论文部分内容阅读
摘 要：当前我国焦化企业在生产过程中普遍使用正压粗苯蒸馏工艺，不过受多种因素影响，在运行中存在一些问题，尤其是需要加大剂量的过热蒸汽。苯蒸汽与水蒸气混合物冷却后形成苯分离水以及粗苯，以上两种物质是可以回收和利用的物质，不过苯分离水处理需要投入大量资金、安全性无法得到保证，所以当前焦化企业需要从减少苯分离水生成量入手。本文从负压脱苯流程和特征入手，讨论粗苯回收工段和设备，希望对相关研究带来帮助。
关键词：焦化粗苯;回收技术;利用
分类号：TH49
当前我国焦化企业利用正压粗苯蒸馏工艺过程中存在如下问题：一方面是操作期间加入大量过热蒸汽后得到的苯分离水成分复杂，并且处理费用较大;另一方面，循环贫油脱苯残余苯含量高，不利于苯的吸收，并且含苯煤气在用户使用时也会造成严重资源浪费，为此需要改造焦炉煤气净化系统的蒸馏脱苯装置，把正压脱苯工艺改造为负压脱苯工艺。
一、负压脱苯流程和特征
1.负压脱苯流程
富油从中冷洗苯设备中进入富油槽，然后在富油泵中打出，经过贫富油转换器，在管式炉当中加热180℃进行脱苯处理，脱苯塔顶部的水蒸气混合物冷却后在真空装置分离器中分离，之后气体进入吸煤气管道当中，将托温塔顶部压力设置在-25kpa，之后冷凝液输送到油水分离器中，一部分运送到苯贮槽，另一部分运送到脱苯塔顶回流[1]。
热贫油泵抽出脱苯塔底贫油，经过贫富油换热器、贫油换热器运送到洗苯塔的顶部喷洒并吸收煤气中的苯，在蒸馏工艺下可以循环使用。为了让洗油循环期间质量得到保证需要利用洗油再生工艺，这种工艺就是从循环洗油系统中提取1.5%左右的产品，传输到再生器之后通过蒸汽进行高温蒸吹，再生器顶部的苯蒸汽聚集到脱苯塔，之后苯蒸汽聚集到塔顶部，同时底部的残渣运输到焦油贮槽当中。循环洗油系统在运行过程中会损失一些洗油，正常情况下可以从洗油槽进入到系统内部，分离处的蒸汽冷凝水经过控制排入到地下放空槽，然后经过蒸氨系统处理一些有害气体可以在集中回收管当中输送到煤气鼓风机前期煤气管道。
2.蒸汽减压脱苯工艺操作参数
一方面，需要将脱苯塔顶部温度设置在90℃;另一方面，塔富油温度设置在175-185℃之间。此外，需要将压力设置在-25kpa到-35kpa之间，底部压力设置为0-10kpa之间。
3.两种脱苯工艺对比
脱苯工艺主要是在超大气压环境下进行脱苯蒸馏处理，在增加真空装置条件下进行负压脱苯塔处理可以更好地保护粗苯蒸馏装置，负压工况可以在根本上提升苯在洗油当中发挥的作用，减少脱苯塔顶苯和水蒸气混合物的温度，使得介质分离效率和冷凝效率提升。目前我国以正压蒸馏工艺为主，所以蒸汽冷凝之后会出现大量有害废水，而负压脱苯工艺可以减少蒸汽用量和有害分离水生成量。整体看来，管式炉的正压蒸馏托管工艺和负压脱苯工艺指标不发生变化，消耗的煤气量接近[2]。
二、粗苯回收工段和设备
1.洗苯塔和填料选择
焦炉煤气进入洗苯塔之后，煤气中的焦油进入洗油当中或者在填料塔底部沉积，也就是煤气冷鼓工段的横管出冷气和电捕焦油器对焦油回收不过会造成洗苯塔填料堵塞，所以需要提升洗苯塔内部填料表面积，以此增大煤气和洗油的接触面，通过该方法提升富油苯含量，并且无需加入不锈钢以及瓷环波纹填料。由于洗苯塔都要进行人工清理，存在着费时费力和安全性不足问题，利用蒸汽吹扫的方法处理可以有效解决这一问题，关键是需要保证填料耐高温、强度大，同时能够保证填料的重复利用效率。此外，故障发生后不需要更换整体填料，只需要更换损坏部分。
2.管式炉设计
为了确保管式炉正常运行，需要选择316L材质的高温管道以及管式炉炉管，能够确保高温管道耐腐蚀性，减少维修次数，管式炉物料加热方法十分关键，贫富油换热器当中的富油进入对流段加热处理之后通过辐射段增加温度，这种操作方法十分便捷，还能够节约煤气[3]。
3.选择换热器
不管是贫油换热器、贫富油换热器，还是终冷上下段冷却器都要选择单位体积换热面积更大、占地更小的螺旋板换热器。该类装置普遍为钢材，可以节约投资，并且能确保其使用寿命，解决贫油二段冷却器容易堵塞、处理量小、安装困难等问题。粗苯冷凝器为两段冷却的换热器，为了节约占地面积，这种换热方法大空间优势更加明显，易于检修，所以选择的换热器要尽量以螺旋板换热器为主，发挥其单位体积换热面积大、换热系数高等优势，一般贫富油换热器的材质为304不锈钢，而贫油冷却器主要为普通碳钢材质[4]。
4.脱苯塔以及泵的选择
脱苯塔的炭钢圈圆形泡罩塔到后期为铸铁条形泡罩塔，再到当前普遍利用的不锈钢垂直筛板塔，在三个不同阶段当中不锈钢塔优势更加明显，主要体现在耐腐蚀、塔壁薄、重量轻，出现破损之后可以通过焊接的形式处理或者直接更换新型垂直的筛板，以此提升传热效率。对于粗苯的回收来说，期间出现油泄漏或者苯泄漏都存在较大安全隱患。所以需要选择机械密封好的油泵，比如屏蔽泵在安装过程中进泵流体必须安装过滤器，以此避免颗粒进入泵体。
结束语：
综上所述，整体来看，负压脱苯技术的利用可以提升苯回收的稳定性，取得良好的经济效益。当前正压塔当中的焦化苯回收技术不断升级，减压式蒸馏蒸汽工艺不断改进，能够有效实现装置的再利用，节约焦化企业的投入成本。此外，焦化苯回收技术的利用能够减少废水量和蒸汽用量在，达到良好经济效益的同时，有效避免环境污染。
参考文献：
[1]刘剡，吕新哲，范娟娟.200万t/a焦化装置粗苯回收工段的技术改造[J].化学工程与装备，2018，14（8）：61-62，52.
[2]禹文来.焦化粗苯回收技术的探讨与应用分析[J].中国化工贸易，2018，10（14）：108.
[3]周跃辉，高建伟.冷凝和吸附联合油气回收技术在焦油及粗苯罐区的应用[J].河南化工，2019，36（2）：37-39.
[4]牛乐朋，王志展.焦化苯中噻吩类硫化物脱除技术研究进展[J].合成纤维工业，2019，42（5）：64-69.
河北中煤旭阳能源有限公司 河北邢台 054001
关键词：焦化粗苯;回收技术;利用
分类号：TH49
当前我国焦化企业利用正压粗苯蒸馏工艺过程中存在如下问题：一方面是操作期间加入大量过热蒸汽后得到的苯分离水成分复杂，并且处理费用较大;另一方面，循环贫油脱苯残余苯含量高，不利于苯的吸收，并且含苯煤气在用户使用时也会造成严重资源浪费，为此需要改造焦炉煤气净化系统的蒸馏脱苯装置，把正压脱苯工艺改造为负压脱苯工艺。
一、负压脱苯流程和特征
1.负压脱苯流程
富油从中冷洗苯设备中进入富油槽，然后在富油泵中打出，经过贫富油转换器，在管式炉当中加热180℃进行脱苯处理，脱苯塔顶部的水蒸气混合物冷却后在真空装置分离器中分离，之后气体进入吸煤气管道当中，将托温塔顶部压力设置在-25kpa，之后冷凝液输送到油水分离器中，一部分运送到苯贮槽，另一部分运送到脱苯塔顶回流[1]。
热贫油泵抽出脱苯塔底贫油，经过贫富油换热器、贫油换热器运送到洗苯塔的顶部喷洒并吸收煤气中的苯，在蒸馏工艺下可以循环使用。为了让洗油循环期间质量得到保证需要利用洗油再生工艺，这种工艺就是从循环洗油系统中提取1.5%左右的产品，传输到再生器之后通过蒸汽进行高温蒸吹，再生器顶部的苯蒸汽聚集到脱苯塔，之后苯蒸汽聚集到塔顶部，同时底部的残渣运输到焦油贮槽当中。循环洗油系统在运行过程中会损失一些洗油，正常情况下可以从洗油槽进入到系统内部，分离处的蒸汽冷凝水经过控制排入到地下放空槽，然后经过蒸氨系统处理一些有害气体可以在集中回收管当中输送到煤气鼓风机前期煤气管道。
2.蒸汽减压脱苯工艺操作参数
一方面，需要将脱苯塔顶部温度设置在90℃;另一方面，塔富油温度设置在175-185℃之间。此外，需要将压力设置在-25kpa到-35kpa之间，底部压力设置为0-10kpa之间。
3.两种脱苯工艺对比
脱苯工艺主要是在超大气压环境下进行脱苯蒸馏处理，在增加真空装置条件下进行负压脱苯塔处理可以更好地保护粗苯蒸馏装置，负压工况可以在根本上提升苯在洗油当中发挥的作用，减少脱苯塔顶苯和水蒸气混合物的温度，使得介质分离效率和冷凝效率提升。目前我国以正压蒸馏工艺为主，所以蒸汽冷凝之后会出现大量有害废水，而负压脱苯工艺可以减少蒸汽用量和有害分离水生成量。整体看来，管式炉的正压蒸馏托管工艺和负压脱苯工艺指标不发生变化，消耗的煤气量接近[2]。
二、粗苯回收工段和设备
1.洗苯塔和填料选择
焦炉煤气进入洗苯塔之后，煤气中的焦油进入洗油当中或者在填料塔底部沉积，也就是煤气冷鼓工段的横管出冷气和电捕焦油器对焦油回收不过会造成洗苯塔填料堵塞，所以需要提升洗苯塔内部填料表面积，以此增大煤气和洗油的接触面，通过该方法提升富油苯含量，并且无需加入不锈钢以及瓷环波纹填料。由于洗苯塔都要进行人工清理，存在着费时费力和安全性不足问题，利用蒸汽吹扫的方法处理可以有效解决这一问题，关键是需要保证填料耐高温、强度大，同时能够保证填料的重复利用效率。此外，故障发生后不需要更换整体填料，只需要更换损坏部分。
2.管式炉设计
为了确保管式炉正常运行，需要选择316L材质的高温管道以及管式炉炉管，能够确保高温管道耐腐蚀性，减少维修次数，管式炉物料加热方法十分关键，贫富油换热器当中的富油进入对流段加热处理之后通过辐射段增加温度，这种操作方法十分便捷，还能够节约煤气[3]。
3.选择换热器
不管是贫油换热器、贫富油换热器，还是终冷上下段冷却器都要选择单位体积换热面积更大、占地更小的螺旋板换热器。该类装置普遍为钢材，可以节约投资，并且能确保其使用寿命，解决贫油二段冷却器容易堵塞、处理量小、安装困难等问题。粗苯冷凝器为两段冷却的换热器，为了节约占地面积，这种换热方法大空间优势更加明显，易于检修，所以选择的换热器要尽量以螺旋板换热器为主，发挥其单位体积换热面积大、换热系数高等优势，一般贫富油换热器的材质为304不锈钢，而贫油冷却器主要为普通碳钢材质[4]。
4.脱苯塔以及泵的选择
脱苯塔的炭钢圈圆形泡罩塔到后期为铸铁条形泡罩塔，再到当前普遍利用的不锈钢垂直筛板塔，在三个不同阶段当中不锈钢塔优势更加明显，主要体现在耐腐蚀、塔壁薄、重量轻，出现破损之后可以通过焊接的形式处理或者直接更换新型垂直的筛板，以此提升传热效率。对于粗苯的回收来说，期间出现油泄漏或者苯泄漏都存在较大安全隱患。所以需要选择机械密封好的油泵，比如屏蔽泵在安装过程中进泵流体必须安装过滤器，以此避免颗粒进入泵体。
结束语：
综上所述，整体来看，负压脱苯技术的利用可以提升苯回收的稳定性，取得良好的经济效益。当前正压塔当中的焦化苯回收技术不断升级，减压式蒸馏蒸汽工艺不断改进，能够有效实现装置的再利用，节约焦化企业的投入成本。此外，焦化苯回收技术的利用能够减少废水量和蒸汽用量在，达到良好经济效益的同时，有效避免环境污染。
参考文献：
[1]刘剡，吕新哲，范娟娟.200万t/a焦化装置粗苯回收工段的技术改造[J].化学工程与装备，2018，14（8）：61-62，52.
[2]禹文来.焦化粗苯回收技术的探讨与应用分析[J].中国化工贸易，2018，10（14）：108.
[3]周跃辉，高建伟.冷凝和吸附联合油气回收技术在焦油及粗苯罐区的应用[J].河南化工，2019，36（2）：37-39.
[4]牛乐朋，王志展.焦化苯中噻吩类硫化物脱除技术研究进展[J].合成纤维工业，2019，42（5）：64-69.
河北中煤旭阳能源有限公司 河北邢台 054001