焦化廠洗苯洗油質(zhì)量惡化的原因淺析

王賀紅，張　莉，左復(fù)習(xí)

（1山東焦化技術(shù)咨詢服務(wù)有限公司，山東 濟(jì)南250000；2山東省冶金科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南250014；3山東鐵雄冶金科技有限公司，山東 鄒平256200）

1　前　言

焦化廠煤氣凈化洗脫苯環(huán)節(jié)通常使用高溫煤焦油中分離出來的洗油作為吸收劑，吸收焦?fàn)t煤氣中的苯系物，吸收苯系物后的富油經(jīng)蒸餾再生后循環(huán)使用。在生產(chǎn)過程中，洗油的質(zhì)量控制是保證洗苯效率的一個重要因素，而洗油質(zhì)量的惡化造成洗油消耗指標(biāo)居高不下，嚴(yán)重時噸苯洗油消耗高達(dá)80 kg。因此，深入研究洗油質(zhì)量惡化的原因，有助于生產(chǎn)管理中提高洗苯效率和控制生產(chǎn)成本。

2　洗油的成分及質(zhì)量指標(biāo)

焦化廠煤氣洗脫苯所用洗油主要為煤焦油洗油。煤焦油洗油是高溫煤焦油中230～300℃的餾分，容易得到，為大多數(shù)焦化廠所采用。煤焦油洗油主要成分（其中二甲基萘及其同系物含量為1.0%～1.2%）及基本物理性質(zhì)見表1。

表1　煤焦油洗油主要成分及基本物理性質(zhì)

2.1　餾程指標(biāo)

根據(jù)洗油洗苯的原理和有機(jī)物相似相溶的原理可知：洗油與焦?fàn)t煤氣中苯系物的分子量越接近，越容易相互溶解，吸收效率也越高，因此洗油餾程中低溫段餾分比例相對而言越多越好?？刂?30～300℃之間洗油各組分的比例對于保證洗油洗苯能力有重要意義。低于230℃的餾分與粗苯太接近，容易在粗苯蒸餾時隨粗苯流失，造成洗油消耗增加。而高于300℃的餾分分子量偏大，不僅吸收能力不好，其黏度也偏大，影響洗油在洗苯塔內(nèi)的均勻分布，也不利于洗苯效率的提高［1］。

除此之外，很多企業(yè)還在230～300℃之間增加了270℃前的餾分指標(biāo)，這是因?yàn)橄从椭?30～270℃之間的餾分是洗苯的主要組分。230～270℃之間的餾分主要為甲基萘、二甲基萘及其同系物、聯(lián)苯等組分，這些組分分子量相對較小，熔點(diǎn)較低，洗苯能力較強(qiáng)且熱穩(wěn)定性好。270～300℃之間的組分主要是苊、芴、氧芴等組分，這些組分熔點(diǎn)高、洗苯能力較差。因此這部分餾分應(yīng)盡可能地少［2］。資料顯示，洗油中各組分的洗苯能力依次為：甲基萘＞二甲基萘＞吲哚＞聯(lián)苯＞苊＞萘＞芴＞氧芴。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，洗苯效率比較高的循環(huán)洗油270℃前餾分一般在70%以上。

2.2　含萘指標(biāo)

由于萘的熔點(diǎn)較高，在常溫下易析出結(jié)晶，因此洗油中的萘含量偏高比較容易在循環(huán)洗油換熱或冷卻階段出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。但是洗油中的萘含量也不是越低越好，因?yàn)檩僚c苊、芴、氧芴等高沸點(diǎn)組分能夠生成共熔點(diǎn)混合物，其熔點(diǎn)低于各組分的熔點(diǎn)。因此，洗油中的萘有助于降低從洗油中析出結(jié)晶物的溫度。相關(guān)資料研究洗油中存在的低共熔物及熔點(diǎn)（℃）數(shù)據(jù)如下：萘—β-甲基萘，26；萘—α-甲基萘，-34；萘—苊，51；萘—2,7-二甲基萘，53；萘—2，3-二甲基萘，54；萘—2,6-二甲基萘，60；萘—芴，57；萘—吲哚，42；α-甲基萘—β-甲基萘，-41；苊—芴，65；苊—氧芴，52。

理論研究和生產(chǎn)實(shí)踐證明，當(dāng)洗油中苊、芴、氧芴等高沸點(diǎn)組分總和高于50%時，即使含萘量低于10%，常溫下仍然有結(jié)晶物析出；當(dāng)洗油中苊、芴、氧芴等高沸點(diǎn)組分總和＜30%時，即使含萘量達(dá)到20%，溫度降至13℃，也不會有結(jié)晶物析出。由此可見，洗油中的萘含量并不是越低越好，不宜低于6%和超過15%。

2.3　含酚指標(biāo)

洗油中的酚含量過高易于與水形成乳化物，破壞洗苯操作，而且酚容易使得洗油密度和黏度增加，不利于吸收過程中的氣液相分配。

3　洗油質(zhì)量惡化原因分析

在洗脫苯的循環(huán)過程中，洗油的質(zhì)量逐漸變壞，輕質(zhì)組分減少，270℃和300℃前的餾出量降低，其密度、黏度和平均分子量均會增大，吸收煤氣中苯系物的能力也逐漸衰減，需要通過高溫蒸餾將重質(zhì)組分排出，并補(bǔ)充一定數(shù)量的新鮮洗油，以保證洗苯效率。洗油質(zhì)量惡化的原因有以下幾點(diǎn)：

1）煤氣中的一些不飽和化合物如環(huán)戊二烯、古馬隆、茚、丁二烯等溶解于洗油中，在硫醇等硫化物的作用下聚合，使得洗油質(zhì)量惡化。

2）循環(huán)洗油在與煤氣接觸的過程中輕質(zhì)組分被煤氣帶走，在蒸苯過程中，洗油中的輕質(zhì)組分被粗苯、萘油等采出物帶走，造成有益組分減少。

3）煤氣中的氨易使洗油和水形成乳濁液，使洗油質(zhì)量惡化。

4　延緩洗油質(zhì)量惡化的措施

結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為應(yīng)該從以下方面入手，將洗油質(zhì)量惡化速度控制在比較合理的范圍內(nèi)，降低洗脫苯工序的洗油消耗：一是合理控制新洗油質(zhì)量指標(biāo)。如前所述，例如洗油含萘并非越低越好。二是嚴(yán)格控制洗脫苯工藝技術(shù)參數(shù)，減少操作帶來的不利影響。嚴(yán)格控制煤氣溫度和循環(huán)洗油溫度，保證合理的溫差范圍，防止循環(huán)洗油含水超標(biāo)，一般控制煤氣溫度低于循環(huán)洗油溫度2～4℃［3］。根據(jù)循環(huán)洗油質(zhì)量指標(biāo)控制洗油再生量，一般為2%左右，再生溫度170～180℃。及時從側(cè)線采出萘油，控制循環(huán)洗油中的萘含量在8%～10%，最好不要超過15%。三是嚴(yán)格控制前道工序煤氣凈化指標(biāo)，煤氣中H2S、NH3含量均應(yīng)不超過50 mg/m3，甚至更低。

實(shí)踐證明，針對洗油質(zhì)量惡化原因采取相應(yīng)的措施加以控制后，噸苯洗油消耗可以控制在40 kg甚至更低。