工业萘及精萘的生产.docx

1、工业萘及精萘的生产工 业 萘 的 生 产一、生产工业萘的原料与产品质量（一）生产工业萘的原料从焦油蒸馏的各种流程中所得到的含萘较高的馏分均可作为生产工业萘的原料，常见的原料如表1-1所示的前三种馏分表1-1含萘馏分质量及组成馏分含酚：%含萘：%密度：（20）kg/l蒸馏试验初馏点230前（）240前（）270前（）干点（）含吡啶碱：%1萘油馏分2.95701.01-1.032452602.62萘洗二混馏分2.9-3.355-651.032217-21975-85275-2823酚萘洗三混馏分6.0-8.045-50210-21530-4575-9029054轻酚萘洗四混馏分37-43185-1

2、9562-6692-95280-285不管哪种馏分，均含有酸性组分、碱性组分、中性组分等。其中有的费电于萘的沸点相近，精馏时易混入工业萘中而影响产品质量。为保证工业萘的质量，在精馏前都需要进行碱洗和酸洗处理。经过碱洗和酸洗处理的馏分叫做已洗萘洗二混馏分或已洗酚萘洗三混馏分。这些已洗馏分均可做工业萘生产的原料。但在实际生产中，若用只经过贱洗不经酸洗的混合馏分进行精馏，原料中的吡啶碱类大多转入酚油和精馏残油（洗油）中，而工业萘中仅有0.1%左右，基本上不影响萘的质量，因此某些焦化厂采用碱洗后的馏分精馏生产工业萘，对切取出酚油、洗油，再分别进行酸洗提取重吡啶碱类。当生产规模较小不需要提取吡啶类产品时

3、，也可不用硫酸洗涤。由于目前工业萘大部分用于支取邻苯二甲酸酐（苯酐），随着苯酐生产的工艺改进，含有少量不饱和化合物的工业萘，对苯酐产品质量及触媒催化剂性能均无不良影响。因此，现在许多焦化厂都用只经过碱洗的原料馏分提取工业萘。（二）工业萘的质量工业萘的质量标准如1-2所示。表1-2 工业萘的质量标准指标名称指 标优等品一级品合格品外观白色，允许带微红或微黄粉状、片状结晶结晶点 不小于78.378.077.5不挥发物 % 不大于0.040.060.08灰分 % 不大于0.010.010.02注：1、不挥发物按生产厂出厂检验数据为准。2、工业萘按液体供货时不挥发物指标由供需双方规定。二、工业萘生产工

4、艺流程（一）双炉双塔工业萘连续精馏流程所谓双炉双塔，是指该流程中采用了两台管式炉、两座精馏塔（初馏塔和精馏塔）。其生产工艺流程如图1-3所示。1原料槽；2原料泵；3原料与工业萘换热器；4初馏塔；5精馏塔；6管式炉；7初馏塔热油循环泵；8精馏塔热油循环泵；9酚油冷凝冷却器；10油水分离器；11酚油回流槽：12酚油回流泵；13酚油槽；14工业萘汽化冷凝冷却器；15工业萘回流槽；16工业萘回流泵；17工业萘贮槽；18转鼓结晶机；19工业萘装袋自动称量装置；20洗油冷却器；21洗油计量槽；22中间槽图1-3 双炉双塔工业萘连续精馏过程经碱洗后温度为80-90的原料，经静置脱水后，由原料泵2从原料槽1中

5、抽出，打入原料与工业萘换热器3，与从精馏塔5顶部来的温度为218的萘蒸汽尽兴热交换使温度升至210-215，再进入初馏塔4。原料在初馏塔中得出不分离，是靠管式炉6提供热量产生沿塔上升的蒸汽，靠冷凝冷却器9，油水分离得到的酚油作回流进行分馏的，原料中所含的酚油以190-200气态从初馏塔顶部逸出，进入酚油冷凝冷却器9被水冷凝冷却至30-35，再进入酚油油水分离器10，冷凝液中的分离水从分离器底部排入酚水槽（用来等待脱酚），冷凝液中的酚油则从分离器上部满流入酚油回流槽11，由回流泵12抽出，打入初馏塔4的顶部，以控制塔顶温度，其余酚油从回流槽上部满流入酚油槽13，送洗涤供需回收加工。原料中所含的萘

6、油和洗油馏分以液态混入热循环油，一起流入初馏塔底贮槽，再由初馏塔热油循环油泵7抽出，一部打入初馏塔管式炉6，被燃料燃烧加热至265-270部分气化后，再回到初馏塔下部，供作初馏塔的热量，另一部分则以230235的温度打入精馏塔5。精馏塔中的萘油、洗油混合馏分靠管式炉6循环加热而进行分馏，其中的萘以218的气态从精馏塔顶部逸出，经换热器3进行热交换后，在进入工业萘汽化冷凝冷却器14被水冷却至100110，以液态进入工业萘回流槽15，不分工业萘由回流槽底被工业萘回流泵16抽出，打入精馏塔5的顶部，以控制塔顶温度，其余工业萘从回流槽上部满流入工业萘贮槽17，再放入转鼓结晶机18，便得到含萘95%的工

7、业萘。流入精馏塔底贮槽的残油为245250温度，被精馏塔热油循环泵抽出，一部分打入精馏塔管式炉6，被加热至275282部分气化后，又回入精馏塔内部，供作精馏的热量。多余的另一部分残油打入洗油冷却20，被水冷却后的洗油放入油库。其生产操作指标如1-4所示。表1-4 工业萘的操作指标项目与指标已洗耐油已洗萘洗混合份已洗萘洗混合分初馏系统精馏系统初馏系统精馏系统初馏系统精馏系统原料含萘量 %原料水分 %7065-680.50.5原料温度 80-9080-90管式炉温度 200-210252-256210-215241-250管式炉出口温度 252-254274-278265-270275-282塔顶

8、温度 185-190218-220192-194218-219220塔底温度 232-238252-256248-250268-270242-245268-282酚油冷却器出口温度 60-7080-85汽化器出口温度 110-120103-104塔底气相压力(9.810Pa)0.40.80.40.8回流比1.5-2.51-1.3煤气耗量(m3/t工业萘)1.85 对于常压和真空精馏，生产操作指标与当地大气压强及生产中采用的设备和管路的阻力密切相关。表中给出的一些指标是中国东南沿海地区焦化厂的指标。为了稳定管式炉的操作和工业萘的质量，还需注意以下几点：1） 进料量要均匀稳定2） 原料水分稳定并小

9、于0.5%，为了减少水分，操作中尽量避免停泵换槽。3） 初馏塔和精馏塔残也应连续稳定排放，保持塔底液位稳定，排放量不宜频繁改变，一般为原料量的20%-25%。若排放量过少，塔底液位上升，会造成物料和热量不平衡；反之亦然。4） 严格控制初馏塔温度，若塔顶、塔底温度偏低，则酚油切割不尽，影响就留他操作；若塔顶、塔底温度偏高，则酚油中含萘量增加，既降低了萘的精制率，又容易堵塞分油管道，一般按初馏塔切割的酚油含萘量应小于10-15%5） 严格控制精馏塔温度。从塔顶切割工业萘中萘含量应大于95%，从塔底侧线切割而得低萘洗油中含萘量应小于5%，从塔底排出的残油含萘量应小于2%。该工艺流程的特点是：从初馏塔

10、切取酚油，从精馏塔顶切取含萘95%的工业萘及低萘洗油，萘的精制率达90%左右，热效率高，操作费用和成本较低，而且操作简便。（二）单路塔生产工业萘精馏流程图1-5 单炉单塔生产工业萘精馏流程1-原料槽；2-原料泵；3-管式炉；4-工业萘精馏塔；5-馏分冷凝冷却器；6-油水分离器；7-酚油回流槽；8-酚油槽；9-酚油回流泵；10-工业萘汽化冷凝冷却器；11-工业萘贮槽；12-转鼓结晶机；13-工业萘装袋自动称量装置；14-中间槽；15-热油循环泵；16-洗油冷却器；17-洗油计量槽已洗的萘油、洗油混合分在原料槽1中间加热至80-90，再静置脱水，然后由原料泵2抽出送入管式炉3的第一组炉管中预热至2

11、40-250，从第26曾塔盘进入精馏塔4.，塔顶气相温度控制在199-201，塔顶逸出的气体经酚油冷凝冷却器5冷凝冷却后进入油水分离器6，与水分离后的分又进入回流槽7，所得含酚10%一下，含萘35%以下的酚油从回流槽底部用酚油回流泵9进行塔顶回流。从油水分离器6的地步间歇排出少量的酚油和水至酚油槽8，酚油槽中积累的油水混合物倒油泵倒入洗涤器脱水后，既得酚油，再将其与焦油蒸馏所得的酚油混合脱酚，脱酚后的精酚油送往油库酚油成品槽。塔底的洗油用热油循环泵15抽出，经管式炉3的第二组炉管加热到297-300后打回塔内，从热油循环泵15的出口分出一部分洗油，经冷却器16冷却后通过计量槽17流入洗油油库。

12、成品洗油含萘量应小于10%，供粗苯工段煤气洗苯用。从工业萘精馏塔的第46层塔盘侧线采出温度为219(含萘大于95%)的液体工业萘，经工业萘汽化冷凝冷却器10冷却至120左右，流入工业萘贮槽11，在经转鼓结晶机12冷却结晶，即可得到白色片状结晶工业萘、开停工时，塔内油及水可从塔底放至地下放空槽。工业萘不合格时，可由汽化冷凝冷却器后窥视镜切换至中间槽。中间槽中的油可用倒油泵倒回原料槽处理。单炉单塔生产工业萘是操作指标规定如：中国东部沿海地区焦化厂特定设备的指标1) 原料槽温度 80-902) 原料泵出口压力 200-300kPa3) 热油循环泵出口压力 200-250kPa4) 原料出管式炉油温度

13、 240-2505) 循环油出炉温度 297-3006) 管式炉炉膛温度 8507) 煤气支管压力 800Pa8) 萘精馏塔顶温度 199-2019) 精馏塔第46块塔板温度 218-22010) 精馏塔底循环油槽温度 268-27211) 馏分冷凝冷却器出口温度 75-8512) 工业萘汽化冷凝冷却器后工业萘温度 100-12013) 精馏塔第12块板气相压力 60kPa14) 塔底压力 90-100kPa除了以上操作指标外，还要控制如下几点：（1）在精馏塔操作中应将温度控制在199-201，使塔顶采出的酚油中含萘量保持在26%-30%。若塔顶温度过低，则酚油中萘含量可降至26%以下，这样有

14、可能导致工业萘质量不合格；若塔顶温度过高。则酚油含萘量将有可能上升，这样有可能使工业萘的产量有所下降。塔顶温度可用酚油的回流量来进行调节。（2）在精馏塔操作中，应将塔底温度控制在270-273，使塔底温度采出的洗油中的萘含量保持在3%-8%。若塔底温度过低，则洗油含萘量大幅上升；若塔底温度过高则工业萘质量也会不合格，塔底温度可用控制循环油槽的液面高度来进行调节。（3）淡塔生产时，由于同时连续的采出酚油、工业萘和洗油三种产品，因此，按原料组成中各产品的含量比例采出，以稳定生产，保持萘塔操作的稳定和较高的萘精制率。（4）精馏塔在稳定状态下，塔顶、塔底和侧线各处温度波动范围不大，由塔底至塔顶70层浮

15、阀塔盘的温度降为75-78。既每块塔盘的温度将平均在1左右，因此塔底或者塔顶的温度波动会影响全塔温度梯度的变化。因此，在操作中调节单一因素要考虑全塔温度的影响，切勿单向大幅调节，而应该精心细调，仔细观察全塔的变化情况。该工艺流程的特点是采用萘油或混合馏分为原料，在设有管式炉的精馏塔的设备系统中进行精馏，从精馏塔中切取酚油、含萘大于95%的工业萘和低萘洗油。它与双炉双塔工艺比较，简化了流程，降低了劳动消耗，减少了设备，但操作稳定性略差一些，同时操作控制难度较大。（三）单炉双塔加压连续径流因采用的原料馏分不同，各厂具备的条件不同，单炉双塔加工工艺有所不同，对于以萘油馏分为原料，且有氮气供给条件的加

16、工厂所用工艺流程如1-6所示。其特点是，精馏塔（萘塔）在加压条件下操作，以萘蒸汽冷凝冷却器作为初馏塔的再沸器被称之为双效精馏。图1-6 单炉双塔加压连续精馏流程1-初馏塔；2-初馏塔回流液槽；3-第一换热器；4-第二换热器；5-初馏塔第一凝缩器；6-初馏塔第二凝缩器；7-冷凝器；8-重沸器；9-初馏塔回流泵；10-初馏塔底抽出泵；11-初馏塔重沸器循环泵；12-萘塔；13-加热炉；14-萘塔底液油抽出泵；15-安全阀喷出气凝缩器；16-萘塔排气冷却器；17-萘塔回流也槽；18-萘塔回流泵；19-工业萘冷却器；20-甲基萘油冷却器脱酚后萘油经换热器3、4后进入初馏塔1。由初馏塔顶逸出的酚油气经初

17、馏塔的第一冷缩器5.，将热量传递给锅炉给水使其产生蒸汽。冷凝液在经初馏塔第二凝缩器6而进入初馏塔回流槽2。在此，大部分作为回流返回初馏塔塔顶，少部分经冷却后作脱酚的原料。初馏塔底液体被分成两条路，一部分用泵送入萘塔12.，另一部分用循环油泵11送入重沸器8，与萘塔顶逸出的蒸汽换热后赶回初馏塔，以供初馏塔热量。为了利用萘塔顶萘蒸汽的热量，萘塔采用加压操作。压力是靠调节阀自动调节加入系统内的氮气量和向系统外排出的气体量而实现的。从萘塔顶逸出的萘蒸汽经初馏塔重沸器8，冷却后入萘回流槽17。在此，一部分送到萘塔顶作回流，另一部分送入第二换热器4和甲基萘油冷却器20冷却后作为产品排入贮槽。回流槽的未凝气

18、体排入排气冷却器冷却后，用压力调节阀减压至接近大气压，再经过安全阀喷出器凝缩器15而进入排气洗净塔。在萘塔排气冷却器16冷凝的萘液流入回流槽。萘塔底的甲基萘油，一部分与初馏原料换热，再经冷却排入贮槽；另外大部分通过加热炉加热后返回萘塔，供给精馏塔所必需的热量。以上所述工艺操作指标见1-7表1-7 单炉双塔加热连续精馏制工业萘工艺操作指标初馏系统精馏系统第一换热器萘油温度 125奈塔顶部压力 Pa225第二换热器萘油温度 190萘塔顶温度 276初馏塔顶温度 198第二换热器工业萘温度 193初馏塔重沸器出口温度 255冷却器出口工业萘温度 90第一凝缩器酚油温度 169加热炉出口温度 301第

19、二凝缩器酚油温度 130循环冷却水温度 80在上述制取工业萘中，萘的回收效果以萘精制率表示，其定义为：萘精制率100%萘精制率也是衡量工业萘生产设备和操作水平的重要指标之一。对于不同的原料，萘精制率略有不同，采用萘油馏分时，萘精制率可达97%以上，采用萘洗二混馏分的精制率为96%97%，以酚萘洗三混馏分为原料时，一般为94%95%。三、主要设备结构及操作（一）生产工业萘的主要设备1、精馏塔：工业萘精馏塔一般采用浮阀塔，浮阀板层5070层，塔径按处理量的大小有8001200mm。2、冷凝冷却器：冷凝冷却器是一个直径为1.2m，长为3.376m，冷却面积为122m2的列管式换热器，生产时冷却水走管

20、内，萘蒸汽以138-140的温度从器顶进入管间，换热后再以8090的温度从器底呈液体流出。冷却水从器底进入，器上部以4050温度流出3、转鼓结晶机：其结构如图1-8所示图1-8 转鼓结晶机转鼓结晶机是将熔融状态的萘连续冷却成固态散装萘的机器。转鼓结晶机由机壳、保温池、转鼓、刮刀、冷却水管和传动装置组成。刮刀材料为铸铝青铜合金，以防摩擦产生火花。纲转鼓应在鼓面上镀硬质铬。转鼓空心轴内装有冷却水管，并与装在鼓内顶部且与鼓面平行的数根喷水管连接。冷却水喷向转鼓内壁的上部以冷却鼓壁。合格的液态工业萘放入通间接蒸汽的保温池内，转鼓下表面进入液态萘中，随着转鼓的转动，萘被鼓内的水冷却而结晶，附着在转股的外

21、壁上，凝固在转鼓面上的物料由刮刀成片状刮下漏入漏斗。刮刀通过弹簧由手轮压紧。为改善萘升华损失及操作环境，当连续放入热料时，可停止供汽或少供汽。转股的转速可由三组皮带轮更换选用，分别为5r/min，10r/min，15r/min。转鼓结晶机有直径1.2m，长1.2m，生产能力0.61.2t/h及直径为0.8m，长0.8m，生产能力为0.5t/h两种型号。4、工业萘汽化冷凝冷却器：汽化冷凝冷却器由上、下两部分组成，其结构如图1-9所示图1-9 工业萘汽化冷凝冷却器图1-9 工业萘汽化冷凝冷却器进入经换热器换热后的工业萘蒸汽和液体混合物进入下部（下段）列管管间，冷凝并冷却至100105的液体工业萘由

22、汽化器底部排出。在下部列管中存有约2/3的水，水被工业萘蒸汽和热液体的混合物间接加热而产生水蒸气。水蒸气由外部导管13上升到汽化冷凝冷却器上部。在上部的列管管间水蒸气被冷凝成水，再经一步冷却后径外部另一导管12自动流到设备下部。这样，水在下部进行加热汽化，在上部进行冷凝冷却，构成了水与蒸汽的闭路循环。在设备上部的列管内通入冷却水间接冷凝冷却列管外闭路循环水蒸汽。 这种过程的原理是既利用水的汽化潜热，又利用水温升高的显热。这样就可利用较小的水量来进行工业萘的冷凝冷却。此外，由于采用了将水的汽液两态的转变分开进行的设备，使供水设备无需采用高压水泵，从而简化了流程，由于水与水蒸汽的闭路循环系统中，不

23、需经常补充新鲜水，因此不易产生水垢。上部的冷却水出口温度控制在40一下，水垢的生成可大为减轻。冷凝冷却器总高4147mm，直径1216mm，管数760根，水压250kPa，管内水折流四次。在设备中部的短节内有一锅底形隔板，以供上部水能折流四次。设备下部管内是冷凝水汽化，管外空间是工业萘蒸汽的冷凝冷却，换热面积90m2，列管的管径=252.5mm，管长为1410mm，管数为859根，萘蒸汽压力30kPa以下。设备使用温度不超过250，下部应保温。在设备底部节内存在闭路循环热水。（二）生产工业萘的操作：双炉双塔生产工业萘的主要操作过程如下1、 开车（1） 开车前的准备1 检查水、电、汽、煤气系统是

24、否符合开车的调节和要求。2 检查系统所属设备、管道、仪表、安全设备是否完好齐全，对停车检修设备、管道、阀门必须按要求试压试漏合格。3 检查阀门开闭，管线走向是否正确。4 用蒸汽吹扫管线（包括夹套，伴管），保证畅通，无泄漏。扫汽时要注意窥镜和流量检查装置的管路，蒸汽必须走旁路；凡需过泵扫汽的管路，过泵时间不宜过长，扫通后应立即关闭蒸汽阀；一般情况下严禁扫汽入塔。5 制备工业萘汽化冷却器循环软水，并包吃一定水温，一般在25左右。6 备好初馏塔脱酚油回流液。7 做好前后工序联系工作，平衡好原料的来源、供应及产品的贮存、输送工作。8 生产用原料油加热至规定温度取样分析。（2） 开工和正常操作 通知泵工

25、用热油泵装塔，塔底液面比正常操作液面高300mm，然后两塔进行热油循环。 通知并协助炉工点火升温。塔顶有油气后，关闭放散小阀门。冷凝冷却器要适量适时供水。 初馏塔顶温度升至190时，开始打回流。精馏塔顶温度升至210时，开始打回流。 调节炉温，使两塔顶回流量增加到规定的范围内，单塔进行运转的时间一般情况下，使产品接近或达到合格。 初馏塔底液面高度低于操作液面下限时，初馏塔进料。 精馏塔底液面低于下限，初馏塔底温度245时，液面高度高于正常操作液面时，精馏塔进料。 精馏塔液面高度高于正常操作液面，一般温度高于275时，开始排残油。 有关仪表在适当的时候投入运转。 根据取样分析结果，按照技术指标要

26、求，调整各部操作，使得生产操作正常稳定。 正常操作过程中，经常检查冷凝冷却器的温度，及时调节供水量。发现仪表有问题，及时与仪表工联系修理。2、 停车（1）正常停车 通知泵工停原料泵。通知炉工降温灭火。 工业萘不合格时，及时通入原料槽。 逐渐减少塔顶回流。停止精馏塔进料。 残油不合格时，及时通入原料槽，一般情况停进料后停排残油。 逐渐减少冷凝冷却器的给水量。 初馏塔顶温度降至150时，精馏塔顶温度降至200时，停两塔回流。当塔底温度降至200时，打开塔顶放散小门。 停两塔热油循环泵，把初馏塔底油经3#热油泵倒入原料槽。精馏塔底的油（萘含量不高）存入塔中。 各冷凝冷却器停止供水，油要放空。各工艺管

27、道，用蒸汽清扫畅通。各夹套管、伴随管停止供气。 停工过程中，自动调节仪表要改为手动，停工后仪表停空气、停电。 各设备要处于停工状态。（3） 紧急停车，暂时停车1 紧急停车停电或加热炉炉管泄漏，设备严重泄漏应立即熄灭，用蒸汽清扫初馏塔、精馏炉炉管（扫气要密切观察管路压力缓慢递增），其他按正常停车处理。2 系统停水、停气、停煤气可做暂时停车，待恢复供汽、供水、供煤气后再复原，操作按正常停、开车程序进行。3、 正常操作1 按照操作技术规程控制好温度、压力、流量、液位等指标。2 保证系统物料平衡。3 每小时进行一次工业萘流样测定（结晶点）。4 每小时按规定做好各岗位的原始记录。4、 不正常现象及处理方

28、法表1-10 工业萘生产过程中不正常现象及其他处理方法故障现象故障产生的原因处理措施初 馏 精 馏 系 统塔温升高1、 突然停水2、 原料供给不足1、 降低炉温，加大回流量。使塔顶无馏出后停回流泵，清扫回流管路，供水恢复后系统还原。2、 原料供给量加大。塔液乏进料量太大适当降温，增大回流量，减少处理量，液乏消除后，根据产品质量按工艺标准重新调整控制指标。塔压升高1、 加热系统供热过多。2、 回流带水或原料水分增加。3、 供水系统水不足4、 冷凝器或相关管路，放散堵塞1、 加热系统适当降温2、 及时脱水3、 降泵荷处理4、 即使清堵，若情况严重做暂时停车处理管式炉操作系统炉温突变突然停电停水扫开

29、烟囱翻版，向炉膛通入小活蒸汽降温，并对炉膛清扫炉膛内火大，油流量变小油管漏油迅速关闭煤气阀熄火，用蒸汽清扫炉膛，避免事态扩大。炉温突然升高1、 热油泵环泵出故障2、 仪表失灵3、 泵的驱动电机跳闸1、 换备用泵，及时修复，备用泵也无法使用时，紧急停车，不得延误2、 检查原因及时处理3、 开备用泵，对跳闸者，查明原因，并修复待用 精 萘 的 生 产精萘是粗萘（工业萘）进一步提纯制得的含萘98.45%以上的萘产品。根据化验得知，工业萘中的杂质主要是萘沸点接近四氢萘、硫杂茚、二甲酚等。为了制造纯度更高的精萘，就要利用萘与这些杂质熔点不同的物理性质进行分离，或者利用化学方法来改变它们的化学组成，因此我

30、与抚顺石化化验员张恒斌先生提出了精萘的一些生产方法，主要有熔融-结晶法，加氢法，酸洗蒸馏法，溶剂结晶法，升华法和甲醛法等。综合考虑后，主要介绍两种方法：熔融法（张化验员）和静态分布结晶法（天下无糖）制取精萘的工艺过程。一、 区域熔融法制取精萘区域熔融法制取精萘主要是以工业萘为原料，利用固体萘与其它杂质熔点的差别，于精致机内用区域熔融法进行提纯，再将所得已提纯的萘送蒸馏塔去精馏，进一步除去高沸点杂质后，即得精萘产品。（一） 区域熔融法制取精萘的原理由物理化学知识可知，当把一个熔融液体混合物冷却时，若在部分结晶温度区内，结晶出来的固体是固态溶液，则该固体溶液中各组分的百分比与原来液体混合物有所不同，在固体溶液中高熔点组分的含量将增大。若将所得到的固体溶