提高粗苯產(chǎn)率的研究與應用

袁南華 姚婷 楊旭峰 張少云(攀枝花攀煤聯(lián)合焦化有限責任公司，四川 攀枝花617016)

攀煤聯(lián)合焦化公司100萬噸/年焦炭改擴建及焦化煤氣綜合利用工程，年產(chǎn)焦炭110萬噸，甲醇10萬噸/年。煉焦化學產(chǎn)品回收在公司經(jīng)濟效益中占有重要地位，是一個非常重要的車間，同時也是煉焦生產(chǎn)過程中技術含量較高的一部分?；瘜W產(chǎn)品包括焦油、粗苯和甲醇。焦油主要靠其與水的密度不同經(jīng)過分層后直接回收，工藝及操作都較簡單。而甲醇的生產(chǎn)主要受其市場波動以及煤焦市場的波動影響，我公司在現(xiàn)市場及負荷下未開甲醇系統(tǒng)。所以粗苯的回收對公司的經(jīng)濟效益產(chǎn)生直接的影響，提高粗苯產(chǎn)率對公司尤為重要。根據(jù)化產(chǎn)車間粗苯工序現(xiàn)狀和粗苯產(chǎn)率情況分析，粗苯產(chǎn)率還有一定的提升空間，為此，我們通過加強粗苯系統(tǒng)工藝優(yōu)化研究及操作管理，以提高粗苯產(chǎn)率，減少粗苯損失，增加公司效益。

1 影響粗苯回收的因素

影響粗苯回收的主要因素有配合煤的性質(zhì)和組成、焦爐的溫度控制、洗苯塔內(nèi)煤氣和貧油的溫度、貧油含苯及循環(huán)量、循環(huán)洗油的質(zhì)量、吸收表面積和壓力等。但這些前人研究的較多，并且現(xiàn)在這些因素基本都達到了最優(yōu)化狀態(tài)，我將提出以下影響粗苯回收的主要因素。

1.1 主要設備對粗苯回收的影響

粗苯工序的主要設備有：終冷塔、洗苯塔、貧富油泵、管式爐、脫苯塔、再生器、粗苯冷凝冷卻器、貧油冷卻器、油油換熱器。其中洗苯塔、管式爐、脫苯塔、再生器和粗苯冷凝冷卻器都是單臺運行，沒有備機。煤氣中的氨、硫化氫被洗油吸收后經(jīng)脫苯塔脫出后直接進入苯氣和粗苯系統(tǒng)，所以脫苯塔以及脫苯塔后油氣換熱器（即粗苯冷卻器）極易被氨和硫化氫腐蝕造成泄漏。而影響粗苯回收最主要的因素是系統(tǒng)的連續(xù)運行。2010、2012年等多次發(fā)現(xiàn)泄漏，發(fā)現(xiàn)泄漏后系統(tǒng)必須停產(chǎn)進行處理，每次停產(chǎn)檢修時間達到4到5天，嚴重影響系統(tǒng)正常生產(chǎn)，直接影響粗苯產(chǎn)率。并且每次檢修都存在嚴重的安全隱患。所以脫苯塔和油氣換熱器是制約粗苯連續(xù)生產(chǎn)的最主要設備和最主要因素，解決設備腐蝕問題對粗苯產(chǎn)率的提高有很大的幫助。

1.2 粗苯儲槽對粗苯回收的影響

原粗苯系統(tǒng)粗苯槽、洗油槽各只有一個，而粗苯中的氨、硫化氫等腐蝕性雜質(zhì)對粗苯槽腐蝕嚴重，粗苯槽一般運行到3-4年將進行大修，現(xiàn)場無備用槽將影響系統(tǒng)生產(chǎn)。

1.3 主要儀表對粗苯回收的影響

系統(tǒng)中貧油流量計、富油流量計、脫苯塔頂部回流調(diào)節(jié)閥、粗苯儲槽液位計等重要儀表都只有單臺，并且均無法使用，造成系統(tǒng)操作較機械，全靠人工進行操作調(diào)節(jié)，造成系統(tǒng)過程控制波動幅度較大，造成粗苯損失。洗苯塔塔頂和塔底壓力、脫苯塔塔頂壓力、洗苯塔煤氣溫度、進洗苯塔貧油溫度測量不準，無法準備控制各個重要參數(shù)，嚴重影響煤氣中粗苯的吸收和富油中粗苯的脫除。

1.4 地下槽對粗苯回收的影響

粗苯系統(tǒng)分離水、洗油公用一個地下槽，當?shù)叵虏壑饕撬畷r用泵送至機械化澄清槽，此時將造成水中的洗油和粗苯浪費；當?shù)叵虏壑饕窍从突虼直綍r用泵送回粗苯系統(tǒng)回收，而此時洗油含水和其他雜質(zhì)重造成循環(huán)洗油質(zhì)量惡化，同時增加脫苯系統(tǒng)的負擔，影響粗苯的回收。

2 影響粗苯回收問題的解決方法

2.1 降低焦爐煤氣中氨和硫化氫的含量

煤氣中的氨和氫組份都具有強腐蝕性，所以脫除煤氣中的氨和硫就顯的尤為重要。氨腐蝕主要是在電流的作用下，設備金屬材料會與其發(fā)生一定反應，而使設備材料受損，在反應的過程中金屬離子會失去或得到電子，從而形成腐蝕產(chǎn)物。而硫化氫在低溫下主要和鐵發(fā)生氧化還原反應，特別是在有水的情況下，還產(chǎn)生了電化學腐蝕。當介質(zhì)中混有O2時，腐蝕速度將會幾倍到十幾倍的增大。除了上述說的腐蝕外，氨和硫還對設備產(chǎn)生應力腐蝕，并且產(chǎn)生的效果更加顯著。我公司開工的時候由于粗苯是直接產(chǎn)生效益的工序，所以開工先開粗苯，再開硫銨，最后才開的脫硫工序，導致煤氣中的氨和硫嚴重腐蝕了粗苯工序的設備與管道。硫銨和脫硫工序前后煤氣中氨含量和硫含量對比如下：

表1 硫銨和脫硫工序前后煤氣中氨含量和硫含量對比表

0.25 0.19 0.22 0.23 6.3 6.7 7.1 6.5硫銨工序后煤氣中氨含量（g/m3)脫硫工序前煤氣中硫化氫含量（g/m3)脫硫工序后煤氣中硫化氫含量（g/m3)0.018 0.019 0.020 0.016

2.2 更換脫苯塔后油氣換熱器

管式爐盤管及脫苯塔、塔件都是采用的不銹鋼材料，但脫苯塔后油氣換熱器采用的是普通無縫鋼管，導致09年投產(chǎn)到12年僅3年的時間油氣換熱器就腐蝕泄漏。所以我公司決定將油氣換熱器更換成不銹鋼材質(zhì)。更換后未發(fā)現(xiàn)列管有腐蝕泄漏現(xiàn)象。

2.3 槽區(qū)洗油槽的恢復使用

粗苯開工時槽區(qū)未投入使用，所以只有將其中的一個粗苯儲槽當作洗油槽使用。槽區(qū)全部建好后也未將洗油槽投入使用，后發(fā)現(xiàn)只有一個粗苯槽和一個洗油槽，當其檢修時必須停產(chǎn)，嚴重影響粗苯的產(chǎn)率，所以將槽區(qū)洗油槽清洗干凈后投入使用，解決了粗苯槽停產(chǎn)檢修的問題。

2.4 重要儀表的校正

貧油流量直接影響到洗苯塔的效果，流量小了達不到吸收煤氣中粗苯的效果，流量大了增加管式爐和脫苯塔的負荷，以及增加貧富油泵的用電量。并且現(xiàn)在焦化市場不好，各個焦化廠負荷都較低，貧富油流量太大時給煤氣和蒸汽增加負擔。同時對重要的儀表全部進行校驗，讓操作人員可以及時準確的調(diào)整整個系統(tǒng)的參數(shù)。

2.5 脫苯塔頂部回流工藝改造

系統(tǒng)原設計的回流流量是通過泵出口自動調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)，由于回流量主要根據(jù)脫苯塔塔頂溫度來調(diào)節(jié)，所以經(jīng)?；亓髁髁刻貏e小，尤其是在現(xiàn)在如此低迷市場下負荷特別低，DN80自動調(diào)節(jié)閥經(jīng)常處于微開狀態(tài)甚至全關狀態(tài)，導致粗苯回流泵憋壓燒泵?，F(xiàn)將自動調(diào)節(jié)閥改到粗苯回流泵進口，泵至脫苯塔用普通閘閥替代，處于常開狀態(tài)。當流量需求較少時，大部分粗苯回到泵的進口，而少部分到脫苯塔；當流量需求較大時，自動調(diào)節(jié)閥可處于全關狀態(tài)，粗苯全部送至脫苯塔。這樣既滿足了脫苯塔工藝上的要求，也保證了粗苯回流泵的安全運行要求。具體改造工藝如下圖所示：

3 結語

粗苯回收率最主要的因素仍是配合煤的揮發(fā)份及焦爐的爐頂空間溫度，但這些公司要根據(jù)煤焦市場以及粗苯市場來調(diào)控，我們車間不能控制。所以我們只有通過加強自身管理，尤其是對主要設備的維護保養(yǎng)，確保做到粗苯不間斷地連續(xù)生產(chǎn)。同時對重要儀表進行校正，對脫苯塔頂部回流進行工藝改造等來做到粗苯的穩(wěn)定生產(chǎn)，以提高其回收效率。

[1]粟艷平，許東水，馬曉強.提高粗苯回收率的控制措施[J].山西化工，2013年8月，第33卷第4期.

[2]張曼，張俊杰.影響粗苯收率的因素探討[J].科技論壇，2014年17期.