褐煤气化粗酚精制工艺介绍

第44卷第11期当LVo1.44， No.112015年11月Contemporary Chemica1 IndustryNovember，2015褐煤气化粗酚精制工艺介绍岳广祥，张新月，赵正权(赤峰博元科技有限公司，内蒙古 赤峰025350 )要:介绍了褐煤气化粗酚精制工艺利用沸点不同进行精馏的原理，经原料预处理单元、精制预处理单元、精制处理单元、真空单元等工艺流程完成粗酚精制的连续化生产过程。通过对设备管道、塔内件及蒸馏换热设备等工艺特点的介绍，说明了该工艺在众多粗酚精制工艺中的优越性。关键词:褐煤;气化;粗酚;精制;工艺介绍中图分类号: TQ 545文献标识码: A文章编号: 1671-0460 ( 2015) 11-2695-02Refining Process of Crude Phenol From Lignite GasificationYUE Guang -xiang, ZHANG Xin-yue，ZHAO Zheng-quan( Chifeng Boyuan Technology Co.,Ltd, Inner Mongolia Chifeng 025350，China)Abstract: The principle of refining process of crude phenol from lignite gasification was introduced as well as theprocess flow including the raw material pretreatment, refining pretreatment, refining process, vacuum unit and theother processes. Process characteristics of pipeline equipments, internals and ditillation heat transfer equipments werediscussed; advantages of the refining process were analyzed.Key words: Lignite; Gasification; Crude phenol; Refining; Technology introduction褐煤是煤化程度最低的矿产煤n,我国褐煤资2工艺流程源总储量约有1 303多亿t,其中以内蒙古东部靠近东北三省地区储存量最多(2。但褐煤燃烧对空气污2.1工艺流程图(图 1)染严重，为此开发褐煤综合利用将是我国走可持续发展道路的必然选择。而今在褐煤气化副产物中提粗酚原料炼酚类等下游产品将是提高褐煤综合利用的有效途刮间径之塔|答.广制厂精广制广粗酚精制传统工艺采用间歇精馏，经脱水、脱渣、精制等几个过程I5。赤峰博元科技有限公司利用鲁奇炉褐煤气化粗酚为原料的20 kt/a连续精制工艺装置已顺利投产，该工艺适用于较大规模的酚产图1褐煤气化粗酚精制工艺流程示意图Fig.1 Refining process flow of crude phenol from lignite品生产，符合酚类产品的市场需求。gasification1工艺原理，2.2原料预处理 单元粗酚原料从原料罐区经原料泵进人原料缓冲粗酚是由多种酚类组成的混合物,利用各种酚沸罐，再利用刮蒸进料泵送入刮蒸预热器加热至150点的不同,将混合酚加热至沸腾令其部分汽化,沸点C后进人刮膜蒸发器，刮膜蒸发器底部排出重组分低的酚在气相中的浓度比在液相中的浓度高,而沸点至重组分罐，然后由重组分泵打入重组分回收罐，较高的酚在液相中的浓度比在气相中高,将汽化蒸汽收集后排往界区外集中处理。刮膜蒸发器顶部排出部分冷凝，得到的冷凝液中轻组分的酚浓度就会提的气相粗酚经刮蒸冷凝器冷凝后进人刮蒸缓冲罐，高，经过多次进行部分汽化或部分冷凝,最终可以在然后由脱渣塔进料泵送入精制预处理单元。气相中得到较纯的低沸点酚产品,从而达到粗酚分离2.3精制预处理 单元精制的目的。整个工艺过程在负压下操作。由原料预中国煤化工脱渣塔的中收稿日期: 2015-06-23YHCNM HG作者简介:岳广祥(1969-), 男，山西晋中人，工程师，1989 年毕业于太原化学工业学校化工企业管理专业，研究方向:从事煤焦油加氢技术通讯作者:张新月(1989-),女助理级，硕士，研究方向:石油产品分析。E-mail: xin.yue.1 989@163.com。2696当代化工2015年11月下部。脱渣塔塔顶气相组分即混合酚(包括水、苯沸器由二甲酚塔釜液泵输送至二甲酚塔降膜蒸发器酚、甲酚)气化去塔顶，经脱渣塔冷凝器冷凝后进至塔釜，将塔釜物料汽化成气相为精馏塔提供气相人脱渣塔回流罐，冷凝液经脱渣塔回流泵-部分送动力，蒸馏结束后，脱除重组分由二甲酚塔釜液泵至塔项回流，另- -部分脱渣后的粗酚送人缓冲罐。送至界外。塔底加热系统采用强制循环式再沸器，为塔底原料2.5真空单元提供热动力，-方面塔底料液经脱渣塔再沸器循环真空单元主要由八台真空泵四个真空系统组泵送至脱渣塔再沸器，另--方面将根据渣油是否合成。整个系统的操作为减压操作，分为10.0 kPa和格的情况，由脱渣塔再沸器循环泵送人重组分回收15.0 kPa两个等级的真空度。为了保持塔顶真空度，罐或其它不合格馏分罐。以塔顶压力与真空管线上的调节阀构成压力控制回脱渣塔顶部混合酚经泵送人脱水塔进行脱水,路。考虑到系统的真空状态，本系统采用液环式真塔顶气相组分即含少量苯酚的废水汽化去塔顶，经空泵，真空泵为一开一备状态。脱水塔冷凝器冷却至44 C后进人脱水塔回流罐,3工艺特点冷凝液经脱水塔回流泵-部分送至塔顶回流，另一该生产过程为连续化操作(二甲酚塔除外),部分废水送至界区外。塔底加热系统采用虹吸式再具有操作简便、自动化程度高、产量与产品质量稳沸器，为塔原料提供热动力。塔底脱水混酚由脱水定等诸多优点，从而使生产过程极具经济效益和环塔釜液泵送至精制处理单元。境效益。除以上优点外,本装置还具有以下特点:2.4精制处理 单元(1)设备和管道均采用不锈钢材质，降低了由精制预处理单元送来的脱水混酚送人苯酚塔酚产品的氧化及变色速率l6]。使产品在颜色、气味、中部。塔顶气相组分即苯酚，经苯酚塔冷凝器冷却纯度上更具有市场竞争力。至50 °C后进入苯酚塔回流罐，冷凝后的苯酚经苯(2)塔内件采用丝网填料，是目前世界各国酚塔回流泵一部分打回流一部分采出 至苯酚产品缓应用较为广泛的一种高效填料。其优点主要为理论冲罐。塔底加热系统采用虹吸式再沸器，为塔原料塔板数高，通量大，压力降低;低负荷性能好，理提供热动力。塔底由苯酚塔釜液泵采出含有邻甲酚、论板数随气体负荷的降低而增加，几乎没有低负荷间对甲酚、二甲酚的混酚进人邻甲酚塔中部。塔顶极限;操作弹性大;放大效应不明易;能够满足精气相组分即邻甲酚,经邻甲酚塔冷凝器冷却至50 C密、大型、高真空精馏装置的要求。为难分离物系、后进人邻甲酚塔回流罐，冷凝后的邻甲酚经邻甲酚热敏性物系及高纯度产品的精馏分离提供了有利的塔回流泵-部分打回流一部分 采出进人邻甲酚产品条件。缓冲罐。塔底加热系统同样采用虹吸式再沸器，为(3)预处理部分博元公司采用新型的蒸馏换塔内原料提供热动力。塔底由邻甲酚塔釜液泵采出热设备- 刮膜蒸发器。该蒸发器在蒸馏、浓缩、含有间对甲酚、二甲酚的混酚进人间对甲酚塔中部。脱气、脱色、脱臭、干燥和反应领域里解决不同的塔顶气相组分即间对甲酚，经间对甲酚塔冷凝器冷工艺问题得到了广泛的应用。具有操作弹性大、连却至50C后进入间对甲酚塔回流罐,冷凝后的间对续操作、处理热敏感、高蒸发性能、损失量小、真甲酚经间对甲酚塔回流泵同样一部分打回流一 部分空压降小等特点。采出进人间对甲酚产品罐。塔底加热系统采用虹吸4结束语式再沸器，为塔原料提供热动力。塔底由间对甲酚博元公司一期20 kt/a粗酚精制项目于2014年塔釜液泵采出粗二甲酚，送人粗二甲酚缓冲罐,10月投入试车阶段,在解决试运行期间刮蒸系统切粗二甲酚由二甲酚进料泵送人二甲酚塔再沸割温度不明确及20 kPa真空时泵内汽蚀噪音等问题器，装料一次性投入5~8m'。间歇操作，塔顶气相后实现平稳运行，进而转人正式投产阶段。组分即二甲酚，经二甲酚塔冷凝器冷却至60 C后进入二甲酚塔回流罐，冷凝液经二二甲酚塔回流泵-经多次优化操作工艺，装置运行平稳可靠，产部分送至塔顶回流，另-部分二甲酚经二 二甲酚产品品收率及质量得到很大提高的同时，有效降低了能耗，从而使生产具有更好的经济效益和环境效益。缓冲罐送人二甲酚产品罐。塔釜温度由再沸器蒸汽管线流量调节和降膜蒸参考文献:中国煤化工发器蒸汽管线流量调节共同控制，塔釜采用降膜蒸[1] 虞继舜.煤.MYHCN MH G-05.(卜转第2722页)发器型式为塔釜物料提供热动力，塔釜的物料经再2722当代化I2015年11月如图5所示，外壁的温度是2.19473 9C, 代人如表2所示，最后- -次迭代，误差已经足够小，公式(1)得到空气的对流换热系数为4.669 69所以空气的对流系数取最后- - 次计算结果值3.675W/(m2.C)，误差为0.03%。迭代结果统计见表1。9 W/(m2.9C)。表1迭代结果统计 (- )3.3 模拟结果与试验结果对比Table 1 Iteration Results Statistics (1)通过大量实验，对于自然对流来说，空气的换，对流系数,外壁对流系数计算误差.%热系数一-般在1~ 10 W(m.C)之间，当取环境温度假设值/ ( Wm2.C-1温度PC值/(Wm~-C)为-27 C,空气对流换热系数为4.669 69 W/(m2.9C),4.3003.291 694.700 008.5004.6002.391 414.677 00取环境温度为39.5 C,空气对流换热系数为3.675 94.64(2.275 404.672 920.700W/(m2.9C)，模拟结果与试验结果吻合较好。4.662.217 734.6682.194 734.669 690.0364结论如表1所示,最后- -次迭代,误差已经足够小，(1)文章提出了-一种数值模拟结合自然对流计所以空气的对流系数取最后- -次 计算结果值4.669算公式精确确定空气对流换热系数的方法。69 W/(m'.9C)。(2 )通过两个案例分析,具体展示了该方法的3.2管外壁所处环境温度为最高温模拟第二次模拟是取环境的极高温度，空气的温度应用过程，案例分析得到的空气对流换热系数与试39.5 C，天然气温度27 C,天然气被加热，天然验结果吻合较好,证明了该方法的可行性和可靠性。气对流换热系数50.8 W/(m.C)，管道材料为钢材，参考文献:保温层材料为聚氨酯,钢的热传导率60,聚氨酯的[1]杨世铭，陶文栓.传热学[M.北京:高等教育出版社20060.传导率0.022,管内径为100 mm,壁厚为2.5 mm,[2]钱滨江，伍贻文，常家芳，丁一鸣.传热学[M].北京:高等教育出版社, 1983.保温层厚度为3.7 mm。建模时所取的单元类型为4[3]王宝国，刘淑艳，王新泉，朱俊强。传热学[M.北京:机械工业出节点二维平面单元。版社, 2013.[4] Garslaw H SJaeger J C.Conduction of Heat in Solids[M]. 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