煤焦油蒸餾中液環(huán)式真空泵的應用

張 超

（唐山考伯斯開灤炭素化工有限公司，河北 唐山063000）

煤焦油蒸餾中液環(huán)式真空泵的應用

張 超

（唐山考伯斯開灤炭素化工有限公司，河北 唐山063000）

報道了液環(huán)式真空泵在煤焦油常減壓蒸餾工藝中的應用。介紹了真空泵的分類，真空泵的選型，真空系統及其控制參數，重點討論了在生產運行過程中影響真空度的因素和處理辦法，并結合生產實際就技術改進提出了合理化建議。

煤焦油蒸餾；真空系統；真空泵

由于煤焦油采用減壓蒸餾之后，加熱爐出口溫度比常壓蒸餾時明顯偏低，降低了系統操作溫度，防止焦油組分加氫、分解和聚合，焦油組分穩(wěn)，同時節(jié)約煤氣；切取三混組分，萘收率明顯提高；瀝青質量穩(wěn)定，軟化點變化幅度??；塔底不需要通直接蒸汽，蒸汽的用量明顯減少，同時減少了部分廢水的產生。所以現在真空泵廣泛應用于煤焦油加工領域［1,2］。唐山考伯斯開灤炭素化工有限公司30萬t煤焦油加工項目引進美國考伯斯公司的常減壓技術，以焦化煤焦油為原料生產輕油，工業(yè)萘，洗油，酚油，蒽油，重油，硬質瀝青，炭黑油，軟瀝青，燃料油等多種產品，工藝所需負壓由真空系統提供。真空系統關鍵部分是真空泵。

1 真空泵的分類及選型

1.1 真空泵的分類

一.機械泵：油封機械泵（單級），油封機械泵（雙級），分子泵，羅茨泵；二.蒸汽噴射泵：水銀擴散泵，油擴散泵，油噴射泵；三.干式泵：濺射離子泵，鈦升華泵，吸附泵，冷凝吸附泵。

機械泵是通過機械抽氣原理抽真空的，由定子，轉子，旋片等組成，機械泵一般抽真空度較低。蒸汽噴射泵是利用加熱氣化使高速噴出的蒸汽的動量攜帶氣體分子出來，從而抽真空的，但是一般都會有蒸汽污染。干式泵每種原理都有較大不同，優(yōu)點是無污染，抽真空度高，缺點是技術要求高，設備投資大［3,4］。

1.2 真空泵的選型

根據真空泵的性能和唐山考伯斯開灤炭素化工有限公司真空系統的設計要求，該公司采用了液環(huán)式真空泵，根據相似相溶原理，選用我公司的產品洗油作為密封油，能夠滿足該公司焦油加工各塔最低5 kPa（絕壓）的操作條件要求。和其它類型的真空泵相比，液環(huán)式真空泵有如下特點：結構緊湊，泵的轉數較高，一般可與電機直聯，無需減速裝置。結構尺寸小，占地面積也小，可以獲得大的排氣量。壓縮氣體基本上是等溫的，故可以抽除易燃，易爆的氣體。由于沒有排氣閥及摩擦表面，故可以抽除帶塵埃的氣體，可凝性氣體和汽水混合物。吸氣均勻，平穩(wěn)可靠，操作簡單，維修方便［5］。

2 真空系統及其控制參數

如圖1所示，焦油真空系統由密封油循環(huán)槽，密封油循環(huán)泵，密封油水冷器，真空泵，塔頂壓力控制調閥，密封油循環(huán)槽液位控制調閥等組成。通過密封油循環(huán)泵將密封油槽的洗油輸送到真空泵，密封油循環(huán)量控制在3 m3/h,真空泵不斷抽取塔頂的氣相物質，塔頂壓力通過DCS系統設置各塔工藝所需壓力，通過壓力控制調閥實現自動控制。其中氣相物質絕大部分溶解在洗油中，被真空泵輸送到密封油循環(huán)槽，該槽液位會逐漸上升，溫度會隨之升高。密封油循環(huán)量的溫度由密封油水冷器控制，控制在 25 ℃左右。液位升高后可以通過密封油槽液位控制調閥將密封油倒至原料焦油槽，用于重新蒸餾，液位保持在50%左右。

圖1 真空系統Fig.1 Vacuum system

3 影響真空度的因素和處理辦法

該公司真空系統在運行過程中出現過真空度下降，抽不到最大真空的情況，有以下幾種原因：

（1）密封油溫度，密封油要控制在25 ℃左右，溫度過低或者過高都會影響氣相物質在密封油中的溶解度，從而影響真空度，所以在夏季時由于氣溫高要關閉真空系統的伴熱；冬季要正常開啟，同時關小密封油水冷器的進水口，必要時想水冷器通入少量蒸汽。

（2）密封油循環(huán)量，進真空泵的密封油量要保持在3 m3/h左右，過高會降低真空度，過低會導致真空泵的設備損壞。

（3）密封油的粘度，在運行過程中，萘油，一蒽油，二蒽油，重油會隨氣相溶解到密封油中，從而使密封油的粘度增加，密封油循環(huán)量會隨之減小，影響真空度，所以要每周定期更換洗油，保證洗油的粘度質量。

（4）密封油的選擇，之前公司為了節(jié)約成本，采用了更為廉價的水最為密封油，但是水與焦油組分不相溶，并且水的飽和蒸汽壓小，影響了真空度，所以一定要按照相似相溶的原理，選擇飽和蒸汽壓較大的密封油。

（5）由于洗油有較強的腐蝕性，在使用一段時間后，對真空泵殼體，葉輪，轉子，塔頂壓力自動調節(jié)閥，旁路閥門造成了一定腐蝕，從而造成真空泵性能下降，閥位關不嚴，影響了真空度，所以設備要定期進行檢修［6］。

（6）真空泵泵前不通暢，可能是真空泵泵前管路不通暢，也可能是真空泵泵前氣相冷卻器堵塞造成，我們可以通過關閉水冷器的水，通入蒸汽，然后關閉真空泵進口閥門，從真空泵進口進行蒸汽吹掃的辦法疏通管路，也可以從各塔的回流泵泵后進行吹掃疏通管路。

（7）密封油槽連接煙氣總管，用于冬季天氣寒冷，煙氣總管路可能會堵塞，造成真空泵抽到密封油槽的氣體流通不暢，各塔壓力波動較大，可以采用給煙氣總管加伴熱或者蒸汽吹掃煙氣總管的方法疏通管線。

4 技術改進建議

（1）密封油循環(huán)量是用手閥控制，流量有波動，操作工經常需要手動調節(jié)，建議在以后改用調閥自動控制，這樣更加穩(wěn)定，使真空泵高效運行。

（2）塔頂壓力自動調節(jié)閥調節(jié)范圍比較窄，有時需要操作工手動調節(jié)，建議在設備改造中換大的調閥，以增加調節(jié)范圍，減少操作工的操作。

（3）建議密封油不要用水代替,雖然成本運行成本降低了很多，但是用水做工作液,其飽和蒸汽壓小，真空泵極限吸氣壓力也越小，極限壓強只能達到2 000~4 000 Pa；而選用油做工作液,其飽和蒸汽壓力大，真空泵的極限吸氣壓力越大,可達130 Pa［7］。

（4）隨著煤瀝青配煤技術的成熟，煤瀝青市場供不應求，液環(huán)式真空泵效率偏低，一般在30%~50%，不利于我公司今后的擴能改造，建議公司適時升級真空泵。

［1］ 肖瑞華．煉焦化學產品生產技術問答[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社，2007．

［2］ 肖瑞華．煤焦油化工學[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社，2009.

［3］ 姜新亮．水環(huán)式真空泵在苯胺生產中的應用[J]. 安徽化工，2009(4)：53-54．

［4］ 侯復儒，嚴沛仁，吳云鵬，馬明亮．液環(huán)式真空泵在常減壓裝置上的應用[J]. 石化技術與應用，2006(7)：313-315．

［5］ 倪望,青閆鐵,倫陳?。涵h(huán)式真空泵在大型常減壓裝置上的應用[J].石油化工設備技術，1998(1)：22-23．

［6］ 徐武．液環(huán)式真空泵轉子防腐蝕處理措施分析與探討[J].電力技術，2010(6)：90-91．

［7］ 王桂芹．液環(huán)式真空泵性能的影響因素探討[J]. 石油儀器，2003(3)：51-53．

Application of Liquid Ring Vacuum Pumps in the Coal Tar Distillation

ZHANG Chao
（ Tangshan Koppers Kailuan Carbon Chemical Co.,Ltd., Hebei Tangshan 063000, China）

Application of liquid ring vacuum pumps in the atmospheric and vacuum distillation of coal tar in our company was introduced. Classification of vacuum pumps was also introduced as well as selection of vacuum pumps in our plant, determination of the vacuum system process and control parameters of the process. Influence factors of vacuum degree in production were discussed as well as treatment measures, and then rational suggestions for the technical improvement were put forward according to the actual production.

Coal tar distillation; Vacuum system; Vacuum pump

TQ 522

A

1671-0460（2012）05-0480-02

2012-02-11

張超（1983-），男，河北唐山人，助理工程師，2008年畢業(yè)于河北工業(yè)大學化學工程與工藝專業(yè)，研究方向：從事煤焦油加工工作。E-mail：zhangchao00zc@126.com。