一种荒煤气余热加热富油和蒸馏及负压生产粗苯的装置的制作方法

本实用新型涉及节能减排技术领域，具体涉及一种荒煤气余热加热富油和蒸馏及负压生产粗苯的装置。

背景技术：

焦化企业普便使用炭化室法炼制焦炭这一传统工艺，加入炭化室内的焦煤被加热后产生大量的荒煤气，其温度在650℃--800℃，上升管属于炼焦炉上的一个设备，其作用就是将炭化室产生的高温荒煤气导入集气管，而经过上升管内的高温荒煤气的余热多年来就一直未能利用，只能用循环氨水降温把热量白白浪费掉。近些年有些焦化企业开始搞上升管余热回收利用，但是，基本都是将所产蒸汽并入低压饱和蒸汽管网，并且在上升管余热回收过程中采用大功率的强制循环泵来完成水的循环。

焦化行业化产车间的任务是将荒煤气降温、净化机化产品回收。在此过程中有脱苯等工序，在这些工序需要大量的蒸汽，传统做法为：在锅炉内通过燃烧煤气放出热量，将软水加热产生饱和蒸汽供化产各工序使用。

在脱苯的过程中所需要的过热蒸汽是采用在管式炉内通过燃烧煤气放出热量将锅炉房送来的饱和蒸汽加热为过热蒸汽，再将过热蒸汽送到洗油再生器将脱苯塔底部来的贫油提温，使其所含的轻质馏分被蒸出混合在水蒸汽中，形成的油汽混合气再进入脱苯塔加热和汽提由脱苯塔顶来的富油，使进入脱苯塔的富油中所含的苯解析出来，由脱苯塔顶出来的苯和水蒸汽的混合气进入油汽换热器和苯冷凝冷却器冷却，形成的苯水混合液去油水分离器分离。为了将富油中所溶解的苯提取出来，需要提高富油温度才能使其溶解的苯解析，此操作过程为正压，因此，富油加热所需要的热量以及洗油再生器所消耗的蒸汽量均较大。

富油在进入脱苯塔前也需要在管式炉内加热到需要的温度。因此，饱和蒸汽的生产和过热以及富油的加热都需要燃烧大量的煤气，即增加了煤气消耗又产生大量的二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等气体排放到大气中，现在，环保要求这些气体必须经过脱硫脱硝后才能排放。另外，加热富油和蒸汽的管式炉在操作中经常出现生产安全事故，并且，都建在了生产区内属明火操作，不符合现在的安全生产规定，因此，这些问题都给安全生产带来隐患，也是焦化企业急于解决的难题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单、设计合理、使用方便的荒煤气余热加热富油和蒸馏及负压生产粗苯的装置。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：它包括给水罐、给水泵、换热器、给水预热器、汽水分离器、上升管蒸发器、上升管过热器、富油换热器、脱苯塔、洗油再生器、油汽换热器、苯冷凝冷却器、真空泵、气液分离器；补充水管路、给水泵进口管路、给水去给水预热器管路、冷凝水总管、给水预热器冷凝水出口管路、给水总管路、蒸发器进水管路、富油换热器冷凝水出口管路、饱和蒸汽去给水预热器管路、分离水出口管路、蒸发器出口总管、蒸发器出口管路、汽水分离器出口管路、饱和蒸汽总管、饱和蒸汽去富油换热器管路、饱和蒸汽去过热器管路、过热器进口管路、剩余饱和蒸汽去低压蒸汽管网管路、过热蒸汽总管、过热器出口管路、富油出富油换热器管路、富油进富油换热器管路、脱苯塔油汽混合气管路、洗油再生器油汽混合气管路、贫油去再生器管路、换热器连接管路、真空泵进口管路、真空泵出口管路、不凝气体去尾气处理系统管路、苯水混合液出口管路。

所述的补充水管路与给水罐连通，给水泵进口管路的一端与给水罐连通，另一端与给水泵连通，给水去给水预热器管路的一端与给水泵连通，另一端与给水预热器连通，给水总管路的一端与给水预热器连通，蒸发器进水管路的一端分别与n台上升管蒸发器连通、另一端与给水总管路连通，n台上升管蒸发器所产蒸汽通过蒸发器出口管路分别与蒸发器出口总管连通，蒸发器出口总管的另一端与汽水分离器连通，汽水分离器出口管路的一端与汽水分离器连通，另一端与饱和蒸汽总管连通，饱和蒸汽去给水预热器管路的一端与饱和蒸汽总管连通，另一端与给水预热器连通，分离水出口管路的一端与汽水分离器连通，另一端与饱和蒸汽去给水预热器管路连通，饱和蒸汽去富油换热器管路的一端与饱和蒸汽总管连通，另一端与富油换热器连通，饱和蒸汽去过热器管路的一端与饱和蒸汽总管连通，过热器进口管路的一端分别与n台上升管过热器连通，过热器进口管路的另一端分别与饱和蒸汽去过热器管路连通，剩余饱和蒸汽去低压蒸汽管网管路的一端与饱和蒸汽总管连通，另一端与原有的低压蒸汽管网连通，过热器出口管路分别与n台上升管过热器连通，另一端分别与过热蒸汽总管连通，过热蒸汽总管的另一端与洗油再生器连通，富油出富油换热器管路的一端与富油换热器连通，另一端与脱苯塔连通，富油进富油换热器管路的一端与富油换热器连通，另一端与系统的油油换热器连通，脱苯塔油汽混合气管路的一端与脱苯塔连通，另一端与油汽换热器连通，洗油再生器油汽混合气管路的一端与洗油再生器连通，另一端与脱苯塔连通，贫油去再生器管路的一端与洗油再生器连通，另一端与脱苯塔连通，换热器连接管路的一端与油汽换热器连通，另一端与苯冷凝冷却器连通，真空泵进口管路的一端与苯冷凝冷却器连通，另一端与真空泵连通，真空泵出口管路的一端与真空泵连通，另一端与气液分离器连通，不凝气体去尾气处理系统管路的一端与气液分离器连通，另一端与系统原有的尾气处理系统连通，苯水混合液出口管路的一端与气液分离器连通，另一端与系统原有的油水分离器连通。富油换热器冷凝水出口管路的一端与富油换热器连通，另一端与冷凝水总管连通，给水预热器冷凝水出口管路的一端与给水预热器连通，另一端与冷凝水总管连通，冷凝水总管的一端与给水罐内设置的换热器连通，换热器的另一端敞口。

采用上述结构后，本实用新型产生的有益效果为：本实用新型所述的一种荒煤气余热加热富油和蒸馏及负压生产粗苯的装置，改变了焦化企业过去用锅炉燃烧煤气产生蒸汽，再在管式炉内通过燃烧煤气将锅炉生产的饱和蒸汽加热成过热蒸汽，同时，在管式炉内将富油加热到入脱苯塔所需的180℃左右的传统工艺，改用回收焦炉上升管内高温荒煤气余热产生饱和蒸汽用于富油换热；将部分饱和蒸汽过热后用于洗油再生器；剩余部分饱和蒸汽并入低压饱和蒸汽管网，降低锅炉负荷，减少锅炉煤气用量。将现有技术的正压脱苯改为负压脱苯，在负压下降低了苯的沸点，使进入脱苯塔的富油中所含的苯不再需要提高到原有温度即可由富油中解析，负压下洗油再生器也不再需要那么多的蒸汽量。因此，给企业带来的安全和经济效益显著，本实用新型具有结构简单、设置合理、制作成本低等优点。

附图说明

图1是本实用新型的结构图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

参看如图1所示，本具体实施方式采用如下技术方案：它包括给水罐1、给水泵2、换热器3、给水预热器4、汽水分离器5、上升管蒸发器6、上升管过热器7、富油换热器8、脱苯塔9、洗油再生器10、油汽换热器11、苯冷凝冷却器12、真空泵13、气液分离器14；补充水管路a、给水泵进口管路b、给水去给水预热器管路c、冷凝水总管d、给水预热器冷凝水出口管路e、给水总管路f、蒸发器进水管路fn、富油换热器冷凝水出口管路g、饱和蒸汽去给水预热器管路h、分离水出口管路i、蒸发器出口总管j、蒸发器出口管路jn、汽水分离器出口管路k、饱和蒸汽总管l、饱和蒸汽去富油换热器管路m、饱和蒸汽去过热器管路n、过热器进口管路nn、剩余饱和蒸汽去低压蒸汽管网管路o、过热蒸汽总管p、过热器出口管路pn、富油出富油换热器管路q、富油进富油换热器管路r、脱苯塔油汽混合气管路s、洗油再生器油汽混合气管路t、贫油去再生器管路u、换热器连接管路v、真空泵进口管路w、真空泵出口管路x、不凝气体去尾气处理系统管路y、苯水混合液出口管路z。

所述的补充水管路a与给水罐1连通，给水泵进口管路b的一端与给水罐1连通，另一端与给水泵2连通，给水去给水预热器管路c的一端与给水泵2连通，另一端与给水预热器4连通，给水总管路f的一端与给水预热器4连通，蒸发器进水管路fn的一端分别与n台上升管蒸发器6连通、另一端与给水总管路f连通，n台上升管蒸发器6所产蒸汽通过蒸发器出口管路jn分别与蒸发器出口总管j连通，蒸发器出口总管j的另一端与汽水分离器5连通，汽水分离器出口管路k的一端与汽水分离器5连通，另一端与饱和蒸汽总管l连通，饱和蒸汽去给水预热器管路h的一端与饱和蒸汽总管l连通，另一端与给水预热器4连通，分离水出口管路i的一端与汽水分离器5连通，另一端与饱和蒸汽去给水预热器管路h连通，饱和蒸汽去富油换热器管路m的一端与饱和蒸汽总管l连通，另一端与富油换热器8连通，饱和蒸汽去过热器管路n的一端与饱和蒸汽总管l连通，过热器进口管路nn的一端分别与n台上升管过热器7连通，过热器进口管路nn的另一端分别与饱和蒸汽去过热器管路n连通，剩余饱和蒸汽去低压蒸汽管网管路o的一端与饱和蒸汽总管l连通，另一端与原有的低压蒸汽管网连通，过热器出口管路pn分别与n台上升管过热器7连通，另一端分别与过热蒸汽总管p连通，过热蒸汽总管p的另一端与洗油再生器10连通，富油出富油换热器管路q的一端与富油换热器8连通，另一端与脱苯塔9连通，富油进富油换热器管路r的一端与富油换热器8连通，另一端与系统的油油换热器连通，脱苯塔油汽混合气管路s的一端与脱苯塔9连通，另一端与油汽换热器11连通，洗油再生器油汽混合气管路t的一端与洗油再生器10连通，另一端与脱苯塔9连通，贫油去再生器管路u的一端与洗油再生器10连通，另一端与脱苯塔9连通，换热器连接管路v的一端与油汽换热器11连通，另一端与苯冷凝冷却器12连通，真空泵进口管路w的一端与苯冷凝冷却器12连通，另一端与真空泵13连通，真空泵出口管路x的一端与真空泵13连通，另一端与气液分离器14连通，不凝气体去尾气处理系统管路y的一端与气液分离器14连通，另一端与系统原有的尾气处理系统连通，苯水混合液出口管路z的一端与气液分离器14连通，另一端与系统原有的油水分离器连通。富油换热器冷凝水出口管路g的一端与富油换热器8连通，另一端与冷凝水总管d连通，给水预热器冷凝水出口管路e的一端与给水预热器4连通，另一端与冷凝水总管d连通，冷凝水总管d的一端与给水罐1内设置的换热器3连通，换热器3的另一端敞口。

工作过程：给水经补充水管路a进入给水罐1内储存，经过给水泵进口管路b被给水泵2抽吸加压后经给水去给水预热器管路c送往给水预热器4，给水在给水预热器4内被饱和蒸汽去给水预热器管路h送来的饱和蒸汽加热，出给水预热器4后经给水总管路f分配给n支蒸发器进水管路fn，再分别进入n台上升管蒸发器6，水在上升管蒸发器6内被高温荒煤气加热汽化，再分别通过n支蒸发器出口管路jn并入蒸发器出口总管j，经过蒸发器出口总管j进入汽水分离器5进行汽水分离，分离下来的水经过分离水出口管路i与蒸汽去给水预热器管路h汇总，一起去给水预热器4加热给水，分离出来的饱和蒸汽经汽水分离器出口管路k进入饱和蒸汽总管l，所产饱和蒸汽分成以下用途：一是经饱和蒸汽去给水预热器管路h去给水预热器4加热给水；二是经饱和蒸汽去富油换热器管路m去富油换热器8加热富油；三是经饱和蒸汽去过热器管路n去n台上升管过热器7过热；四是经剩余饱和蒸汽去低压蒸汽管网管路o去系统低压蒸汽管网。由饱和蒸汽去过热器管路n分配到n支过热器进口管路nn，再分别进入上升管过热器7，饱和蒸汽在上升管过热器7内被上升管内的高温荒煤气加热，由n支过热器出口管路pn引出，并入过热蒸汽总管p进入洗油再生器10，由系统油油换热器来的富油经过富油进富油换热器管路r进入富油加热器8，被蒸汽加热后由富油出富油加热器管路q引出进入脱苯塔9，在脱苯塔9内经过逐层筛板被脱苯塔9下部上来的苯和蒸汽的油汽混合气加热汽提，使溶解在富油中的苯被蒸馏出来，被蒸馏出来的苯和自下往上流动的油汽混合气混合向塔顶流动，随着油汽混合气向上流动，苯的含量逐渐提高，最后油汽混合气由脱苯塔9的顶部引出，富油在脱苯塔9内沿塔板逐层降落，苯含量逐渐降低变成贫油，为了保证贫油的质量，有一部分贫油经过贫油去再生器管路u进入洗油再生器10，这部分贫油在洗油再生器10内被过热蒸汽总管p送来的过热蒸汽加热再生，在洗油再生器10内贫油被再次提温并释放出油气与蒸汽混合，形成油汽混合气，由洗油再生器10的顶部引出，经过洗油再生器油汽混合气管路t进入脱苯塔9去加热和汽提沿塔板逐层降落的富油中所溶解的苯。由脱苯塔9顶部引出的油汽混合气经脱苯塔油汽混合气管路s进入油汽换热器11，再经过换热器连接管路v进入苯冷凝冷却器12，油汽混合气经过油汽换热器11和苯冷凝冷却器12的降温形成苯和水的混合液，经过真空泵进口管路w进入真空泵13，被真空泵13抽吸后排出，沿真空泵出口管路x进入气液分离器14，在气液分离器14内将苯和水的混合液中所含的不凝性气体分离出来，不凝性气体经过去尾气处理系统管路y排往原有的尾气处理系统，分离下来的苯和水的混合液沿苯水混合液出口管路z排往原有的油水分离器将苯和水进行分离。进入富油换热器8的饱和蒸汽与富油换热后变成冷凝水，经过富油换热器冷凝水出口管路g与给水预热器冷凝水出口管路e合并后经过冷凝水总管d进入给水罐1内的换热器3，进入换热器3的冷凝水与给水罐1里的水换热，冷凝水被降温后由换热器3的敞口端流出，进入给水罐1，与给水罐1里的补充水混合，再经给水泵进口管路b进入给水泵2送往蒸发系统。

本具体实施方式的一种荒煤气余热加热富油和蒸馏及负压生产粗苯的装置包含蒸发系统、过热系统、富油换热器、负压脱苯系统。

所述的蒸发系统是由给水罐、换热器、给水泵、给水预热器、n台上升管蒸发器、汽水分离器等组成；所述的上升管蒸发器是在上升管内布置了蒸发器，给水预热器来的给水分别进入n台上升管蒸发器内，通过间壁与上升管内的高温荒煤气换热，产生后系统需要的饱和蒸汽。所述的给水罐是外来的补充水和富油加热器、给水预热器来的冷凝水在罐内混合后储存，供蒸发系统使用，所述的换热器设置在给水罐内，冷凝水先进入换热器，外来的常温补充水进入给水罐内，给水罐内的水与换热器内的冷凝水换热，将冷凝水温度降低后出换热器进入给水罐内与补水混合。所述的给水泵是将给水罐内的水升压送到给水预热器内。所述的给水预热器是将给水泵送来的给水通过间壁与蒸发系统送来的饱和蒸汽换热，将给水泵来的给水加热后去n台上升管蒸发器，给水预热器的作用是将给水加热到一定温度后再进入上升管蒸发器，避免较低温度的水直接进入上升管蒸发器后因蒸发器壁面温度低而粘接焦油和煤灰等杂质，影响蒸发器的换热效果，进入给水预热器的蒸汽将热量传给给水后变成冷凝水，与富油换热器来的冷凝水混合后进入给水罐内的换热器。所述的汽水分离器是将n台上升管蒸发器所产生的饱和蒸汽汇总后进入汽水分离器进行汽水分离，将饱和蒸汽中夹带的水分离下来，饱和蒸汽出汽水分离器后大部分去富油加热器，另一部分去过热系统，还有一部分去给水预热器，最后剩余的饱和蒸汽并入原有的低压饱和蒸汽管网。

所述的蒸发系统所产的饱和蒸汽压力是高于锅炉所产的饱和蒸汽压力的。

所述的蒸发系统没有大功率的强制循环泵，只有给水泵，而且给水泵的给水量略大于n台上升管蒸发器的蒸发量，这样，既节省了电力，又简化了工艺流程，节省了循环泵的维修费用。

所述的过热系统是由n台上升管过热器组成，在每个上升管内布置有过热器，将蒸发系统来的饱和蒸汽分别进入n台上升管过热器，上升管内的高温荒煤气将过热器内的饱和蒸汽加热成洗油再生器所需要温度的过热蒸汽。

所述的富油换热器是将进入脱苯塔前的富油通过与蒸发系统送来的饱和蒸汽间壁换热，将富油加热到脱苯塔需要的温度后去脱苯塔，蒸汽将热量传给富油后变成冷凝水，与给水预热器来的冷凝水混合后去给水罐。

所述的负压脱苯系统包括：脱苯塔、洗油再生器、油汽换热器、苯冷凝冷却器、真空泵、气液分离器。从富油换热器来的富油由脱苯塔上部喷淋而下，在逐级塔板上与塔底来的苯和水蒸汽的混合气逆流换热，苯由富油中解析出来进入苯和水蒸汽的混合气向塔顶部流动，最后苯含量较高的混合气由脱苯塔顶引出去往油汽换热器和苯冷凝冷却器降温，苯水混合气被降温后形成苯水混合液和少量的不凝性气体在真空泵抽吸下进入真空泵，被真空泵排出后进入气液分离器，不凝性气体在此分离出来去原有的尾气处理系统，分离下来的苯水混合液去原有的油水分离器进行分离。因真空泵的抽吸，上述操作过程为负压操作。

本具体实施方式在脱苯系统中引入了真空泵等设备，使原有正压操作的脱苯系统变成了负压操作，降低了苯的沸点，使经过富油换热器加热的富油温度比原工艺低，这样富油换热器也就节省了蒸汽用量。同时，因加热后的富油温度不再需要那么高，那么进入富油换热器的蒸汽温度也就不需要那么高，所对应的饱和蒸汽压力也就可以降低，由此降低了蒸发系统和富油换热器的压力等级，节省了投资。

所述的富油换热器和给水预热器生成的冷凝水经过收集送回给水罐回收利用，可减少补充水量，节省制水费用。

本具体实施方式能使焦炉上升管内荒煤气的余热得到回收利用；节省锅炉、管式炉所燃烧的煤气，为企业带来较好的经济效益。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征以及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。