粗萘精制工藝簡介

粗萘精制工藝簡介焦油蒸餾的主要任務(wù)之一就是切取含蔡餾分用于進(jìn)一步分離精制。在焦油蒸餾過程中，按餾分切取工藝制度不同，富集蔡的餾分有蔡油餾分、禁洗混合餾分及酚蔡洗三混餾分等。工業(yè)蔡是焦油加工的主要產(chǎn)品，.由煤焦油分離，高溫煤焦油中蔡約占8%-12%，將煤焦油蒸餾，切取煤油，經(jīng)脫酚，脫喹啉，蒸餾得成品禁。每噸蔡消耗10t煤焦油；目前工業(yè)蔡的生產(chǎn)方法主要是精餾法和冷卻結(jié)晶法。一、 原料及產(chǎn)品生產(chǎn)工業(yè)蔡的原料為焦油蒸餾所得的富集票的餾分，這些餾分中還含有酚類、鹽基類化合物及不飽和化合物，其中有些組分的沸點(diǎn)和票的沸點(diǎn)相近，精餾時(shí)易進(jìn)入工業(yè)蔡中，需要先經(jīng)過堿洗和酸洗。二、 精餡法生產(chǎn)工業(yè)萘（1）雙爐雙塔連續(xù)精餡工藝所謂雙爐雙塔，是指該流程中采用了兩臺管式爐、兩座精餾塔（初餾塔和精餾塔）。其生產(chǎn)工藝流程如圖所:1—原料槽；2—原料泵；3—原料與工業(yè)奈換熱器；4一初餾塔；5—精餾塔；6—管式爐；7一初餾塔熱油循環(huán)泵；8一精餾塔熱油循環(huán)泵；9一酚油冷凝冷卻器；10一油水分離器；11一酚油回流槽：12—酚油回流泵；13—酚油槽；14工業(yè)萘汽化冷凝冷卻器；15—工業(yè)萘回流槽；16工業(yè)萘回流泵；17—工業(yè)萘貯槽；18—轉(zhuǎn)鼓結(jié)晶機(jī)；19—工業(yè)萘裝袋自動(dòng)稱量裝置；20一洗油冷卻器；21—洗油計(jì)量槽；22—中間槽雙爐雙塔連續(xù)精餾工藝流程如圖，此流程采用兩個(gè)管式加熱爐和兩個(gè)精餾塔，所用原料為經(jīng)過堿洗或酸洗的萘油或混合餾分油。含萘餾分經(jīng)靜置脫水后，由原料泵送至工業(yè)萘換熱起起器，溫度由80?90°C升至200r左右，進(jìn)入初餾塔。初餾塔頂逸出的酚油蒸氣經(jīng)冷凝冷卻和油水分離后進(jìn)入回流槽，大部分作初餾塔的回流，回流比為20~30（對酚油產(chǎn)品）；少部分流入酚油成品槽。初餾塔底已脫除酚油的含萘餾分用熱油泵送往初餾塔管式爐加熱至265?270C，再返回初餾塔低，以供給初餾塔熱量。同時(shí)在初餾塔熱油循環(huán)泵出口分出一部分餾分油打入精餾塔，進(jìn)料溫度為230?235C。精餾塔頂蒸汽溫度控制在218C左右，工業(yè)萘蒸氣在熱交換器中與原料油換熱后進(jìn)入冷凝冷卻器，工業(yè)萘被冷卻到100?110C后流入工業(yè)萘回流槽，一部分作為精餾塔回流，回流比約為3（對工業(yè)萘產(chǎn)品）；一部分經(jīng)轉(zhuǎn)鼓結(jié)晶機(jī)冷卻得到工業(yè)萘片狀結(jié)晶，即為工業(yè)萘成品。精餾塔塔底殘油用熱油泵送至管式爐加熱至280°C左右，再返回到精餾塔，為其提供熱量。熱油泵出口處分出一部分殘油作低萘洗油，經(jīng)冷卻后進(jìn)入洗油槽。該工藝流程的特點(diǎn)是：從初餾塔切取酚油，從精餾塔頂切取含蔡＞95%的工業(yè)蔡及低蔡洗油，蔡的精制率達(dá)90%左右，熱效率高，操作費(fèi)用和成本較低，而且操作簡便。（二）單路塔生產(chǎn)工業(yè)蔡精餾流程冷*僉1-原料槽；2-原料泵；3-管式爐；4-工業(yè)萘精餾塔；5-餾分冷凝冷卻器；6-油水分離器；7-酚油回流槽；8-酚油槽；9-酚油回流泵；10-工業(yè)萘汽化冷凝冷卻器；11-工業(yè)萘貯槽；12-轉(zhuǎn)鼓結(jié)晶機(jī)；13-工業(yè)萘裝袋自動(dòng)稱量裝置；14-中間槽；15-熱油循環(huán)泵；16-洗油冷卻器;17-洗油計(jì)量槽已洗的蔡油、洗油混合分在原料槽1中間加熱至80-90C，再靜置脫水，然后由原料泵2抽出送入管式爐3的第一組爐管中預(yù)熱至240-250°C，從第26曾塔盤進(jìn)入精餾塔4.，塔頂氣相溫度控制在199-201C，塔頂逸出的氣體經(jīng)酚油冷凝冷卻器5冷凝冷卻后進(jìn)入油水分離器6,與水分離后的分又進(jìn)入回流槽7,所得含酚10%一下，含蔡35%以下的酚油從回流槽底部用酚油回流泵9進(jìn)行塔頂回流。從油水分離器6的地步間歇排出少量的酚油和水至酚油槽8,酚油槽中積累的油水混合物倒油泵倒入洗滌器脫水后，既得酚油，再將其與焦油蒸餾所得的酚油混合脫酚，脫酚后的精酚油送往油庫酚油成品槽。塔底的洗油用熱油循環(huán)泵15抽出，經(jīng)管式爐3的第二組爐管加熱到297-300C后打回塔內(nèi)，從熱油循環(huán)泵15的出口分出一部分洗油，經(jīng)冷卻器16冷卻后通過計(jì)量槽17流入洗油油庫。成品洗油含蔡量應(yīng)小于10%，供粗苯工段煤氣洗苯用。從工業(yè)蔡精餾塔的第46層塔盤側(cè)線采出溫度為219C（含蔡大于95%）的液體工業(yè)蔡，經(jīng)工業(yè)蔡汽化冷凝冷卻器10冷卻至120C左右，流入工業(yè)蔡貯槽11，在經(jīng)轉(zhuǎn)鼓結(jié)晶機(jī)12冷卻結(jié)晶，即可得到白色片狀結(jié)晶一工業(yè)蔡、該工藝流程的特點(diǎn)是采用蔡油或混合餾分為原料，在設(shè)有管式爐的精餾塔的設(shè)備系統(tǒng)中進(jìn)行精餾，從精餾塔中切取酚油、含蔡大于95%的工業(yè)蔡和低蔡洗油。它與雙爐雙塔工藝比較，簡化了流程，降低了勞動(dòng)消耗，減少了設(shè)備，但操作穩(wěn)定性略差一些，同時(shí)操作控制難度較大。

（三）單爐雙塔加壓連續(xù)精餾工藝因采用的原料餾分不同，各廠具備的條件不同，單爐雙塔加工工藝有所不同，對于以蔡油餾分為原料，且有氮?dú)夤┙o條件的加工廠所用工藝流程如圖所示。其特點(diǎn)是，精餾塔（蔡塔）在加壓條件下操作，以蔡蒸汽冷凝冷卻器作為初餾塔的再沸器一一被稱之為雙效精餾。1-初餡塔；2-初餡塔回流液槽；3-第一換熱器；4-第二換熱器；1-初餡塔；2-初餡塔回流液槽；3-第一換熱器；4-第二換熱器；5-初餡塔第一凝縮器；6-初餾塔第二凝縮器；7-冷凝器；8-重沸器；9-初餡塔回流泵；10-初餡塔底抽出泵；11-初餡塔重沸器循環(huán)泵；12-萘塔；13-加熱爐；14-萘塔底液油抽出泵；15-安全閥噴出氣凝縮器;16-萘塔排氣冷卻器；17-萘塔回流也槽；18-萘塔回流泵；19-工業(yè)萘冷卻器；20-甲基萘油冷卻器脫酚后蔡油經(jīng)換熱器3、4后進(jìn)入初餾塔1。由初餾塔頂逸出的酚油氣經(jīng)初餾塔的第一冷縮器5.，將熱量傳遞給鍋爐給水使其產(chǎn)生蒸汽。冷凝液在經(jīng)初餾塔第二凝縮器6而進(jìn)入初餾塔回流43油荼料原梏林*款空槽槽2。在此，大部分作為回流返回初餾塔塔頂，少部分經(jīng)冷卻后作脫酚的原料。初餾塔底液體被分成兩條路，一部分用泵送入萘塔12.，另一部分用循環(huán)油泵11送入重沸器8,與蔡塔頂逸出的蒸汽換熱后趕回初餾塔，以供初餾塔熱量。為了利用蔡塔頂蔡蒸汽的熱量，蔡塔采用加壓操作。壓力是靠調(diào)節(jié)閥自動(dòng)調(diào)節(jié)加入系統(tǒng)內(nèi)的氮?dú)饬亢拖蛳到y(tǒng)外排出的氣體量而實(shí)現(xiàn)的。從蔡塔頂逸出的蔡蒸汽經(jīng)初餾塔重沸器8,冷卻后入萘回流槽17。在此，一部分送到蔡塔頂作回流，另一部分送入第二換熱器4和甲基蔡油冷卻器20冷卻后作為產(chǎn)品排入貯槽?；亓鞑鄣奈茨龤怏w排入排氣冷卻器冷卻后，用壓力調(diào)節(jié)閥減壓至接近大氣壓，再經(jīng)過安全閥噴出器凝縮器15而進(jìn)入排氣洗凈塔。在蔡塔排氣冷卻器16冷凝的蔡液流入回流槽。蔡塔底的甲基蔡油，一部分與初餾原料換熱，再經(jīng)冷卻排入貯槽；另外大部分通過加熱爐加熱后返回蔡塔，供給精餾塔所必需的熱量。三、結(jié)晶法生產(chǎn)工業(yè)萘間歇式分步結(jié)晶法原料為結(jié)晶點(diǎn)在71.5~73°C的蔡油餾分，先經(jīng)堿洗脫酚，然后在60塊塔盤的精餾塔內(nèi)精餾，從50層塔盤引出結(jié)晶點(diǎn)為75~76C的蔡油作為原料。分步結(jié)晶過程設(shè)有八個(gè)結(jié)晶箱，分四個(gè)步驟進(jìn)行。第一步：結(jié)晶點(diǎn)為75~76C，溫度為95C的蔡油進(jìn)入1號、2號和3號結(jié)晶箱。結(jié)晶箱以2.5C/h的速度根據(jù)需要進(jìn)行冷卻或加熱。當(dāng)蔡油溫度降至63°C時(shí)，開始放出不合格的蔡油，其結(jié)晶點(diǎn)為73C，作為第二步的原料。放完后升溫至75C，放出熔化的蔡油，結(jié)晶點(diǎn)為75C，作為下一次的結(jié)晶原料。然后繼續(xù)升溫至全部熔化，產(chǎn)品為工業(yè)蔡，結(jié)晶點(diǎn)不小于78.9C，作為生產(chǎn)苯酐或工業(yè)蔡的原料。第二步：來自第一和第三步驟的結(jié)晶點(diǎn)為73C，溫度為90C的蔡油，在4號和5號結(jié)晶箱中以5C/h的速度冷卻或加熱，。當(dāng)溫度降至56C時(shí)，開始放出結(jié)晶點(diǎn)為60C的蔡油，作為第三步的原料。然后升溫至71C，放出結(jié)晶點(diǎn)為73C的蔡油返回使用。最后升溫至全部熔化，得到結(jié)晶點(diǎn)為75~76C的蔡油作為第一步的原料。第三步：結(jié)晶點(diǎn)為60C，溫度為85C的蔡油裝入6號和7號結(jié)晶箱，以6C/h的速度冷卻或加熱。當(dāng)溫度冷卻到48~49C時(shí)，放出結(jié)晶點(diǎn)為50C的蔡油，作為第四步的原料。然后升溫至57~58C，放出結(jié)晶點(diǎn)為60C的蔡油返回使用。最后升溫至全部熔化，得到結(jié)晶點(diǎn)為73C的蔡油作為第二步的原料。第四步：結(jié)晶點(diǎn)為50C，溫度為80C的蔡油裝入8號結(jié)晶箱，以0.5~2C/h的速度冷卻或加熱。當(dāng)溫度冷卻到28~32C時(shí)，放出結(jié)晶點(diǎn)為30~33C的蔡油，含蔡33%~37%。這部分蔡油硫雜茚含量高，可作為提取硫雜茚的原料或作為燃料油使用。然后升溫，放出結(jié)晶點(diǎn)為40~45C的蔡油返回使用。最后升溫至全部熔化，得到結(jié)晶點(diǎn)為60C的蔡油作為第三步的原料。結(jié)晶箱的升溫和降溫是通過一臺泵、一臺加熱器和一臺冷卻器與結(jié)晶箱串聯(lián)起來而實(shí)現(xiàn)的，如圖11-18所示。冷卻時(shí)加熱器停止供蒸汽，用泵使結(jié)晶箱管片內(nèi)的水或殘油經(jīng)冷卻器冷卻，再送回結(jié)晶箱管片內(nèi)，使管片內(nèi)的蔡油逐漸降溫結(jié)晶。加熱時(shí)冷卻器停止供冷水，由加熱器供蒸汽，通過泵循環(huán)使水或殘油升溫，管片間的蔡結(jié)晶便吸熱熔化。四、精荼的生產(chǎn)工業(yè)蔡含蔡95%左右，還存在含硫（如硫雜茚）、含氧（如酚類）、含氮（如喹啉類）雜環(huán)化合物和不飽和化合物，儲存時(shí)易變色，不符合有機(jī)合成反應(yīng)的需要，需進(jìn)一步精制。精蔡主要用作生產(chǎn)蔡酚、甲蔡胺及H酸等化工產(chǎn)品的原料。精蔡的純度越高，其結(jié)晶溫度也越高，例如含蔡98.4%時(shí)，結(jié)晶溫度為79°C，100%純蔡的結(jié)晶溫度為80C。因此，可以通過測定結(jié)晶溫度來鑒別精蔡的純度。目前有多種工藝可除去工業(yè)蔡中的雜質(zhì)。下面主要介紹硫酸洗滌法、區(qū)域熔融法、分步結(jié)晶法和催化加氫法等。硫酸洗滌法此法是生產(chǎn)精蔡的傳統(tǒng)工藝，由于蔡損失量大和廢液處理麻煩等原因，目前用得不多。此法的工藝要點(diǎn)是結(jié)晶蔡由蔡餅熔融、硫酸洗滌、精餾和結(jié)晶過程生產(chǎn)出來的。蔡餅用蒸汽于100~110C熔融。熔融了的蔡用93%的硫酸洗滌，洗滌溫度為90~95°C。經(jīng)過酸洗，蔡中的不飽和化合物、硫化物、酚類和吡啶堿類基本被脫除。洗滌凈化后的蔡尚含有高沸點(diǎn)的油，通過減壓間歇精餾清除。液態(tài)蔡在結(jié)晶機(jī)中冷卻結(jié)晶，即得片狀結(jié)晶萘產(chǎn)品。區(qū)域熔融法此法以95%工業(yè)蔡為原料，在精制機(jī)內(nèi)用區(qū)域熔融法提純，再將提純蔡送至蔡精餾塔再次精餾，進(jìn)一步除去高沸點(diǎn)物和低沸點(diǎn)物，即得精蔡產(chǎn)品。(1)原理熔融液體混合物冷卻時(shí)，結(jié)晶出來的固體組成不同于原液體組成。一般來說，固體組成變純。使晶體反復(fù)熔化和析出，則晶體純度不斷提高。區(qū)域熔融精制即基于此種原理而使物質(zhì)純化。當(dāng)A、B兩種組分能生成任意組成的固體溶液時(shí)，其相圖如圖11-20所示。當(dāng)組成為I的液體混合物冷卻時(shí)，結(jié)晶離析出來的固相組成為J,即固體中含有的A組分比原來液體中的多，但仍含有B組分；當(dāng)將J組成的固體升溫液化并再冷卻時(shí)，此時(shí)結(jié)晶離析出來的固體組成變?yōu)镵,即固體中含有的A組分比原來液體中所含的更多了，即更純了。95%的工業(yè)蔡，溫度為82~85C，用泵通過60~70C夾套保溫管送入蔡精制機(jī)。在此被溫水冷卻而析出結(jié)晶。析出的蔡由裝入機(jī)內(nèi)的刮板機(jī)送向熱端(左)，然后進(jìn)入立管，在管底部蔡結(jié)晶被加熱熔化，一部分由下向上回流；另一部分為產(chǎn)品，含蔡99%，出口溫度為85~90°C,送至中間槽。結(jié)晶后的殘液則向冷端（右）流動(dòng)，最后由上段管流出，溫度為73~74C，引至晶析殘油槽。晶析提純的精蔡半成品，由中間槽用泵送入20層浮閥精餾塔，入塔溫度為120~140C。經(jīng)過塔內(nèi)精餾，塔頂為低沸點(diǎn)油氣，經(jīng)冷凝冷卻至114~130C，部分回流，回流比為1.5~2；其余部分去晶析殘油槽。塔底高沸點(diǎn)油的溫度為227C，用泵送入管式加熱爐加熱，入塔底做熱源；塔底液另一部分去晶析殘油槽。晶析殘油作為蔡蒸餾原料。精蔡產(chǎn)品由塔的上部側(cè)線采出，溫度為220C，經(jīng)冷卻后入精蔡槽。進(jìn)一步冷卻結(jié)晶得精蔡產(chǎn)品。由于晶析蔡油中含有硫雜茚，為了保證精蔡質(zhì)量，硫雜茚含量不能太高，為防止其循環(huán)積累，通過生產(chǎn)一定數(shù)量的工業(yè)蔡產(chǎn)品把硫雜茚帶出系統(tǒng)。一般，精蔡產(chǎn)量約占20~30%，工業(yè)蔡產(chǎn)量約占70~80%。分步結(jié)晶法前面已介紹過分步結(jié)晶法生產(chǎn)工業(yè)蔡的方法，此法同樣可用于生產(chǎn)精蔡，在國外已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。在以凝固點(diǎn)為78C的工業(yè)蔡為原料時(shí)，經(jīng)過一個(gè)降溫升溫過程，精蔡的凝固點(diǎn)可達(dá)79.6C，含硫雜茚0.8%，對工業(yè)蔡的收率為65%，余下的35%進(jìn)行第二次結(jié)晶，分出15.75%的凝固點(diǎn)為78C的工業(yè)蔡返回做第一次結(jié)晶的原料，剩下的19.25%進(jìn)行第三次結(jié)晶，分離出7.7%的工業(yè)蔡返回使用，最后排出11.55%的殘油，其中含硫雜茚大于10%,可回收硫雜茚或做燃料油使用。操作關(guān)鍵是控制蔡油溫度與水溫之差，保持在1°C。如蔡油溫度為80C,水溫應(yīng)為79C；蔡油溫度為78C,水溫應(yīng)為77C。這樣有利于控制結(jié)晶速度，減少雜質(zhì)的混入。結(jié)晶一次約需12~16h。在精制過程