粗苯的工艺介绍

1、粗苯产品及其用途

粗苯是黄色的透明液体，是多种有机化合物的混合物。粗苯本身用途不大，但将粗苯精制加工可得纯苯（C6H6）、甲苯（C6H5CH3）和二甲苯{C6H4(CH3)2等产品。纯苯用于人造纤维、塑料、药物及燃料，甲苯用于制造炸药、合成纤维，二甲苯由于橡胶、油漆的溶剂和航空及内燃机燃料的添加剂。总之，粗苯是一种非常宝贵的化工基本原料。

2、粗苯的组成、性质和质量

2.1粗苯的组成

粗苯的组成波动较大，主要取决于炼焦配煤的组成及炼焦产物在炭化室内热解的程度（及焦炉的炭化温度）粗苯主要组分的平均含量如下:

苯55—80％：甲苯11—22％：二甲苯2—6％：不饱和化合物（如环戊二烯（C5H6）苯乙烯（C6H5CHCH2）等7—12％：硫化物（如二硫化碳（CS2）噻吩（C4H4S）等0.3—1.8％.

2.2粗苯的性质

粗苯比水轻，微溶于水，且易与水分离。在储存较长时间时，由于含有不饱和化合物的氧化和聚合所形成的树脂状物质又溶解于粗苯中，能使粗苯着色变为暗褐色（或淡红色）。粗苯易燃，闪点为12℃.粗苯蒸汽在空气中的体积浓度为1.4％-7.5％时，能形成爆炸性混合物。若粗苯着火时，应使用泡沫剂或蒸汽灭火。粗苯在管道内流动时极易产生静电，为防止引起静电火花的危险，所以粗苯生产及产品运输和储存设备与管道应安装有可靠接地导电装置。

2.3粗苯的质量及其指标

粗苯的各主要组分均在180℃前馏出，180℃后的流出量当作100％来计算，故以其180℃前的馏出量作为鉴别粗苯质量的指标之一。粗苯在180℃前的馏出量取决于粗苯工段的工艺流程和操作制度。180℃前馏出量愈多，粗苯质量愈好。一般要求粗苯的180℃前馏出量为91％—93％粗苯的质量指标如下表。

3.粗苯生产产量的估算

3.1粗苯产率

粗苯产率与装炉煤的质量、炼焦温度和焦炉炉顶可见温度有关，随装炉煤挥发分的提高而增加，随炼焦温度、炉顶可见温度的提高而下降。

粗苯产率可按以下经验公式进行计算：（1）y=a+bv

式中：y——粗苯产率（对于煤）%

V——炼焦用煤的可燃基挥发分，%

a、b——常数

常数a、b因各厂的装炉煤性质和主要工艺条件的不同而异。在一定的条件下a和b是定值。以某焦化厂为例：a=-0.64,b=0.065(适用范围：v=27.96—30.37%，y=0.0988—1.37%))

2、y=-1.6+0.144v-0.0016（v）2

式中符号代表意义同上（v在20—30%之间）。

粗苯产率一般为炼焦干基配合煤的0.75%—1.1%，即用炼焦洗精煤炼焦时，没用一顿干煤，可得到7.5—11公斤粗苯。焦炉煤气中一般含粗苯为25—40g/m3.

3.2粗苯产量的估算

（1）基础数据（举例）

焦炉用煤量（平均） 50t/h（干基）

净煤气产率 320—330Nm3/t干煤，取值325 m3/t

洗苯塔前煤气含苯量 28g/m3

洗苯塔后煤气含苯量 3g/m3

粗苯产量（对干煤） 0.82%

（2）粗苯产量

a.按煤气中含苯量进行估算（实际生产中煤气含苯量可由化验分析得到）：

50*325*（28-3）/1000=406.25kg

即每天可生产粗苯10吨左右。

b.按粗苯产率进行估算：

50*0.0082*1000=410kg/h

即每天可生产粗苯约10吨左右。

4.粗苯生产消耗洗油、蒸汽、焦炉煤气的指标

（1）洗油＜100kg/t粗苯（国内有些焦化厂＜70kg/t粗苯）；

（2）蒸汽10-1.5t/t粗苯；

（3）焦炉煤气450-550m3/t粗苯。

5.洗油吸收粗苯的基本原理

用洗油吸收焦炉煤气中的粗苯是物理吸收过程，服从亨利定律和道尔顿气体分压定律。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。

6.从焦炉煤气中回收粗苯的方法

（1）吸收粗苯部分

a.洗油吸收法（本公司采用）：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）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）经冷却后重新送回（循环）洗涤塔内吸收粗苯。

b.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）

c.低温加压法

（2）蒸馏脱苯部分

吸收了煤气中粗苯的洗油称为富油。按富油加热发生分为：

a. 预热器加热富油（用水蒸气做热源）的脱苯法。

b. 管式炉加热富油（用焦炉煤气做主要热源）的脱苯方法。

7.从富油中蒸出粗苯的原理

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，因此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。

8.粗苯工段工艺简介及流程图

8.1工艺简介

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。其余部分送至气柜等用户。

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。在由大富油泵送至蒸苯部分处理。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。

由洗苯塔的富油经泵送入油气换热器与脱苯塔顶的苯蒸汽换热后进入二段、一段贫油换热器与来自脱苯塔的热贫油换热后进入管式炉的对流段和辐射段将富油加热至180±5℃后进入脱苯塔蒸馏，其中1-2%左右富油进入再生器，用过热蒸汽蒸吹，再生器顶部蒸出的气体进入脱苯塔，下部排出的残渣流入残渣槽。

脱苯塔出来的苯蒸汽进入冷凝冷却器，先与富油换热器后进入油水分离器，粗苯流入回流柱，部分用回流泵送脱苯塔顶做回流，其余流入粗苯中间槽，定期用产品泵送往苯库。

油水分离器分离水流入控制分离器进一步油水分离粗苯流入中间槽，水去放空槽进行处理。

9.粗苯工段主要生产工艺设备概况

（1）煤气横管终冷器（F=3100m2）2台（一开一备），设计处理焦炉煤气量33740m3/h，顶部和中部设有循环喷洒冷凝液装置，以机械性的冲洗和吸附终冷器内横管壁上附着的萘及焦油尘。顶部为煤气进口，下不为煤气出口。其结构与煤气横管初冷器基本相同。

（2）终冷喷洒液泵2台（一开一备），流量20m3/h，扬程50m，配套电机7.5KW。

（3）洗苯塔1台，Dn3.6m；H=32m，洗苯塔的作用是使循环洗油（贫油）和煤气在塔内充分接触，已达到洗苯效果。洗苯塔是用钢板焊制成的直立圆形轻瓷填料塔。

（4）脱苯塔1台，Dn1.6m，,3层塔板，15层塔板以下为提馏段，15层塔板以上为精馏段。每层塔板上均安装泡罩，泡罩上有许多细缝供蒸汽自下而上通过，塔板上还有溢流管供液体自上而下流动，这样气液两相进行传质传热，使液体中低沸点的馏分部分气化，而蒸汽中高沸点馏分则部分冷凝，经过多层塔板如此反复地部分气化和冷凝，结果在塔板液体中富集了高沸点的洗油（此时称为热贫油），在塔顶蒸汽中便富集了低沸点组分的苯蒸汽，从而使富油中粗苯被蒸脱出来。脱苯塔是不锈钢板焊制成的，处理富油能力为45-55m3/h。

（5）管式加热炉1台，总热负荷2.97兆瓦/h，是有对流段和热辐射段的直立圆筒管式炉，其作用是加热富油和将饱和水蒸气加热成过热蒸汽供富油脱苯做直接加热蒸汽用。

（6）热贫油泵和富油泵3台（2开1备），额定流量50m3/h；扬程H=125m，配电机功率37KW。

（7）粗苯回流泵2台（1开1备），额定流量6.25m3/h，扬程=36m，配套电机功率3KW.其作用是向脱苯塔顶送入粗苯做回流，以控制塔顶温度，出合格的产品。

（8）洗油再生器，再生器的作用是除去洗油中高沸点的聚合物组分，以改善循环洗油是质量，同时还向脱苯塔提供直接加热蒸汽，再生器是用钢板焊制成的直立柱筒体，底部为锥形。循环洗油（富油）再生 原理是由于洗油循环加热使用，洗油中高沸点组分聚合作用生成残渣，通过洗油再生器，利用蒸汽热量和蒸吹，将富油中低沸点组分蒸出，且将循环洗油残渣排出。