煤化工企業(yè)含苯有機(jī)尾氣的回收

葛豐華

（唐山中潤煤化工有限公司，河北 唐山 063611）

煤化工生產(chǎn)的粗苯是由多種芳烴和其他化合物組成的復(fù)雜混合物，需進(jìn)行深加工精制出苯、甲苯、二甲苯等才能作為有機(jī)化工的原料。在粗苯加氫精制過程中為保持部分工藝的負(fù)壓條件需要抽出一定的尾氣產(chǎn)生真空度，抽出的尾氣中不能避免的會含有苯、甲苯、二甲苯等有機(jī)物。為降低環(huán)境污染，這種尾氣一般排到火炬系統(tǒng)燒掉，不僅造成了資源的浪費(fèi)，還帶來大量的污染物排放。目前隨著國家大氣污染治理的推進(jìn)，化工企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物綜合治理已被列入國家的大氣污染防治行動計(jì)劃，因此，對尾氣中苯類有機(jī)物進(jìn)行回收，降低有機(jī)物含量、減少污染物排放有著十分重要的意義。

1 粗苯加氫工藝

粗苯加氫是將煉焦產(chǎn)生的粗苯提純精制的過程，主要裝置由脫重組分、加氫精制、萃取蒸餾、芳烴精制和公用設(shè)施等單元組成。粗苯首先經(jīng)脫重塔分離為輕苯和重苯，輕苯再經(jīng)連續(xù)蒸發(fā)器和蒸發(fā)塔蒸發(fā)后，在預(yù)反應(yīng)器和主反應(yīng)器進(jìn)行兩級加氫處理，輕苯中的不純物，如硫、氧、氮化合物經(jīng)催化劑兩級加氫反應(yīng)處理，生成硫化氫、水、氨等物質(zhì)，同時不飽和化合物轉(zhuǎn)化為飽和化合物，然后在穩(wěn)定塔脫氣后得到加氫油。加氫油再經(jīng)萃取蒸餾分離出非芳烴后，依次經(jīng)苯塔、甲苯塔和二甲苯塔分離得到苯、甲苯、二甲苯等產(chǎn)品。流程見圖1所示。

圖1 粗苯加氫工藝流程圖

2 有機(jī)尾氣的產(chǎn)生

粗苯精制生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生兩股含苯有機(jī)尾氣產(chǎn)生，一股是脫重組分塔、溶劑回收塔真空尾氣，另一股是穩(wěn)定塔尾氣。

2.1 脫重組分塔真空尾氣

工藝生產(chǎn)中，為了保持脫重組分塔、溶劑回收塔內(nèi)部真空度，兩塔頂部均要抽出一定的廢氣。在抽出的廢氣中含有苯、甲苯、二甲苯等污染物。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際，脫重組分塔真空排氣中各物質(zhì)組分含量大概為：苯含量27.6%，甲苯9.1%，溶劑回收塔真空排氣中苯含量9.2%，甲苯含量0.2%，二甲苯含量8.1%。為減輕環(huán)境污染，這股尾氣排至火炬系統(tǒng)燒掉。

2.2 穩(wěn)定塔尾氣

該項(xiàng)目穩(wěn)定塔的回流罐排氣含H2S、烴類、H2、NH3等污染物，這股尾氣不能直接燃燒放散，而是送入焦化項(xiàng)目煤氣管道中，同荒煤氣一同進(jìn)行煤氣凈化，對其進(jìn)行脫硫、脫氨、脫苯處理，不排放。

3 尾氣回收技術(shù)及應(yīng)用

現(xiàn)有的尾氣回收技術(shù)主要有冷凝法、吸附法和吸收法等，經(jīng)對生產(chǎn)工藝分析，粗苯精制過程是在全封閉環(huán)境中進(jìn)行的，基本不會造成跑冒滴漏的物料損失，生產(chǎn)中99%的物料得到回收，極少部分損失即主要為上述兩股尾氣帶走的物料損失。脫重塔真空尾氣和穩(wěn)定塔尾氣是在塔頂抽出的部分40℃氣體，排氣量1.2t/h，其中含苯類化合物和環(huán)戊烷等非芳烴、苯等可燃物質(zhì)，隨真空尾氣一同排出。根據(jù)生產(chǎn)工藝、裝置及公輔供應(yīng)特點(diǎn)，可選用冷凝法對尾氣中有機(jī)物進(jìn)行回收處理。

根據(jù)苯類物料特性，當(dāng)尾氣溫度由40℃降低至10℃時，其飽和蒸汽壓將大幅降低，即可有大量的揮發(fā)性苯、甲苯、二甲苯、環(huán)戊烷等非芳烴被冷凝下來，從而可再次被回收到系統(tǒng)中。根據(jù)安托尼（Antoine）方程，可知不同溫度時各種物質(zhì)的飽和蒸汽壓。

式中A、B、C為物性常數(shù)，不同物質(zhì)對應(yīng)于不同的A、B、C的值

其中：P——溫度t對應(yīng)下的純液體飽和蒸汽壓，毫米汞柱

t——溫度，℃

表1 不同物質(zhì)的蒸氣壓

通過分析研究后進(jìn)行了設(shè)計(jì)并實(shí)施應(yīng)用，在脫重組分塔和穩(wěn)定塔的真空尾氣出口新增了換熱器，從廠內(nèi)公輔管道引入低溫水作為尾氣的冷卻介質(zhì)，將冷凝下來的液體回收至粗苯罐?；厥者^程如圖2所示。

圖2 尾氣回收示意圖

4 結(jié)語

該項(xiàng)目利用苯類物料特性，通過降低尾氣溫度來降低其飽和蒸汽壓，從而使揮發(fā)性苯類物質(zhì)被冷凝下來進(jìn)行回收。該項(xiàng)目投入使用后，年可回收苯類化合物999噸，可大量減少燃燒廢氣及有機(jī)物的排放，減輕了環(huán)境污染，有效減少了資源浪費(fèi)。

［1］趙志偉，杜塏.冷凝法油氣回收技術(shù)中的油氣冷凝特性分析［J］.流體機(jī)械，2009，37（9）：67－70.

［2］劉井新.淺談苯蒸汽回收的必要性和方法［J］.煉油與化工，2012，21（2）：20－22.