焦化粗苯工艺改造实践.pdf

2 0 1 1 年第 3 期 南钢科技与管理 3 1 焦化粗苯工艺改造实践 徐建文 ( 焦化厂) 摘 要 ： 2 0 1 0年4月至1 0月， 焦化厂对粗苯系统实施了 技术改造， 采用了更加节能、 环保、 高效的专利技术负 压蒸馏工艺。改造后工艺流程和工艺参数与老系统相比都发生了根本性的变化。新系统运行半年来， 取得 了 良好 的经济效益和环保效益。 关键词 ： 负压蒸馏工艺流程工艺参数经济效益环保效益 M o difi c a t io n o f Co kin g Cr ud e Be nz e n e Pr o c e s s Xu J ia n we n ( C o k i n g P la n t ) Ab s t r a c t ： Mo d ifi c a t io n f o r c o k in g c r u d e b e n z e n e p r o c e s s wa s imp le me n t e d a t C o k in g P la n t f r o m Ap ri l t o O c t o b e r 2 01 0 Mo r e e n e r g y s a v in g a n d h ig h e f fi c ie n t n e g a t iv e p r e s s u r e d is t illa t io n w it h p a t e n t t e c h n o lo g y wa s a d o p t e d C o mp a r in g w it h t he o ld s y s t e m，p r o c e s s p a r a me t e r s h a v e imp r o v e d g r ea t ly a f t e r mo d ifi c a t io nThe ne w s y s t e m h a s g a in e d b e t t e r e c o n o mic b e n e fi t a n d e n v ir o n me n t a l b e n e fi t s in c e o p e r a t in g for h a lf a y e a r Ke y wo r d s ： n e g a t iv e p r e s s u r e d is t illa t io n；p r o c e s s fl o w；p r o c e s s p a r a me t e r s ；e c o n o mic b e n e fi t ；e n v ir o n me n t a l b e n e fi t l概 况 粗苯工序是焦化厂回收车问重要的生产工序之 一 ，用来 回收焦炉 煤气 中的苯 类产 品。粗 苯 生产有 很好 的经济效 益和社 会效 益 ， 粗苯 做为 一种化 工原 料 ， 经过精 制后 用 途非 常 广泛 ， 主要 应用 于 合成 树 脂 、 合成橡胶 、 医药 、 增 塑剂 、 炸药和合 成纤维等 。粗 苯蒸馏技术有蒸 汽蒸馏 法 和负压 蒸馏法 ， 国 内外 企 业一般采用蒸汽常压蒸馏法 。多年来焦化厂 粗苯蒸 馏系统也采用蒸 汽蒸馏 法。2 0 0 9年 以来 ， 由于 系统 多年连续运转 ， 设 备腐蚀 严重 ， 粗 苯 系统洗 苯塔 、 脱 苯塔等大型主体设 备 面临大修 更新 ， 经有关 技术 人 员考察 、 研究 ， 综合考虑 了改造成本 、 能耗 、 环保等 多 方面因素， 最终决定采用更加环保节能的专利技术 负压蒸馏工艺。2 0 1 0年 1 0月焦化厂粗苯工序负压 蒸馏技术改造结束 ， 系统运行半 年来 ， 效果 良好 。 2 改造前后的工艺对比 2 1 改造前工艺流程 焦化厂改造前 采用 的是两塔 式 蒸汽 蒸馏 工艺 ， 工艺流程见图 1 。 富油流程 ： 洗 油槽 的洗 油经过 加压 后打 至洗 苯 塔顶喷洒 洗苯 ， 洗 完苯后 的洗 油 由于吸 收了煤气 中 大量的苯 族 烃 和其 它 有 机 物 称 为 富洗 油 ( 简 称 富 油 ) ， 富油依次经过油气 换热器 和贫富油换热器预热 后进入管式炉 加热 进入脱 苯塔 脱苯 ， 富油脱 苯后 变 成贫洗油 ( 简称贫油 ) 。 贫油流程： 脱苯塔底贫油依次经过贫富油换热 器 、 一段贫油冷却器、 二段贫油冷却器冷却后回到洗 3 2 南钢科技与管理 2 0 1 1 年第3期 图 1 粗苯改造前工艺流程简图 油槽循环使用 。 粗 苯流程 ： 两苯 塔顶逸 出的苯蒸汽 经过粗 苯 冷 凝冷却器冷却后进入油水分离器， 分离完水后的轻 苯部分送至塔顶作为 回流 ， 其余作为产品采 出。 洗油再生 流程 ： 管 式炉加 热后 的富油 一部分 弓 油 人再生器 ， 利 用直接 蒸汽和 间接蒸 汽提供 热源进行 再生。其中大部分洗 油被蒸 发进 入脱苯塔 ， 残 留于 再生塔底部 的高温残渣油定期排 出。 2 2改造后工艺流程( 见图 2 ) r lB J r 自 “ H n J I A J I f = = B 尸 叼謦 翠 _ 黑 释喂 释 孵 黑 弼 孽 啊 尾 气 塔 +L，选萎趱 _ _ 一f 撼霆整 一 l I I 1 l t I 毫 盔 酞 盈 ， T - 蝴 拄 士- k 洗 油 I 、I I f I J U 盅 睦 曲 电 l五 l 瞳 压 贫 I 盛盆 油 器 _ 油 l k 嵩 越 凼 m l J 锰醯 罐醢 盎 醢 潮 整逸 矗 _ j囊霾 圈 _ 疆霞 鼓 图 2粗苯改造后 工艺流程 简图 富油流程： 来 自洗苯塔底的富油依次与脱苯塔 顶 的油气 、 脱 苯塔 底排 出的热贫 油换热 后进入 管式 炉 ， 经管式炉加热然后进入脱苯塔脱苯 。 贫油流程 ： 脱苯 塔底 部排 的部分 热贫 油经泵 送往脱苯塔 管式 炉加 热后 返 回脱 苯塔 作 为蒸 馏 热 源 ； 另一部分热贫油 由泵经贫富油换热器 、 一段贫 油 冷却器 、 二段贫油冷却器冷却后去洗苯塔循环利用。 轻苯流程 ： 负压 脱苯塔 顶逸 出 的轻 苯蒸 气先 与 富油换热后进入 冷凝冷 却器 ， 冷 凝液进 入轻苯 回流 罐 。分离完水后 的轻苯 部分送 至塔顶 作为 回流 ， 其 余作为产品采出。 侧线采出 ： 脱苯塔的侧线采重苯和萘油。 为 了保 持循 环洗 油质量 ， 将 部分 热贫 油引入 再 生塔进行再 生。其 中大部分洗油被蒸发并直接 进入 脱苯塔底部。残留于再生塔底部的高温残渣油， 一 部分经泵送往再生塔管式炉加热后返回再生塔作为 2 0 1 1 年第 3期 南钢科技与管理 3 3 热源 ， 另一部分送至鼓冷工段气液分离器 。 3实际运行效果 虽然采用的是 专利技 术 ， 但 在改造 过 程 中大胆 提 出设想 ， 结合生 产实 际在原来 设计 的基 础上实 施 了 3 5项次 的小 的工艺完善 ， 为后续生 产快速达产 达 效 、 方便 生产操作提供 了强有力的保证 。 2 0 1 0年 I 1 月 8日负压 脱苯 新技术 改造 完成投 入试运行 ， 经过两个月的生产调试 ， 先后完 成 了新 系 统联动试车 、 D C S 操作 系统参数 的优化 、 工 艺参 数的 固化 。基本实现 了新 系统稳定 运行 ， 达到 了预期 的 生产水平 。通过半年来 的生产发现 新工艺有 效运行 后具有 良好的经济效益和环境效益 。 3 1 经济效 益 表 1 为 2 0 1 1 年 1 3月份粗 苯生产 统计表 。改 造前后数据对照见表 2 。 表 1 2 0 1 1 年 1 3月分粗苯生产统计表 改造前0 8 8 改造后 1 0 1 2 6 5 9 9 4 3 3 5 0 7 5 0 焦化厂年 产焦 炭为 5 6万 t ， 焦化 厂 内部 吨焦 煤 耗系数为 1 3 8 ； 经 济效益 核算价格 按照焦 化厂成 本 核算 模 拟 市 场 价 格 计 算 ： 煤 气 0 2 3元 m ； 粗 苯 5 3 0 0 t ； 蒸汽 1 4 0元 t ； 洗 油 4 1 0 0 t 。 粗苯产量增 加经济效益为 ： ( 改造后干基煤 收率 一 改造前干基煤收率 ) X煤 耗系数 x焦炭产量 X 粗苯单价 = ( 1 01 2 一0 8 8 )1 3 85 6 0 0 0 05 3 0 0 = 5 4 0 6 5 0 9 ( 元 ) 节约蒸汽减少成本 ： ( 改造前蒸汽消耗 一改造后蒸汽消耗)每天小 时数 每年天数 蒸汽单价 = ( 2 51 )2 4 3 6 51 4 0=1 8 3 9 6 0 0 ( 元 ) 洗油 消耗增加成本 ： ( 改造前洗油单 耗 一改造 后洗 油单耗 ) 1 0 0 0 X ( 改造后干基煤 收率 一改造前干基煤收率 ) 煤耗系 数 焦炭产量 洗油单价 = ( 9 9 4 36 5 ) 1 0 0 0 X( 1 0 1 2 一 0 8 8 ) 1 3 8 5 6 0 0 0 0 4 1 0 0=1 4 3 4 0 0 ( 元 ) 煤气 消耗增加 ： ( 改造后每小时煤 气 消耗 一改造前 每小 时煤气 消耗 )X 每天小时数 每年天数 煤气单价 = ( 7 5 03 5 0)2 4 x 3 6 50 2 3= 8 0 5 9 2 0( 元 ) 综上所述 ， 粗苯新 工 艺改造 后每 年降 本增益 可 达 6 2 9 6 7 8 9元 。 3 2 环 保效 益 由于系 统减少 蒸汽 使用从 而减 少 了约 1 5 t h 废水 的产生 ， 从 而大 大 的减轻 了生化 水处理 系统 的 处理压力， 从而使生产更加趋于环保。 另外系统装置 不产 生废气 外溢 ， 系统 废气 由管 道送往尾气洗涤 塔经 过洗 油喷洒 后外排 ， 生产 环境 环保 、 清洁。 4 新 、 老工 艺 区别 和特 点 新工艺较老工艺主要有如下几个 突出特点 ： 1 ) 新工艺洗苯塔 采用 新型 材料磁 环填 料 ， 吸 收 效率大大提高 ， 洗 苯塔 由原来 的两个洗 苯塔减 少为 一 个 。 2 ) 常压工艺采用过热蒸汽作为蒸馏脱 苯的主要 热源 ， 导致 产生大量 的粗苯分离 废水 ， 利用蒸汽 提供 热源的热能利用率不高， 主要是部分热量被分离水 南钢科技与管理 2 0 1 1 年第 3 期 带走 。而负压工 艺不利用 蒸 汽， 仅 利用脱 苯塔 塔釜 的高温热贫油作为蒸馏用 的热 源。这样 既保证能源 的高效利用 ， 避免了能源浪费 ， 同时又 减少了粗苯分 离废水 的产生量。另外改造后 由于蒸馏 过程 中不使 用 蒸汽 ， 消除 了由于外供 蒸汽压 力波 动而影 响生产 稳定的现象 ， 使生产更趋于稳定 。 3 ) 老工艺洗 油再 生为 富油再生 ， 再 生热 源为蒸 汽 ， 设置 了一套 管式 炉 加热 系 统 ； 新 工 艺 为贫 油再 生 ， 并设置 了专门的管式炉加热 ， 取代 了老工艺再生 过程中使用 的直 接蒸 汽和 间接蒸汽 ， 使 再生 加热更 趋 于均衡 、 稳定 ， 从而更好 的保证了洗油质量 。 4 ) 常压工艺是在常压下进行蒸馏， 而负压工艺 在塔顶处设置 了真空泵 ， 以保证 部分 重要系统 的负 压要求 。负压环境有利于改善轻苯在洗 油中 的相对 挥发度和降低塔 顶逸 出混合气 体 的温度 ， 便 于轻苯 的分离和冷凝。 5 ) 常压工艺设置 了多个 油水分 离器 ， 而新 工艺 由于粗苯分离 水较 常压工 艺低得 多 ， 本套 工艺仅设 置一个轻苯 回流罐 ， 就满 足 了粗苯分 离水 的静置分 离要求 。 5 新工艺存在的问题 新工艺投入生产以来 ， 由于国内可借鉴的经验 基本没有 ， 在设计过程中部分仪表和设备选型方面 对 工艺装备估计不足。致使部分 仪表和泵的机械密 封不能达到负压生产的工艺要求。但我们在没有开 负压的情况下努 力稳 定工艺 控制 ， 基 本上 达到 了设 计 初期 的预 期效果 。并 且在 改造 、 试 车过程 中积 累 了大量生产经验， 同时员工队伍得到了充分的锻炼。 今后我们将不 断地积 累生产 操作 经验 ， 优化 工艺控 制， 使新系统运行创造更高的水平。 -4 电 电 七 电 七 七 电 七 -4 - 女 七 七 七 - 4 七 七女 七 七 七 ( 上接 第 2 2页) 表 4 Q 3 4 5 E现场试 验热 处理 实绩和力学性能 所有性能均达到了 Q 3 4 5 E国家标准要求。试验 火处理后 ， 力学性能优