負壓蒸餾技術在焦化粗苯生產中的應用

郜國濤

（濟南鋼鐵股份有限公司煉鐵廠，山東 濟南 250101）

節(jié)能減排

負壓蒸餾技術在焦化粗苯生產中的應用

郜國濤

（濟南鋼鐵股份有限公司煉鐵廠，山東 濟南 250101）

濟鋼為新建的粗苯蒸餾裝置開發(fā)應用了負壓蒸餾技術，即將常壓介質在減壓塔內進行分餾，降低其蒸餾沸點，同時用熱循環(huán)油提供熱量，每年節(jié)約蒸汽3.5萬t，節(jié)約焦爐煤氣280 m3/h；減少苯類廢氣1.53萬m3/a，其他廢氣9.64萬m3/a；每年可增加經濟效益628.8萬元。

焦化粗苯；蒸餾裝置；負壓蒸餾技術

1 前言

濟鋼焦化年產焦炭390萬t，可回收煤氣中的粗苯約5.32萬t。目前粗苯生產裝置有3套，分別與1#～5#焦爐，6#、7#焦爐，8#、9#焦爐配套進行脫苯蒸餾。前二者均為常壓蒸餾。目前國內焦化廠脫苯方式，不論是單塔脫苯還是兩塔脫苯，均是在常壓下用蒸汽進行吹蒸，這種脫苯方法在消耗大量能源的同時易產生大量難處理的粗苯分離水。

對此，濟鋼為新建的與8#、9#焦爐配套的粗苯蒸餾裝置開發(fā)應用了負壓蒸餾技術。負壓蒸餾是利用降低液面壓力實現降低液體沸點的原理，將常壓介質在減壓塔內進行分餾，降低其蒸餾沸點。負壓蒸餾通常采用真空裝置在塔頂抽出不凝氣，降低塔內整個液面壓力，使其達到負壓狀態(tài)，從而降低供應熱量，同時使分離效果明顯增加。負壓蒸餾技術的核心一是降低塔內氣壓，降低苯沸點，節(jié)省用于蒸餾的熱量；二是改變傳統(tǒng)工藝用蒸汽作為蒸餾熱源會產生大量焦化廢水的弊端，采用熱循環(huán)油提供熱量，減少廢水產生，大大降低了運行成本。

2 負壓脫苯工藝

2.1 負壓脫苯工藝開發(fā)

濟鋼焦化原有兩套水蒸汽常壓蒸餾脫苯工藝，但原工藝流程中產生的尾氣多、環(huán)境差，消耗大量蒸汽，能耗大。為此，濟鋼開發(fā)了負壓脫苯工藝，主要解決蒸汽蒸餾能耗高和水蒸汽蒸餾時產生的大量分離水進入污水系統(tǒng)，增加污水處理系統(tǒng)負荷的問題。該項目2009年以前就進行了詳細的方案論證，從2009年3～12月，主要進行施工設計和現場工程施工。2010年上半年主要對負壓蒸苯工藝進行生產調試和系統(tǒng)標定，逐漸完善工藝流程，實施標準化操作。

2.2 負壓脫苯塔裝置開發(fā)

1）脫苯塔蒸苯系統(tǒng)中塔盤首次采用斜孔塔板與填料相結合的方式，提高了蒸餾效率。2）采用了新型真空泵，避免了廢水產生。3）高效管式加熱爐的使用，為負壓蒸餾提供充足的蒸餾熱量。4）新型洗油再生器的投用，為高溫蒸餾時洗油再生提供了有效保障。

2.3 負壓脫苯生產操作工藝

負壓脫苯工藝流程如圖1所示。

圖1 負壓蒸苯工藝流程

1）富油流程：來自終冷洗苯工段的含苯富油依次與脫苯塔頂的油氣換熱器、脫苯塔底排出的熱貧油換熱后進入管式爐，經管式爐加熱然后進入負壓脫苯塔脫苯。

2）貧油流程：脫苯塔底貧油共分為3部分。①熱貧油經熱貧油泵抽出并送至貧油—富油換熱器冷卻，再經一段貧油-中溫水冷卻器冷卻后進入貧油槽，由冷貧油泵抽出并打至二段-低溫水冷卻器冷卻后送至終冷洗苯工段。②貧油從脫苯塔底由脫苯塔底貧油循環(huán)油泵抽出并送至脫苯塔管式爐加熱后返回脫苯塔底，為蒸餾提供熱量。③從脫苯塔底經脫苯塔底貧油泵引出1％～1.5％的熱貧油，送至再生塔進行再生。再生塔熱源由再生塔管式爐加熱，通過渣油泵循環(huán)提供熱量。

3）苯類流程：塔頂輕苯蒸汽經富油油氣冷卻器、塔頂低溫水-輕苯冷凝冷卻器冷凝冷卻后進入輕苯回流罐，輕苯回流罐下部連接油水分離器，經油水分離器分離出的輕苯一部分經回流泵打回脫苯塔頂回流，另一部分送到輕苯中間槽。輕苯槽中輕苯經輕苯產品泵外送。

4）重苯萘油：在精餾段根據不同采出位置依次采出重苯和萘油，經側線進入重苯槽及萘油槽。

5）分離水：分離出的分離水經水泵送至其他區(qū)域地下水槽。

6）渣油：再生塔底渣油定期由再生塔循環(huán)泵送至焦油車間混合油槽。

7）煤氣系統(tǒng)：整個脫苯系統(tǒng)熱量供給由脫苯塔管式爐及再生塔管式爐燃燒煤氣提供。

8）真空系統(tǒng)：脫苯塔的真空排氣流程為油氣換熱器及多級冷卻后經尾氣管道排入負壓煤氣管道。

9）冷卻水系統(tǒng)：整個粗苯蒸餾工段冷卻水系統(tǒng)分別有貧油中溫水冷卻器、貧油低溫水冷卻器、輕苯低溫水冷卻器、循環(huán)液低溫水冷卻器等。

3 負壓脫苯與常壓脫苯的效益對比

濟鋼新建8#、9#焦爐與6#、7#焦爐均為JN60-6型焦爐，采用相同的煤氣凈化工藝，洗苯后，8#、9#焦爐系統(tǒng)采用負壓脫苯蒸餾方式，6#、7#焦爐系統(tǒng)采用常壓脫苯蒸餾方式。

3.1 環(huán)保效益

采用負壓脫苯后，按節(jié)約4 t/h蒸汽量計算，每年減少污水產生量3.5萬t；回收輕苯槽頂揮發(fā)苯類廢氣約1.53萬m3/a。以貧油槽排氣為循環(huán)油量110 t/h的10％計，在忽略其他排氣的情況下，最少減少廢氣排放9.64萬m3/a。

3.2 經濟效益

1）減少蒸汽消耗以及污水處理費用。按節(jié)約4 t/h蒸汽量計算，每年節(jié)約蒸汽消耗3.5萬t，同時減少處理3.5萬t焦化廢水的費用。蒸汽按120元/t計算，焦化廢水處理費用按25元/t計算，每年可節(jié)約成本507.5萬元。2）燃動力成本。采用負壓脫苯比常壓脫苯每小時可節(jié)約焦爐煤氣280 m3，每小時用電量增加2.5 kW·h。焦爐煤氣按0.5元/m3、電價按0.6元/（kW·h）計算，每年可節(jié)約燃動力成本121.326萬元。因此，與常壓蒸餾工藝相比，采用負壓蒸餾技術每年可增加經濟效益628.826萬元。

Application of Negative Pressure Distillation Technology in the Production of Coking Crude Benzene

GAO Guo-tao
（The Ironmaking Plant of Jinan Iron and Steel Co.,Ltd.,Jinan 250101,China）

Jinan Steel developed and applied negative pressure distillation technology for the new-built crude benzene distillation system,which is making the medium under normal pressure fractionation in vacuum tower and decreasing its distillation boiling point,at the same time,supplying heat with heat circulation oil.Applying the negative pressure distillation technology saved steam volume 35 thousand tons every year,saved coke oven gas by 280 m3/h;reduced the emission of benzene hydrocarbon by 15.3 thousand cubic meters per year and other waste gas by 96.4 thousand cubic meters per year and realized economic benefits 6.288 million Yuan.

coking crude benzene;distillation system;negative pressure distillation technology

Q522.53

B

1004-4620（2011）04-0039-02

2011-03-15

郜國濤，男，1982年生，2004年畢業(yè)于安徽工業(yè)大學化學工程與工藝專業(yè)。現為濟鋼煉鐵廠助理工程師，從事煉焦工藝技術工作。