聚苯胺的性质
聚苯胺(Polyaniline)一种重要的导电聚合物。
聚苯胺的主链上含有交替的苯环和氮原子,是一种特殊的导电聚合物。可溶于N-甲基吡咯烷酮中。
聚苯胺随氧化程度的不同呈现出不同的颜色。完全还原的聚苯胺(Leucoemeraldine碱)不导电,为白色,主链中个重复单元间不共轭;经氧化掺杂,得到Emeraldine碱,蓝色,不导电;再经酸掺杂,得到Emeraldine盐,绿色,导电;如果Emeraldine碱完全氧化,则得到Pernigraniline碱,不能导电。
聚苯胺具有优良的环境稳定性。可用于制备传感器、电池、电容器等。
聚苯胺由苯胺单体在酸性水溶液中中经化学氧化或电化学氧化得到,常用的氧化剂为过硫酸铵(APS)。中性条件下聚合的聚苯胺常常含有枝化结构。
聚苯胺是一种具有金属光泽的粉末,因分子内具有大的线型共轭 π电子体系,其自由电子可随意迁移和传递,而成为最具代表性的有机半导体材料。与其他导电聚合物相比,聚苯胺具有结构多样化、耐氧化和耐热性好等特点,同时还具有特殊的掺杂机制。聚苯胺及其衍生物不仅可通过质子酸的掺杂获得良好的导电性,而且可通过加入氧化剂或还原剂来使其骨架中的电子迁移发生改变,即“氧化还原掺杂”。掺杂后,聚苯胺及其衍生物的导电率可提高10个数量级以上,并可改善其在溶剂中的溶解性和加工性能。
自从科学家首次发现用AsF5或I2对聚乙炔进行P型掺杂可获得极高导电率的材料以来,导电高分子已在近年来逐渐发展成一门新型的多学科交叉的研究领域。而经过10多年的研究和试验,聚苯胺树脂的可溶性和加工性方面的研究也已取得了一定的突破。目前,解决导电聚苯胺树脂可溶性主要采取的方法有:功能质子酸掺杂、结构修饰、制备可溶性复合物、制备胶体颗料等。以上方法在不同程度上均可提高聚苯胺在有机溶剂中的溶解度,并进一步提高其成型加工能力。但是大多数有机溶剂都会造成不同程度的环境污染,如果能用水来代替,制成水溶性聚苯胺复合物,不仅有利于环保,也会带来更大的经济效益。因此,近年来水溶性导电聚苯胺已成为人们研究的热点。另外,制备聚苯胺复合物是改善聚苯胺加工性能的主要方法,目前主要采用电化学法和化学氧化法两种工艺。UNIAX公司通过溶液共混的方法制备了一种性能优异的透明导电涂层,透光率达80%,而表面电阻仅为 192Ω,可作为导电玻璃使用。聚苯胺还可以同PET、PVC、PS、PVA、 PA和PMMA等聚合物制成复合膜。如采用原位复合的方法可使PANI在很低的含量下就可具有较高的导电率,这是制备导电聚合物复合材料的一种很有发展前景的方法。
电磁波屏蔽一般是指电磁波的能量被物体表面吸收或反射后而使其传导受阻,电磁波能量衰减程度越大,其屏蔽效果就越好。研究聚苯胺的电磁屏蔽及吸收性能,其导电与介电特性是两个必不可少的参数。随着聚苯胺加工问题的解决,近来以聚苯胺为基础的各种抗静电和电磁屏蔽材料相继问世。如美国UNIAX公司利用有机磺酸掺杂的聚苯胺和商用高聚物进行共混,可制备各种颜色的抗静电地板。另外,研究人员还制备了一种透明的聚苯胺基可热固化的涂料。该涂料与聚合物基体具有良好的粘接性能,它不但耐化学腐蚀,而且耐磨损。另外,科学家最近经反复试验制成了一种水溶性聚苯胺水乳液,它可用作防腐和防静电涂料。美国已将导电聚苯胺用于火箭发射平台的防腐蚀涂层,效果很好。日本还制造了一种透明的PANI防静电涂层,并用于 4MB的软盘上,效果非常好。目前美、日、德聚苯胺电磁屏蔽材料的研究均获得了突破性的进展。
本征导电聚合物(ICPS)是一类新型的微波吸收材料,而高导电及高介电常数的聚苯胺在微波频段能有效地吸收电磁辐射。科学家们经反复试验后得出结论,当掺杂态的聚苯胺处于无定形态时,其吸收比率最大。利用聚苯胺吸收微波这一特性,目前国外已将它用作军事上的伪装隐身,法国正在研制一种隐形潜艇,美国则将其用作远距离加热材料,用于航天飞机中的塑料焊接技术。
随着信息技术的蓬勃发展以及计算机、无线通讯技术的广泛使用,各种频率的电磁波对交通、航空航天、军事等领域的工作产生了不同程度的干扰。为此,一些发达国家和组织相继制定了排除电磁波干扰的国际标准和法规。以聚苯胺为首的包括聚吡咯、聚噻吩等本征导电聚合物在排除电磁波干扰中,发挥了巨大作用。与复合型导电聚合物不同,本征导电聚合物具有相对较高的电导率和介电系数,易于通过化学加工来控制或消除电磁波干扰。而与金属相比,这类材料质轻、有韧性、不易被腐蚀,从而越来越受到人们的青睐。
另外,随着全球经济的迅速发展,环境问题特别是大气污染日益加剧,大气中的各种有害气体不断增多,各国科学工作者已开发出一些相应的气敏材料来检测这些有害气体。聚苯胺薄膜就是利用它能和某些气体发生氧化还原作用,引起掺杂度的改变,进而导致电导率发生明显的变化。利用这一特性,人们可以及时地检测空气中氮氧化物的含量。与NOx不同,H2S是具有还原性的气体。它能使聚苯胺化学传感器的电导率下降。 一般来自工厂的含有SO2的废气对生物和人类的生存环境均有极大的危害,所以如何及时地检测和控制SO2的排放量对控制环境污染至关重要。实验表明,采用旋转和蒸发法制备的聚苯胺薄膜与SO2作用以后,其电导率明显增加,而且完全可逆,其检测极限可达到2ppm。而新制备的聚苯胺蒸发膜灵敏度更高,它甚至可以检测到0.5ppm的SO2含量。另外,在常温下聚苯胺对NH3也有很高的灵敏度,所以也可以用它来检测空气中NH3的浓度含量。关于聚苯胺树脂用于生物传感器近年来中外也有不少研究。自从酶固定的第一篇报告问世以来,人们已经研究了各种固定酶的方法,但到目前为止,无论是酶固定的稳定性、重现性还是固定方法本身均存在一定的问题。鉴于 PANI导电高聚物具有的电化学活性,在氧化还原过程中,阴离子能掺杂进去,为酶的固定提供了新的途径。
为了能制备一种更高电导率的聚苯胺高聚物,今后应加强分子设计和物理改性,研制出一种具有高电导率、介电常数和介电损耗的聚苯胺,以进一步提高聚苯胺树脂的屏蔽和吸收电磁波的性能;要通过各种仪器比和X射线衍射仪、红外光谱仪和扫描电镜等研究其结构与性能的关系。可以相信,通过科学工作者的不断努力和深入研究,今后一种性能更好的聚苯胺及其衍生物的导电聚合物将展现在世人面前,为清除空间电子雾,排除电磁波的干扰,为人类作出更大的贡献。
三烯指的是乙烯、丙烯、丁二烯,三苯指的是苯、甲苯、二甲苯。
一、三烯是石化工业的基础原料。
1、乙烯(ethylene)最简单的烯烃,分子式C₂H₄ 。少量存在于植物体内,是植物的一种代谢产物,能使植物生长减慢,促进叶落和果实成熟。无色易燃气体。熔点-169℃,沸点-103.7℃。几乎不溶于水,难溶于乙醇,易溶于乙醚和丙酮。
乙烯是由两个碳原子和四个氢原子组成的化合物。两个碳原子之间以双键连接。乙烯存在于植物的某些组织、器官中,是由蛋氨酸在供氧充足的条件下转化而成的。
2、丙烯,用途大部分为颜料,为有机物,分子式CH₃-CH=CH2。
3、丁二烯,无色气体,有特殊气味。稍溶于水,溶于乙醇、甲醇,易溶于丙酮、乙醚、氯仿等。是制造合成橡胶、合成树脂、尼龙等的原料。制法主要有丁烷和丁烯脱氢,或由碳四馏分分离而得。有麻醉性,特别刺激粘膜,易液化。临界温度161.8,临界压力4.26兆帕。与空气形成爆炸性混合物,爆炸极限2.16~11.47%(体积)。
二、三苯作为化工原料或溶剂,广泛应用于染料工业、农药生产、香料制作、造漆、喷漆、制药、制鞋、家具制造等行业。
1、苯在常温下为一种高度易燃,有香味的无色的液体,为一种有机化合物,也是组成结构最简单的芳香烃。苯有高的毒性,也是一种致癌物质。它难溶于水,易溶于有机溶剂,本身也可作为有机溶剂。苯也是石油化工的基本原料,苯的产量和生产的技术水平是一个国家石油化工发展水平的标志之一。
2、无色澄清液体。有苯样气味。有强折光性。能与乙醇、 乙醚、丙酮、氯仿、二硫化碳和冰乙酸混溶,极微溶于水。相对密度 0.866。凝固点-95℃。沸点110.6℃。折光率 1.4967。闪点(闭杯) 4.4℃。易燃。蒸气能与空气形成爆炸性混合物,爆炸极限 1.2%~7.0%(体积)。低毒,半数致死量(大鼠,经口)5000mg/kg。高浓度气体有麻醉性。有刺激性。
3、又名1,2-二甲苯,英文名称为o-Xylene,是二甲苯各异构体混合物中重要的组分,邻二甲苯并不从混合二甲苯中分出,而被异构化为对二甲苯,邻二甲苯是制邻苯二甲酸酐的原料。
间苯二甲酸也称为PIA(部分人称IPA),是一种白色结晶性粉末或针状结晶易溶于醇和冰醋酸,微溶于沸水但不溶于冷水,几乎不溶于苯和石油醚工业上以间二甲苯为原料,以乙酸钴为催化剂、乙醛为促进剂、乙酸为溶剂,在约0.6MPa压力下于120℃低温液相氧化制得间苯二甲酸另外,间苯二甲腈水解,或间二甲苯用高锰酸钾氧化也是工业上采用的生产间苯二甲酸的方法。
PIA具有较强的耐热、耐水解性和耐化学性,在醇酸树脂涂料、聚酯(PET)树脂、不饱和(UPR)树脂、特种纤维、热熔粘合剂、印刷油墨、聚酯纤维染色改性、树脂增塑及医药等方面具有防范用途。
这是动力类的:石油燃料、石油溶剂与化工原料、润滑剂、石蜡、石油沥青、石油焦等6类。其中,各种燃料产量最大,约占总产量的90%;各种润滑剂品种最多,产量约占5%。各国都制定了产品标准,以适应生产和使用的需要。
汽油:是消耗量最大的品种。汽油的沸点范围(又称馏程)为30~205°C,密度为0.70~0.78克/厘米3,商品汽油按该油在汽缸中燃烧时抗爆震燃烧性能的优劣区分,标记为辛烷值70、80、90或更高。号俞大,性能俞好,汽油主要用作汽车、摩托车、快艇、直升飞机、农林用飞机的燃料。商品汽油中添加有添加剂(如抗爆剂四乙基铅)以改善使用和储存性能。受环保要求,今后将限制芳烃和铅的含量。
喷气燃料:主要供喷气式飞机使用。沸点范围为60~280℃或150~315℃(俗称航空汽油)。为适应高空低温高速飞行需要,这类油要求发热量大,在-50C不出现固体结晶。
煤油:沸点范围为180~310℃ 主要供照明、生活炊事用。要求火焰平稳、光亮而不冒黑烟。目前产量不大。
柴油:沸点范围有180~370℃和350~410℃两类。对石油及其加工产品,习惯上对沸点或沸点范围低的称为轻,相反成为重。故上述前者称为轻柴油,后者称为重柴油。商品柴油按凝固点分级,如10、-20等,表示低使用温度,柴油广泛用于大型车辆、船舰。由于高速柴油机(汽车用)比汽油机省油,柴油需求量增长速度大于汽油,一些小型汽车也改用柴油。对柴油质量要求是燃烧性能和流动性好。燃烧性能用十六烷值表示愈高愈好,大庆原油制成的柴油十六烷值可达68。高速柴油机用的轻柴油十六烷值为42~55,低速的在35以下。
燃料油:用作锅炉、轮船及工业炉的燃料。商品燃料油用粘度大小区分不同牌号。
石油溶剂:用于香精、油脂、试剂、橡胶加工、涂料工业做溶剂,或清洗仪器、仪表、机械零件。
石蜡油:包括石蜡(占总消耗量的10%)、地蜡、石油脂等。石蜡主要做包装材料、化妆品原料及蜡制品,也可做为化工原料产脂肪酸(肥皂原料)。
润滑油:从石油制得的润滑油约占总润滑剂产量的95%以上。除润滑性能外,还具有冷却、密封、防腐、绝缘、清洗、传递能量的作用。产量最大的是内燃机油(占40%),其余为齿轮油、液压油、汽轮机油、电器绝缘油、压缩机油,合计占40%。商品润滑油按粘度分级,负荷大,速度低的机械用高粘度油,否则用低粘度油。炼油装置生产的是采取各种精制工艺制成的基础油,再加多种添加剂,因此具有专用功能,附加产值高。
润滑脂 :俗称黄油,是润滑剂加稠化剂制成的固体或半流体,用于不宜使用润滑油的轴承、齿轮部位。
石油沥青:主要供道路、建筑用。
石油焦:用于冶金(钢、铝)、化工(电石)行业做电极。
除上述石油商品外,各个炼油装置还得到一些在常温下是气体的产物,总称炼厂气,可直接做燃料或加压液化分出液化石油气,可做原料或化工原料。 炼油厂提供的化工原料品种很多,是有机化工产品的原料基地,各种油、炼厂气都可按不同生产目的、生产工艺选用。常压下的气态原料主要制乙烯、丙烯、合成氨、氢气、乙炔、碳黑。液态原料(液化石油气、轻汽油、轻柴油、重柴油)经裂解可制成发展石油化工所需的绝大部分基础原料(乙炔除外),是发展石油化工的基础。目前,原油因高温结焦严重,还不能直接生产基本有机原料。炼油厂还是苯、甲苯、二甲苯等重要芳烃的提供者。最后应当指出,汽油、航空煤油、柴油中或多或少加有添加剂以改进使用、储存性能。各个炼油装置生产的产物都需按商品标准加入添加剂和不同装置的油进行调和方能作为商品使用。石油添加剂用量少,功效大,属化学合成的精细化工产品,是发展高档产品所必需的,应大力发展。
这是塑料产品; EVA、PE、PP、ABS、PC。。。。。
2018年5月20日
1、粗苯产品及其用途
粗苯是黄色的透明液体,是多种有机化合物的混合物。粗苯本身用途不大,但将粗苯精制加工可得纯苯(C6H6)、甲苯(C6H5CH3)和二甲苯{C6H4(CH3)2等产品。纯苯用于人造纤维、塑料、药物及燃料,甲苯用于制造炸药、合成纤维,二甲苯由于橡胶、油漆的溶剂和航空及内燃机燃料的添加剂。总之,粗苯是一种非常宝贵的化工基本原料。
2、粗苯的组成、性质和质量
2.1粗苯的组成
粗苯的组成波动较大,主要取决于炼焦配煤的组成及炼焦产物在炭化室内热解的程度(及焦炉的炭化温度)粗苯主要组分的平均含量如下:
苯55—80%:甲苯11—22%:二甲苯2—6%:不饱和化合物(如环戊二烯(C5H6)苯乙烯(C6H5CHCH2)等7—12%:硫化物(如二硫化碳(CS2)噻吩(C4H4S)等0.3—1.8%.
2.2粗苯的性质
粗苯比水轻,微溶于水,且易与水分离。在储存较长时间时,由于含有不饱和化合物的氧化和聚合所形成的树脂状物质又溶解于粗苯中,能使粗苯着色变为暗褐色(或淡红色)。粗苯易燃,闪点为12℃.粗苯蒸汽在空气中的体积浓度为1.4%-7.5%时,能形成爆炸性混合物。若粗苯着火时,应使用泡沫剂或蒸汽灭火。粗苯在管道内流动时极易产生静电,为防止引起静电火花的危险,所以粗苯生产及产品运输和储存设备与管道应安装有可靠接地导电装置。
2.3粗苯的质量及其指标
粗苯的各主要组分均在180℃前馏出,180℃后的流出量当作100%来计算,故以其180℃前的馏出量作为鉴别粗苯质量的指标之一。粗苯在180℃前的馏出量取决于粗苯工段的工艺流程和操作制度。180℃前馏出量愈多,粗苯质量愈好。一般要求粗苯的180℃前馏出量为91%—93%粗苯的质量指标如下表。
指标名称
加工用粗苯
溶剂用粗苯
外观
黄色透明液体
馏程%75℃前馏出量(V)
180℃前馏出量(W)
密度(20℃),g/ml
≥93
0.871-0.900
≤3
≥91
≤0.900
水分
室温(18-25℃)下目测无可见不溶解的水
3.粗苯生产产量的估算
3.1粗苯产率
粗苯产率与装炉煤的质量、炼焦温度和焦炉炉顶可见温度有关,随装炉煤挥发分的提高而增加,随炼焦温度、炉顶可见温度的提高而下降。
粗苯产率可按以下经验公式进行计算:(1)y=a+bv
式中:y——粗苯产率(对于煤)%
V——炼焦用煤的可燃基挥发分,%
a、b——常数
常数a、b因各厂的装炉煤性质和主要工艺条件的不同而异。在一定的条件下a和b是定值。以某焦化厂为例:a=-0.64,b=0.065(适用范围:v=27.96—30.37%,y=0.0988—1.37%))
2、y=-1.6+0.144v-0.0016(v)2
式中符号代表意义同上(v在20—30%之间)。
粗苯产率一般为炼焦干基配合煤的0.75%—1.1%,即用炼焦洗精煤炼焦时,没用一顿干煤,可得到7.5—11公斤粗苯。焦炉煤气中一般含粗苯为25—40g/m3.
3.2粗苯产量的估算
(1)基础数据(举例)
焦炉用煤量(平均) 50t/h(干基)
净煤气产率 320—330Nm3/t干煤,取值325 m3/t
洗苯塔前煤气含苯量 28g/m3
洗苯塔后煤气含苯量 3g/m3
粗苯产量(对干煤) 0.82%
(2)粗苯产量
a.按煤气中含苯量进行估算(实际生产中煤气含苯量可由化验分析得到):
50*325*(28-3)/1000=406.25kg
即每天可生产粗苯10吨左右。
b.按粗苯产率进行估算:
50*0.0082*1000=410kg/h
即每天可生产粗苯约10吨左右。
4.粗苯生产消耗洗油、蒸汽、焦炉煤气的指标
(1)洗油<100kg/t粗苯(国内有些焦化厂<70kg/t粗苯);
(2)蒸汽10-1.5t/t粗苯;
(3)焦炉煤气450-550m3/t粗苯。
5.洗油吸收粗苯的基本原理
用洗油吸收焦炉煤气中的粗苯是物理吸收过程,服从亨利定律和道尔顿气体分压定律。当煤气中粗苯蒸汽分压大于洗油液面上粗苯蒸汽压时,煤气中粗苯被洗油吸收。
6.从焦炉煤气中回收粗苯的方法
(1)吸收粗苯部分
a.洗油吸收法(本公司采用):用洗油在专门的洗涤塔内吸收焦炉煤气中的粗苯,将吸收了粗苯的洗油(称为富油)送至脱苯塔蒸馏装置中,在此粗苯被提取出来,脱苯后的洗油(称为贫油)经冷却后重新送回(循环)洗涤塔内吸收粗苯。
b.吸附法(如果用活性碳做吸附煤气中的粗苯,作为煤气含苯化验分析方法之一)
c.低温加压法
(2)蒸馏脱苯部分
吸收了煤气中粗苯的洗油称为富油。按富油加热发生分为:
a. 预热器加热富油(用水蒸气做热源)的脱苯法。
b. 管式炉加热富油(用焦炉煤气做主要热源)的脱苯方法。
7.从富油中蒸出粗苯的原理
从富油中蒸出粗苯是根据洗油和粗苯两者沸点2的不同,虽然粗苯沸点小于180℃,但其液体混合物又不具有恒沸点,同时洗油又是此混合物中主要组份,因此混合物的沸点介于粗苯和洗油沸点(230-300℃)之间,并趋近洗油的沸点,于是采用降低蒸馏温度的水蒸气蒸馏方法。
8.粗苯工段工艺简介及流程图
8.1工艺简介
从硫铵工段来的煤气进入终冷塔,在此被冷却至25-28℃后,由塔底进入洗苯塔,在塔内与塔顶下来的洗油(贫油)逆流接触后,煤气中的苯族烃被洗油贫油吸收下来,从塔顶出来的煤气一部分回焦炉加热。其余部分送至气柜等用户。
吸收苯族烃的贫油变为富油后,在洗苯塔底进小富油泵送至富油槽。在由大富油泵送至蒸苯部分处理。脱苯后的热贫油经一段贫富油换热器后进入脱苯塔底部热贫油槽中,然后用贫油泵从槽中抽出经二段贫富油换热器后,一段贫油冷却器,二段贫油冷却器冷却后送往洗苯塔顶喷洒适用。
由洗苯塔的富油经泵送入油气换热器与脱苯塔顶的苯蒸汽换热后进入二段、一段贫油换热器与来自脱苯塔的热贫油换热后进入管式炉的对流段和辐射段将富油加热至180±5℃后进入脱苯塔蒸馏,其中1-2%左右富油进入再生器,用过热蒸汽蒸吹,再生器顶部蒸出的气体进入脱苯塔,下部排出的残渣流入残渣槽。
脱苯塔出来的苯蒸汽进入冷凝冷却器,先与富油换热器后进入油水分离器,粗苯流入回流柱,部分用回流泵送脱苯塔顶做回流,其余流入粗苯中间槽,定期用产品泵送往苯库。
油水分离器分离水流入控制分离器进一步油水分离粗苯流入中间槽,水去放空槽进行处理。
8.2粗苯工段工艺流程图(间附页)
9.粗苯工段主要生产工艺设备概况
(1)煤气横管终冷器(F=3100m2)2台(一开一备),设计处理焦炉煤气量33740m3/h,顶部和中部设有循环喷洒冷凝液装置,以机械性的冲洗和吸附终冷器内横管壁上附着的萘及焦油尘。顶部为煤气进口,下为煤气出口。其结构与煤气横管初冷器基本相同。
(2)终冷喷洒液泵2台(一开一备),流量20m3/h,扬程50m,配套电机7.5KW。
(3)洗苯塔1台,Dn3.6m;H=32m,洗苯塔的作用是使循环洗油(贫油)和煤气在塔内充分接触,已达到洗苯效果。洗苯塔是用钢板焊制成的直立圆形轻瓷填料塔。
(4)脱苯塔1台,Dn1.6m,,3层塔板,15层塔板以下为提馏段,15层塔板以上为精馏段。每层塔板上均安装泡罩,泡罩上有许多细缝供蒸汽自下而上通过,塔板上还有溢流管供液体自上而下流动,这样气液两相进行传质传热,使液体中低沸点的馏分部分气化,而蒸汽中高沸点馏分则部分冷凝,经过多层塔板如此反复地部分气化和冷凝,结果在塔板液体中富集了高沸点的洗油(此时称为热贫油),在塔顶蒸汽中便富集了低沸点组分的苯蒸汽,从而使富油中粗苯被蒸脱出来。脱苯塔是不锈钢板焊制成的,处理富油能力为45-55m3/h。
(5)管式加热炉1台,总热负荷2.97兆瓦/h,是有对流段和热辐射段的直立圆筒管式炉,其作用是加热富油和将饱和水蒸气加热成过热蒸汽供富油脱苯做直接加热蒸汽用。
(6)热贫油泵和富油泵3台(2开1备),额定流量50m3/h;扬程H=125m,配电机功率37KW。
(7)粗苯回流泵2台(1开1备),额定流量6.25m3/h,扬程=36m,配套电机功率3KW.其作用是向脱苯塔顶送入粗苯做回流,以控制塔顶温度,出合格的产品。
(8)洗油再生器,再生器的作用是除去洗油中高沸点的聚合物组分,以改善循环洗油是质量,同时还向脱苯塔提供直接加热蒸汽,再生器是用钢板焊制成的直立柱筒体,底部为锥形。循环洗油(富油)再生 原理是由于洗油循环加热使用,洗油中高沸点组分聚合作用生成残渣,通过洗油再生器,利用蒸汽热量和蒸吹,将富油中低沸点组分蒸出,且将循环洗油残渣排出。
10.影响洗油吸收粗苯的主要因素
煤气中的粗苯在洗苯塔内被吸收的程度称为回收率。回收率是评价洗苯操作好坏的主要指标,此值可用下式表示:
N=1-a2/a1
式中:n——粗苯回收率,%
a1、a2——洗苯塔进口煤气和出口煤气中苯含量,g/m3
粗苯回收率的大小取决于下列因素;煤气和循环洗油(贫油)中粗苯含量;煤气流速及压力;循环洗油(贫油)量及其分子量;吸收温度;洗苯塔的构造及填料特性。
一般粗苯回收率为93-95%,适宜的吸收温度为25℃左右,在操作中必须严格控制贫油温度略高于煤气温度,以防止煤气中的水蒸气冷凝而进入循环洗油(富油)中,恶化脱苯系统的操作。一般确定循环洗油量宜按1完m3煤气为15-18t左右,此值称为油气比。贫油含苯量是决定洗苯塔后煤气含苯量的主要因素之一,经理论计算结果表明,若使洗苯塔后煤气含苯量不大于2g/m3,则贫油中的最大粗苯含量0.22%(理论值,实际贫油含苯量可允许达到0.3%—0.5%,仍能保证塔后煤气含量在2g/m3)。
11.洗油的性能要求及质量指标
11.1洗油的性能 为满足从煤气中回收和制取粗苯的要求,洗油应具有如下性能:
(1)常温下对粗苯具有良好的吸收能力,在加热时又能使粗苯很好的范例出来;
(2)具有足够的化学稳定性,即长期使用中,其吸收能力不降低;
(3)在吸收操作温度下,且易与水分离;
(4)不与水生成乳化物,且易与水分离;
(5)有较好的流动性,以使洗油易于用泵抽送和在洗苯塔内填料上均匀分布。
11.2洗油的质量指标
国内大多数焦化厂用于洗苯的时及哦啊有洗油,也有极少数焦化厂用石油洗油。
焦油洗油是高温煤焦油中230—300℃的馏分,其质量指标如下表所示。
指标名称
指标
指标名称
指标
密度(20℃),g/ml
1.04-1.07
含萘量%(W)
≤13
馏程(%)
粘度E25
2
230℃前馏出量(V)
≤3
水分%(W)
≤1
300℃前馏出量(V)
≥90
15℃结晶物
无
含酚量%(W)
≤0.5
要求洗油的萘含量小于7%,苊含量不大于5%,以保证在10-15℃时无固体沉淀物。萘因熔点较高,在常温下易析出固体结晶,因此,应控制其含量。
但萘与苊、芴、氧芴及洗油中其他高沸点组分混合时,能生成熔点低于有关组分的共熔点混合物。因此,在洗油中存在一定数量的萘,有助于降低从洗油析出沉淀物的温度。洗油中甲基萘含量最高,洗油粘度小,平均相对分子质量小,吸收能力较大。所以,在采用洗油脱萘工艺时(本公司未使用),应防止甲基萘成分随之被切出。洗油含酚高易于水形成乳化物,破坏洗苯操作。另外,酚的存在还易使洗油变稠。因此,应严格控制洗油中含酚量。
12.粗苯生产中常出现的故障及其处理方法
(1)循环洗油含水量过高 会造成脱苯系统操作混乱。处理方法如下:
a.及时调整贫油温度高于煤气温度2—5℃;
b.清扫终冷塔后煤气管道水封的排液管,使其畅通,防止冷凝水进入洗苯塔底富油中;
c.视情况适当提高管式炉后富油温度和脱苯塔顶温度,使循环洗油中水分尽快脱出。
(2)洗苯塔阻力过大 在生产操作中,一般洗苯塔的阻力在500Pa左右,如果过高将影响洗苯效果。降低洗苯塔阻力的方法之一可用热贫油冲洗的办法来降低洗苯塔的阻力。
(3)塔底油槽抽空或冒槽
a.各油泵送油量不一致,导致各油槽液位不稳定,甚至抽空或冒槽,这时应立即调节有关油泵流量,及时倒油。预防方法:平时应稳定各油泵操作,使各油泵的流量保持一致,经常检查液位是否正常。
b.若因液位计不准,应及时检查现场液位计,然后立即倒油。预防方法是经常对照液位计的读数与仪表指示值。
13.洗苯工序对焦炉煤气质量的要求
焦炉煤气中:含氨<0.03—0.1g/Nm3; 萘<0.2—0.5g/Nm3;
焦油<0.05 g/Nm3; 硫化氢<0.2—0.5g/Nm3;
14.洗涤工标准化作业规程
1. 工艺参数
洗苯塔阻力<1000Pa
出终冷塔煤气温度25—28℃
入洗苯塔贫油温度 27—30℃
出洗苯塔煤气温度28℃
洗苯塔操作温度波动范围控制在20—30℃
洗苯塔前煤气含苯 25—40 g/Nm3;
洗苯塔后煤气含苯≯4 g/Nm3;
贫油中含苯≯0.5%
富油中含苯 1.8—2.5%
富油中含水 ≤1%
循环洗油量50m3/h
泵的电机升温 ≯45℃
轴承温度≯65℃
2.正常操作
2.1做一次塔前塔后煤气含苯化验,根据化验结果,结合生产操作情况做适当调整,使塔后煤气含苯符合要求。
2.2做循环洗油分析,掌握循环油量状况及洗苯效果,均匀补充新洗油、加新洗油时防止满油。
2.3观察富油槽液面是否波动并及时调节,杜绝满油。
2.4观察入洗苯塔煤气温度、严格控制入塔煤气温度符合规定。
2.5煤气温度,保证并调整合适的洗油循环量及贫油温、保证塔后煤气含苯符合技术要求、注意洗苯塔阻力情况、若阻力高及时清扫、保证煤气畅通。
2.6每小时巡查各部一次、认真、准确做好记录、每班计量洗油消耗、并做好各项记录。
3.特殊操作
3.1开工:开工前油封、水封注满液体、检查各管道阀门处于开工状态。抽出各煤气出入口及洗油管道盲板那,打开塔顶及煤气出口阀门前放散管阀门,由塔底及管道通入蒸汽,当放散管冒大量蒸汽时稍开煤气入口阀,然后关蒸汽阀。当放散管冒煤气时,做爆炸试验,合格后关闭放散,全开煤气出口阀门,通知鼓风机工注意机后压力变化。然后慢开,煤气入口阀门,同时关闭交通阀。待煤气正常通过后,按以上步骤将洗苯塔送油,当富油槽油面足够时向蒸馏送油。当贫油槽油面达到指标时,打开循环油槽底阀门,关闭新洗油槽底阀门,使循环油槽底的洗油循环使用,并调整各油槽的液面而稳定在规定指标。
3.2停工:停止向塔内喷淋洗油,通知鼓风机工注意机后压力变化,打开煤气交通阀。临时停工时,关闭塔煤气出入口阀门,并留3-6扣保证洗苯塔正压。停塔检修时,则将煤气出入口阀门全关死,打开塔各处放散阀门,通蒸汽赶净塔内煤气,并把出入口煤气阀盲死,在塔内用蒸汽清扫时,塔温未降下来前,严禁卸开踏上任何法兰和关闭踏上任何放散,防止塔内自燃和把塔体抽扁,进塔检修前做空气分析,合格后方可进塔检修。
3.3洗苯塔的清扫(热贫油的清扫):塔阻力增大时,首先停一、二段贫油冷却器冷却水,然后用清扫专业泵进行热油进塔,油从塔顶部雾层之上向下喷油进行循环,直到清扫阻力正常。若2-3小时不成效可停煤气进塔、停蒸馏系统蒸汽,用管式炉将洗油加热到180-220℃循环清扫至阻力正常。(注:用蒸汽清扫仅在检修时使用)。
15.蒸馏工标准化作业规程
1.工艺参数
油气换热器后富油温度 60—70℃
贫富油换热器后富油温度 120—140℃
脱苯塔顶部温度 90—93℃
一段贫油冷却器后贫油温度 38—45℃
二段贫油冷却器后贫油温度 27—30℃
脱苯塔底部压力 0.03MPa
再生器顶部压力 0.05MPa
再生器顶部温度 160—190℃
再生器底部温度 170—200℃
粗苯冷凝冷却器后粗苯漱口温度 25—30℃
入再生器富油量 1—1.5m³/h
残渣槽温度 60—80℃
粗苯回流量 3—5m³/h
2.正常操作
2.1及时调节脱苯塔顶温度,保证符合技术指标。
2.2经常保持整齐压力的稳定,保证个塔温度及压力的温度。
2.3经常检查油气换热器、贫富油换热器,使进出口油温符合规定,发现异常及时处理。
2.4经常检查各油水分离器分离情况,做到油中不带水、水中不带油。
2.5根据季节温度变化,用低温水给苯贮槽降温,及时汇报贮槽液位情况,做好外送与计量。
2.6定时取油样、掌握脱苯效果。
2.7及时做好各种记录(每小时巡查一次)。
2.特殊操作
3.1蒸馏系统开工:开工前对设备管道、阀门及仪表进行仔细检查,并验证可靠。关闭各设备放空管,打开各设备出入口阀及放散管家,将各水封油水分离器注满水。从富油泵出口阀门外侧通蒸汽经油气换热器、贫富油换热器、管式炉到再生器、当再生器放散管冒大量蒸汽时、关闭蒸汽和放散管。从再生器通蒸汽经脱苯塔、贫富油交换器、一段贫油冷却器到贫油槽,当贫油槽放散冒蒸汽时关闭蒸汽。开富油泵使富油通过油气换热器,贫油换热器、管式炉进入脱苯塔、当贫油槽有足够油时开贫油泵,按生产系统流程进行冷油循环、在冷油循环过程中、检查管路流向的法兰、阀门、仪表是否安装严密、设备回油是否正常。待冷油循环30min左右,确认不正常后按管式炉开工顺序进行点火加热、炉内温升速度为3—5℃/min。当管式炉富油温度升到110—120℃时稳定下来操作一段时间。观察其含水大小、放散管是否冒大量蒸汽各部分是否严密、待一切正常后贫油冷却器给冷却水。再将管式炉富油出口温度提到180—185℃。
3.2蒸馏系统停工:停工前放空管保持畅通,再生器停止进油、降低炉膛温度。炉膛温度降至200℃左右时,停止给水。停工时间长,放净系统内所有设备及管道的存油,并通蒸汽清扫,逐渐减少贫油冷凝水量,维持油温合乎洗苯要求,直到贫油冷却器停水。将洗油该洗苯塔内部循环,检查设备时必须堵盲板,通蒸汽清扫,确认无可燃气体,在通风良好的情况下进行。
16.管式炉工标准化作业规程
1.工艺参数
管式炉膛温度 ≯500℃
管式炉废气温度 300—400℃
过热蒸汽温度 300—400℃
管式炉用煤气压力 ≥2.5KPn
管式炉烟囱吸力 -100pa
富油出管式炉温度 180—185℃
入管式炉煤气压力 4KPa
入管式炉蒸汽压力 0.4—0.6Mpa
入管式炉低压蒸汽量 1-2t/h
2.正常操作
2.1 每小时检查炉膛一次,观察炉管是否局部发红,火焰是否烧偏。
2.2及时清理喷嘴外焦油和地下焦油。
2.3调节煤气总阀、使煤气压力在规定范围内、注意低压报警、注意水封液位。
2.4注意富油出口温度变化,炉膛温度变化、保证富油温度温度在规定指标。
2.5发现事故隐患及时处理。
2.6注意检查再生器液面是否正常,各部位压力是否符合规定,根据油的粘度:呈稀焦油状时,停止加油(每2-3天排渣一次)浓缩后排渣,并及时外送。排净后再打开阀门加油、排渣时直接注意对直接流量的调节。
2.7每小时巡查一次,认真准确做好记录。
3.特殊操作
3.1 管式炉开工:开工前必须检查煤气系统、油系统、蒸汽系统各阀门及烟囱翻板是否具备开工条件。压力计、温度计及自调仪表是否好使,炉膛通蒸汽清扫、当烟囱大量冒蒸汽时关闭蒸汽,给火种、开点火用煤气胶管、侧身将胶管煤气火源移进风口试火,确认煤气阀门不漏 。炉内无残余煤气后,将火源伸入炉膛喷嘴。根据3-5℃/min的加热速度逐渐加大煤气量,视循环油含水情况,在油出口温度达110-120℃恒温脱水。然后再继续升温至富油出口温度符合技术规定。
3.2管式炉停工:关闭煤气喷嘴进口阀门,停止煤气加热关闭煤气总阀,启动调节阀和支管阀门以及调节仪表、富油走旁道,必要时煤气堵盲板。慢开烟道翻板,风门降低炉膛温度、降温速度3-5℃/min冷却时间大于4小时,停工三天课不放油、超过三天应把油放回油槽用蒸汽清扫油管。
3.3管式炉油管漏油着火停炉操作:应立即关闭煤气总阀和煤气之动阀门,打开炉底和对流段油管箱内的消火蒸汽阀门(大于100mm的煤气管要缓慢关闭)情况特别危险时,可打开炉膛下部消火蒸汽,温度降至50℃以下时,全开翻板,打开入孔后方可入内。
3.4管式炉突然停电操作:停电时应立即关闭煤气系统所有阀门,打开地风门和烟道翻板并通蒸汽降低炉膛温度,当炉温降到200℃是关蒸汽,短时间停电做好开炉准备,以待来电开炉,若停电时间长,经领导同意按长时间通过处理。
3.5管式炉突然停火操作:发现有自动熄火时应立即关闭炉前煤气系统各种控制阀、并通知蒸馏工做好调节。打开翻板排净煤气,查找原因并进行处理、处理后按开工规程开炉。
3.6富油泵突然停泵操作:立即关闭煤气各控制阀门、打开翻板和炉膛蒸汽消火阀门进行迅速降温,防止炉内存油结焦。当富油泵排除故障正常运行后打开程序恢复正常。
3.7管式炉停蒸汽操作:属暂时停气,只将再生器直接蒸汽关闭。停气再生器加油和排渣,关死脱苯塔直接蒸汽进出阀门逐渐减少回流量,关小各冷却水量维持生产等待来气,属长时间(4h以上)停气,按停工处理。
3.8管式炉停电操作:立即关闭管式炉加热煤气管阀门,关再生器直接蒸汽,切断电源,关闭进出口阀门,停止再生器加油和排渣。若停电时间长按停工处理。
17.洗涤工岗位职责
1.在工段及本班班长领导下积极参与质量管理、控制、安全生产,完成各项本职工作。
2..负责终冷塔和低温水的调节及冷凝液循环泵的操作,始终冷塔出口煤气温度的稳定。
3.负责洗苯塔、贫油冷却器等操作,使出洗苯塔煤气含量符合技术规定。
4.负责洗苯塔底富油的稳定输送。
5.负责新洗油的接受及定期添加。
6.负责富油、循环洗油、新洗油的化验取样。
7.负责终冷塔上下段、富油槽液位控制积水封槽、油封槽的液位稳定和定期清扫。
8.精心控制、调节各参数,使系统处于最佳生产状态。
9.负责本岗位的正常操作,开停工及特殊操作。
10.负责本岗位生产工具、消防器材的保管,所属设备的维修、点检、如实、准确的做好原始记录,发现问题及时处理、汇报。
18.蒸馏工岗位职责
1.在班长的领导下,完成各项工作。
2.负责富油加热、蒸馏、保证贫油低含苯量。
3.负责向终冷洗苯系统抽送贫油。
4.负责苯蒸汽的冷凝冷却、苯水分离、产品的计量、输送。
5.负责洗油的再生及残渣的排放、输送。
6.负责地下放空槽的液位控制。
7.精心调节各项参数,使系统处于最佳生产状态。
8.负责粗苯、贫油、残渣的化验取样。
9.负责本岗位的正常操作,开停工操作及特殊操作。
10.负责本岗位的环境卫生工作。
19.管式炉岗位职责
1.在班长的领导下完成各项工作。
2.负责脱苯塔、管式炉、油气换热器、产品贮槽、再生器、各油水分离器的操作,保证产品质量合格。
3.负责本岗位的开停、倒换、清扫、维修及事故处理工作。
4.负责本岗位粗苯回收机输送工作,准确计量,并认真填写记录结果。
5.精心填写各参数,使设备处于最佳生产状态。
6.负责本岗位生产工具、灭火器材的保管、维护和使用工具。
7.负责本岗位的环境卫生工作。
20.粗苯工段岗位安全操作规程
1.本岗位属甲类防火区,A级危险区域,禁止烟火,与市场无关人禁止入内。
2.禁止用苯洗手、擦地、清洗设备,禁止用压缩空气吹扫苯管道。
3.严禁用铁质、塑料盒其它能生产火花或静电的工具进行检修、取样和测量。
4.禁止穿钉子鞋、化纤衣服。
5.禁止乱扔工具盒铁质物件。
6.设备的开、停必须按安全规程进行操作。
7.管式炉点火前应用蒸汽将残余煤气吹扫干净,应先送火后开煤气阀。
8.严禁在管式炉烟囱翻板关闭的情况下点火,炉膛不准正压操作。
9.严禁将苯、洗油等易燃、易爆品冲入地沟。