酚油馏分 主要含有苯酚和甲酚,萘油馏分主要含有甲酚和二甲酚,洗油馏分中高沸点酚占一半以 上,蒽油中主要是高沸点酚。在洗油馏分中虽然主要含有高级酚,提取的价值较小,但 为了得到优质洗油,防止在洗苯时因酚类含量高而造成洗油乳化和使洗油变质,也必须 将洗油中的酚类提取吹来。所以酚、萘、洗三种馏分均需进行碱洗以提取分类产品。显 然,对于两混或三混馏分也必须进行碱洗。 第 1 页 共 22 页 克拉玛依职业技术学院毕业设计(论文) 表 1 粗酚分布情况 轻油/% 0.8 酚油/% 40.2 萘油/% 33.2 洗油/% 15.6 蒽油/% 10.2 合计/% 100 表 2 酚类各组分在煤焦油及其馏分中的分布情况 名称 煤焦油 轻油馏分 酚油馏分 萘油馏分 洗油馏分 蒽油馏分 酚/% 12.37 76.4 44 5.5 4 — 邻甲酚/% 13.5 17.6 15 13.2 6.8 — 间甲酚/% 8.53 3.6 20 24.8 9 — 对甲酚/% 8.6 2.4 10 17.5 5.2 — 二甲酚/% 16.62 — 11 26 21 10 高级酚/% 40.38 — — 13 54 90 3.粗酚分析 3.1 性质、外观 为黑褐色粘稠液体,有毒、有害、易挥发,有刺激性气味。 3.2 技术要求 项目指标见情况见表 3 表 3 指标 项目 酚及同系物含量 % 馏程 210℃前 230℃前 中性油含量 % 吡啶碱 PH 值 灼烧残渣含量 % 水分 % ≤ ≤ ≥ ≥ ≤ ≤ 50 68 2.5 2.2 5-6 0.4 10 ≥ 指标 70 第 2 页 共 22 页 克拉玛依职业技术学院毕业设计(论文) 3.3 水分的测定 取一定量的粗酚试样,注射进水分测定仪。 若仪器设定为自动输出结果,则直接从仪器上记录最终分析结果。 报告水分含量, 精确至 0.01%, 取重复测定两次的结果的算术平均值作为测定结果。 3.4 PH 值的测定 取均匀试样 10ml,加入 20ml 蒸馏水,搅拌,静置分层后,用精密 ph 试纸测定水 溶液对试纸的反应,来读取 PH 值。 PH 值应为 5-6 3.5 馏程的测定 在规定条件下,蒸馏 100ml 试样,观察温度计读数和馏出也的体积,并根据所得 的数据,通过计算得到被测样品的馏程。[1] 仪器设备:蒸馏瓶:硬质玻璃烧制成,容积 200ml。 下异颈量筒:容积 100ml。 空气冷凝管:壁厚 1.0~1.5mm。 记录大气压和室温,点火蒸馏。初馏点在 150℃以下的试样,从加热到初馏点的时 间为 5~10min; 初馏点在 150℃以上的试样为 10~15min。 整个蒸馏过程流速应保持在每分 钟 4~5ml。读计 210℃和 230℃补正后实际观测温度的馏出量。 3.6 酚类产品中性油的测定方法 从试样的碱性水溶液中蒸馏得到中性油。中性油用二甲苯收集,测量所收集中性 油增加的体积,即为中性油含量。 在干净的接收器中,加入蒸馏水于下球到刻度 0.5ml 刻度处,然后用移液管加入 3ml 二甲苯,注意勿使二甲苯滴于上球壁,静置待用,安装仪器前读数。 精确量取均匀试样 100ml 倒入 1000ml 的蒸馏瓶中,并使量筒中的样品尽量流下, 用同一量筒加入 170ml 氢氧化钠溶液,并同时摇动瓶子,接着用此量筒加入 100ml 蒸馏 水, 进行分析时, 加 85ml 氢氧化钠溶液, 再加 185ml 蒸馏水, 充分摇匀, 为了防止爆沸, 加入书片碎瓷片。 第 3 页 共 22 页 克拉玛依职业技术学院毕业设计(论文) 4.酚类化合物的提取 4.1 提取酚类化合物的工艺原理 (1)碱洗脱酚: 提取酚类化合物即馏分洗涤过程, 当馏分以 10%~15%含量的氢氧化钠溶液洗涤时, 酚 类即与碱起中和反应,所生产的酚钠溶于碱液中,由于密度略大而与油分离,其反应如 下: C6H5OH+NaOH→C6H5ONa+H2O C6H4CH3OH+NaOH→C6H4CH3ONa+H2O 当馏分中同时存在盐基和酚时,则盐基与酚生成分子化合物,对碱洗不利,其反应 式如酸洗脱吡啶工艺原理所述。 理论上每 1kg 粗酚需要 100%NaOH0.4kg,实际上生产中性酚钠只需 0.36kg。 碱洗过程中得到的中性酚钠,游离碱小于 1.5%,含酚 20%~25%。 (2)中性酚钠的分解: 中性酚钠经过蒸吹除油后,用酸性物中和分解。采用的酸性物有硫酸和二氧化碳气 体。二氧化碳气体可利用高炉煤气(含 CO 为 26%,CO2 为 13%) 、焦炉烟道废气(含 CO2 为 10%~17%)或石灰窑气(含 CO2 为 30%) 。 1)硫酸分解法: 用质量分数为 60%~75%的硫酸分解中性酚钠的反应为: 2C6H5ONa+H2SO4→2C5H5OH+Na2SO4 2C6H4CH3ONa+H2SO4→2C6H4CH3OH+Na2SO4 每 1kg 粗酚需要 100%H2SO40.6kg。该法产生的硫酸钠废液,既污染水体又损失酚。 2)二氧化碳分解法: 用二氧化碳分解中性酚钠的反应为: C6H5ONa+CO2+H2O→C6H5OH+NaHCO3 2C6H5ONa+CO2+H20→2C6H5OH+Na2CO3 生成的 NaHCO3 溶液加热到 95℃,则全部转化为 Na2CO3。 2NaHCO3→Na2CO3+CO2+H2O 将 Na2CO3 用石灰乳苛化后得到氢氧化钠。 Na2CO3+CaO+H2O→CaCO3+2NaOH 第 4 页 共 22 页 克拉玛依职业技术学院毕业设计(论文) 经分离除去 CaCO3 渣可收回 NaOH 溶液,再用于脱酚,从而形成氢氧化钠的闭路循 环。NaOH 回收率约为 75%。 4.2 工艺流程 如上所述,为从馏分中回收酚类化合物,可采用碱洗的方法。但在所处理的馏分 中还含有吡啶碱类物质,从中回收碱类物质的有效方法是采用硫酸洗涤。因此,在实际 生产中常将碱洗脱酚与硫酸洗涤脱除吡啶碱类物质串联起来。特别是碱性的吡啶与酸性 的酚可形成缔合物, 若将碱洗与酸洗串联起来, 对酚类和吡啶碱类的脱除回收均有好处。 本装置是我公司的洗涤分解部分, 是使用 10%NaOH 脱去从焦油蒸馏装置来的酚油(ACO) 和萘油(AMO)中所含有的酚类的一种装置。 本装置分为从酚油中脱酚的酚油抽提系统,从萘油中脱酚萘油抽提系统及洗净除去 两系统酚盐(RPL)中的中性油, 用轻油(ALO)洗净。 本装置由酚油抽提塔、 1#萘油抽提塔、 2#萘油抽提塔、轻洗塔、NaOH 预热器、NaOH 加热器、脱酚轻油冷却器、泵类、槽类、配 管等构成。 (1)装置流程说明: 1)萘油抽提系统: 萘油的脱酚是由逆流接触的 1#萘油抽提塔和经喷射混合器混合的 2#萘油抽提塔两部 分组成。 1#萘油抽提塔内设有上下分布器,2#萘油抽提塔分为上段下段两部,萘油经过 1#萘 油抽提塔,抽到 2#萘油抽提塔下段,再抽到 2#萘油抽提塔上段、三部分的脱酚后成为脱 酚萘油(BMO)。 作为抽提剂的 10%NaOH 溶液其流向与萘油流向相反, 经过逆流接触, 产生酚盐(RPL)。 2)酚油抽提系统: 酚油抽提装置是在抽提塔的上部分布器装入 NaOH, 在下部分布器装入酚油的抽提装 置,两种介质在塔内逆流接触而抽提出酚油中的酚类。 3)轻油(ALO)洗净系统: 轻洗塔是逆流抽提塔,内设有上下分布器,使轻油(ALO)与酚盐(RPL)逆流接触,同 时除去伴随在酚盐中的中性油和轻油中酚的装置。 4)中性酚钠蒸吹系统: 酚钠盐分解前,必须吹除其中的中性油类,使其成为净酚钠,确保分解后的粗酚中 性油合格。 5)硫酸分解系统: 酚盐分解采用硫酸法连续分解工艺流程,净酚钠由净酚盐泵抽送到分解混合器,在 此与硫酸混合,混合物经冷却器后依次经过两台酸性分离器,分离出的硫酸钠废水送至 废水处理装置,分离出的粗酚经槽、泵送至焦油槽区粗酚槽。 第 5 页 共 22 页 克拉玛依职业技术学院毕业设计(论文) (2)装置工艺流程: 1)萘油抽提系统萘油(AMO)流程: ①1#萘油抽提塔(K-6302) AMO 从 AMO 槽(T-6707A、B)抽出经过 91N 泵(P-6707A、B)升压后,用流量指示调 节计(FIC-6308)按要求调节流量,装入到 1#萘油抽提塔(K-6302)的下部分布器。 装入 1#萘油抽提塔上部分布器的是来自 2#萘油抽提塔及酚油抽提塔的 RPL,在塔内 两液体逆流接触,使 AMO 一次脱酚。 从 1#萘油抽提塔上部的脱酚萘油(BMO)通过 BMO 循环泵(P-6306AB)抽出,抽提量 根据 1#萘油抽提塔上部的液面指示计(LICA-6308)调节。保持液位在规定范围内。 ② 2#萘油抽提塔(K-6303) 2#萘油抽提塔是全塔分成上下两段,每段各有一个抽提塔及 RPL 接受槽。 从 1#萘油抽提塔来的 BMO 经 BMO 循环泵 (P-6303AB) 升压, 经过流量调节计 (FIC-6304) 装入喷射混合器(X-6302) 。 喷射混合器在构造上必须保持一定流量的 BMO,因此从 1#萘油抽提塔来的 BMO 加上 从 2#萘油抽提塔上段的部分 BMO 使之循环。通过喷射混合器的 BMO 流量用流量调节计 (FIC-6304)设定为 5~7m3/h。 BMO 在喷射混合器和从上段接受槽供给的 RPL 两种介质混合后一起进入 K-6303 的下 段,依靠比重差两种介质分离,BMO 在上层,RPL 在下层。 BMO 由抽提塔液面调节计(LICA-6305)调节抽出流量,经 BMO 循环泵(P-6306BC) 升压后经过喷射混合器(X-6301) ,装入 2#萘油抽提塔上段, 喷射混合器 X-6301 与 X-6302 的流量大致相等,为 5~7m3/h,BMO 在喷射混合器 (X-6301)内和 10%NaOH 溶液混合后,一起进入抽提塔上段。 在抽提塔上段依靠比重差两种介质分离,BMO 在上层,从上部溢流出来的脱酚萘油 (BMO)利用其压头流入 BMO 中间槽(T-6306) 。 ③BMO 中间槽(T-6306) 从 2#萘油抽提塔的上部抽提塔溢流出来的 BMO 连续流入 BMO 中间槽。 流入 BMO 中间槽的 BMO 用液面调节计(LV-6306)调节流量,保持槽内一定液面,用 脱酚萘油输送泵(P-6305AB)连续抽送到槽区的 BMO 槽(T-6708AB) 。 2)AMO 抽提系统的 10%NaOH 溶液的流程: 10%NaOH 溶液是从焦油槽区 NaOH 槽(T-6715AB) 。通过 NaOH 供给泵(P-6715AB)分 别供给 AMO 抽提系统和 ACO 抽提系统。 供给 AMO 抽提系统的 10%NaOH 的溶液其流向与 AMO 逆向,其流程为: 2#萘油抽提塔上段→2#萘油抽提塔下段→1#萘油抽提塔。 ①2#萘油抽提塔 10%NaOH 溶液用流量调节计(FIC-6307)对应 AMO 的处理量及含酚量进行流量调节。 第 6 页 共 22 页 克拉玛依职业技术学院毕业设计(论文) 首先在 NaOH 预热器(E-6302)与从 1#萘油抽提塔出来的 RPL 换热再经 NaOH 加热器 (E-6301)升温,装入到喷射混合器(X-6301) 。 加热器出口温度由调节计(TV-6301)设定在 70~80℃。 从喷射混合器(X-6301)进入抽提塔上段的 NaOH 溶液(其中一部分与酚类反应生成 RPL)依靠比重差进行分离,RPL 分离在下层。 为了维持抽提塔内 BMO 和 RPL 一定的界面,经界面调节计(X-6304C)靠自流入 RPL 接受槽。 从上段 RPL 接受槽来的 RPL 用液面调节计(LV-6303)保持接受槽一定液面用 RPL 抽 出泵(P-6303AB)连续抽出经过喷射混合器(X-6302)装入到抽提塔下段,在下段抽提 塔里 RPL 的流向也完全相同,即在抽提塔里分离在下层的 RPL 经界面调节器(X-6304B) 靠压头流入下段接受槽,再用液面调节计(LV-6302)保持接受槽一定液面调节流量,用 RPL 抽出泵(P-6303CD)将碱性酚盐连续抽出,与酚油抽提塔抽出的碱性酚盐汇合送到 1#萘油抽提塔的上部。 ②1#萘油抽提塔 装入 1#萘油抽提塔上部分布器的碱性 RPL 在抽提塔内靠重力下降,与从塔下部分布 器装入的 AMO 逆流接触后分离在下层。 RPL 经界面调节器(X-6304A)靠压头自流入 RPL 接受槽,流入接受槽的中性 RPL 用 液面调节计 (LV-6307) 调节流量保持接受槽一定液面, 用 RPL 抽出泵 (P-6303EF) 抽出, 在 NaOH 预热器内所装入的 10%NaOH 溶液进行热交换后,装入轻洗塔(K-6301) 。 3)ACO 抽提系统 ①从焦油装置来的 ACO 装入 ACO 槽(T-6705AB) ,经 ACO 输送泵(P-6705AB)抽出, 通过 ACO 装入流量调节计(FIC-6305)调节流量,装入到酚油抽提塔(K-6304)的下部 分布器。 ACO 在塔内和从塔上部分布器装入的 10%NaOH 溶液逆流接触除去酚类后成为 BCO, BCO 从上部溢流口靠压头流入装置内槽区的 BCO 槽(T-6706AB) 。 ②10%NaOH 溶液在 NaOH 供给泵 (P-6715AB) 的出口侧与去 AMO 抽提系统 NaOH 分成两 路,用 NaOH 装入流量调节计(FIC-6302)调节流量,以平衡 ACO 的处理量及含酚量,装 入酚油抽提塔上部分布器。 NaOH 在塔内下降过程中与 ACO 逆流接触生成的碱性酚盐(RPL)到达塔的下部,为了 保持塔内 BCO 与 RPL 一定的界面, RPL 经由界面调节器 (X-6304D) 靠压头自流入接受槽, 流入接受槽的碱性酚盐再用液面调节计(LV-6301)调节流量保持接受槽一定液面,抽出 泵 (P-6303GH) 抽出与萘油抽提塔抽出的碱性酚盐一起装入到 1#萘油抽提塔上部分离器。 4)轻油洗净系统 ①从 ALO 槽 (T-6703) 出来用 ALO 供给泵 (P-6703AB) 升压后, 经流量计 (FI-6309) 平衡从焦油蒸馏装置的馏出量装入到轻洗塔 K-6301 的下部分布器。 第 7 页 共 22 页 克拉玛依职业技术学院毕业设计(论文) 从塔上部分布器装入的是从 1#萘油抽提塔来的中性酚盐在塔内与 ALO 逆流接触, ALO 就成为脱酚轻油(BLO) 。为了提高出去中性酚盐中的中性油分的效果,在轻洗塔内增加 BLO 和 RP 的接触量,进行 BLO 的循环,塔上部的 BLO 用循环泵(P-6301AB)抽出,经由 BLO 冷却器(E-6303)循环进入轻油塔下部,流量范围在 5~7m3/h,平衡装入的槽区来 的 ALO 后,增加的 BLO 的用塔上部液面调节计(LV-6310)调节排出量保持一定液面,送 到焦油装置槽区的 BLO 槽(T-6304) 。 ②从 1#萘油抽提塔来的中性酚盐进入塔上部分布器, 与 ALO 逆流接触, 到达塔下部, 其间 RPL 中所含有的中性油分被 ALO 洗净除去。 为了保持塔内 BLO 和 RPL 一定的界面,RPL 经界面调节器(X-6304E)靠压头自流入 中性酚盐中间槽(T-6308) 、RPL 中间槽的中性酚盐用液面调节计(LV-6309)调节流量保 持中间槽一定液面,用 RPL 移动泵(P-6302AB)连续输送到酚盐分解装置。 5)中性酚钠蒸吹 中性酚钠槽( T-7101AB )中的中性酚钠由酚钠蒸吹泵( P-7101AB )送入酚钠换热 (E-7101) ,与蒸吹塔排出的气体换热,然后进入酚盐蒸吹釜,吹出水和油的净酚钠经冷 却器(E-7102)冷却后,流入净酚钠槽(T-7102) 。净酚钠槽内通入压缩空气。蒸吹塔顶 部气体在酚钠换热器(E-7101)与中性酚钠换热,再用循环水冷却到 50℃,然后进入蒸 吹油水分离器, 分离水流入硫酸钠槽或稀碱槽, 中性油流入焦油槽区脱酚酚油槽。 ST-7101 蒸吹釜用间接蒸汽进行加热,并且吹入直接蒸汽。 6)酚盐分解 净酚钠槽(T-7102)的净酚盐由净酚盐泵(P-7102AB)送入静态混合器和浓硫酸混 合。浓硫酸由硫酸泵(P-7108A/B)从浓硫酸槽(T7108A/B)抽出送入静态混合器,两种 介质混合后进入酚钠分解换热器 (E-7104) , 然后进入酸性分离器 (K-7102AB) 进行分离, 分 离 器 K-7102A 上 部 的 粗 酚 与 K-7102B 上 部 的 粗 酚 混 合 后 自 流 至 粗 酚 槽 (T-7104),K-7102A 底部未完全分离的粗酚及硫酸钠自流至 K-7102B 再次进行分离, K-7102B 底部硫酸钠自流至硫酸钠槽(T-7103)经硫酸泵(P-7103A/B)送至废水处理工 序。分离器内粗酚与硫酸钠根据密度差进行分离,粗酚送至酚精制工序。 5.粗酚的精制 5.1 工艺流程 酚蒸馏装置分为酚蒸馏、槽区和装桶区两部分。 酚蒸馏采用连续与间歇相结合的减压蒸馏工艺。 (1)粗酚连续脱水工艺: 从酚盐分解装置来的含水粗酚送入粗酚原料槽 (T-8201A~C) , 在此用脱水塔装料泵 (P-8201A/B)送至脱水塔预热器(E-8201) ,由 0.4MPa 的低压蒸汽加热至 55℃后入脱 水塔(K-8201)进行减压蒸馏。脱水塔重沸器(E-8203)由导热油加热,为脱水塔提供 第 8 页 共 22 页 克拉玛依职业技术学院毕业设计(论文) 热源。塔顶逸出的水蒸汽在脱水塔冷凝冷却器(E-8202)内,由循环水冷却至 40℃后 入脱水塔回流槽(T-8202) ,一部分作为回流自流入脱水塔顶,另一部分在回流槽内经 隔板满流,由脱水塔密封罐(S-8211)转为常压后自流入槽区酚水槽(T-8214),在此用 酚水输送泵(P-8212)送至水处理系统。塔底脱水粗酚用 BR 塔装料泵(P-8202A/B)抽 出,送至 BR 塔(K-8202) 。 脱水系统的真空排气由脱水塔回流槽(2T-8202)抽入№1 真空冷凝器(2E-8204) , 再经№1 真空捕集器(S-8201) 、№1 真空槽(T-8208)接入№1 真空泵(B-8201) 。用调 节通入真空槽的氮气量来控制系统的操作压力。 真空冷凝器中的冷凝液流入回流槽。 真 空捕集器和真空槽中的液体流入排水集合槽(S-8206) 。在此用排水集合泵(P-8211) 送往槽区酚水槽(T-8214) 。 为防止系统内析出 Na2SO4 结晶造成堵塞,在脱水塔重沸器底部设重沸器罐 (S-8222) ,塔顶设工业水冲洗管。冲洗液从重沸器罐排出至水放空系统。 (2)连续酚蒸馏: 由脱水塔底来的粗酚进入 BR 塔(K-8202)中段第 10、12、14 盘,在此进行减压蒸 馏。BR 塔重沸器(E-8206)由导热油加热,为 BR 塔提供热源。塔顶逸出的苯酚和甲酚 蒸汽 (PHO) 经 BR 塔冷凝冷却器 (E-8205) 用温水冷却至 50℃后入 BR 塔回流槽 (T-8203) , 一部分作为回流自流入 BR 塔顶,另一部分在回流槽内经隔板满流,由 BR 塔密封罐 (S-8212)转为常压后自流入槽区 BR 塔顶馏分槽(T-8216) 。塔底重组分(BTR)用 BR 塔底泵(P-8203AB)抽出,经 BR 塔底冷却器(E-8207)用温水冷却至 60℃后送入槽区 BR 塔底馏分槽(T-8215) ,作为№1 间歇蒸馏的原料。 T-8216 槽中的 BR 塔顶馏分由 P 塔装料泵 (P-8204) 抽出, 经 P 塔预热器 (E-8208) 用 0.4MPa 蒸汽加热至 60℃后送至 P 塔 (K-8203) 中段进行减压蒸馏。 P 塔重沸器 (E-8210) 由导热油加热,为 P 塔提供热源。塔顶油汽(PHA)经 P 塔凝缩器(E-8209)冷凝后, 一部分以内回流方式回流入塔,另一部分经 P 塔密封罐(S-8213)转为常压后自流入槽 区 P 塔顶馏分槽(T-8217) ,作为№3~4 间歇蒸馏的原料。 P 塔(K-8203)塔底残油用 OC 塔装料泵(P-8205AB)抽出,送至 OC 塔(K-8204) 中段进行减压蒸馏。OC 塔重沸器(E-8212)由导热油加热,为 OC 塔提供热源。塔顶逸 出的邻甲酚蒸汽(OC)经 OC 塔凝缩器(E-8211)冷凝后,一部分以内回流方式回流入 塔,另一部分经 OC 塔密封罐(S-8214)转为常压后自流入槽区邻位甲酚产品装桶槽 (T-8224) 。 OC 塔 (K-8204) 塔底残油用 MC 塔装料泵 (P-8206AB) 抽出, 送至 MC 塔 (K-8205) 中段进行减压蒸馏。MC 塔重沸器(E-8214) )由导热油加热,为 MC 塔提供热源。MC 塔(K-8205)塔顶逸出的间甲酚蒸汽(MC)经 MC 塔凝缩器(E-8213)冷凝后,一部分 以内回流方式回流入塔,另一部分经 MC 塔密封罐(S-8215)转为常压后自流入槽区间 第 9 页 共 22 页 克拉玛依职业技术学院毕业设计(论文) 位甲酚产品槽(T-8224) 。MC 塔(K-8205)塔底残油(XA)用 MC 塔底泵(P-8207)抽 出,经 MC 塔底冷却器(E-8215)用温水冷却至 50℃后送入槽区 XA(XY 原料油)馏分 槽(T-8218) ,作为№2 间歇蒸馏的原料。 BR 塔、P 塔、OC 塔与 MC 塔共用一套真空系统, 各塔的真空排气分别由 BR 塔回 流槽(T-8203) 、P 塔凝缩器(E-8209) 、OC 塔凝缩器(E-8211) 、MC 塔凝缩器(E-8213) 抽入№2 真空冷凝器(E-8216),再经№2 真空捕集器(S-8202) 、№2 真空槽(T-8209) 接入№2 真空泵(B-8202) 。 (3)间歇蒸馏: 间 歇 蒸 馏 装 置 由 №1~2 间 歇 蒸 馏 塔 ( K-8206/8207 ) 和 相 应 的 间 歇 蒸 馏 釜 ( ST-8201/8202 ) 以 及各 凝 缩 器 ( E-8221/8222 ) 、 密 封罐 ( S-8216/8217 ) 、计量槽 (T-8204AB/8205AB) 、真空系统组成。间歇蒸馏的原料是连续蒸馏过程中切取的馏分, 以及间歇蒸馏过程中的中间馏分。具体操作如下: 1)№1 间歇蒸馏: №1 间歇蒸馏是以 BR 塔底残油和№2 间歇蒸馏釜残油为原料,生产二甲酚产品、 中间馏分及酚残渣。 用№1 间歇蒸馏釜装料泵(P-8213)从 T-8215 抽出 BTR 馏分,送入№1 间歇蒸馏釜 (ST-8201),一次装料量约 20 吨。釜内由导热油间接加热,釜内油汽进入№1 间歇蒸馏 塔(K-8206) 。塔顶压力控制在 80mmHg(a) ,随着塔顶温度逐渐上升,首先从塔顶馏 出的是酚水, 经№1 间歇蒸馏塔密封罐(S-8216)和№1 间歇蒸馏塔计量槽(T-8204AB) 自流入槽区酚水槽(T-8214) 。当酚水采净后,塔顶温度继续上升,馏出物在№1 间歇 蒸馏塔凝缩器(E-8221)中用温水冷凝冷却,并进行 2 小时全回流,回流量根据加热导 热油的热平衡确定。然后,由流量计控制连续采出部分馏分,经№1 间歇蒸馏塔密封罐 (S-8216)转为常压后,自流入№1 间歇蒸馏塔计量槽(T-8204AB) ,计量槽互相切换 使用。根据取样分析结果将馏分排入槽区相应的贮槽中。最初的馏分 OPH2 流入中间油 馏分槽(T-8219B) 。若馏出物中对位甲酚含量在 30%以下,则作为二甲酚原料,送入 XA 馏分槽(T-8218) 。此外,尚有以下两条管线:XY—二甲酚产品,排入二甲酚产品槽 (T-8221) ;CA—甲酚 1 号产品,排入甲酚 1 号槽(T-8223A/B) 。 当釜温达到 190℃时,停止蒸馏。将釜底的酚渣放入已装有从油库装置来的蒽油的 酚渣槽(T-8213)中,并用酚渣泵(P-8208)进行循环搅拌,当槽内温度下降到 140℃ 左右时,将酚渣送往油库装置。输送时,酚渣槽内要留有一定量物料,以保证酚渣的自 身循环。 酚渣槽的放散气用温水冷却后入排水槽(S-8207) ,分离夹带的液体后排入大气, 以减小异味。 第 10 页 共 22 页 克拉玛依职业技术学院毕业设计(论文) 2)№2 间歇蒸馏: №2 间歇蒸馏用于二甲酚馏分(XA)和中间馏分(OPH)的蒸馏。 现以 XA 蒸馏为例叙述如下:用№2 间歇蒸馏釜装料泵(P-8214AB)从 T-8218 抽出 XA 馏分,送入№2 间歇蒸馏釜(ST-8202) ,一次装料量约 20 吨。釜内由导热油间接加 热,釜内油汽进入№2 间歇蒸馏塔(K-8207) 。塔顶压力控制在 80mmHg(a) ,随着塔 顶温度逐渐上升,首先从塔顶馏出的是酚水,经№2 间歇蒸馏塔密封罐(S-8217)和№2 间歇蒸馏塔计量槽(T-8205AB)自流入槽区酚水槽(T-8214) 。当酚水采净后,塔顶温 度继续上升,馏出物在№2 间歇蒸馏塔凝缩器(E-8222)中用温水冷凝冷却,并进行 6 小时全回流。 然后, 由流量计控制连续采出部分馏分, 经№2 间歇蒸馏塔密封罐 (S-8217) 转为常压后,自流入№2 间歇蒸馏塔计量槽(T-8205AB) ,计量槽互相切换使用。根据 取样分析结果将馏分排入槽区相应的贮槽中。当釜温达到约 180℃时停止加热,用№2 间歇蒸馏釜残油泵抽出釜内残油,送至№2 间歇蒸馏釜残油冷却器(E-8225)用温水循 环冷却,当油温冷至 50℃时,送往槽区 T-8215。 3)№3~4 间歇蒸馏: №3~4 间歇蒸馏过程与№2 间歇蒸馏类似, 不再赘述。 釜内用导热油间接加热。 真空系统: 酚蒸馏共有 5 个真空系统。 №1 真空系统用于脱水塔蒸馏,因为脱水塔操作压力 与其它塔不同,故设单独系统,工艺过程在粗酚脱水部分已经叙述。 №2 真空系统用于№1~4 连续蒸馏塔蒸馏;№3 真空系统用于№1、2 间歇蒸馏塔 蒸馏;№4 真空系统用于№3~4 间歇蒸馏塔蒸馏;№5 真空系统为备用真空系统。各真 空系统的排气分别经过各自的真空捕集器、真空冷凝器、真空槽至真空泵。各真空泵出 口排气集中后经捕雾器(S-8223)进排气洗净塔(K-8212) ;真空捕集器及真空槽的冷 凝液自流入排水集合槽(2S-8206) 。调节通入各真空槽的氮气量来控制各系统的操作压 力。 4)导热油系统: 导热油系统,由导热油加热炉(F-8201) 、导热油循环泵(P-8224AB) 、导热油放空 槽(2T-8235) 、导热油膨胀槽(T-8236) 、导热油补充泵(2P-8225)及各用户组成。 首次填充的导热油,装入导热油放空槽(T-8235)内,由导热油补充泵(P-8225) 送至导热油循环系统中。 导热油循环泵(P-8224AB) ,将导热油送至导热油加热炉(F-8201)加热至 290℃ 后 , 送 至 各 用 户 使 用 , 各 用 户 使 用 后 的 导 热 油 温 度 约 260 ℃ 返回 导 热 油 循 环 泵 (P-8224AB) ,循环使用。 导热油加热炉(2F-8201)由天然气加热。导热油循环泵(P-8224AB) ,送出的导热 油,引出一小部分经过滤器过滤后,返回循环泵(P-8224AB)入口,以滤出颗粒。 导热油膨胀槽(T-8236) ,用于吸收系统内导热油的体积膨胀。膨胀槽采用氮 第 11 页 共 22 页 克拉玛依职业技术学院毕业设计(论文) 封。 5)排水及放空系统: 粗酚脱水、蒸馏及槽区各设备、管道的放空液均流入水放空槽( S-8206) ,再由水 放空槽液下泵(P-8211)送到酚水槽(T-8214) 。放空油流入油放空槽(T-8238) ,再用 油放空槽液下泵(P-8221)送到粗酚槽(T-8201A~C) 。 6)温水系统: 温水系统用于酚蒸馏部分及酚盐分解部分, 由温水槽 (T-8234) 、 温水泵 (P-8209AB) 、 温水冷却器(E-8228)组成。各用户的温水首先进入温水槽内,由温水泵抽出加压,经 温水冷却器冷却到一定温度后送各用户使用。 7)排气洗净系统: 各设备的排气进入酚盐分解部分的排气洗净塔(K-8102)中,统一处理。 8)产品装桶: 装桶外运的产品有五种,分别为:苯酚(PHS) 、邻甲酚(OC) 、间对甲酚(MC) 、 甲酚 1 号(CA)和二甲酚(XY) 。 贮存于中间槽区各自的产品槽中的苯酚、邻甲酚、间对甲酚、甲酚 1 号和二甲酚, 由各自产品泵送入装桶槽内,装桶泵将产品由装桶槽抽出,送至装桶机装桶。桶装产品 贮存在仓库中,用叉车装汽车外运。 2.操作指标参数 (1)连续蒸馏: 主要技术操作指标 脱水 塔 进料温度,℃ 塔顶温度,℃ 55 68 124 5 塔底温度,℃ 141 178 0 塔顶压力,kPa(a) 塔底压力,kPa(a) 回流温度,℃ 塔底馏分冷却后温度,℃ 塔顶馏出物冷却后温 度,℃ 29 40 40 11 23 50 60 50 60 50 60 50 11 44 11 33 11 30 17 167 169 BR 塔 塔 60 11 122 135 设备名称 P 塔 OC MC 塔 第 12 页 共 22 页 克拉玛依职业技术学院毕业设计(论文) (2)间歇蒸馏: 主要技术操作指标 蒸馏 釜装料量,t 塔顶温度,℃ 塔底温度,℃ 塔顶压力,kPa(a) 塔底压力,kPa(a) 塔顶馏出物冷却后温 度,℃ 20 №1 间歇 蒸馏 №2 间歇 蒸馏 20 №3 ~ 4 间歇 20 115 143~150 165~190 11 30 50 136~151 165~175 11 22 50 141~143 11 30 50 6.酚类产品的质量及用途 6.1 酚类产品的质量 (1)苯酚和工业酚: 苯酚和工业酚的质量指标见表 4。苯酚产品中苯酚含量大于 97%,工业苯酚中苯酚含 量约 93%,甲酚含量约 7%。 表 4 苯酚和工业酚的质量指标 指标名称 苯酚(GB6705—89) 一级 外观 晶 结晶点(对无水物) / ℃ ≥ 水 ≤ 中 ≤ 吡啶碱/% 性 油 /% 分 /% 40 0.2 0.1 39.7 0.3 0.1 31 1.0 0.5 0.3 二级 工 业 酚 ( GB/T3709 — 1997) 白色或略带颜色的结 第 13 页 共 22 页 克拉玛依职业技术学院毕业设计(论文) (2)邻甲酚: 邻甲酚的质量指标见表 5。 表5 指标名称 邻 甲 酚 的 含 量 ( 干 基 ) /% > 苯 < 2,6 — 二 甲 酚 的 含 量 /% < 水 < 分 /% 酚 的 含 量 /% 邻甲酚的质量指标(GB2279—89) 指标 96 2 2 0.5 邻甲酚中含苯酚 0.89%~1.2%,含间对甲酚 1.69%~2.8%。 (3)间对甲酚: 间对甲酚的质量指标见表 6。 表6 指标名称 间对甲酚的质量指标(GB2280—89) 一级 二级 外观 密度(20℃)/(g/cm3) 水分/% 中性油的含量/% 间甲酚的含量/% 蒸馏试验大气压力 101.325kPa 195~205℃馏出量的体积分数/% 无色至褐色透明液体 1.03~1.04 ≤0.3 ≤0.2 >50 ≤0.5 ≤0.3 >45 ≥95 第 14 页 共 22 页 克拉玛依职业技术学院毕业设计(论文) (4)工业二甲酚: 工业二甲酚的质量指标见表 7。 表7 工业二甲酚的质量指标(GB/T 2600—1997) 指标名称 指标 一级 二级 外观 密度(20℃)/(g/cm3) 水分/% 中性油的含量/% 蒸馏试验大气压力 101.325kPa 205 ≤ 225 ≥ ℃ 前 馏 出 量 /% ℃ 前 馏 出 量 /% 无色至棕红色透明液体 1.01~1.04 <1.0 1.0 1.5 5 95 90 (5)酚渣: 酚渣是粗酚精馏提取产品后的残渣,含有中性油、树脂状物质、游离碳和酚类化合 物。酚类化合物主要是二甲酚、3—甲基—5—乙基酚、2,3,5—三甲基酚及萘酚等高级 酚。酚渣配入蒽油可用作烧制炭黑的原料油,按 1:8 的比例和防腐油混合,可提高防腐 油的防腐能力。酚渣在 700~800℃温度下干馏裂解,可得到产率约 70%的混合酚和产率约 30%的残炭。混合酚用于制取酚醛树脂和兽药,残炭用作燃料。 第 15 页 共 22 页 克拉玛依职业技术学院毕业设计(论文) 6.2 酚类产品的用途 酚类产品包括苯酚、邻位甲酚、间位甲酚、二甲酚等产品。 苯酚在工业上用途很广,是重要的基本有机化工原料之一。随着苯酚下游产品的发 展,近年对苯酚需求量正逐年增加,每年有几万吨的进口。我国酚醛树脂是苯酚最大的 应用领域,历年消费苯酚均在 40%以上,主要用于生产酚醛树脂、涂料、焦粘剂、泡沫 塑料等,2002 年共需苯酚约 8 万吨。此外,苯酚还用于生产农药、染料、医药及塑料加 工等。 邻甲酚是生产除草剂、杀虫剂、鞣革剂、来苏尔消毒剂的基础原料,我国邻甲酚的 生产厂家大多由于规模较小,工艺落后,产品质量差,无论是质量和数量均不能满足国 内市场的要求。 用于加工生产药物、消毒剂、塑料助剂和香料等。 国煤焦油加工的主要产品混二甲酚出口日本。 酚类化合物是一种原型质毒物,对一切生活个体都有毒杀作用。能使蛋白质凝固, 所以有强烈的杀菌作用。其水溶液很易通过皮肤引起全身中毒;其蒸气由呼吸道吸入, 对神经系统损害更大。长期吸入高浓度酚蒸汽或饮用酚污染了的水可引起慢性积累性中 毒; 吸入高浓度酚蒸汽、 酚液或被大量酚液溅到皮肤上可引起急性中毒。 如不及时抢救, 可在 3~8 小时内因神经中枢麻痹而残废。慢性酚中毒常见有呕吐,腹泻、食欲不振、头 晕、贫血和各种神经系病症。酚对水产和不生微生物、农作物都有一定的毒害。水中含 酚 0.1~0.2 毫克/升时,鱼肉即有臭味有能食用;6.5~9.3 毫克/升时,能破坏鱼的鳃和 咽,使其腹腔出血、脾肿大甚至死亡。含酚浓度高于 100 毫克/升的废水直接灌田,会引 起农作物枯死和减产。人对酚的口服致死量为 530 毫克/公斤体重。 第 16 页 共 22 页 克拉玛依职业技术学院毕业设计(论文) 参考文献 [1]蒲佳丽.中心化验室规程[M].伊犁:庆华出版社 2012 [2]李多金.石油化工设备技术[M].北京:化学工业出版社, 2007 [3]郭树才.煤化工工艺学.北京:化学工业出版社,2006 [4]贺永德.现代煤化工技术手册.北京:化学工业出版社,2003 第 17 页 共 22 页 克拉玛依职业技术学院毕业设计(论文) 致 谢 三年的读书生活在这个季节即将划上一个句号, 而于我的人生却只是一个逗号, 我将面对又一次征程的开始。三年的求学生涯在师长、亲友的大力支持下,走得辛苦却 也收获满囊,在论文即将付梓之际,思绪万千,心情久久不能平静。 为我营造了一种良 好的精神氛围。授人以鱼不如授人以渔,置身其间,耳濡目染,潜移默化,使我不仅接 受了全新的思想观念,树立了宏伟的学术目标,领会了基本的思考方式,从论文题目的 选定到论文写作的指导,经由您悉心的点拨,再经思考后的领悟,常常让我有“山重水复疑无 路,柳暗花明又一村”。 感谢我的爸爸妈妈,焉得谖草,言树之背,养育之恩,无以回报,你们永远健康快 乐是我最大的心愿。在论文即将完成之际,我的心情无法平静,从开始进入课题到论文 的顺利完成,有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助,在这里请接受我诚挚 谢意! 同时也感谢学院为我提供良好的学习环境。 第 18 页 共 22 页