淺析影響洗苯及脫苯的因素

摘 要：本文根據(jù)唐山佳華煤化工有限公司凈化分廠二期洗苯及脫苯工藝，論述了影響粗苯回收率的幾個(gè)因素以及如何提高粗苯的產(chǎn)量和質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：洗油洗苯 脫苯蒸餾 產(chǎn)量 質(zhì)量

中圖分類號(hào)：TQ3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）10（a）-0080-01

1 工藝概述

唐山佳華煤化工有限公司二期煤氣凈化系統(tǒng)負(fù)責(zé)處理3#～6#焦?fàn)t產(chǎn)生的煤氣，目前處于低負(fù)荷生產(chǎn)狀態(tài)。粗苯的洗滌和蒸餾工藝及目前的主要操作參數(shù)簡(jiǎn)述如下：從洗滌工段來(lái)的富油先后經(jīng)過(guò)油汽換熱器、貧富油換熱器、及管式爐后被加熱至170～185℃后進(jìn)入脫苯塔第30層塔盤(pán)進(jìn)行蒸餾。壓力為0.4MPa的蒸汽經(jīng)管式爐加熱至≥280℃后進(jìn)入再生器，再生器頂部產(chǎn)生的油汽進(jìn)入脫苯塔底部對(duì)富油進(jìn)行汽提和蒸餾。脫苯塔頂出來(lái)的93～103℃的苯蒸汽經(jīng)油汽換熱器、粗苯冷凝冷卻器冷卻至30℃左右經(jīng)油水分離后得到粗苯產(chǎn)品。脫苯塔底的熱貧油經(jīng)貧富油換熱器、一段貧油冷卻器、二段貧油玲卻器冷卻至20～30℃后進(jìn)洗苯塔進(jìn)行洗苯，得到的富油再去粗苯工段進(jìn)行蒸餾脫苯。在脫苯塔側(cè)線引出萘油餾份，以降低貧油含萘。引出的萘油餾份進(jìn)入萘溶劑油槽，定期用泵送至油庫(kù)。為保證洗油質(zhì)量，從脫苯塔底引出1%～1.5%的熱貧油，送入再生器內(nèi)，用過(guò)熱蒸汽蒸吹再生。再生殘?jiān)湃霘堅(jiān)?，用泵送至油?kù)。

2 影響苯族烴吸收的因素

回收率是評(píng)價(jià)洗苯操作的重要指標(biāo)、可用下式表示：

η=1-α2/α1

η為苯的收率；

α1、α2為洗苯塔入口、出口煤氣苯族烴的含量g／m3。

影響η的主要因素有以下幾點(diǎn)。

2.1 吸收溫度

煤氣中苯族烴的含量一定時(shí)，溫度愈低，洗油中與其成平衡的粗苯含量愈高。但溫度不能過(guò)低，因?yàn)榈陀?5℃時(shí)，洗油粘度顯著增加；低于10℃時(shí)，會(huì)從洗油中析出沉淀物。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，冬季低于25℃洗油就會(huì)大量掛塔，造成操作困難，且洗苯塔阻力增大；若高于32℃，則η顯著降低，故適宜的操作溫度為25～30℃另外，洗油溫度還應(yīng)高出煤氣溫度2～3℃，以防煤氣中的水冷凝進(jìn)入洗油中。

2.2 洗油質(zhì)量

洗油的分子量減少能使洗油的洗苯能力提高，但洗油分子量不宜過(guò)小，否則吸收操作中洗油揮發(fā)損失大，并在脫苯時(shí)不易與苯分離。凈化分廠二期2011年8～11月的洗油與標(biāo)準(zhǔn)洗油的主要指標(biāo)對(duì)比如表1。

從表1看出，洗油在系統(tǒng)中循環(huán)一段時(shí)間后有效成分（餾程在230～270℃）會(huì)逐步降低，在一定程度上影響了苯族烴的收率。因此在實(shí)際操作中我們根據(jù)循環(huán)洗油質(zhì)量間歇開(kāi)再生器并向系統(tǒng)中補(bǔ)入新洗油，以改善循環(huán)洗油質(zhì)量，保證粗苯產(chǎn)量。

2.3 循環(huán)洗油量

循環(huán)洗油量可根據(jù)下面的公式求得：

V×（α1-α2）/1000=L（C2-C1）

V為洗苯塔通過(guò)的煤氣量m3／h；

α1、α2為洗苯塔進(jìn)出口煤氣苯族烴含量g／m3；

L為洗油量kg／h；

C2、C1為貧富油中粗苯含量。

從上式看出，增加循環(huán)洗油量，可降低洗油中粗苯含量，增加吸收推動(dòng)力，提高收率。但由于我們目前是半負(fù)荷生產(chǎn)，煤氣量少，洗苯塔塔徑大，若按此公式算出的循環(huán)洗油量組織生產(chǎn)，必然會(huì)導(dǎo)致洗油噴油密度不夠，致使苯的收率降低。且循環(huán)洗油量太大，會(huì)造成能源、動(dòng)力及洗油消耗的增加。2011年11月煉焦二期結(jié)焦時(shí)間由72h調(diào)整至60h，根據(jù)結(jié)焦時(shí)間的變化，循環(huán)洗油量由145m3/h調(diào)整至160m3/h，既能滿足洗苯要求，又保證了洗油單耗在可控范圍內(nèi)。

2.4 貧油含苯量

入洗苯塔的貧油含苯量越高，塔后損失越大。實(shí)際貧油含苯可控制在0.08%～0.2%，此時(shí)仍能保證塔后煤氣含苯在4g/m3以下。若進(jìn)一步降低貧油含苯量，雖有助于降低塔后損失，但增加了脫苯的蒸汽耗量，并使洗油耗量增加。

2.5 煤氣的壓力及流速

隨著煤氣壓力的增加，煤氣中苯族烴的分壓將成比例增加。使得吸收推動(dòng)力增加。增加煤氣速度可提高氣膜吸收系數(shù)，強(qiáng)化吸收過(guò)程。目前生產(chǎn)狀況處理煤氣量小，煤氣壓力流速未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，因此在一定程度上也影響了苯的收率。

3 影響粗苯蒸餾的因素

（1）富油溫度的影響：富油溫度是粗苯蒸餾的重要參數(shù)。富油溫度過(guò)低，貧油含苯量就高，且蒸汽耗量大，尤其是富油溫度若低于160℃，從側(cè)線基本采不出萘油，致使塔的操作不穩(wěn)，苯產(chǎn)量下降。但富油溫度也不能過(guò)高，以防爐管結(jié)焦。

（2）塔頂溫度及塔壓的影響：在保證干點(diǎn)合格的情況下，提高塔頂溫度可以提高苯產(chǎn)量，降低貧油含苯量，塔內(nèi)操作壓力對(duì)苯的蒸出率影響較小，而對(duì)甲苯及其以后的組分影響較大。塔頂壓力晝夜之間、冬夏之間可波動(dòng)十幾到二十幾千帕，對(duì)苯產(chǎn)量影響不大。

（3）回流量的影響：回流比是決定設(shè)備費(fèi)和運(yùn)輸費(fèi)的重要因素，是一個(gè)對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量有重大影響而又便于調(diào)節(jié)的參數(shù)。在蒸餾設(shè)備定型、進(jìn)料的流量、組成及熱狀況不變的前提下，增大回流比的影響是：塔頂產(chǎn)品產(chǎn)量減小，塔頂產(chǎn)品的純度提高。

（4）側(cè)線采出的影響：脫苯塔設(shè)有萘油側(cè)線采出口，通過(guò)側(cè)線采出萘油，可降低循環(huán)洗油含萘量。

（5）洗油含水：富油含水多，水分在管式爐內(nèi)大量蒸發(fā)，致使塔壓波動(dòng)，管道壓力急劇增加。嚴(yán)重則導(dǎo)致管道及換熱器泄漏，造成停產(chǎn)。

4 結(jié)論

（1）洗油質(zhì)量、吸收溫度及噴淋密度是影響苯的吸收系數(shù)和吸收速率的最主要因素。在常溫常壓的操作條件下，提高煤氣速率和洗油噴淋密度均能使吸收系數(shù)增加。特別是在保證適宜的噴淋密度的情況下，提高煤氣速度可大大強(qiáng)化吸收過(guò)程。（2）合適的富油溫度及過(guò)熱蒸汽溫度，采取合適的回流比是提高苯的產(chǎn)量和質(zhì)量、降低能源消耗的關(guān)鍵。適當(dāng)采出萘油是整個(gè)洗苯及脫苯系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要因素。（3）管式爐加熱、單塔蒸餾工藝的優(yōu)點(diǎn)是：粗苯回收率高，蒸汽耗量低，酚水排出量少，動(dòng)力消耗低。