成果与项目的背景及主要用途： 粗苯来自焦炉煤气，粗苯产量约占焦炭产量的 1~1.5%，目前我国焦炭产量 占世界总产量的 60~70%。粗苯中含有 100 多种物质，通过精馏可以将苯、甲苯、 二甲苯、噻吩、苯乙烯、二聚环戊二烯、二硫化碳、吡啶和萘回收。纯苯是最基 本的有机化工原料，我国年用量在 800~1000 万吨。甲苯也是基本有机化工原料 之一，大量用于提高汽油辛烷值和多种用途的溶剂。二甲苯可以作为溶剂使用， 也可以作为制备对二甲苯(PX)和邻二甲苯(OX)的原料。噻吩是高附加值的化工原 料，以前主要以合成为主，从粗苯中回收的噻吩可以取代合成噻吩。 技术原理与工艺流程简介： 粗苯萃取精馏工艺主要分为粗苯分离、苯萃取精馏、甲苯萃取精馏、二甲苯 萃取精馏四个单元。 第一单元 粗苯经预热器预热后进入两苯塔，塔底采出副产品重质苯，塔顶采出进入初 馏塔。初馏塔顶采出进入初馏分储罐，塔底物料进入粗纯苯塔。粗纯苯塔顶采出 进入二单元，塔底物料进入粗甲苯塔。粗甲苯塔顶采出进入三单元，塔底物料进 入粗二甲苯塔。粗二甲苯塔顶采出进入四单元，塔底采出进入重质苯罐。 第二单元 来自一单元的粗纯苯进入苯脱轻塔，塔顶采出进入粗苯罐，塔底物料进入萃 取精馏脱非芳塔。脱非芳塔塔顶采出进入非芳罐，塔底物料进入萃取精馏塔。苯 萃取精馏塔顶采出纯度 99.99%、噻吩含量小于 1ppm 的纯苯进入产品罐，塔底 物料进入萃取剂再生塔，苯萃取精馏塔设有热量回收装置，以充分利用萃取剂的 热量，减少一次热量的用量。萃取剂再生塔顶采出进入二级萃取精馏塔，再生后 的萃取剂经回收热量后循环使用。二级萃取精馏塔顶采出返回脱非芳塔，塔底物 料进入二级萃取剂再生塔，二级萃取精馏塔亦设有热量回收装置。二级萃取剂再 生塔顶采出进入噻吩精制塔，塔底萃取剂经热量回收后循环使用。噻吩精制塔顶 采出 99.7%以上的噻吩进入产品罐 5天津大学科技成果选编 6 第三单元 来自一单元的粗甲苯经预热后进入甲苯脱轻塔，塔顶采出进入粗苯罐，塔底 物料进入甲苯脱非芳塔。脱非芳塔顶采出进入非芳罐，塔底物料进入甲苯萃取精 馏塔。甲苯萃取精馏塔顶采出纯度 99.9%以上、甲基噻吩含量小于 2ppm 的甲苯 进入产品罐，塔底物料进入甲苯萃取剂再生塔，甲苯萃取精馏塔设有热量回收装 置，以充分利用萃取剂的热量，减少一次热量的用量。甲苯萃取剂再生塔顶采出 进入二级萃取精馏塔，再生后的萃取剂经回收热量后循环使用。甲苯二级萃取精 馏塔顶采出进入甲苯脱非芳塔，塔底采出进入甲苯二级萃取剂再生塔。甲苯二级 萃取剂再生塔顶采出甲基噻吩馏分，塔底再生后的萃取剂经回收热量后循环使用。 第四单元 来自一单元的粗二甲苯经预热后进入二甲苯脱非芳塔，塔顶采出进入非芳罐， 塔底物料进入二甲苯萃取精馏塔。二甲苯萃取精馏塔顶采出 3 度二甲苯进入二甲 苯产品罐，塔底物料进入二甲苯萃取剂再生塔。二甲苯萃取剂再生塔顶采出进入 粗苯乙烯罐，再生后的萃取剂经回收热量后循环使用。 技术水平及专利与获奖情况：国内领先。 应用前景分析及效益预测： 纯物理过程，不产生三废。苯纯度可达 99.99%以上，甲苯纯度 99.9%以上， 二甲苯馏程 3 度。回收了附加值高的噻吩、吡啶等产品，三苯收率高。10 万吨 装置比加氢收益高 2000 万元。 优点是：投资小、产品纯度高、收率高。 应用领域：煤化工，石油化工，精细化工 技术转化条件（包括：原料、设备、厂房面积的要求及投资规模）： 10 万吨/年处理能力工程建设投资约 8 千万元 常压或减压操作，没有压力容器 处理每吨粗苯需要煤气 280m3，电 70 度，萃取剂 0.5kg，一次水 2~3t，白土 约 1kg，萃取精馏处理每吨粗苯车间运行费用约 213 元。加氢车间运行费用约 383 元。 合作方式及条件：面议

本技术模拟大自然含水层砾石和砂层的净水机理，属于人工强化的自然型绿色净水技术。针对地面水源有机污染特点，粗滤池分级跌水复氧，提高对有机物、氨氮的去除率，而浊度的大幅度降低，为后续慢滤池使用免除了堵塞之忧。整个工艺的出水水质达到《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）。

粗苯来自焦炉煤气，粗苯产量约占焦炭产量的1~1.5%，目前我国焦炭产量占世界总产量的60~70%。粗苯中含有100多种物质，通过精馏可以将苯、甲苯、二甲苯、噻吩、苯乙烯、二聚环戊二烯、二硫化碳、吡啶和萘回收。纯苯是最基本的有机化工原料，我国年用量在800~1000万吨。甲苯也是基本有机化工原料之一，大量用于提高汽油辛烷值和多种用途的溶剂。二甲苯可以作为溶剂使用，也可以作为制备对二甲苯(PX)和邻二甲苯(OX)的原料。噻吩是高附加值的化工原料，以前主要以合成为主，从粗苯中回收的噻吩可以取代合成噻吩。 纯物理过程，不产生三废。苯纯度可达99.99%以上，甲苯纯度99.9%以上，二甲苯馏程3度。回收了附加值高的噻吩、吡啶等产品，三苯收率高。10万吨装置比加氢收益高2000万元。优点是：投资小、产品纯度高、收率高。

 该项目通过适合于炉卷轧机HTP生产成本最低化的X80普通管线钢的成分设计，钢的纯净度控制工艺技术，无缺陷连铸坯的工艺技术参数研究，连铸板坯缓冷工艺、加热曲线与控制研究，炉卷轧制条件下，HTP工艺方案的研究等一系列研究工作，结合南钢3500炉卷轧机生产线的技术装备研究开发出合理、完善的炉卷轧机HTP工艺生产大口径X80管线钢（板、卷）工业性生产工艺技术规程，通过工业性生产试制分析、组织性能控制，获得针状铁素体组织和强韧化力学性能，并在此基础上，通过生产工艺优化，达到了稳定、批量生产大口径X80管线钢（板、卷）的项目目标。产品经专业检测部门检测和多家制管厂使用检测表明，各项性能指标均满足相关技术要求，并具有冲击韧性高、冷脆转变温度低、产品质量稳定等特点，满足西气东输二线等国家重点管道工程建设的技术要求。

一般钢铁厂原有工艺和设备设计不尽合理，设备能力较弱、产品的品种规格及性能质量受到了限制；或由于市场需要调整产品规格和生产工艺。为充分了解现有轧机的机组性能，发挥潜能，并对现行工艺和设备进行改造。这需要对轧机进行效能判断及改性研究，主要内容包括： 利用现代测试技术、计算机数据采集系统和频谱分析等技术对机组的典型常规工艺和改进工艺条件下的设备负荷水平和性态进行了全面的测试和分析。 采用有限单元方法和系统仿真技术等对设备的重要部件进行了强度分析和动态行为仿真。 通过上述工作，摸清了现有设备的承载能力和薄弱环节、现行和改进工艺下的设备负荷状况及实施中存在的问题等。为进一步的设备改造和工艺优化提供了依据。 根据上述工作结果，优化机组的工艺规程和负荷分配，改造了设备的薄弱环节。为实现规格和工艺调整提供依据。

液压AGC具有响应速度快、控制精度高的优点，正在取代电动AGC成为当今新建轧机和欲改造轧机的首选技术。北京科技大学高效轧制国家工程研究中心长期致力于液压AGC在大型工业轧机应用的研究，并在多条带钢连轧机组中取得成功应用，为轧钢技术国产化作出较大贡献。 AGC控制系统由L2过程控制系统和L1基础自动化控制体统组成。L2级系统主要通过模型自学习完成对液压控制系统参数的缓慢变化造成的厚度偏差进行补偿；L1级系统则完成对实时参数变化造成的厚度偏差进行补偿，同时完成液压APC和液压AFC控制功能。 L2级完成的主要功能包括：轧制负荷分配及优化、辊缝位置基准计算和设定、轧制力预报、温度预报、模型自学习等。涉及的计算模型包括：轧制力模型、变形抗力模型、残余应变模型、轧制弹跳模型（辊系弹性变形分析、轧机牌坊弹性变形）、板坯温度模型（辐射和对流、高压水、与轧辊接触产生的热传导、塑性功转变为热量引起的温升、摩擦热）、轧辊磨损模型、轧辊热膨胀模型、力矩模型、宽展模型、前滑模型、轧件尺寸计算模型、板形和板凸度模型、板厚控制与板形控制之间的关系、平面形状预测和控制模型等。 由L1级完成的液压AGC主要控制功能包括：液压缸位置控制（HAPC）、电动压下螺丝控制（EAPC）、自动厚度控制（HAGC，根据不同应用场合可以选择：压力AGC、硬度前馈AGC、测厚仪监控AGC、穿带自适应、快速监控AGC、流量AGC和张力AGC等的一种或几种）、补偿AGC（包括轧件宽度补偿、油膜轴承油膜厚度补偿、轧辊热膨胀与磨损补偿、尾部失张补偿、偏心滤波及补偿、伺服阀偏移补偿、穿带冲击补偿、卷取冲击补偿等）、轧辊平行控制（ALC）、自动纠偏、、轧机调零、轧机刚度测量、手动倾斜、事故锁定和卸荷等。 AGC工作方式包括相对AGC控制和绝对AGC控制两种。 该液压AGC系统和板形控制系统一起被评为“九五”国家重点科技攻关计划（重大技术装配）优秀科技成果，并已成功应用于多条轧线，取得了极高的控制精度。 本项目适用于所有的新建和欲改造的板带轧机包括热轧机、冷轧机和中厚板轧机。

轧机出现事故或故障发生后，由于缺少当时的工况数据和波形，所以给事故或故障分析造成很大的困难。而传动系统出现事故和故障往往又与扭矩的最大瞬时值超过某极限密切相关。因此，为了保护传动系统，在线监测扭矩的瞬时变化成为轧机行为监测的重点。 为了能够更加全面反映轧机的运行状况，将轧机的工艺参数、力能参数和电参数中最有代表性的参数作为在线监测的对象，包括：轧制压力、轧制扭矩、压下辊缝、轧制温度、轧制速度、速度给定、主电机电流等。 本系统已在济钢中厚板粗轧机和南钢中板精轧机上投入使用，达到了在线监测、掌握工况、挖掘潜力、安全高产、设定门槛、指导操作、事故追溯、责任裁判的目的，取得了良好的经济效益和社会效益。2000年通过了教育部专家鉴定，其成果达到国际先进水平。 硬件配置 该系统由工业控制机柜、工控机、信号接口箱、模拟采集卡、数字采集卡、隔离放大器、信号调理器、遥测发射机、遥测接收机、前置放大器、遥测仪、感应电源主机、传感器、大屏数显及报警装置等构成。 软件功能 监测专用软件在Windows环境下运行，适合非计算机专业的轧机操作人员使用。其主要功能有：监测参数的设定－标定参数的设置、报警参数设定、采样参数设置和显示刻度设置等；采集画面切换－在线采集波形显示、数字显示、负荷柱形图、轧制工况表等；数据库及查询－一般数据库查询和事件库查询。频谱分析－功率谱分析和相关分析等。 技术特点：采用高频感应电源供电技术，成功解决了被监测轴上在线长期供电的难题，使轴上发射机和传感器等获得了所需要的直流电源。利用调制、解调和抗干扰技术，实现了被监测轴扭矩信号的无线传输。 改变了过去主要靠经验和分立的监测仪表来操作轧机的落后状态，使操作工能够在监测系统的指导下科学操作轧机。

由北京科技大学机械和信息两学院与上海冶金设备总厂联合开发的四辊精密冷轧机已经在生产上成功应用多年。对厚度0.1mm的带钢，厚差在±4μm以内。主传动稳速精度<1％。经上海市科委鉴定，达国际先进水平。获上海冶金科技一等奖。其主要技术特点如下： 采用支承辊传动，工作辊直径小；采用整体式机架，增大轧机刚度；采用快速换辊装置，提高工作效率。 采用全液压推上AGC装置，位置分辨精度<1μm，频宽11.87HZ。 备有辊缝仪直接测量辊缝系统，当量刚度提高2.8～12倍。 计算机控制采用实时多任务系统，具有监控AGC，予控AGC，张力AGC，恒张力复合控制，加减速补偿，支承辊偏心补偿，操作自动化等系统功能。 应用范围：可用于一般带钢、薄带钢、和有色金属带材生产。

由北京科技大学机械和信息两学院与上海冶金设备总厂联合开发的四辊精密冷轧机已经在生产上成功应用多年。对厚度0.1mm的带钢，厚差在±4μm以内。主传动稳速精度<1％。经上海市科委鉴定，达国际先进水平。获上海冶金科技一等奖。其主要技术特点如下： 采用支承辊传动，工作辊直径小；采用整体式机架，增大轧机刚度；采用快速换辊装置，提高工作效率。 采用全液压推上AGC装置，位置分辨精度<1μm，频宽11.87HZ。 备有辊缝仪直接测量辊缝系统，当量刚度提高2.8～12倍。 计算机控制采用实时多任务系统，具有监控AGC，予控AGC，张力AGC，恒张力复合控制，加减速补偿，支承辊偏心补偿，操作自动化等系统功能。 应用范围：可用于一般带钢、薄带钢、和有色金属带材生产。