粗苯生產(chǎn)中循環(huán)洗油質(zhì)量變差的現(xiàn)象分析

＊高炬 晉武宏 原大鵬 原亞鵬

（陜西龍門(mén)煤化工有限公司 陜西 714000）

循環(huán)洗油吸收苯族烴的工藝流程：用洗油吸收了煤氣中苯族烴的富油進(jìn)入塔底富油槽，用富油泵輸送至油氣換熱器，與脫苯塔頂出來(lái)的苯汽換熱，將富油換熱至70℃～80℃左右，然后經(jīng)油油換熱器與脫苯塔底出來(lái)的熱貧油換熱，使富油溫度升至110C～130℃，再進(jìn)入管式爐對(duì)流段及其交通管和輻射段被加熱至170℃～185℃，然后進(jìn)入脫苯塔。從脫苯塔頂蒸出的苯汽，進(jìn)入油氣換熱器及粗苯冷凝冷卻器，分別和富油、循環(huán)水進(jìn)行換熱，被冷卻至25℃～30℃。冷卻后的苯水進(jìn)入油水分離器進(jìn)行分離，分離出的粗苯進(jìn)入回流柱，一部分經(jīng)回流泵輸送至脫苯塔頂打回流，另一部分進(jìn)入粗苯計(jì)量槽。定期用泵將計(jì)量槽內(nèi)的粗苯送至罐區(qū)粗苯貯槽貯存待售。由粗苯油水分離器分離出的水進(jìn)入控制分離器，在此分離出的油去地下放空槽，分離出的水自流入硫銨工段作為噴灑水使用。脫苯后的熱貧油從脫苯塔底流出，進(jìn)入油油換熱器、一段貧油冷卻器，分別與富油、循環(huán)水換熱，冷卻后的貧油自流進(jìn)入脫苯塔底和外置的貧油槽，再由貧油泵送至二段貧油冷卻器被循環(huán)水冷卻至25℃～30℃后，進(jìn)入洗苯塔頂噴灑洗滌煤氣，洗油循環(huán)使用。

1.洗油質(zhì)量要求

洗油是煤焦油蒸餾所得酚、萘、洗三混餾分提取工業(yè)萘后的產(chǎn)品，它的原料是三混餾分。洗油是從焦?fàn)t煤氣中回收和制取粗苯的常用溶劑，它是煤焦油中230℃、300℃的餾分。洗油的分子量適中，化學(xué)穩(wěn)定性較好，在常溫下對(duì)粗苯有良好的吸收能力，在加熱時(shí)又能使粗苯從中很好地分離出來(lái)。為保證洗油的使用要求，對(duì)洗油質(zhì)量有嚴(yán)格的規(guī)定，見(jiàn)表1。

表1 洗油質(zhì)量

（1）常溫下易析出固體結(jié)晶物，所以應(yīng)控制其含量，以保證洗油具有良好的吸收粗苯能力，減小輸送；（2）常溫下對(duì)苯族烴有良好的吸收能力，在加熱蒸餾時(shí)又能使苯族烴很好地分離出來(lái)；（3）具有化學(xué)穩(wěn)定性，即在長(zhǎng)期使用中其吸收能力基本穩(wěn)定；（4）在吸收操作溫度下不應(yīng)析出固體沉淀物；（5）易與水分離，且不生成乳化物；（6）有較好的流動(dòng)性，易于用泵抽送并能在填料上均勻分布。

2.洗油質(zhì)量變差的情況

2017年到2020年生產(chǎn)運(yùn)行情況，粗苯工段出現(xiàn)嚴(yán)重的循環(huán)洗油質(zhì)量變差問(wèn)題，洗苯塔循環(huán)洗油塔盤(pán)掛料，貧油換熱器堵塞，影響正常生產(chǎn)的粗苯工序，先是洗苯塔后煤氣含苯逐漸升高，粗苯回收率下降；采用熱貧油沖洗洗苯塔關(guān)閉貧油換熱器循環(huán)水溫度提高一段貧油溫度，但效果也不明顯，采用加新洗油，對(duì)每次補(bǔ)充新洗油進(jìn)行少量多次進(jìn)行補(bǔ)充，運(yùn)行情況稍有好轉(zhuǎn)；洗油質(zhì)量變差表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）根據(jù)生產(chǎn)運(yùn)行來(lái)看，粗苯回收率明顯下降，由正常情況下回收煤氣含苯在15.8%左右下降到11.55%左右，從而嚴(yán)重影響了粗苯的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。（2）洗苯塔液位不穩(wěn)，循環(huán)洗油在洗苯塔內(nèi)磁環(huán)處掛料，富油泵有掉壓現(xiàn)象；洗苯塔阻力増大，洗苯塔的阻力，從DCS系統(tǒng)看為1kPa左右波動(dòng)，用U型管實(shí)測(cè)，達(dá)到2kPa以上。（3）按照400萬(wàn)噸焦化廠(chǎng)核算，粗苯洗油循環(huán)量應(yīng)在280t/h左右，曾發(fā)生貧油換熱器堵塞，貧油泵壓力猛增的情況；循環(huán)量減少，發(fā)現(xiàn)部分管道被結(jié)晶物幾乎堵塞。（4）貧油換熱器堵塞，制作一個(gè)收集槽，對(duì)經(jīng)過(guò)換熱器的部分貧油進(jìn)行處理，放置收集槽，靜置，人員采用打撈的方式進(jìn)行處理；提高貧油溫度，防止結(jié)晶。

3.洗油變差分析

(1)結(jié)晶物組份

洗油吸苯效率變差，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)運(yùn)行，對(duì)循環(huán)洗油里的結(jié)晶物進(jìn)行化驗(yàn)分析，見(jiàn)表2。

表2 循環(huán)洗油的結(jié)晶物分析

從循環(huán)洗油的結(jié)晶物分析可以看出，結(jié)晶的塊狀物主要由苊、氧芴、芴組成，其中苊含量占到59%～70.52%，萘的含量占到1.23%～3.35%。在洗苯塔內(nèi)、貧油管道及換熱器里出現(xiàn)大量結(jié)晶物的主要原因。

(2)循環(huán)洗油及新洗油分析

限于我廠(chǎng)化驗(yàn)分析，先進(jìn)行降低初冷器的煤氣溫度控制，加大噴灑效果，把煤氣中的雜質(zhì)進(jìn)行清洗處理；加大終冷器噴灑量，由原來(lái)的4臺(tái)終冷器用一臺(tái)噴灑泵，增加到2臺(tái)噴灑泵進(jìn)行噴灑，確保煤氣夾帶少的雜質(zhì)；對(duì)再生器里的篩板進(jìn)行檢查，確保洗油再生質(zhì)量等措施，但近期又一次出現(xiàn)了循環(huán)洗油結(jié)晶物多的現(xiàn)象，說(shuō)明問(wèn)題多數(shù)出現(xiàn)在循環(huán)洗油上，為此，我們對(duì)循環(huán)洗油、新洗油進(jìn)行了分析，見(jiàn)表3。

表3 循環(huán)洗油、新洗油分析

從表3可以看出，新洗油的質(zhì)量指標(biāo)均符合洗油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，270℃前餾出量指標(biāo)在60%以上，應(yīng)屬于較好的洗油；但從循環(huán)洗油的指標(biāo)看，密度略有增加，300℃前餾出量略有下降，這也是正常的；但270℃前餾出量?jī)H為65%以上，說(shuō)明循環(huán)洗油內(nèi)雜質(zhì)較多、結(jié)晶物較多。

(3)循環(huán)洗油的組份分析

通過(guò)分析進(jìn)一步查找循環(huán)洗油變差的原因，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 循環(huán)洗油組份分析

可以看出，循環(huán)洗油中的苊含量比較高，通過(guò)化驗(yàn)洗油300℃餾出量為92%，但270℃前出量只有80%、85%，說(shuō)明洗油吸收苯效果變差，從表4的組份分析，洗油中萘成分只有3%左右，在國(guó)標(biāo)中洗油指標(biāo)含萘13.0%，而苊、氧芴、等高沸點(diǎn)組份，總量在51%以上。

(4)外購(gòu)洗油組份分析

針對(duì)循環(huán)洗油的問(wèn)題，我們對(duì)新購(gòu)入洗油作了全面分析，見(jiàn)表5。

表5 外購(gòu)洗油組份分析

洗油含萘量規(guī)定小于14%，還要求苊含不大于5%，以保證在10℃～20℃時(shí)，無(wú)固體沉淀物，萘因熔點(diǎn)為80℃，苊的熔點(diǎn)為95.3℃，在常溫下易析出固體結(jié)晶。但洗油中的萘與苊、芴、氧芴及其它高沸點(diǎn)相互混合共存時(shí)，能生成熔點(diǎn)低于有關(guān)各組份的共熔點(diǎn)混合物，因此，在洗油中甲基萘含量達(dá)到50%時(shí)，有利于降低洗油析出沉淀物的溫度。

從表5外購(gòu)洗油化驗(yàn)分析中5個(gè)樣品的分析結(jié)果可以看出，樣品1、樣品2中的苊含量18.57%～21.53%，樣品3、樣品4中的苊含量36.20%～38.44%，樣品3、樣品4中的洗油更容易產(chǎn)生結(jié)晶。樣品5的洗油再生產(chǎn)中是最佳甲基萘在50%，萘含量在7.33%，苊含量在3.65%。

3.對(duì)策與措施

對(duì)于粗苯生產(chǎn)中洗油質(zhì)量變差及易產(chǎn)生結(jié)晶物的問(wèn)題，應(yīng)從洗油來(lái)源、生產(chǎn)操作等方面進(jìn)行解決。

(1)對(duì)新洗油的控制

國(guó)標(biāo)洗油中甲基萘（洗苯的主要成分）含量低，重質(zhì)組分工業(yè)苊、芴、氧芴、蒽油、瀝青等雜質(zhì)較多，洗油粘度大、比重大、流動(dòng)性差，在洗苯塔內(nèi)噴灑時(shí)霧化效果不好，洗苯效果差。由于雜質(zhì)含量較高，15℃以下容易結(jié)晶，容易造成管道和洗苯塔阻力大，甚至?xí)斐稍O(shè)備堵塞，損失嚴(yán)重。國(guó)標(biāo)洗油使用過(guò)程中，重質(zhì)組分多、聚合快，排渣量較大，洗油消耗高。

因此，對(duì)新外購(gòu)的洗油指標(biāo)進(jìn)行了調(diào)整。要求新洗油必須達(dá)到300℃前餾程在93%以上，并要求270℃前餾程在80%以上；新洗油中含萘控制在7%～14%；新洗油中的苊、芴、氧芴三組分含量必須不小于35%。

(2)加強(qiáng)洗油質(zhì)量再生效果

在粗苯生產(chǎn)中，循環(huán)洗油的再生是關(guān)鍵環(huán)節(jié)：洗油再生效果不佳，會(huì)影響洗油的吸收率。

①循環(huán)洗油的再生量為1.5%左右，還控制再生器的液位900～1100mm，如果入再生器的洗油量過(guò)大，將嚴(yán)重破壞再生器篩板上的氣相平衡，使再生器的汽提效率變差，閃蒸作用大，洗油因重質(zhì)組分難以分離而變差。②注意循環(huán)洗油再生效果，定期檢查再生器內(nèi)部篩板結(jié)構(gòu)，依靠篩板實(shí)現(xiàn)汽液傳熱傳質(zhì)。

(3)生產(chǎn)上采取的應(yīng)急措施

為緩解系統(tǒng)運(yùn)行的惡化狀況，穩(wěn)定提高粗苯回收率和產(chǎn)量，生產(chǎn)操作上作了適當(dāng)調(diào)整。①要求洗油供應(yīng)商保證洗油質(zhì)量，其中萘含量控制在7%～14%。②根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況，適當(dāng)提高粗苯回流量，控制脫苯塔塔頂溫度不超過(guò)92℃，減少萘油餾分的揮發(fā)。③調(diào)整管式爐溫度制度，使加熱后的富油溫度下調(diào)10℃，適當(dāng)，保證過(guò)熱蒸汽溫度不高于420℃。

(4)添加吸苯組分

為減少洗苯生產(chǎn)中的循環(huán)洗油結(jié)晶現(xiàn)象，提高洗苯能力，對(duì)于現(xiàn)有的循環(huán)洗油中含苊、芴高的，可以在循環(huán)系統(tǒng)加入少量的甲基萘，改變洗油中的洗苯能力。

可以考慮采購(gòu)輕質(zhì)洗油是將國(guó)標(biāo)洗油再進(jìn)一步加工，切掉270℃后無(wú)效成份，保證洗油中甲基萘含量。輕質(zhì)洗油相比國(guó)標(biāo)洗油具有的優(yōu)勢(shì)：甲基萘含量高，雜質(zhì)少，粘度低，比重小，流動(dòng)性好，洗苯霧化效果好、與煤氣充分接觸面積大，洗苯效率高且0℃不結(jié)晶，雜質(zhì)含量少，不易堵塞設(shè)備。

(5)輕質(zhì)洗油性能

①常溫下對(duì)苯族烴有良好的吸收能力，在加熱蒸餾時(shí)又能使苯族烴很好地分離出來(lái)；②具有化學(xué)穩(wěn)定性，即在長(zhǎng)期使用中其吸收能力基本穩(wěn)定；③在吸收操作溫度下不應(yīng)析出固體沉淀物；④易與水分離，且不生成乳化物；⑤有較好的流動(dòng)性，易于用泵抽送并能在填料上均勻分布。

表6 輕質(zhì)洗油技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)

4.結(jié)論

粗苯生產(chǎn)是一個(gè)復(fù)雜的生產(chǎn)過(guò)程，造成粗苯洗油系統(tǒng)運(yùn)行惡化原因：

①洗油的質(zhì)量直接影響焦?fàn)t煤氣中苯族烴的回收，再生器操作液位應(yīng)控制在900～1100mm、終冷器的煤氣溫度控制在 25℃～26℃，加大終冷器的冷凝液噴灑效果，保證工序生產(chǎn)的持續(xù)穩(wěn)定。②應(yīng)對(duì)于新洗油，應(yīng)增加270℃前餾程不低于85%指標(biāo)，控制洗油中的萘含量7%～14%，對(duì)于含萘低的洗油，應(yīng)注意其中苊、芴等高沸點(diǎn)組分含量≤10%，甲基萘≥30.0%，防止常溫下結(jié)晶物出現(xiàn)，影響生產(chǎn)。③根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況，適當(dāng)提高粗苯回流量，控制脫苯塔塔頂溫度不超過(guò)92℃，減少萘油餾分的揮發(fā)；應(yīng)從操作上進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。④采購(gòu)輕質(zhì)洗油具有的優(yōu)勢(shì)：甲基萘含量高，雜質(zhì)少，粘度低，比重小，流動(dòng)性好，洗苯霧化效果好、與煤氣充分接觸面積大，洗苯效率高且0℃不結(jié)晶，不易堵塞設(shè)備。⑤注意再生器的運(yùn)行：巡檢時(shí)注意再生器的聲音，若出現(xiàn)異響，停運(yùn)進(jìn)行檢查；當(dāng)洗油再生效果不明顯時(shí)，要檢査內(nèi)部篩板是否堵塞、是否有脫落。