A12定姜玉峰宣钢.doc

影响轻苯收率因素及解决方法姜宝峰 孙峰 赵平江 成志刚（河北钢铁集团宣钢铁焦化厂 ）摘 要：本文根据宣钢焦化厂的实际情况，通过工艺改造和操作优化的手段，解决了轻苯收率低的问题。关键词：工艺改造 操作优化 新脱苯塔 旧系洗苯塔1 前言宣钢焦化厂洗、脱苯采用焦油洗油洗苯和管式炉加热富油法蒸馏脱苯工艺，其工艺特点是：洗苯后洗油（富油）采用管式炉加热，单塔生产轻苯，脱苯后的洗油（贫油）分两路分别进入新、旧两个洗苯塔进行洗苯，整个装置是在与年产90万t焦炭相配套的基础上嫁接后为与年产150万t焦炭相对应的工艺装置。旧系统洗苯塔运行了20多年，新脱苯塔从投产至今已有4年，收率一直不高，在0.740.76之间，为此，需要从各个角度进行工艺改造和操作优化，以达到最大效益。2 工艺改造2.1 原因分析2.1.1 脱苯塔超负荷运行受工艺本身的影响，两个洗苯塔并联使用，在实际操作中，为降低煤气中苯含量，每一个洗苯塔所需洗油量，都比最小理论洗油循环量大1.51.6倍。两个洗苯塔所需的洗油循环量就大大增加。在整个油路循环系统中，无形中增加了富油流量，从而导致了脱苯塔超负荷运行，带来了一系列工艺指标难以控制。2.1.2 脱苯塔塔盘漏液、泡罩破裂脱苯塔超负荷运行，加速了脱苯塔的损坏程度，在生产操作中，出现了脱苯塔顶温度难以控制，蒸汽穿膛现象，且侧线采出为气态，产量低下。从而判断脱苯塔内部有问题。根据图纸分析，初步断定为脱苯塔塔盘漏液、泡罩破裂。2.1.3 旧系洗苯塔阻力大旧系洗苯塔自开工到现在，已运行了20多年，洗苯塔阻力高达45005000Pa，严重影响了洗苯效果。2.1.4 油油换热器漏在操作中，贫油含苯高达0.8，通过油油换热器出入口贫油进行化验、分析，判定油油换热器有串漏现象。2.2 改造方法2.2.1降低脱苯塔负荷方案一：利用闲置不用的旧脱苯塔。首先，对北脱苯塔进行检修，并且用蒸汽试压、试漏，然后通过管道连接，实现两塔并用。投入生产后，轻苯收率并没有明显变化。分析其原因，为两塔并用，富油量分给两塔，油量分布不均造成。但通过此方案的实施，明确了旧脱苯塔仍可以使用，为新塔的检修，提供了备用设备。方案二：在旧系洗苯塔上加循环段从旧系洗苯塔底部的富油槽中，分出一部分富油，利用富油备用泵，重新打入洗苯塔内，进一步洗苯，在保证洗苯效果的情况下，实现降脱苯塔负荷的目的。改造后，富油含苯由1.80增加到1.92，效果非常明显。下一步准备在新系洗苯塔加循环段，从而达到进一步降低整个系统的目的。2.2.2检修新脱苯塔利用旧脱苯塔代替新脱苯塔运行，对新脱苯塔进行大修。新脱苯塔采用金属石墨垫密封，塔盘上安装有不锈钢圆形泡罩。拆开新塔后，发现塔内提馏段情况较好，精馏段塔盘垫几乎全部损坏，泡罩破裂的相当严重，固定塔盘的不锈钢螺丝也腐蚀得不能使用。特别是2750层塔盘的情况，几乎没有一个完整的部件，需全部更换。整个检修过程中，严把质量关，保证每一层的塔盘垫压平、紧固、不漏液，每一个泡罩高度一致，符合工艺要求。并对侧线部位的法兰垫进行更换，保证侧线采出正常。新脱苯塔检修完毕后，操作稳定，侧线采出正常，运行效果良好。2.2.3降低旧系洗苯塔阻力方案一：热洗油清洗对上洗苯塔的贫油，不经过冷却，直接上旧系洗苯塔清洗。这样清洗，阻力下降了5001000Pa。但洗苯塔运行一天后，阻力又上升到45005000Pa。方案二：蒸汽清扫停上塔的贫油，关旧系洗苯塔出入口煤气阀，煤气走交通，塔顶开放散。用蒸汽对旧系洗苯塔进行清扫。这样清洗，阻力下降了6001400Pa。但洗苯塔运行两天后，阻力又上升到45005000Pa。方案三：酚油清洗停上塔的贫油，关旧系洗苯塔出入口煤气阀，煤气走交通，塔顶开放散。用热酚油对旧系洗苯塔进行清洗。此方法，阻力下降了15002500Pa。但洗苯塔运行两周后，阻力又上升到45005000Pa。方案四：对旧系洗苯塔进行内部拆检通过长期的充分准备，利用一个月的时间，对旧系洗苯塔进行内部拆检。为了不影响洗苯，提前通过管道配置，利用其中一个洗氨塔代替洗苯塔，维持旧系的基本洗苯效果。旧系洗苯塔有22层钢板网填料，11个布液盘。从塔内拆出的钢板网填料已全部堵塞，布液盘也有不同程度的损坏。在检修的过程中，利用高压清洗，冲出钢板网填料内的堵塞物，并修复损坏的布液盘，无法修复的布液盘更换新的。另外，对贫油入口的分配器进行彻底清洗和修复。在第七层布液盘处，增加洗油入口分配器（用于循环段的洗油分布）。此方案的实施，使旧系洗苯塔阻力下降到1000Pa，达到了指标范围内，效果非常好。2.2.4更换油油换热器对运行的4台油油换热器，分别取样，并进行化验数据对比，从而判定出串漏的油油换热器，然后对其更换。通过对比，2、3、4油油换热器均漏，为不影响生产，对其进行逐一单台更换。更换后，贫油含苯降到0.6。2.3改造效果在上述的工艺改造中，效果好的表现在新脱苯塔检修、旧系洗苯塔检修、旧系洗苯塔增加循环段和油油换热器更换。这四项措施的实施落实，彻底解决了脱苯塔超负荷，脱苯塔操作困难，洗苯塔阻力大，富油通过油油换热器串漏到贫油中的难题。3 操作优化根据洗苯和脱苯原理，找出工艺操作优化的关键点，然后制定出相应的操作优化措施。3.1 洗苯原理用洗油吸收煤气中的苯，是物理过程，服从亨利定律和道尔顿定律。当煤气中的苯汽分压大于洗油液面上的分压时，煤气中的苯就被吸收，两者差值越大，吸收过程越容易，吸收速率也就越快。根据公式W=KFPm，被吸收的苯W与吸收系数K、吸收表面积F和吸收推动力Pm有关。吸收系数的大小，取决于洗油的性质、温度、吸收设备的构造和吸收过程的条件。吸收表面积与汽液两相接触表面积和接触时间有关，对于填料塔而言，吸收表面积为塔内填料表面积。吸收推动力主要取决于贫油含苯，贫油含苯越低，贫油表面上苯气压越低，吸收推动力越大。3.2 脱苯原理富油是洗油和苯的混合物，根据沸点的不同，利用蒸馏的原理，将苯从富油中分离出来，在塔内操作条件一定时，提高富油预热温度、提高过热蒸汽温度，可增加富油脱苯程度。但预热温度太高，过热蒸汽过高，会使洗油质量加速变坏，从而降低了洗油洗苯的能力，在富油脱苯的过程中，洗油质量是关键。3.3 影响轻苯收率的主要因素根据上述两个原理，找出影响轻苯收率的主要因素有吸收温度、贫油含苯量、贫油流量和洗油质量并进行优化。3.4 操作优化措施3.4.1降低吸收温度吸收温度是指洗苯塔内汽液两相接触面上的平均温度。它取决于煤气和洗油的温度，当吸收温度超过30时，塔后煤气含苯会显著增加。当吸收温度低于1015时，洗油粘度增加，输送困难，并且洗苯塔内洗油分布不均匀，甚至出现结晶和残渣。最适宜的吸收温度是25。在生产操作中，严格控制洗苯塔煤气入口温度和洗油温度，并保证洗油温度高于煤气温度24，以防止煤气中的水冷凝进入洗油中，使洗油乳化。目前，洗苯塔煤气入口温度和洗油温度均高。为解决此问题，采取了如下措施：（a）、三台初冷器开二检一，加强对初冷器的清洗，三台初冷器逐台清洗完毕后，随着气温的升高，三台初冷器同时使用。保证集合温度在1822，从而使洗苯塔煤气入口温度控制在指标范围内。（b）、及时开启制冷机，使用制冷水。（c）、进行一段贫油冷却器水入口侧清洗，清除循环水带来的杂物。（d）、改二段贫油冷却器循环水为制冷水。（e）、对窜漏的一、二段贫油冷却器进行更换。通过上述措施，对洗苯塔煤气入口温度和洗油温度的控制，基本保证吸收温度在2528范围内。3.4.2降低贫油含苯贫油含苯越高，则洗苯效果越低。一般情况下控制贫油含苯0.40.6。在实际生产中，贫油含苯高达0.70.8为解决此问题，操作时，可适当加大脱苯塔蒸汽量。但蒸汽量过大，又会造成轻苯质量不合。必须从中找出最佳点，在保证轻苯质量的情况下，加大入塔蒸汽量。另外，还要时常关注油油换热器的运行情况，防止油油换热器串漏。3.4.3合理控制贫油流量贫油流量，按煤气量计算，1m3煤气需要洗油循环量1.51.8kg，煤气量按80000 m3/h计算，则所需贫油量L=V（1.51.8）120144t/h。通过计算，每个洗苯塔需要洗油70t/h。另外，贫油所需量随吸收温度的提高而增加，当吸收温度超过30时，所需贫油量可增加到2.2Kg/m3煤气，于是每个洗苯塔需要贫油量在8090 t/h，就可满足洗苯要求。而实际生产中，每个洗苯塔贫油量高达100 t/h，当低于100 t/h时，净煤气含苯就超标。为解决这个问题，首先，对系统中所有的流量计进行校验。其次，在保证流量计显示准确的情况下，通过净煤气含苯指标，合理调节贫油流量。3.4.4提高洗油质量洗油是高温煤焦油230300的馏分。洗油在循环使用过程中，不饱和化合物聚合成高分子聚合物，溶于洗油中，使洗油质量变坏，从而降低了洗苯能力。本厂洗油质量差，主要表现在270前馏分量太少，在2540之间。在生产操作中，为了保证和稳定循环洗油质量，必须对洗油进行再生。可将洗油总量的2 4引入再生器进行再生。通过（a）、加大排干渣量。（b）、增加排干渣次数, 由原来的每周3次改为每班1次。（c）、排稀渣。（d）、改变了补洗油操作, 由原来的新洗油进富油槽，改进贫油槽，并实行多次少量的补法。（e）富油槽实现低液位操作。(f) 实现洗油置换。(g) 通过过热蒸汽的分流，