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1、德国 VFT 公司焦油加工技术的考察报告 温燕明 徐新洲 陈昌华 （济南钢铁集团总公司）8 Y; X1 Y“ |0 q( U( j, k$ i4 a 1 基本情况“ h4 Y, E6 o v1997 年 7 月 1630 日，我公司组团考察了德国的煤焦油加工、炼焦和煤 气净化等技术，先后与 Thyseen Still Otto 公司、VFT 焦油加工公司、Krupp Koppers 公司和 Kaiserstuhl 焦化厂等 8 个单位进行了技术交流和现场参观。 德国的 VFT 公司主要从事煤焦油加工，该公司由在德国境内的 Castrop-Rauxel 厂（焦油处理量 50 万 t/a）、比利时
2、的 Zelzate 厂（焦油处理量 25 万 t/a ）、 法国的 Marienau 厂（焦油处理量 18 万 t/a）和加拿大的 Hamitton 厂（焦油处 理量 24 万 t/a）等 4 个焦油加工厂组成。VFT 公司下设运输、塑料和焦油加工 厂等 3 个部门，煤焦油加工则是公司的主要部分，公司年销售收入达 8 亿马克， 员工 1400 人。主要产品有煤焦油、粗苯、电极、芳烃、特种溶剂和浸渍树脂等。 我们主要参观了德国境内的 Castrop-Rauxel 厂和比利时的 Zelzate 厂，现将情 况分别介绍如下。 , w$ T8 R2 f 2 Castrop-Rauxel 焦油加工厂该厂
3、焦油蒸馏装置的设计处理能力为 65 万 t/a，实际处理量为 48 万 t/a， 全厂职工约 1000 人, 主要产品有精萘、精蒽、咔唑、菲和酚产品等。 2.1 焦油加工技术焦油蒸馏采用常减压多塔式工艺，每个主塔均配有 1 个副塔，塔底油的循 环加热都用管式炉，各塔的回流量均可单独调节，工艺流程见图 1。: G% ( Q5 U, n$ ?! h% * w图 1 Castrop-Rauxel 厂的多塔式常减压焦油蒸馏工艺流程图如图 1 所示，原料焦油与脱水塔的轻油蒸汽换热后，再在加热器中用低压 蒸汽预热到 105后送入脱水塔中。脱水塔底的塔底油经管式炉循环加热到 150后进行脱水，无水焦油先后与
4、酚油塔顶的蒸汽和蒽油塔底的热沥青换热后， 其温度可升高到 250，进入常压操作的酚油塔中部。酚油塔由上下两段组成， 下段为 10m 高的填料层，上段有 40 块泡罩塔盘组成。从酚油塔顶逸出的酚油蒸 汽经冷凝后部分作酚油塔的回流，回流比为 16，其余部分作酚油产品。酚油塔 的侧线馏出物送入有 20 层塔盘的副塔顶部，副塔采出萘油。酚油塔的部分塔底 油先在换热器中加热副塔的塔底油，然后送入甲基萘塔的中部，甲基萘塔的塔 顶压力控制在 27kPa，该塔下段为高 10m 的填料层上段为 40 块泡罩塔盘，回 流比 17, 塔顶产品即为甲基萘馏分。甲基萘主塔的上侧线馏出物引入副塔中， 经副塔蒸馏得洗油产品
5、。主塔的下侧线馏分即为芴油，主塔塔底油用管式炉循 环加热，副塔的塔底油在换热器中用主塔的塔底油加热。主塔塔底油与副塔塔 底油换热后送入蒽塔中部，塔顶压力控制在 9kPa。蒽塔的上下段均为高 10 m 的填料层，塔顶采出蒽油，塔底产品为沥青，其回流比控制在 1.5。蒽油蒸汽 冷凝时放出的热量用蒸汽发生器回收，塔底油用管式炉循环供热。管式炉出口 温度控制在 380。在该流程中，由于采用了常减压蒸馏技术和采取了完善的 余热回收措施，不仅可精细地将粗焦油分为各种馏分，而且加工焦油的耗热量 可控制在 0.882MJ/t 左右。; k1 W$ 6 6 v7 V% ? 2.2 粗酚精制Castrop-Rau
6、xel 厂的精酚装置是集中加工从德国各焦化厂焦油中提取的粗 酚和废水脱酚时回收的粗酚，其处理能力为 3 万 t/a。粗酚先用 NaOH 稀溶液萃 取，再用 CO2 分解，最后用连续蒸馏获得各种酚类产品，工艺流程见图 2。图 2 Castrop-Rauxel 厂的粗酚精酚装置制流程! _$ “ C- - S9 F1 如图 2 所示，原料粗酚在换热器中与脱水塔顶的蒸汽换热后进入脱水塔中， 塔顶蒸汽经冷凝和油水分离后，所得油类返回脱水塔。分离水送至废水脱酚装 置处理。从脱水塔底排出的无水粗酚送入真空蒸渣塔，在此除去高沸点酚和残 碱，塔顶蒸汽经冷凝器冷凝后进入苯酚塔，塔顶蒸汽经冷凝后即得产品苯酚。 苯
7、酚塔采用塔底再沸器循环加热塔底油的方式供热，部分塔底油作为邻甲酚塔 的原料，塔顶采出邻甲酚产品，塔底油也用再沸器循环供热。部分塔底油作为 间对甲酚塔的原料，在此蒸馏得间对甲酚馏分，塔底也用再沸器供热，部分塔 底油与经残渣洗涤器处理后的蒸渣塔残渣一起送入二甲酚塔的蒸馏釜中，在此 用稀硫酸脱除残碱，蒸馏切取二甲酚产品，釜内残渣作为酚渣送至原料焦油槽 中。包括蒸渣塔在内的 5 座蒸馏塔均在真空下进行蒸馏作业，其真空度控制在 114kPa，其中苯酚塔的真空度为 8kPa, 回流比 12；邻甲酚塔的真空度为 6.5kPa, 回流比 25；间对甲酚塔的真空度为 4.5kPa,回流比 15。 3 Zelza
8、te 焦油加工厂该厂位于比利时的 GHENT 海峡，联结欧洲最主要的高速公路，紧靠比利时、 德国和荷兰的炼焦厂。年销售收入约 1 亿美元，有 50以上的产品销售到欧洲 以外，全厂员工 169 人，焦油处理量 25 万 t/a，年产电极沥青 12.5 万 t。为减 轻环境污染，沥青采用液态输送。精苯装置的处理能力 6.5 万 t/ a。该厂的主 要产品有苯酐、纯苯、电极沥青、铺路沥青、粗蒽、粗喹啉和炭黑油等。 3. 1 焦油蒸馏技术, F1 J( Z( o 1 b该厂的焦油加工装置采用 Still-Otto 公司开发的二塔式常减压蒸馏技术， 工艺流程见图 3。图 3 Zelzate 厂的焦油蒸馏
9、工艺流程如图 3 所示，原料焦油先后与酚油塔顶蒸汽、真空塔顶蒸汽和塔底沥青换 热后进入常压脱水塔中脱水，塔顶的轻油蒸汽经冷凝冷却和油水分离后，部分 轻油作回流，其余部分作轻油产品（沸点 90，180前馏出量 90%)。塔底的 无水焦油经管式炉循环加热后为脱水塔提供热量，部分无水焦油送入酚油塔中 部。酚油塔在负压下操作，塔顶采出的酚油，部分作回流，部分作为酚油（沸 点 140, 206前馏出量 95）产品，塔底油由管式炉循环加热提供热量，塔 侧线切取的萘油送入萘油塔，塔顶蒸汽回送至酚油塔，塔底所得萘油（沸点 214, 218前馏出量 95）即为工业萘。从酚油塔底抽出的部分塔底油送入 真空塔底部，
10、该塔在真空度 2kPa 下操作，故不必补充热量，塔顶馏出洗油（沸 点 255, 290前馏出量 95)，上部侧线切取甲基萘油（沸点 288 , 250前馏出量 95)，中间侧线切取一蒽油，下部侧线提取二蒽油，塔底产品 即为沥青。加工每吨焦油的能耗为 836MJ，耗电 12kWh, 15冷却水 28m3。该流程的特点是能耗低，我国大厂加工每吨焦油的能耗/ H2 C6 E% z4 N7 E“ * D7 D一般在 13. 4GJ，而 Zelzate 厂焦油蒸馏装置的能耗仅为国内大厂的 62.5。 另外，由于生产过程全部采用了计算机自动控制，其劳动生产率很高。 3.2 苯酐生产技术苯酐生产装置是以液态
11、工业萘为原料，在装有 V2O5 催化剂的反应器用空5 / N. r- N3 |$ Z- a. 5 B( |, D3 c$ |气氧化成 450的苯酐蒸汽，在冷却器中冷却到 250左右进入苯酐结晶器中。 废气用铂催化剂催化燃烧后放散，苯酐结晶用热油将其熔化成液态苯酐。 3.3 粗蒽生产技术/ Q# e4 V9 P$ b L1 e% D: 粗蒽装置的生产能力为 3.4 万 t/a，粗蒽含蒽量约 35 ,蒽结晶机为连续 操作的转动机械刮刀式结晶机，与国内相似。蒽油在 3 台串联的一次结晶机中 冷却结晶，然后进行离心过滤，滤液送入 4 台串联的二次结晶机中进一步结晶 和再次离心过滤。每台结晶机的冷却温度
12、是不同的，通常是由高到低逐渐降低 到 3540，过滤方式也不相同。粗蒽送 Castrop-Rauxel 厂加工成精蒽。该 公司已开发成功了从蒽油直接生产蒽醌的新工艺，即蒽油经一次结晶、蒸馏得 含蒽 60的粗蒽，再经溶剂蒸馏制取 95精蒽，最后经氧化得蒽醌，整个工艺 过程较简单，其产率高达 70%。“ A( M; u- C5 6 1 k1 y 4 几点体会, Z F: S- 简图 共同学习共同提高大家顶起 焦油与蒸汽之间是接触换热还是非接触式换热？ 我们公司加工每吨焦油耗能 23.6 万大卡，每吨焦油耗用天然气 36 方脱水焦油有哪些管制标准?1 i: M/ * K6 O/ U“ j 轻油回流比
13、例多少? 回复回复 8#8# 杰科特杰科特 天然气的热值是多少，应在 32 万左右吧 回复回复 10#10# 不明白不明白 . u2 |7 L5 c. 0 k% F9000 大卡 回复回复 1#1# huaiqianghuaiqiang “ n% Y& z( V/ R( u 8 W 四、蒸吹工艺说明 性酚盐经蒸吹泵送于酚钠换热器（50m22）与蒸吹柱顶蒸出的废水换热后进入 蒸吹柱顶，以雾状形式向以喷入蒸吹柱内，在蒸吹釜内以间接蒸汽加热并以直接蒸汽蒸吹，油水及杂质吹出后进入油水分离器，水进入焦油区废水槽，油进 入焦油区地下槽，釜内净酚盐冷却至 70-80后进入精制钠槽。 五、分解工艺说明( G%
14、 F7 A5 V+ b- R& A 精制钠经精制钠泵送至尾气净化塔进行初步反应再经一次分解泵送至一次分解 塔与上升的 CO2 进行第一次反应，生成的粗酚初次产物与 Na2CO3 分离器内与分 离后进入一次分解缓冲槽，再经一次分解泵送至二次分解塔经两次反应后于塔 底分离器分离出 Na2CO3 后进入二次分解缓冲槽，再经二次分解泵送至三次分解 塔经两次反应后于分离器内分离出 Na2CO3 后的粗酚取样化验含酚 75%-80%进三 次分解缓冲槽后经三次分解泵倒入粗酚槽，否则经三次分解泵倒回至二次分解 缓冲槽再次反应，Na2CO3 进缓冲槽后，经泵送废水处理系统处理。% t) O. K$ m& R 六
15、、工业萘工艺说明 经过脱酚后 80-90的原料已洗萘油由原料泵经换热器打入工业萘初馏塔，沉 入塔底的原料由初热油泵抽出经初管式炉进行加热后，再回到初馏塔，当塔顶 温度达到 180-185时，从塔顶蒸出重质轻油，这部分产品一部分打回流来控 制初塔顶温度，另一部分作为产品外卖。初塔底初馏点在 215-220的循环油 由初热油泵出口支管进入精馏塔，沉入精馏塔底的原料由精热油泵抽出，经精 管式炉进行加热后，再回到精馏塔，当精馏塔顶温度达到 214-217时，从塔 顶蒸出工业萘产品，工业萘进入回流槽再由精回流泵打入精馏塔顶控制塔顶温 度，剩余部分进入工业萘满流槽，由泵打入成品槽，进入转鼓结晶机形成片状 工业萘，包装后外卖，其中在精热油泵出口有一支管，用来排出塔底的低萘洗 油，低萘洗油经冷却器冷却后进入洗油成品槽。输送至洗油深加工车间。 七、目前存在的最大问题就是废水生成量太多，造成消耗大。节能的重点是蒸 汽用量，水用量，控制废水生成量。 回复回复 10#10# 不明白不明白 * z& v- k/ |, _5 K# d4 r6 f我公司实测天然气热值 8900，焦炉煤气 3800。吨焦油能耗是 76 立方煤气
