度，； Y沥青软化点，。 煤焦油蒸馏操作好坏的一个重要指标是萘的集中度，其定义为： 在不同蒸馏工艺流程中，各种馏分的产率及含萘量是波动

8、的，因 而萘集中度也是波动的。 %100% 萘量）各馏分含萘量之和（总 萘油馏分含萘量 ）萘集中度（ 从油库来的原料焦油通过原料焦油泵首先与三混油经三混/焦油换热器换热后，三混 油温降至100-110左右流入三混中间槽。换热后温度升至100左右的原料焦油进入一 蒽油换热器，温度在进一步升高至130左右进入一段蒸发器。从馏份塔底部采出的 290左右的一蒽油，经过一蒽油换热器后，温度降至120左右，在经过一蒽油冷却器， 冷却到80-90后进入一蒽油中间槽。一段蒸发器底部的200左右的无水焦油经过焦油 循环泵加压后，一部分进入二段蒸发器，另一部分经过蒸汽预热器旁通管道进入重油换热 器，被加热到205

9、左右，然后无水焦油进入沥青换热器，焦油温度升至215左右，返 回一段蒸发器，以供一段蒸发器脱水所需的热量。二段蒸发器底部的360-370左右的沥 青经过沥青循环泵加压后，到管式炉辐射段被加热到385左右，返回二段蒸发器底部， 为二段蒸发器提供热量。二段蒸发器底部的中温沥青自流进入硬质沥青真空闪蒸器中，通 过真空闪蒸，分离出沥青和重油。由顶部溢出的325左右的重油气，与来自一段蒸发器 的无水焦油换热后，温度降至230左右再进入重油冷凝冷却器，重油温度降至100左 右，自流入重油中间槽。来自闪蒸器底部的345左右的硬质沥青，经过硬质沥青密封罐 向下自流入硬质沥青中间槽，通过硬质沥青输送泵送往沥青工

10、段冷却成型。具体请看下图： 焦油改造后与改造前工艺流程说明：焦油改造后与改造前工艺流程说明： 改造后的工艺流程见上图。 1） 原料焦油首先与三混油经换热器换热，三混油温度降至8595C左右自流入贮槽。换热后温 度升至100C左右的原料焦油进入一蒽油换热器，温度进一步升高到130C左右，进入一段蒸发 器。从馏分塔底采出的290C左右的一蒽油，经过一蒽油换热器后温度降至120C左右，再经过 一蒽油冷却器，冷却到8090C后进入贮槽。经过闪蒸后的气相重油自闪蒸塔顶部进入到重油冷 却器。 2）. 一段蒸发器底部的200C左右焦油经过焦油循环泵加压后，一部分送入二段蒸发器，另一部 分经过预热器旁通管道进

11、入重油冷却器，被加热到205C左右，出来后的无水焦油进入沥青换热 器，使沥青温度降至240C左右，焦油温度升至220C左右，返回一段蒸发器，以提供一段蒸发 器脱水所需要的热量。 3）. 二段蒸发器底部的360370C的沥青自流进入沥青循环泵，加压后进入管式炉，被加热到 385C左右。返回二段蒸发器底部，为二段蒸发器提供热量。 4） 二段蒸发器底部的中温沥青进入到闪蒸塔中。通过真空闪蒸，分离出沥青和重油。由顶部溢 出的335C重油气，经过重油冷凝冷却器，与来自一段蒸发器的无水焦油换热。重油温度降至 240C左右，再进入重油冷却器（闪蒸流程中为重油冷凝器），与循环水换热，温度降至 130140C之

12、间，自流入重油中间槽。来自闪蒸塔底部的345C的硬质沥青，通过沥青泵送到沥 青换热器，与210C左右的无水焦油换热，硬质沥青温度降至230C左右，进入沥青高位槽。无 水焦油温度升至接近220C，进入一段闪蒸塔。在整个循环过程中重油和沥青的热量得到了充分 的回收。 5）. 增设轻油回流管线，降低一段蒸发器顶部的温度，从而降低萘等物料在轻油中的含量，以方 便轻油用于苯加氢项目。 6）. 蒸馏工艺系统各放散管道的废气集中在一起，通过洗油文氏管经洗油洗净后排放。 7）考虑到开工后可能生产改质沥青，为保证进沥青反应釜的沥青温度，对于沥青换热管线增加 由沥青循环泵直接进沥青/焦油换热器的管道，同时硬质沥青

13、闪蒸后的沥青直接通过沥青泵打到 反应釜内进行改质，原料焦油改为与循环沥青换热后进入一段蒸发器，循环沥青通过换热器后直 接返回二段蒸发器，通过新增开孔进入，循环沥青与焦油通过一个焦油/沥青混合器混合后进入 二段蒸发器。 现在我们焦油蒸馏岗位的装置中主要设备有：管式炉；是油料连续加热设备。管式炉 的形式繁多，其外形有圆筒形和方箱形，金属炉管可垂直或水平排列。我们公司采用圆筒 形螺旋管管式加热炉。无论何种形式的管式炉，其炉体的基本构成相同，主要由辐射室、 对流室和烟囱三部分组成，辐射室又称炉膛。馏分塔；是煤焦油蒸馏工艺中切取各种馏分是煤焦油蒸馏工艺中切取各种馏分 的设备。它分为精馏段和提馏段，内设塔

14、板，塔板间距为的设备。它分为精馏段和提馏段，内设塔板，塔板间距为450mm。采用浮阀塔板。从二。采用浮阀塔板。从二 段蒸发器来的煤焦油馏分蒸气在馏分塔中分馏为各个馏分。塔顶用轻油作回流，塔底通段蒸发器来的煤焦油馏分蒸气在馏分塔中分馏为各个馏分。塔顶用轻油作回流，塔底通 入过热的直接蒸汽。入过热的直接蒸汽。 一/二段蒸发器；一段蒸发器是快速蒸出煤焦油中所含水分和部分轻油的煤焦油蒸馏设备。 一段蒸发器为塔式圆筒形设备，二段蒸发器是将400-410的过热无水焦油闪蒸并使其馏 分与沥青分离的设备。二段蒸发器为塔式圆筒形设备，沥青循环泵以及各个换热器和冷却 器；外加一套硬质沥青系统，硬质沥青系统的工艺简

15、单介绍： 从二段蒸发器出来的中温 沥青，自流入闪蒸器内，在负压条件下抽走挥发份。沥青流入硬质沥青/二段焦油换热器， 与二段无水焦油换热后流入沥青密封罐，（现在这个换热器没有使用）之后流入沥青中间 槽，用泵输送到沥青工段进行冷却成型。 从闪蒸器抽出油气经重油冷凝器冷凝后进入重油分离器，分离出的重油经重油密封罐流 入重油中间槽，分离出的气体经真空冷凝器冷凝后液体直接流入真空罐，真空罐一但存油 过多了就会影响真空度，所以在正常的生产中我们要定期的对真空罐进行放空；气体经真 空泵进入排气洗净塔洗涤后外排。 下面简单的介绍一下我们岗位的原料及产品：大家请往下 看 本岗位生产的原料焦油 煤焦油（coal

16、tar）是煤干馏过程中得到的一种黑色或黑褐色粘 稠状液体，具有特殊的臭味，可燃并有腐蚀性。是一种高芳香度的 碳氢化合物的复杂混合物。闪点100。相对密度(水=1)1.181.23 在电焊过程中冒黑烟，很少燃烧 焦油的分类焦油的分类 煤焦油分为高温煤焦油和低温煤焦油： 高温干馏（即焦化）得到的焦油称高温煤焦油，低温干馏得到 的焦油称低温煤焦油。两者的组成和性质不同，加工利用方法也各 异。 焦油的用途焦油的用途 煤焦油含有上万种成分，其中很多有机物是生产塑料、合成纤 维、染料、橡胶、医药、耐高温材料等的重要原料，因此煤焦化工 业 以其不可替代性在21世纪煤化工中占有重要位置。 蒽油：Anthrac

17、ene Oil C14H10，分子量178，黄绿色油状液体, 室温下有结晶 析出, 结晶为黄色、有蓝色荧光, 能溶于乙醇和乙醚, 不 溶于水, 部分溶于热苯、氯苯等有机溶剂，有强烈刺激 性。蒽的熔点217, 沸点340 , 自燃点540 , 闪点 121 (闭杯), 爆炸极限：下限0.6%, 可燃, 并有腐蚀性, 属有机腐蚀物品。用于制蒽醌染料，可制合成鞣剂及油 漆。 用途：用途：是制造涂料、电极、沥青焦、炭黑、木材防腐油 和杀虫剂等的原料, 主要用于提取粗蒽、苊、芴、菲、 咔唑等化工原料。 下面简单的介绍下我们蒸馏岗位要使用的和生产的成品及半 成品的性质：蒽油 三混油 是焦油蒸馏过程中的中间

18、产品，是酚油、洗油和萘油的混合物，室温下有 结晶析出, 结晶为白色、并有腐蚀性, 用途：制取粗粉，工业萘，酚油以及洗油的原料 轻油 煤焦油轻油主要成份为芳香类物质，是 煤焦油蒸馏的前馏分，产率为0.40.8， 比水轻，不溶于水。其馏程约为18090%。 密度（20）0.87-0.90%，有刺鼻臭味， 颜色为白色，对金属和非金属有腐蚀性， 闪 点约为12.。极易燃烧，并产生浓黑色的火 焰，当轻油的蒸汽在空气中达1.4-7.5%(体 积）时将形成爆炸性的混合物。用途：并入 粗苯中加工制取苯类产品。 煤沥青是煤焦油加工的主要产品之一，是煤焦油蒸馏提取馏分后的残留 物。煤沥青常温下为黑色固体，无固定的熔点，呈玻璃相；受热后软化继 而熔化，密度为1.25-1.35g/m3。按其软化点高低可分为低温、中温和高温 沥青三种。中温沥青产率为煤焦油的5456。用途：用于制造涂料、电 极、沥青焦、油毛毡等, 亦可作燃料及沥青炭黑的原料 煤焦油沥青的组成极