焦化苯回收單元環(huán)保綜合治理技術(shù)升級改造

張勇

（安徽善宇環(huán)?？萍加邢薰?，安徽合肥230022）

臨渙焦化股份有限公司一期工程現(xiàn)建有四座55孔6m頂裝焦?fàn)t，年產(chǎn)焦炭220萬噸，甲醇20萬噸，配套一套化產(chǎn)回收工藝，煤氣發(fā)生量為105000m3/h。原洗苯單元工藝采用單塔洗苯、常壓蒸汽蒸餾，粗苯收率偏低，現(xiàn)場偶有（VOCs）異味。為了提高粗苯收率，提高VOCs治理效率，現(xiàn)對洗苯單元進(jìn)行技術(shù)升級改造，技術(shù)升級方案主要分三步實(shí)施：①增加一臺洗苯塔和兩臺半富油泵；②對現(xiàn)有常壓洗苯進(jìn)行半負(fù)壓生產(chǎn)改造；③對洗苯單元實(shí)施VOCs治理。

1 改造前洗苯單元工藝介紹及工藝指標(biāo)參數(shù)

1.1 工藝簡介

化產(chǎn)車間粗苯工段是回收處理經(jīng)脫硫、脫氨后煤氣中苯系列物的工段。粗苯工段主要設(shè)備由終冷塔、吸苯塔、脫苯塔、貧富油泵、貧富油換熱器、管式爐等組成。

工藝流程為：從煤氣終冷塔出來的煤氣進(jìn)入洗苯塔，由粗苯蒸餾工段送來的貧油從洗苯塔的頂部噴灑，與煤氣逆向接觸吸收煤氣中的苯，從塔底經(jīng)富油泵將富油送至粗苯蒸餾工段脫苯后循環(huán)使用。洗苯塔后出來的煤氣去往甲醇車間。

1.2 改造前、后洗苯單元工藝指標(biāo)參數(shù)

由于化產(chǎn)車間自投產(chǎn)以來已運(yùn)行10年之久，洗苯塔塔后煤氣含苯8～10g/m3，一直居高不下，工藝指標(biāo)要求小于4g/m3，實(shí)施技術(shù)升級改造結(jié)束后，洗苯塔后煤氣含苯降低至2g/m3以下，氣體污染物苯、非甲烷總烴、VOCs達(dá)標(biāo)排放。

2 技術(shù)升級改造方案

2.1 增設(shè)一臺洗苯塔

改造內(nèi)容主要包括：在現(xiàn)脫苯塔西側(cè)增設(shè)一座DN5600，H=38300脫苯塔、兩臺半富油泵、新增工藝管線等。針對苯回收單元介質(zhì)種類多、腐蝕性、危險(xiǎn)性較大，且各種介質(zhì)大都屬于易燃、易爆、有毒的特殊環(huán)境，公司編制了詳細(xì)的《洗苯塔改造工程施工方案》。下面將改造項(xiàng)目主要內(nèi)容簡述如下：

2.2 洗苯塔制作安裝

洗苯塔、鋼結(jié)構(gòu)平臺和樓梯均在公司內(nèi)空地上現(xiàn)場制作。洗苯塔總重量約為110t，壁板厚度分別為16mm、14mm、12mm，塔座厚度為25mm，內(nèi)部有分層隔板，上部有噴灑管道，洗苯塔上部有螺旋樓梯，高度約6m，中間與舊洗苯塔K-4102平臺連接，下部共用上下樓梯。洗苯塔組裝成三段，最大段重量約為30t，高度約為12 m，吊裝半徑約為19m。

洗苯塔平臺鋼結(jié)構(gòu)在安裝過程中，要緊跟塔一起安裝，順序如下：洗苯塔組裝→平臺鋼結(jié)構(gòu)組裝→塔和平臺鋼結(jié)構(gòu)安裝焊接→整體吊裝。

2.3 配管

新增洗苯塔主要配管為DN50蒸汽管、DN50放空管、DN1600煤氣進(jìn)出口管、塔頂DN200貧油管、塔頂DN150放散管、塔底至富油泵的DN250半富油管、半富油泵至洗苯塔的DN200半富油管（兩塔之間有連通管），半富油泵與原洗苯塔底富油泵之間的連通管。管線位置及走向與原洗苯塔一致。

2.4 改造后工藝流程

由粗苯蒸餾來的貧油先進(jìn)入新建的洗苯塔頂部噴灑，半富油流至塔底后，由新增半富油泵送至原洗苯塔頂部噴灑，其后的流程與原設(shè)計(jì)相同。半富油泵后的富油管也可以送至粗苯蒸餾處理，改造后實(shí)現(xiàn)兩臺苯塔串聯(lián)使用，也可以互為備用，以便于原洗苯塔停工檢修。

2.5 改造后工藝流程圖（圖1）

圖1 改造后工藝流程圖

3 半負(fù)壓脫苯技術(shù)改造

3.1 改造方案

半負(fù)壓脫苯技術(shù)改造方案是對常壓脫苯進(jìn)行負(fù)壓生產(chǎn)改造，原常壓脫苯富油、貧油、冷卻水、富油加熱等介質(zhì)工藝流程不變，粗苯產(chǎn)品工藝流程由常壓生產(chǎn)條件變?yōu)樨?fù)壓生產(chǎn)條件。主要在脫苯塔頂出來的苯氣路上新建6m3/h真空泵兩臺。

本項(xiàng)目半負(fù)壓主要是苯產(chǎn)品流程變化，排出的不凝含苯氣體送入終冷前煤氣管道內(nèi)，減少大氣污染，實(shí)現(xiàn)苯的二次回收，增加苯產(chǎn)量。由于生產(chǎn)系統(tǒng)為無氧生產(chǎn)系統(tǒng)，因此真空排出氣體至煤氣系統(tǒng)安全可靠。

其改造后，苯產(chǎn)品流程為：脫苯塔→粗苯冷凝冷卻器→氣液分離器（氣相：苯氣不凝氣→真空泵→終冷前煤氣管道）→液相：油水分離器→苯產(chǎn)品。見圖2。

該項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容包括氣液分離器、真空泵、換熱器等設(shè)備及其附屬設(shè)施，項(xiàng)目總投資124萬元。

3.2 改造后效果

該方案調(diào)整脫苯塔、再生器溫度、壓力等工藝參數(shù)；測定關(guān)鍵溫度；調(diào)整貧油冷卻、粗苯冷卻溫度；調(diào)整關(guān)鍵流量指標(biāo)；對影響洗苯-脫苯的設(shè)備原因，提出改造、優(yōu)化方案等具體措施后，較常壓蒸餾系統(tǒng)日提高粗苯產(chǎn)量約2t，按年運(yùn)行8640h計(jì)算，年增加粗苯產(chǎn)量約720t。

圖2半負(fù)壓脫苯工藝流程圖

洗苯塔后煤氣含苯降低至2g/m3以下。實(shí)行減壓蒸餾后，脫苯塔操作溫度和回流量都有所降低，過熱蒸汽用量明顯減少。

3.3 半負(fù)壓脫苯工藝流程圖（圖2）

3.4 洗苯單元實(shí)施VOCs治理

洗苯單元的粗苯中間槽、洗油槽、貧油槽、水封槽、分離槽、殘?jiān)?、放空槽等放散口排放的尾氣主要為苯、萘、洗油等物質(zhì)，上述尾氣通過以氮?dú)庾鳛闅庠吹膲毫ζ胶庀到y(tǒng)，接入到煤氣鼓風(fēng)機(jī)前煤氣管道。為進(jìn)一步改

善環(huán)境，提高清潔生產(chǎn)水平，公司在終冷洗苯與粗苯蒸餾工段建設(shè)一套廢氣處理裝置，該單元廢氣經(jīng)收集匯總后進(jìn)入廢氣處置設(shè)施。首先進(jìn)入注入式低溫等離子體廢氣治理整套裝置，廢氣中污染物在OH、[O]等強(qiáng)氧化活性自由基作用下實(shí)現(xiàn)高效去除，且大分子污染物降解為小分子污染物，然后進(jìn)入洗滌塔，去除洗油及小分子污染物，最終剩余少量的VOCs通過活性炭尾氣吸收塔去除，最終實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

3.5工藝流程圖（圖3）

圖3工藝流程圖

4 結(jié)束語

（1）苯回收單元經(jīng)增加一臺洗苯塔、半負(fù)壓生產(chǎn)改造、VOCs治理等一系列環(huán)保綜合治理技術(shù)改造后，洗苯塔后煤氣含苯降低至2g/m3以下，系統(tǒng)日提高粗苯產(chǎn)量約2t，每小時(shí)節(jié)約蒸汽量1.5t，煤氣消耗降低300m3/h，噸苯洗油消耗降低25kg，年經(jīng)濟(jì)效益約1000余萬元。改造結(jié)束后，經(jīng)環(huán)保監(jiān)測苯、非甲烷總烴指標(biāo)均遠(yuǎn)低于《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16171-2012）中大氣污染物特別排放限值標(biāo)準(zhǔn)，苯回收裝置區(qū)域內(nèi)VOCs無組織監(jiān)測指標(biāo)小于2mg/m3。

（2）從環(huán)保角度出發(fā)，臨渙焦化公司結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行苯回收單元環(huán)保綜合治理技術(shù)升級改造，確保洗苯塔后煤氣含苯降低至2g/m3以下，同時(shí)VOCs得到了有效治理，確保了苯回收單元的VOCs達(dá)標(biāo)排放。

（3）從經(jīng)濟(jì)效益分析，該苯回收單元環(huán)保綜合治理技術(shù)升級改造主要包括增加一臺洗苯塔、半負(fù)壓生產(chǎn)改造、VOCs治理，投資總費(fèi)用約800萬元，每年增加收益包括提高苯回收率、節(jié)約蒸汽費(fèi)用、節(jié)約煤氣消耗、節(jié)約洗油成本等共增加收益約3000萬元。

（4）該技術(shù)改造實(shí)施后不僅為企業(yè)創(chuàng)造了更高的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)更好地改善了苯回收單元的空氣質(zhì)量，為員工提供了更好的操作環(huán)境。公司結(jié)合原有工藝實(shí)際情況，制定了可行的操作規(guī)程，組織崗位員工培訓(xùn)，確保裝置穩(wěn)定、高效、達(dá)標(biāo)運(yùn)行?！?/p>