淺談輕苯加工工藝及設(shè)備改造

沈 健

山東省萊蕪市萊鋼股份有限公司焦化廠，山東萊蕪 271104

0 引言

萊鋼焦化廠精苯車間采用酸洗凈化法對輕苯進(jìn)行精制，輕苯需經(jīng)初步精餾，把初餾份與苯、甲苯、二甲苯的混合餾份分離開，然后對混合餾份進(jìn)行酸洗凈化處理。經(jīng)過凈化的混合餾份用堿中和，再進(jìn)行最終精餾，以制取三苯產(chǎn)品。車間建成多年，設(shè)備腐蝕老化、原料質(zhì)量參差不齊等問題嚴(yán)重制約著車間的輕苯加工，為此，車間進(jìn)行了工藝及設(shè)備改造以提高輕苯加工量。

1 改造前車間情況

車間自2005年擴(kuò)容改造后，一直未對設(shè)備進(jìn)行更換，純苯塔頂回流部分的塔壁受腐蝕變薄，隨時(shí)會發(fā)生泄露事故，成為車間的一個(gè)安全隱患；純苯塔冷凝冷卻器腐蝕、堵塞嚴(yán)重，冷卻效果已經(jīng)達(dá)不到生產(chǎn)要求，純苯塔頂、28層塔盤溫度偏高，影響了純苯產(chǎn)品的質(zhì)量，由于純苯產(chǎn)品不正常，車間經(jīng)常需要停工對純苯塔進(jìn)行處理，影響了輕苯加工量。

精制塔是間歇式釜式生產(chǎn)，原料是輕苯經(jīng)過初餾、酸洗提出純苯后的純苯殘油，在去掉吹出苯塔后，現(xiàn)殘油比原殘油多了大量的古馬隆和高沸點(diǎn)聚合物，甲苯、二甲苯提取后，剩下大量的中式酯、聚合物、廢堿、古馬隆和苯渣。它們的特點(diǎn)是沸點(diǎn)高且比較粘稠，在平時(shí)生產(chǎn)過程中高沸點(diǎn)的古馬隆和苯渣就一點(diǎn)點(diǎn)積附在每層塔盤和降液板上，經(jīng)過幾個(gè)周期生產(chǎn)，每層塔盤和降液板粘稠物積累而導(dǎo)致堵塞，最長60天清掃一次，短時(shí)20天一次，嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)，給生產(chǎn)造成很大被動(dòng)，廠下達(dá)的輕苯生產(chǎn)任務(wù)不能夠正常完成，必須停產(chǎn)進(jìn)行清塔。清一次塔是非常煩瑣的，既費(fèi)材、費(fèi)力、費(fèi)時(shí)又對進(jìn)塔人員的身體造成嚴(yán)重傷害。具體的清塔一般是停塔放空，各處要添加盲板，用蒸汽吹掃16小時(shí)以上，再打開人孔通風(fēng)晾干8小時(shí)，再用8小時(shí)～16小時(shí)，動(dòng)用全車間人員協(xié)助，由專人進(jìn)入對每個(gè)塔盤進(jìn)行拆卸，再對每個(gè)降液板進(jìn)行清除，清掃完成后上好人孔試壓，一切正常后才能進(jìn)行生產(chǎn)。整個(gè)過程大約需要3天，以上工作不僅影響輕苯加工量，還耗用大量的材料費(fèi)和人工費(fèi)用，造成大量的損失。

擴(kuò)容改造后，原DN600初餾塔及其附屬的加熱器、冷凝冷卻器及油水分離器等設(shè)施，一直閑置未用。同時(shí)車間由于沒有能加工粗苯的設(shè)備，遇到輕苯原料缺少時(shí)只能停工待料，影響了輕苯加工量。輕苯原料質(zhì)量不穩(wěn)定，影響輕苯加工量。

精苯車間原平均每日處理輕苯50t，生產(chǎn)純苯35t，同時(shí)產(chǎn)殘油20t，生產(chǎn)甲苯連料日處理殘油20t，殘油生產(chǎn)量和處理量基本相同，生產(chǎn)連續(xù)進(jìn)行，殘油不會出現(xiàn)短缺和積壓。隨著擴(kuò)容改造后輕苯處理量增加，殘油量由原來的20t增加到40t，這樣以來，以前的單釜單塔生產(chǎn)已不能符合正常的生產(chǎn)，給生產(chǎn)帶來嚴(yán)重障礙。初餾塔采出初餾份時(shí)將一部分苯采出。二甲苯采出不徹底，使一部分二甲苯殘留于苯渣中。

2 改造實(shí)施情況

車間利用停工檢修對初餾塔、純苯塔塔體進(jìn)行了清洗，將塔壁上的聚合物及鐵銹除去，對塔盤及浮閥進(jìn)行了清理，對純苯塔冷凝冷卻器進(jìn)行了更換，同時(shí)車間將純苯塔頂回流管改到塔頂人孔處，加固了變薄的塔壁。

結(jié)合多年來的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，對純苯殘油中容易造成堵塔的中式酯、聚合物、廢堿、古馬隆和苯渣等的性質(zhì)進(jìn)行了進(jìn)一步研究試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其混合物溶入水中能明顯變稀，且流動(dòng)性強(qiáng),因此提出了用水清塔的方案。具體方案為：當(dāng)精制塔采完二甲苯后，向油水分離器內(nèi)加水，用回流泵向塔內(nèi)打水，從塔底通入少量蒸汽，以保證整個(gè)塔內(nèi)塔盤上的溫度在100℃左右；水從塔頂?shù)拿總€(gè)塔盤和降液板上向下流，使每層塔盤和降夜板上的粘稠物被水稀釋后進(jìn)入精制釜中，然后向釜內(nèi)通蒸汽，使釜內(nèi)粘稠物被稀釋，再用蒸汽泵抽到貯槽內(nèi)。

為給生產(chǎn)提供原料輕苯，增加加工量，車間通過計(jì)算對原DN600初餾塔進(jìn)行了改造：1）原初餾塔盤去掉5層；2）更換塔盤，增加浮閥，每層為36個(gè)；3）增加一臺F=10m2塔底加熱器；4）增加一臺V=1.5m3重苯油水分離器；5）改造增加部分管道；6）增加一個(gè)V=15m3臥式重苯槽。通過以上簡單改造，將原初餾塔改為能夠加工處理粗苯的液相進(jìn)料兩苯塔。

為控制好輕苯原料質(zhì)量，車間在實(shí)踐中不斷完善輕苯接收的管理制度，并安排專人負(fù)責(zé)輕苯的管理工作，對輕苯計(jì)量、密度、初餾點(diǎn)、干點(diǎn)等主要指標(biāo)進(jìn)行檢測，并及時(shí)反饋到相關(guān)單位，以便根據(jù)檢測結(jié)果及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)工藝指標(biāo)，使輕苯原料質(zhì)量達(dá)到要求。

經(jīng)過認(rèn)真思考和仔細(xì)觀察后，大膽提出由原單釜單塔改為雙釜單塔式生產(chǎn)。即在原釜基礎(chǔ)上并列增加一個(gè)單元釜，使之與原釜同時(shí)工作，在原釜回油入釜處加一閥門，使入原釜回油得到控制，以達(dá)到兩釜液位相當(dāng)?shù)哪康?，并且在精制塔的原苯汽入口旁多加一苯汽入口，使新增釜的苯汽進(jìn)入塔體，進(jìn)行正常的汽液交換。

初餾塔塔頂溫度控制45℃～48℃即可保證把初餾份最大量的采出，為下道工序創(chuàng)造良好條件，又可將隨初餾份帶走的苯的損失降到最小，從而提高三苯收率，進(jìn)而提高輕苯加工量。

在采取二甲苯末期時(shí)，以前的操作認(rèn)為28盤溫度到150℃就應(yīng)停塔。經(jīng)過多次操作實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，在采取二甲苯時(shí)將28盤溫度升到155℃時(shí)停塔是最適宜的溫度。因?yàn)閷囟壬?55℃后，不僅多采出了二甲苯，而且二甲苯產(chǎn)品的質(zhì)量不會受到影響。

3 改造實(shí)施后的效果

經(jīng)過清理、改造后，初餾塔、純苯塔的傳熱效率及工作效率大幅提高，純苯塔各處指標(biāo)均符合技術(shù)規(guī)定，生產(chǎn)四塔均高效順行，初餾塔、純苯塔人工清塔次數(shù)由原來的每年4～5次減少到每年1～2次。純苯塔回流管道改造后，由于人孔處鋼板較厚，抗腐蝕程度大大增強(qiáng)，延長了純苯塔的使用壽命，而人孔拆卸也比較容易，清理、更換也比較方便。

水清塔法實(shí)施后，精制塔人工清塔周期由20天左右一次延長至每年一次，提高了生產(chǎn)效率，解決了由于純苯殘油處理不及時(shí)影響加工量這一瓶頸問題。

兩苯塔投入使用后，車間具備了加工粗苯的能力，可年加工粗苯5 000t，為增加輕苯原料擴(kuò)大輕苯加工量提供條件，成為焦化廠經(jīng)濟(jì)效益的一個(gè)增長點(diǎn)。

車間輕苯原料的質(zhì)量得到了良好的保證，為生產(chǎn)正常提供了原料保障。并且減少了由于原料問題引起設(shè)備堵塞而頻繁清塔的次數(shù)，精制塔間歇式操作的每周期時(shí)間由原來的4天延長到5天，每周期可提高輕苯加工量100t，多生產(chǎn)甲苯30t，同時(shí)車間生產(chǎn)的純苯、甲苯、二甲苯質(zhì)量也得到了顯著提高。

改造后，車間處理殘油量由原來的20t增加到現(xiàn)在的40t，解決了因殘油堆積而引起的生產(chǎn)瓶頸問題。經(jīng)過時(shí)間證明，雙釜單塔式生產(chǎn)操作法切實(shí)可行，如果不采用此操作法而采用新增一個(gè)精制塔來解決殘油生產(chǎn)瓶頸問題，那么將要增加一個(gè)塔及配套的冷凝冷卻器、油水分離器、泵及大量管道等相關(guān)設(shè)備，還要增加設(shè)備運(yùn)行所需的水、電、汽的消耗。所以本操作法的采用，不僅解決了生產(chǎn)中的瓶頸問題，還節(jié)約了大量的建設(shè)資金。

初餾份中苯含量顯著降低，二甲苯采出量明顯提高，從而提高了三苯產(chǎn)量，車間可加工輕苯量的空間得到了提升，輕苯加工更加高效。

[1]杜富仁，耿萍.輕苯精制工藝的幾點(diǎn)改進(jìn)[J].燃料與化 工，2003(1).

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