粗苯工藝及控制系統(tǒng)的優(yōu)化

羅 成

（山西焦煤集團(tuán)五麟煤焦開發(fā)有限責(zé)任公司，山西 汾陽 032200）

粗苯作為化工生產(chǎn)的一類重要的化工原材料，可對(duì)其進(jìn)行二次加工得到化工行業(yè)所需的甲苯和二甲苯，并可為粗苯企業(yè)創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)效益。目前，針對(duì)焦化廠中粗苯回收工藝可將其實(shí)際生產(chǎn)中常見的問題歸納總結(jié)為：貧富油換熱能力不足、設(shè)備投入較多、工藝相對(duì)落后且已經(jīng)有部分設(shè)備出現(xiàn)不同程度的老化現(xiàn)象，整個(gè)粗苯控制系統(tǒng)的效率偏低，造成了嚴(yán)重的資源浪費(fèi)，增加生產(chǎn)成本，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生較為嚴(yán)重的泄露現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅著工廠的生產(chǎn)安全[1]。本文將重點(diǎn)對(duì)粗苯工藝及控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。

1 現(xiàn)狀分析

本文以焦化廠中粗苯二工段工工藝的實(shí)際生產(chǎn)情況，對(duì)其工藝中的問題進(jìn)行分析總結(jié)?？傮w上講，粗苯二工段所采用的工藝還處于先進(jìn)水平，該工段設(shè)備的整體運(yùn)行效率偏高。因此，在對(duì)粗苯二工段所采用的工藝進(jìn)行優(yōu)化改造的同時(shí)，還需對(duì)其控制系統(tǒng)進(jìn)行改造。目前，粗苯二工段的工藝流程如圖1所示。

本文所研究焦化廠中的粗苯二工段的煤氣設(shè)計(jì)量為5×104m3/h。如圖1 所示，粗煤氣經(jīng)過脫氨、經(jīng)冷卻水換熱處理后其溫度由55℃降為25℃；同時(shí)，煤氣中的粗苯在循環(huán)油的作用下通過捕霧器去除霧滴后通過管道輸送出來。目前，粗苯二工段工藝所面臨如下問題：

圖1 粗苯二工段工藝流程圖

該工段工藝的再生洗油溫度偏低，使得整個(gè)工藝的氣耗量明顯增加；同時(shí)，目前所采用的排干渣的工藝容易對(duì)周邊環(huán)境造成污染，并對(duì)員工的身心健康造成傷害[2]。

針對(duì)粗苯二工段工藝所存在的問題，本文將對(duì)再生器進(jìn)油管、粗苯工段排渣方式以及控制系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造和優(yōu)化。

2 粗苯二工段工藝及控制系統(tǒng)的優(yōu)化

2.1 粗苯二工段再生器進(jìn)油管及控制系統(tǒng)的改造

目前，粗苯二工段通過貧油為介質(zhì)實(shí)現(xiàn)再生功能，其對(duì)應(yīng)的工藝流程如圖2 所示。

圖2 改造前粗苯二工段工藝流程

圖2 所示的基于貧油為介質(zhì)的再生器主要通過液位差的壓力將貧油送入再生器中，以便達(dá)到借用較高溫度的貧油實(shí)現(xiàn)減少蒸汽消耗的目的。但是，在實(shí)際應(yīng)用中基于上述工藝的5 次進(jìn)油調(diào)試中，其中有2 次調(diào)試由于再生器中的壓力過高導(dǎo)致部分蒸汽被傳入油管中。后續(xù)，工作人員雖然將脫苯塔底部的液位調(diào)高擬解決上述問題，但是上述類似的問題仍出現(xiàn)?？偟膩碇v，當(dāng)前粗苯二工段工藝的不足可從宏觀層面總結(jié)為：

無法保證產(chǎn)品的穩(wěn)定生產(chǎn)；整個(gè)控制過程相對(duì)復(fù)雜且操作難度較大，尤其是無法對(duì)液位進(jìn)行穩(wěn)定的控制；此工藝的實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)較高，容易出現(xiàn)脫苯塔淹沒的問題，從而使得蒸汽主管道的流量表損壞[3]。

針對(duì)上述問題，對(duì)粗苯二工段再生器的油管作出如下改造，改造后的工藝流程如圖3 所示。

圖3 改造后粗苯二工段工藝流程

對(duì)比粗苯二工段改造前、后工藝流程，貧油不再通過液位差的壓力進(jìn)入再生器中，而是通過貧油泵的泵壓進(jìn)入再生器中，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)貧油穩(wěn)定進(jìn)入系統(tǒng)中，在一定程度上簡化了操作難度；同時(shí)，上述改造后的工藝流程可以有效避免淹沒脫苯塔等事故的發(fā)生。

此外，對(duì)粗苯二工段進(jìn)行改造后還能夠降低系統(tǒng)的耗氣量，對(duì)改造前、后10 d 內(nèi)平均耗氣量進(jìn)行對(duì)比，得出如表1 所示的結(jié)論。

表1 改造前后系統(tǒng)耗氣量對(duì)比 t/h

如表1 所示，從整體上分析，對(duì)粗苯二工段的工藝流程進(jìn)行改造后，系統(tǒng)的平均耗氣量明顯減小，達(dá)到了改造的目的，同時(shí)也解決了以往粗苯二工段工藝流程所存在的問題。

對(duì)于粗苯二工段的控制系統(tǒng)而言，原控制系統(tǒng)相對(duì)落后，且在實(shí)際操作中存在操作繁瑣，上位機(jī)顯示不全的問題。因此，針對(duì)上述問題將對(duì)粗苯二工段控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化升級(jí)改造，改造后的控制系統(tǒng)基于PLC 控制器實(shí)現(xiàn)，并為其上位機(jī)配置了工況機(jī)。

2.2 粗苯二工段排渣方式的技術(shù)改造

針對(duì)粗苯二工段目前所采用的排渣工藝存在的缺陷會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染的同時(shí)，也會(huì)影響現(xiàn)場操作人員的身心健康，本小節(jié)重點(diǎn)對(duì)粗苯二工段排渣方式進(jìn)行技術(shù)改造。

粗苯二工段傳統(tǒng)排渣方式將渣罐凝固后進(jìn)行排除，該種排渣方式導(dǎo)致渣料容易出現(xiàn)卡管或者卡罐壁的情況[4]。因此，改造后的粗苯二工段采用濕渣的方式進(jìn)行排除，改造后的排渣管道如圖4 所示。

圖4 改造后粗苯二工段排渣管道

如圖4 所示的虛線部分為改造內(nèi)容，從理論上講采用濕渣方式對(duì)渣料進(jìn)行排除，不僅可以減少排渣所需的洗油量，而且還能夠提高洗油的質(zhì)量?；谏鲜龈脑旌?，將粗苯排渣的溫度調(diào)整為230 ℃～233 ℃[5]。本次針對(duì)粗苯二工段排渣方式技術(shù)改造后的效果主要體現(xiàn)在洗油黏度和洗油消耗的對(duì)比，對(duì)比結(jié)果如圖5 所示。

圖5 粗苯二工段排渣方式技術(shù)改造效果對(duì)比

如圖5 所示，從2016 年3 月份正式實(shí)施改造后的排渣方式，經(jīng)分析可得出如下結(jié)論：

1）圖5-1 中，2016 年3 月份度排渣方式進(jìn)行改造后，洗油黏度由以往的2～2.5，逐漸降低至1.6左右；

2）圖5-2 中，在2016 年苯洗油的消耗最低為55 kg/t，最高可達(dá)75 kg/t；在2016 年3 月對(duì)排渣方式進(jìn)行技術(shù)改造后，苯洗油的消耗處于逐漸下降的趨勢，并最終降低至46 kg/t。

3 結(jié)語

粗苯為當(dāng)前化工生產(chǎn)的主要原料之一，焦化廠生產(chǎn)中針對(duì)粗苯段工藝中存在的不足，本文重點(diǎn)對(duì)粗苯二工段工藝的控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，具體總結(jié)如下：

1）針對(duì)粗苯二工段再生器，貧油不再通過液位差的壓力進(jìn)入再生器中，而是通過貧油泵的泵壓進(jìn)入再生器中，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)貧油穩(wěn)定進(jìn)入系統(tǒng)中，在一定程度上簡化了操作難度；同時(shí)，有效避免淹沒脫苯塔等事故的發(fā)生，減少耗氣量；

2）針對(duì)控制系統(tǒng)采用PLC 控制器和上位工況機(jī)對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)化改造；

3）針對(duì)粗苯二工段排渣方式，將傳統(tǒng)干燥的排渣方式采用濕渣進(jìn)行排出，改造后系統(tǒng)的洗油黏度從2.2～2.5 降低為1.6，洗油消耗從最高的75 kg/t 降低為46 kg/t。