焦炉煤气粗苯回收的设备选型浅谈.pdf

随着原油价格的不断上涨 粗苯作为一种宝贵的 化工原料 它的价格也随之上涨 当前 在各化工企业 逐渐走向深加工渠道的同时 众多焦化厂对粗苯产量 的追求也日趋提升 而粗苯产量的高低 关键取决于 工艺设备的效率 本文将着重从设备选型对粗苯收率 的影响进行探讨 以供同行参考 1粗苯回收工艺简述 焦炉煤气回收粗苯生产工艺一般包括终冷洗苯 和粗苯蒸馏两大部分 1 1终冷洗苯工艺流程 脱氨后的煤气经横管或直喷式终冷塔最终冷却 到2 5 2 7 后 从装有填料的洗苯塔底部进入 顶 部输出 温度为2 7 2 9 的脱苯洗油 贫油 与煤气 逆向接触 沿着填料向下喷洒 从塔底流出的含苯质 量分数约2 0 的富油送至粗苯工段蒸馏后 循环使 用 1 2粗苯蒸馏工艺流程 来自洗苯工序的富油依次送经油汽换热器 贫富 油换热器 再经管式炉加热到1 8 5 后进入脱苯塔 在此用再生器来的直接蒸汽进行汽提和蒸馏 塔顶逸 出的粗苯经油汽换热器 粗苯冷凝冷却器后 进入粗 苯油水分离器 分出的粗苯部分经塔顶回流外 其余 的进入苯贮槽作为产品输出 脱苯塔底排出的热贫油 用泵抽出 经换热器冷却降至2 7 2 9 后 去洗苯 塔吸收煤气中的苯 2设备选型分析 由于粗苯工艺生产的连续稳定性要求特别高 设 备的选型将直接关系到粗苯收率和洗油消耗 下面将 通过粗苯回收工艺的主要设备选型来分析其对工艺 的影响 2 1洗苯塔填料的选择 填料是用来提供气 液两相接触的塔内填充物 填料塔操作的好坏 与填料选择的正确与否有很大关 系 在洗苯塔 焦炉煤气中的焦油 萘等有害杂质容易 被洗油吸收而沉积在填料上 使其洗苯效率逐渐下 降 因此 在生产工艺控制中 必须严格控制煤气净化 整个系统的工艺条件 重点做好煤气净化中的初冷工 作 使其杂质尽量少地进入吸收洗油中 但生产操作 中难免会有不到之处 因此对洗苯塔填料的要求也越 来越高 既要实现吸收高效 又要具有堵塞时清理方 便的优势 大多数老焦化厂使用塑料花环填料 效率尚可 但通常在使用1年 2年后 设备阻力就会增大 检查 时发现存在填料变形和堵塞现象 具有用蒸汽时容易 焦炉煤气粗苯回收的设备选型浅谈 王彩凤刘亚冬 山西阳光焦化 集团 有限公司 河津0 4 3 3 0 0 收稿日期 2 0 0 7 1 0 1 0 作者简介 王彩凤 1 9 7 6 女 2 0 0 0年毕业于太原理工 大学 助理工程师 现从事煤化工生产技术工作 摘要介绍了焦炉煤气粗苯回收工艺中设备的选型 粗苯回收时 洗苯塔填料多选用轻瓷填料和不锈钢 填料来取代原塑料花环填料 浮头式列管换热器已逐渐被淘汰 螺旋板式换热器适于粗苯工段的贫富油换热 波纹板式热器是目前广泛采用的一种高效换热器 脱苯塔由不锈钢泡罩塔取代了原来的铸铁泡罩塔 输送粗 苯多用屏蔽泵 输送贫富油宜选用化工泵 高温的油或苯管道材质选用上 建议选择加厚的Q 2 3 5 A碳钢管或 3 0 4材质的不锈钢管 而低温管道则可选用普通Q 2 3 5 A碳钢管 企业应根据自身特点 合理选型 以保证系统 的安全稳定高效运行 关键词焦炉煤气粗苯回收工艺设备 文章编号 1 0 0 5 9 5 9 8 2 0 0 7 0 6 0 0 3 0 0 3 中图分类号 T Q 5 4 6 5文献标识码 B 第1期 总第1 3 4期 2 0 0 8年2月 煤化工 C o a l C h e m i c a l I n d u s t r y N o 1 T o t a lN o 1 3 4 F e b 2 0 0 8 2 0 0 8年2月 变形 投用后影响生产 定期取出清理维护困难和劳 动强度较大 易损坏 费用较高等缺点 现新上焦化厂 填料多采用轻瓷填料和不锈钢波纹填料 虽然一次性 投资高 但具有填料效率高 不易被杂质附着 使用周 期长 强度高 清洁时不易被损坏等优点 已逐步取代 了原设计的塑料花环 2 2换热器的选择 大多数焦化厂使用的换热器多为浮头式列管换 热器 螺旋板式换热器和波纹板式换热器3种 2 2 1浮头式列管换热器 浮头式列管换热器具有结构坚固 材料范围广 处理能力大 适应能力强 操作弹性大等优点 多用于 高温高压环境下 但其内部换热管管壁薄 2 5 m m 耐 腐蚀能力差 热效率低 操作难度大 若生产工艺中硫 铵 脱硫开工率低或处理能力差 会造成洗油中含氨 量高 高温环境下腐蚀加剧 使用寿命降低 并且在粗 苯工段开停车频繁时 热胀冷缩对其影响也较大 如 粗苯的油汽换热器开停车时 冷热介质直接换热 列 管换热器封头螺栓锁扣变松 常造成垫片被吹 需停 工检修 检修时间长 检修空间占地大 设备放空洗油 消耗高 污染环境 现已逐步被螺旋板式换热器所取 代 2 2 2螺旋板式换热器 螺旋板式换热器主要优点是结构紧凑 单位体积 所提供的传热面积大 流体在器内作严格的逆流运 动 流体的流速较高 液体达2 m s 气体可达2 0m s 污垢不易沉积 且因流体在流道内的方向不断在变 化 故传热系数 K 高 其K值大约为浮头式列管换 热器的1倍 2倍 其主要的缺点有2个 一是间隙 小 一旦被堵塞 很难用蒸汽吹扫干净 适用于清洁性 的物料 二是检修困难 一旦设备内流体发生内窜 只 得报废 但由于其价格便宜 使用方便 操作简单 对 粗苯工段的贫富油换热较为适宜 2 2 3波纹板式换热器 波纹板式换热器是一种新型的高效换热器 板面 材质为不锈钢 耐腐蚀性高 由于板面的特殊形状 既 增大了传热面积 又促使流体的流向和流速不断变 化 从而使紧贴板面的滞流层受到破坏 在流速不大 的情况下 就呈湍流状态 使传热效果大大提高 K值 可以高达70 0 0 W m 2 K 而浮头式列管换热器的K值 一般只能达到11 5 0 W m 2 K 23 0 0W m 2 K 波纹板式换 热器的结构十分紧凑 板面很薄 两块板面之间的流 道空隙只有2 m m 8 m m 因其单位体积设备可以提供的 传热面积很大 每m 3体积可具有 2 5 0 m 2以上 甚至高 达10 0 0 m 2 而 浮 头 式 列 管 换 热 器 只 能 达 到4 0 m 2 1 5 0 m 2 此外 板面的加工比较容易 清洗起来也比较 方便 一旦被焦油或萘等杂质堵塞 只需拆开 就地维 修即可 检修时间短 检修费用低 对生产影响较小 波纹板式换热器占地小 同样的换热面积 其占地只 有列管换热器的1 4左右 因此 在现代的焦化企业 中 已被广泛采用 但由于受板片刚度和垫片强度的 限制 其耐压和耐高温能力差 对粗苯贫富油换热不 能适应 但用于新型的终冷直喷塔中 上下段冷凝液 的换热还是可以的 2 3脱苯塔的选用 脱苯塔一般选用铸铁泡罩塔 其主要优点是液体 不易泄漏 适应性强 操作比较稳定 当塔内的汽液两 相负荷有较大变化时 仍然能维持较高的效率 缺点 是结构复杂 安装检修都不方便 造价很高 由于蒸汽 上升过程中 路线比较曲折 板上液层较深 压强降比 较大 同时 由于塔盘效率低 同样处理能力情况下 铸铁塔要求的塔径较大 占地也较大 通常要配置混 凝土结构框架 工程量较大 近年来 铸铁泡罩塔已逐 渐为不锈钢泡罩塔所取代 不锈钢泡罩塔泡罩为不锈 钢组件 其传热传质效率较高 同等处理能力下塔径 比铸铁塔小1 m 2 m 具有耐腐蚀性能好 塔壁薄 操作 重量轻 操作弹性大 塔节为焊接工艺 易于维护的优 点 可用钢平台代替混凝土框架 节约工程费用 虽然 不锈钢塔一次投入高 但从使用寿命和维护周期来 看 总体消耗还是较低的 2 4泵的选型 洗油和粗苯为易燃易爆的介质 粗苯还是高危害 介质 因此粗苯和洗油等介质输送的泵的选型很重 要 一般选型 对输送粗苯的泵 要求轴封可靠且无泄 漏泵 多选用屏蔽泵 这样可有效避免介质的泄漏和 设备漏电 且占地面积较小 贫富油泵要选用密封性 能较好 质量可靠的化工泵 2 5工艺管道的材质选用 因粗苯工段输送的是易燃易爆的高度危险介质 还有温度高达4 0 0 5 0 0 的过热蒸汽 当吸收粗苯 后的富油在含水率超过1 0 时 温度一旦增高 压力 变化较大 特别是在前序的脱硫 硫铵工段处理效果 不好时 富油和粗苯中含有少量的氨 硫化氢和氰化 氢等物质 在高温时对设备管道的腐蚀较为严重 加 之粗苯生产的管道数量多 尺寸 型式多种多样 管道 布置错综复杂 这样就增加了发生事故的可能性和危 险性 因此 在高温的油或苯管道材质选用上 建议选 择加厚的Q 2 3 5 A碳钢管或3 0 4材质的不锈钢管 而 王彩凤等 焦炉煤气粗苯回收的设备选型浅谈3 1 2 0 0 8年第1期煤化工 低温管道则可选用普通Q 2 3 5 A碳钢管 最好不要选 用代材 如用有缝钢管代替无缝钢管 用碳钢管代替 合金钢管 这样可大大减少因管道泄漏和设备停产检 修带来的环境污染和产量 原材料损失 3结语 综上所述 粗苯回收工艺设备的选型 将直接影 响粗苯生产的连续性 稳定性和安全性 近年来 设备 技术领域正向着高效 节能化方向发展 特别是当前 粗苯销售价格持续走高的形势下 粗苯工艺的改造或 设计正确合理选用化工设备和管道 可有效地提高回 收效率 降低能耗 使资源得以合理利用 有效地保证 该工序的清洁安全稳定运行 E q u i p me n t S e l e c t i o ni nC r u d e B e n z e n e R e c o v e r yf r o mC o k e O v e nG a s Wa n g C a i f e n g a n dL i uY a d o n g S h a n x i S u n l i g h t C o k i n g C o L t d H e j i n0 4 3 3 0 0 A b s t r a c t T h ec r u d eb e n z e n er e c o v e r yp r o c e s sw a si n t r o d u c e d I t p o i n t e do u t t h a t t h ep a c k i n go f t h eb e n z e n e w a s h i n g c o l u m n t h eh e a t e x c h a n g e r t h eb e n z e n et o w e r s p u m p s p i p e s a n do t h e r p r o c e s s e q u i p m e n t f o r r a wb e n z e n e r e c o v e r y s h o u l db ei na c c o r d a n c ew i t ht h e i r p e r f o r m a n c e sa n ds h o u l db ep r o p e r l ys e l e c t e di no r d e r t oe n s u r es y s t e m s e c u r i t y a n d s t a b l e a n de f f i c i e n t o p e r a t i o n B e s i d e s s u c ha s e l e c t i o ns h o u l db e b a s e do nt h e e n t e r p r i s e s a c t u a l s i t u a t i o n K e yw o r d s c o k e o v e ng a s c r u d e b e n z e n e r e c o v e r y p r o c e s s e q u i p m e n t s e l e c t i o n 掌握煤间接液化成熟商用技术的南非沙索公司与中国最大的煤化工企业神华集团合作 拟在宁夏和陕西兴建两座煤 间接液化工厂 其年产能为3 0 0万t油品 相当于每日可以替代8万桶石油 荷兰壳牌公司与中国神华宁煤集团在2 0 0 7 年7月签署类似协议 将采用壳牌的煤间接液化技术 研究建设一座日产油品7万桶的煤制油工厂的可行性 世界银行的投资公司美国国际金融公司 I F C 与新奥集团 廊坊 及其他投资者合作 投资3 0 5亿美元在内蒙古鄂尔 多斯建设以煤为原料的甲醇制二甲醚装置 拟于2 0 0 9年建成 英国从事矿业的A n g l o美国公司研究拟在中国陕西西湾投资4 0亿美元建设煤制化学品项目 该项目将是A n g l o美 国公司与陕西煤矿地质局在西湾现有的6 0 4 0煤矿合资企业的组成部分 该项目可望于2 0 0 9年开始建设 德国南方化学公司于2 0 0 7年9月下旬宣布 在今后2年 3年内将在中国投资1亿欧元 1 3 9亿美元 这些投资将 用于在中国组建新的企业和使现有企业扩能 南方化学公司在中国拥有5种生产业务 是催化剂和吸附剂为主的生产商 塞拉尼斯 南京 化工有限公司在我国南京化工园区建设6 0万t a醋酸项目 塞拉尼斯与威尔逊化学公司 南京 签 署生产醋酸原料的长期供应合同 威尔逊化学公司将采用洁净煤气化工艺生产C O和甲醇 该C O 甲醇装置于2 0 0 7年建 成 威尔逊 南京 化学公司和G E能源公司 G E公司的子公司 签署煤气化技术转让协议 据G E能源公司称 其气化技术转让最多的是在中国 自该公司2 0 0 4年收购雪佛龙德士古公司该专利业务以来 巳获 得了5项合同 2 0 0 7年1月