焦油蒸馏课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,邢台旭阳煤化工煤焦油蒸馏,王 进 法,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,NH,3,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,NH,3,。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。,为了减少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：,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,NH,3,克数，,g/kg;,B,碳酸钠溶液的浓度，；,D,碳酸钠溶液的密度，,kg/L.,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,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,和,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,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：,t,683,-,tga,（,174,.,5,-,g,x,）,式中,t,一次蒸发温度，；,g,x,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,.00,107p,3,.,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：,Y,0.835x,-,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的，因而萘集中度也是波动的。,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,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：,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。,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 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,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,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：,Anthracene,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：,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/m,3,。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为复杂，大多数为三环以上的芳香族烃类，还有含,O,、,N,和,S,等元素的杂环化合物和少量高分子碳素物质。,低分子组成具有结晶性，形成了多种组成的共熔混合物。这些化合物中，约一半带有基团，有甲基、羰基、酚羟基、亚氨基、巯基和苯基等。,沥青组成既与炼焦煤性质及其杂原子含量有关，又受炼焦工艺制度和煤焦油蒸馏条件的影响。沥青中的化合物数量众多，已查明的有,70,余种。,沥青,煤沥青的用途较广，低温沥青（俗称软沥青）用于建筑、铺路、电极碳素材料和炉衬黏结剂，也可以用于制炭黑和作燃料用。,中温沥青用于生产油毡、建筑物防水层、高级沥青漆、改质沥青和沥青焦等产品。沥青经过特殊处理还可用来制取针状焦和沥青炭纤维等新型碳素材料。,改质沥青从沥青自身性能上解决了普通中温沥青固有的软化点低，树脂含量低、高温易挥发的问题，是较理想的碳素电极的黏结剂，广泛应用于有色冶金工业中。,以煤焦油沥青为原料生产的高速公路保护涂料可在高速公路表面覆盖一层薄膜，保护路面不受油浸，抗紫外线老化，避免雨水渗透，从而达到保护路面的作用，大大延长高速公路的使用寿命；同时这种保护膜还可以改善路面条件，增大路面摩擦系数，使汽车刹车系统更加有效。,以焦油沥青为原料生产的高级屋面防漏剂及高级沥青涂料作为防水或防腐涂层，由于加入了改性添加剂，其性能优良，形成的保护层耐气候性好，不易老化，使用寿命可达,20,年。而且上述产品均可以冷施工，大大改善了操作条件。,水平有限，共同学习，谢谢大家，欢迎提问！,