專利名稱：一種煤氣中苯族烴的回收方法
技術領域：
本發(fā)明屬于煤氣凈化和化學產(chǎn)品回收技術領域，具體涉及一種焦爐煤氣回收苯族烴的方法。
背景技術：
焦爐煤氣是大噸位能源資源和化工原料，充分利用對環(huán)境保護和經(jīng)濟發(fā)展有著重大作用。焦爐煤氣回收粗苯是煤氣凈化的工序之一。苯族烴是煤熱解生成的粗煤氣中的產(chǎn)物之一，是多種有機化合物的混合物，主要由純苯、甲苯、二甲苯和三甲苯等苯族烴所組成，苯族烴是有機合成工業(yè)的基礎原料，也是合成橡膠、合成纖維、合成染料的原材料。苯族烴是一種復雜的半成品，通過精制工藝可生產(chǎn)純苯、甲苯、二甲苯。苯族烴泄漏于空氣中很容易擴散，人和動物吸入或皮膚接觸大量苯進入體內(nèi)，會引起急性和慢性苯中毒。長期接觸苯會對血液造成極大傷害，引起慢性中毒、神經(jīng)衰弱綜合癥。苯可以損害骨髓，使紅血球、白細胞、血小板數(shù)量減少，并使染色體畸變，從而導致白血病，甚至出現(xiàn)再生障礙性貧血。苯可以導致大量出血，從而抑制免疫系統(tǒng)的功用，使疾病有機可乘。有研究報告指出，苯在體內(nèi)的潛伏期可長達12-15年。吸入20000ppm的苯蒸氣5_10分鐘便會有致命危險。煤炭在煉焦時，約有75%變?yōu)榻固浚€有25%轉變成多種化學產(chǎn)品和荒煤氣，荒煤氣需要凈化成為凈煤氣，才能夠通過煤氣輸送管道外送及供用戶使用。焦爐煤氣中所含的苯族烴是寶貴的化工原料，是由多種芳香族化合物組成的混合物，其中苯、甲苯和二甲苯含量占90%以上，粗苯本身用途不大，但粗苯精制的產(chǎn)品為苯、甲苯、二甲苯及溶劑油均為有機化學工業(yè)的基礎原料，因此進行焦爐煤氣中苯族烴的回收很有意義。從焦爐煤氣中回收苯族烴采用的方法有洗油吸收法、活性炭吸附法和深冷凝結法。其中洗油吸收法是現(xiàn)有技術中常用的方法，然而，盡管該方法在工業(yè)化中得到了廣泛的應用，但是如何對該方法進行改進，減少洗油的使用量，降低工業(yè)能耗，提高苯的回收率，是工業(yè)化生產(chǎn)中亟待解決的技術問題。中國申請CN2009102729119公開了一種焦爐煤氣凈化及回收苯族烴、氨和煤焦油的方法，該工藝方法使得洗油中的輕質(zhì)組分，被蒸餾到了苯中，使循環(huán)油的質(zhì)量變差，影響了洗苯效果，減少了苯的產(chǎn)量，降低了苯的質(zhì)量；同時，使噸苯洗油消耗量偏高，超過了 IOOkg/噸苯以上，出現(xiàn)了高消耗，低產(chǎn)出的惡性循環(huán)現(xiàn)象。中國專利申請CN2010102131108公開了一種焦化粗苯放散氣回收工藝及其裝置，該裝置由于氣液接觸面有限，導致吸收效率低，裝置占地大，能耗高?，F(xiàn)有技術中的煤氣回收苯族化合物技術都存在較多的缺陷，如何盡可能的優(yōu)化工藝技術，減少設備占地面積，并且降低能耗，提高苯回收率，最大限度地降低工業(yè)成本，是現(xiàn)有技術工業(yè)生產(chǎn)工藝存在的最大的問題和障礙。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述情況，本發(fā)明人改良了現(xiàn)有技術中的吸附條件，并對洗油裝置進行了改進，提供一種適合脫除焦爐煤氣中苯系物的系統(tǒng)及方法。
本發(fā)明的技術方案是通過如下方式來實現(xiàn)的，一種回收焦爐煤氣中苯族烴的系統(tǒng)，包括旋轉填料床(2)，旋轉填料床(2)的外殼上具有進液口、排液口、進氣口和排氣口共四個連接口，可以通過法蘭和其他接口連接。所述旋轉填料床包括靜態(tài)的外殼(21)和動態(tài)的轉動軸(22)，其中，電機(29)通過轉動軸帶動填料層(23)和除霧層(24)轉動，液體輸入到液體管道并通過液體管道上的小孔(25)后，液體在離心力作用下經(jīng)過填料層(23)甩向外殼，被甩出的液體由排液口排出裝置外。在外殼(21)上設有支撐環(huán)(26)，支撐環(huán)(26)與填料層(23)和除霧層(24)之間分別設有大滑動軌道(27)，填料內(nèi)層與轉動軸管之間設有小滑動軌道(28);所述超重力旋轉填料床中轉動軸的轉速為200-1000r/min。旋轉填料床(2)的進液口和排液口通過管道分別連接到貧油 槽(3)和富油槽(4)，且在所述旋轉填料床與富油槽之間、所述旋轉填料床與貧油槽之間安裝第一泵(11)和第二泵(12)，所述旋轉填料床(2)的進氣口端設有橫管式冷卻器(7);所述富油槽和貧油槽之間依次順序安裝第三泵(13)、蒸苯塔(5)、冷卻器(6)和第四泵(14)。一種回收焦爐煤氣中苯族烴的方法，具體步驟如下第一步，同時啟動四個泵，貧油槽(3)內(nèi)的貧油通過泵(12)和進液口注入到旋轉填料床(2)內(nèi)部，貧油溫度控制在28°C ；第二步，從焦爐來的80 100°C的焦爐煤氣進入橫管式冷卻器(7)，被冷卻到25°C，然后進入旋轉填料床(2)，處理后的焦爐煤氣經(jīng)排氣口排出；其中，所述橫管式冷卻器(7)分上段和下段，焦爐煤氣先入橫管式冷卻器(7)上段與循環(huán)水換熱，被冷卻到42°C，再入橫管式冷卻器(7)下段與制冷水換熱，被冷卻到25°C;所述焦爐煤氣由可燃氣體組分、化學產(chǎn)品組分和水蒸氣組成；可燃氣體組分主要是氫氣40-50g/Nm3、甲烷150-180g/Nm3、一氧化碳68-77g/Nm3、乙烷12_20g/Nm3 ;化學產(chǎn)品組分主要是煤焦油107_120g/Nm3、苯族烴 35-45g/Nm3、硫化氫 10_16g/Nm3、氰化物 O. 3-1. 2g/Nm3、萘 5_10g/Nm3、硫化物 2-3. 5g/Nm3 ；水蒸氣含量為190-350g/Nm3。第三步，吸收苯族烴的貧油變?yōu)楦挥?，依次通過富油槽(4)、洗苯塔(5)以及冷卻器(6)，進入貧油槽。其中，焦爐煤氣與貧油在旋轉填料床(2)內(nèi)以氣液錯流的接觸方式進行吸附，交換吸附后的貧油變?yōu)楦挥秃蠼?jīng)泵(11)和出液口排出到富油槽⑷內(nèi)，經(jīng)過加熱器加熱后達到190°c后進入蒸苯塔(5)，然后通過在蒸苯塔內(nèi)反應使得富油還原為貧油，蒸苯塔塔頂出來的苯族烴蒸氣和水汽的混合物，冷凝到25°C進行油水分離，分離出水后即為苯族烴；蒸苯塔(5)塔底即為貧油，貧油自蒸苯塔(5)塔底排出后再經(jīng)過冷卻器(6)冷卻至28°C，然后經(jīng)泵(14)送入貧油槽待用。貧油是褐色油狀液體，可燃。主要組分為甲基萘，二甲基萘，甲酚，二甲酚，高沸點酚，重質(zhì)吡啶堿和喹啉等。閃點110 115°C，燃點127 130°C，自燃點478 480°C，沸點265。。。本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明提供了一種從煤氣回收苯族烴的方法，用于脫除焦爐煤氣中苯族烴。對傳統(tǒng)工藝進行了改良，將洗苯溫度調(diào)整為25°C，可以提高貧油的利用率，提高吸附效率；并且使得貧油的消耗量僅為17-35kg/噸苯；本發(fā)明洗苯裝置中采用的是錯流式的旋轉填料床，氣液錯流接觸，不易因氣量過大產(chǎn)生液泛現(xiàn)象，無需在噴液管與填料層之間留有較大空間，可將焦爐煤氣中苯族烴脫除至lg/Nm3以下，占地僅為洗苯塔的五分之一到十分之一左右；而且貧油溫度控制在28°C，大大提高了苯族烴的回收效率，同時也大大降低了苯族烴對大氣的污染程度。


圖I為旋轉填料床的結構示意圖之一；圖2為本發(fā)明的整體結構示意圖；圖3為旋轉填料床的結構示意圖之二。圖中11第一泵，12第二泵，13第三泵，14第四泵，2旋轉填料床，21外殼，22轉動
軸，23填料層，24除霧層，25小孔，26支撐環(huán)，27大滑動軌道，28小滑動軌道，29電機，3貧油槽，4富油槽,5蒸苯塔,6冷卻器,7橫管式冷卻器。
具體實施例方式如圖I-圖3所示，本發(fā)明涉及一種回收焦爐煤氣中苯族烴的方法，適用于焦化行業(yè)焦爐煤氣的凈化和苯族烴的回收。系統(tǒng)主要包含旋轉填料床和富油再生裝置，旋轉填料床內(nèi)的氣液在超重力作用下實現(xiàn)了更充分、更快速的傳質(zhì)，大大提高了焦爐煤氣洗苯效率，而再生裝置可實現(xiàn)洗苯油的再生，富油經(jīng)脫苯處理后可循環(huán)使用。本發(fā)明中的旋轉填料床采用錯流接觸，避免了液泛現(xiàn)象，減小了填料層的尺寸，縮小了裝置占地面積，節(jié)能效果明顯。富油再生裝置采用脫苯塔，可實現(xiàn)噴灑液的循環(huán)使用。實施例I一種回收焦爐煤氣中苯族烴的系統(tǒng)，包括旋轉填料床(2)，旋轉填料床(2)的外殼上具有進液口、排液口、進氣口和排氣口共四個連接口，可以通過法蘭和其他接口進行連接。所述旋轉填料床包括靜態(tài)的外殼(21)和動態(tài)的轉動軸(22)，其中，電機(29)通過轉動軸帶動填料層(23)和除霧層(24)轉動，液體輸入到液體管道并通過液體管道上的小孔(25)后，液體在離心力作用下經(jīng)過填料層23甩向外殼，被甩出的液體由排液口排出裝置夕卜。在外殼(21)上設有支撐環(huán)(26)，支撐環(huán)(26)與填料層(23)和除霧層(24)之間分別設有大滑動軌道(27)，填料內(nèi)層與轉動軸管之間設有小滑動軌道(28);所述超重力旋轉填料床中轉動軸的轉速為1000r/min。旋轉填料床(2)的進液口和排液口通過管道分別連接到貧油槽(3)和富油槽(4)，且在所述旋轉填料床與富油槽之間、所述超重力旋轉填料床與貧油槽之間分別安裝第一泵(11)和第二泵(12)，旋轉填料床(2)的進氣口端設有橫管式冷卻器(7);所述富油槽和貧油槽之間依次順序安裝第三泵(13)、蒸苯塔(5)、冷卻器(6)和第四泵(14)。一種回收焦爐煤氣中苯族烴的方法，具體步驟如下第一步，同時啟動四個泵，貧油槽(3)內(nèi)的貧油通過泵(12)和進液口注入到旋轉填料床(2)內(nèi)部，貧油溫度控制在28°C ；第二步，從焦爐來的80 100°C的焦爐煤氣進入橫管式冷卻器(7)，被冷卻到25°C，然后進入旋轉填料床(2)，處理后的焦爐煤氣經(jīng)排氣口排出；其中，所述橫管式冷卻器(7)分上段和下段，焦爐煤氣先入橫管式冷卻器(7)上段與循環(huán)水換熱，被冷卻到42°C，再入橫管式冷卻器(7)下段與制冷水換熱，被冷卻到25°C;所述焦爐煤氣由可燃氣體組分、化學產(chǎn)品組分和水蒸氣組成；可燃氣體組分主要是氫氣40-50g/Nm3、甲烷150-180g/Nm3、一氧化碳68-77g/Nm3、乙烷12_20g/Nm3 ;化學產(chǎn)品組分主要是煤焦油107_120g/Nm3、苯族烴 35-45g/Nm3、硫化氫 10_16g/Nm3、氰化物 O. 3-1. 2g/Nm3、萘 5_10g/Nm3、硫化物 2-3. 5g/Nm3 ；水蒸氣含量為190-350g/Nm3。第三步，吸收苯族烴的貧油變?yōu)楦挥停来瓮ㄟ^富油槽(4)、洗苯塔(5)以及冷卻器(6)，進入貧油槽。其中，焦爐煤氣與貧油在旋轉填料床(2)內(nèi)以氣液錯流的接觸方式進行吸附，交換吸附后的貧油變?yōu)楦挥秃蠼?jīng)泵(11)和出液口排出到富油槽⑷內(nèi)，經(jīng)過加熱器加熱后達到190°c后進入蒸苯塔(5)，然后通過在蒸苯塔內(nèi)反應使得富油還原為貧油，蒸苯塔塔頂出來的苯族烴蒸氣和水汽的混合物，冷凝到25°C進行油水分離，分離出水后即為苯族烴；蒸苯塔(5)塔底即為貧油，貧油自蒸苯塔(5)塔底排出后再經(jīng)過冷卻器 (6)冷卻至28°C，然后經(jīng)泵(14)送入貧油槽待用。上述步驟中，上述旋轉填料床的進氣口通入富苯焦爐煤氣，排氣口與下一個凈化單元聯(lián)通。旋轉填料床的進液口通過泵與貧油槽相連，排液口通過泵與富油槽相連，富油槽的液體出口通過泵連接至蒸苯塔的原料入口，蒸苯塔塔底貧油先經(jīng)過冷卻器冷卻至28°C左右，再經(jīng)泵送入貧油槽。本發(fā)明苯族烴回收裝置中的超重力旋轉床采用氣液錯流的接觸方式，電機通過轉動軸帶動填料層、除霧層轉動，液體用泵輸入液體管道，通過液體進口管道上的小孔，在離心力作用下經(jīng)過填料層甩向外殼，被甩出的液體由排液口排出裝置外。支撐環(huán)與填料層和除霧層之間設有大滑動軌道，填料內(nèi)層與液體進口管道之間設有小滑動軌道，形成動態(tài)密封結構，以保證氣體由進氣口輸入后，能從填料層前端進入由后端排除，與液體錯流接觸。工作時，開啟電機并根據(jù)待處理的氣體流量和焦爐煤氣中含苯濃度調(diào)整轉速，通常在200-1000r/min之間進行調(diào)整。焦爐煤氣經(jīng)氣體進口進入旋轉填料床，氣體沿軸向通過高速旋轉的填料層，貧油經(jīng)貧油送出泵進入液體進口管道，通過液體進口管道上的小孔均勻的噴灑在填料層內(nèi)側，當貧油接觸到高速旋轉的填料層時，瞬間被撕裂，并改變了原來的飛行方向，在強大的離心力場中，貧油與焦爐煤氣在高湍動、強混合的作用下完成對焦爐煤氣中的苯系物的瞬間吸收，脫除苯系物的焦爐煤氣進入除霧層，將夾帶的少量液體分離后，從氣體出口排除。吸收苯系物的富油經(jīng)排液口排除進入富油槽。富油經(jīng)脫苯處理后送入貧油槽循環(huán)使用。上面所述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設計精神的前提下，本領域相關技術人員對本發(fā)明的各種變形和改進，均應擴如本發(fā)明權利要求書所確定的保護范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種回收焦爐煤氣中苯族烴的方法，其特征在于，所述方法按照如下步驟進行第一歩，同時啟動第一泵(11)，第二泵(12)，第三泵(13)以及第四泵(14)，貧油槽(3)內(nèi)的貧油通過第二泵(12)和進液ロ注入到旋轉填料床(2)內(nèi)部，貧油溫度控制在28°C ；第二歩，從焦爐來的焦爐煤氣進入橫管式冷卻器(7)，被冷卻到25で，然后進入旋轉填料床(2)，焦爐煤氣與貧油在旋轉填料床(2)內(nèi)以氣液錯流的接觸方式進行吸附；其中，交換吸附的焦爐煤氣經(jīng)排氣ロ排出，交換吸附后的貧油變?yōu)楦挥秃蠼?jīng)泵(11)和出液ロ排出到富油槽(4)內(nèi)，經(jīng)過加熱器加熱達到190°C后進入蒸苯塔(5)，然后在蒸苯塔(5)內(nèi)反應使得富油還原為貧油，蒸苯塔(5)塔頂出來的苯族烴蒸氣和水汽的混合物，冷凝到25°C進行油水分離，分離去除水后即為苯族烴；蒸苯塔(5)塔底即為貧油，貧油自蒸苯塔(5)塔底排出后再經(jīng)過冷卻器(6)冷卻至28°C，然后經(jīng)泵(14)送入貧油槽待用。
其中，所述橫管式冷卻器(7)分上段和下段，所述焦爐煤氣先入橫管式冷卻器(7)上段與循環(huán)水換熱，被冷卻到42°C，再入橫管式冷卻器(7)下段與制冷水換熱，被冷卻到25°C。
所述焦爐煤氣由可燃氣體組分、化學產(chǎn)品組分和水蒸氣組成；可燃氣體組分主要是氫氣 40-50g/Nm3、甲烷 150-180g/Nm3、一氧化碳 68_77g/Nm3、こ烷 12_20g/Nm3 ;化學產(chǎn)品組 分主要是煤焦油107-120g/Nm3、苯族烴35-45g/Nm3、硫化氫10_16g/Nm3、氰化物0. 3-1. 2g/Nm3、萘 5-10g/Nm3、硫化物 2_3. 5g/Nm3 ;水蒸氣含量為 190_350g/Nm3。
全文摘要
本發(fā)明屬于煤氣凈化和化學產(chǎn)品回收技術領域，公開了一種焦爐煤氣回收苯族烴的方法。本發(fā)明對傳統(tǒng)工藝進行了改進，提高了貧油的利用率，使得貧油的消耗量僅為17-35kg/噸苯；本發(fā)明洗苯裝置占地面積小，僅為洗苯塔的五分之一到十分之一左右；而且貧油溫度控制在28℃，大大提高了苯族烴的回收效率，同時也大大降低了苯族烴對大氣的污染程度。
文檔編號C10K1/10GK102732327SQ20121021439
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月26日 優(yōu)先權日2012年6月26日
發(fā)明者段寶興, 竇偉星, 陸江山, 黃進前 申請人:竇偉星, 陸江山, 黃進前