煤气净化系统工艺的优化与改进

1、煤气净化系统工艺的优化与改进崔长青（北京众联盛化工工程有限公司）摘要对焦化厂的煤气净化工艺提出了13点改进意见，并详细介绍了改进的方法。关键词冷鼓脱硫硫铵洗脱苯蒸氨Optimization and Improvement of Coke Oven Gas-cleaning SystemCui ChangqingZhu Changjiang(Beijing ZHONGLIANSHENG chemical engineering CO.,LTD.)ABSTRACTThirteen improvement of Coke Oven Gas-cleaning System were developed

2、. And the modified methods were presented in detail. KEY WORDCondense-blast, Desulfurization, Ammonia sulfate, Crude benzol recovery ,Ammonia Distilling0前言结合焦化企业多年的生产实践及我公司在焦化、化工设计领域丰富的工程设计经验，我公司在为国内某焦化企业三期100万吨/年焦化工程的设计中，对煤气净化车间的冷鼓、脱硫、硫铵、洗脱苯及蒸氨工段在生产工艺上进行了一些优化设计，得到了业主的一致好评。本文就设计工作中对工艺流程、设备布置进行的修改及其必

3、要性进行详细论述。1该企业一、二期工艺流程简述1.1冷鼓工段自气液分离器来的荒煤气经过初冷器后将煤气温度冷却至22，后经电捕焦油器进一步脱除焦油后进入煤气鼓风机，加压后煤气进入后续工段。气液分离器分离出的液相自流进入机械化氨水澄清槽进行静止分层。上层的氨水溢流至循环氨水槽，由循环氨水泵抽送至荒煤气管冷却荒煤气，并自循环氨水泵后抽取部分氨水至初冷器喷洒冲洗使用。多余的氨水溢流至剩余氨水槽，用剩余氨水泵抽送至蒸氨工段。中层的焦油溢流至焦油中间槽，再次静止分离脱水后泵送至焦油槽贮存、外售。底层的焦油渣定期运往煤场掺混炼焦。每台初冷器下部设有两台初冷器水封槽（初冷器上、下段各对应一台），煤气冷凝液及初

4、冷器冲洗液经水封槽溢流至上、下段冷凝液循环槽，然后分别由上、下段冷凝液循环泵送至初冷器上下段喷淋，如此循环使用,多余部分由下段冷凝液循环泵送至机械化氨水澄清槽。并在下段冷凝液循环槽内设有蒸汽盘管加热。1.2脱硫工段脱硫采用PDS栲胶为催化剂、煤气中的氨为碱源的湿式氧化法、两级脱硫、再生塔再生、熔硫釜生产硫磺的脱硫工艺。来自冷鼓工段的粗煤气依次串联进入两个脱硫塔下部与塔顶喷淋下来的脱硫液逆流接触进行洗涤后，煤气经捕雾段除去雾滴后全部送至硫铵工段。从脱硫塔中吸收了H2S和HCN的脱硫液经脱硫塔液封槽溢流至溶液循环槽，用溶液循环泵抽送至再生塔下部与空压站来的压缩空气并流再生，再生后的脱硫液返回脱硫塔

5、塔顶循环喷淋脱硫。硫泡沫则由再生塔顶部扩大部分排至硫泡沫槽，再由硫泡沫泵加压后送熔硫釜连续熔硫，生产硫磺外售。熔硫釜内分离的清液送至溶液循环槽循环使用。1.3硫铵工段采用喷淋式硫铵饱和器发生产硫铵。由脱硫工段送来的煤气经煤气预热器后进入硫铵饱和器上段的喷淋室，在此煤气与来自饱和器下段的循环母液充分接触，使其中的氨被母液吸收。煤气经饱和器内的除酸器分离酸雾后送至洗脱苯工段。在硫铵饱和器内的母液中不断有硫铵晶体生成，用结晶泵将其连同一部分母液送至结晶槽分离，然后经离心机分离、螺旋输送机输送至振动流化床干燥器干燥后入硫铵贮斗贮存、称重、包装即可外售。1.4洗脱苯工段该工段分为煤气的冷却、洗苯、脱苯三

6、部分。来自硫铵工段的粗煤气，经终冷塔间接冷却后从洗苯塔底部入塔，与塔顶喷淋的循环洗油逆流接触，煤气中的苯被循环洗油吸收，再经过塔的捕雾段脱除雾滴后离开洗苯塔。洗苯塔底富油经富油泵加压后送至粗苯冷凝冷却器，与脱苯塔顶出来的粗苯汽换热，然后至油油换热器与脱苯塔底出来的热贫油换热，最后进入粗苯管式炉被加热至180°C左右，进入脱苯塔。从脱苯塔顶蒸出的粗苯油水混和汽进入粗苯冷凝冷却器分别被从洗苯塔底来的富油和制冷水冷却至30，然后进入粗苯油水分离器，分离的粗苯至粗苯回流槽，部分粗苯经粗苯回流泵送至脱苯塔顶作回流，其余部分入粗苯贮槽，定期由粗苯输送泵送至罐区粗苯贮槽，贮存、外售。脱苯后的热贫油

7、从脱苯塔底流出，自流入油油换热器与富油换热后入贫油槽，并由贫油泵加压送至一、二段贫油冷却器分别被循环水和制冷水冷却至约30°C，送洗苯塔喷淋洗涤煤气。0.5MPa（表）蒸汽被粗苯管式炉过热至400°C左右，作为洗油再生器和脱苯塔的热源。管式炉所需燃料由引自洗苯后的煤气管道。在洗苯脱苯的操作过程中，循环洗油的质量逐渐恶化，为保证洗油质量采用洗油再生器将部分热贫油再生。洗油再生量为循环洗油量的11.5，用过热蒸汽加热，蒸出的油汽进入脱苯塔，采用干排渣的方式将残渣排入残油池定期送往煤场或外售。1.5蒸氨工段采用直接蒸汽为热源的蒸氨方法。2三期工程设计中对上述工段的改进2.1冷鼓工

8、段a、 原设计中每台初冷器下部设有两台DN800初冷器水封槽修改为总共设计两台DN2000的初冷器水封槽；b、 将初冷器基础标高由原设计的POS EL4.000加高为POS EL7.200，初冷器水封槽的基础标高由原设计的POS EL0.600加高为POS EL1.500，机械化氨水澄清槽的基础标高由原设计的POS EL1.860降低为POS EL1.000，同时取消上、下段冷凝液循环槽及上、下段冷凝液循环泵。修改设计后，煤气冷凝液及初冷器冲洗液经水封槽直接溢流至机械化氨水澄清槽。见附图：优点：因煤气冷凝液中焦油含量较高，减少中间操作环节后，改善了初冷器平台附近的操作环境；下段冷凝液循环槽中设

9、有蒸汽加热盘管，实际生产中发生过因盘管腐蚀泄漏从而污染蒸汽冷凝液的事件，取消该循环槽，不仅减少蒸汽耗量，而且减少污染事件发生的一个源头；取消上、下段冷凝液循环泵各两台，不仅节省投资，而且减少动力消耗37kW/h。c、 将原设计中的电捕水封槽、鼓风机水封槽由方形结构改为圆形结构，同时取消水封槽顶部的液下泵，冷凝液由原设计的由液下泵直接打入机械化氨水澄清槽改为自流入废液收集槽，然后由废液收集槽液下泵统一打入氨水澄清槽。优点：方形结构改为圆形结构，使得设备的结构更合理，减少钢材用量；取消液下泵（共四台），节省投资，减少动力消耗11Kw/h，简化操作。d、 剩余氨水送去蒸氨工段前，增加PT963陶瓷管

10、过滤器，除去剩余氨水中绝大部分的焦油后再送往蒸氨工段。优点：保证蒸氨塔的正常操作，PT963陶瓷管过滤器布置在本工段而非蒸氨工段，主要考虑PT963陶瓷管过滤器反冲洗后得到的焦油可直接排至废液收集槽，后有废液收集槽液下泵统一送往氨水澄清槽； e、鼓风机煤气入口管设计一段长度为450mm的两端带法兰的直管段，在鼓风机设备安装时，预先同风机入口连接好，为后期煤气管道的安装提供便利。2.2脱硫工段a、 取消由溶液循环泵出口至再生塔进口的脱硫液液封管道，由止回阀代替。并且在管道设计中，充分考虑止回阀的更换问题。优点：随着机械加工水平的提高，现有的止回阀质量完全可以满足使用要求，用止回阀代替上U型管道可

11、大大降低安装成本。b、 在进再生塔的两路压缩空气管道上，分别装设调节阀。优点：保证了再生用压缩空气的稳定，保证再生效果。c、硫回收生产硫膏，采用卧式螺旋卸料沉降离心机代替传统的三足式自动刮刀下部卸料离心机。优点：在生产硫膏质量相同的情况下，简化了操作程序，使得生产的自动化水平提高。d、 催化剂配置槽布置在二楼离心机厂房内，将加药方式由间歇加药改为连续加药。优点：保证了脱硫液中催化剂的均匀，并使药剂能长时间稳定发挥作用，保证了脱硫塔后硫化氢含量的稳定性。2.3硫铵工段a、 传统设计中硫铵仓库的地坪标高由EL1.000变为EL0.000。优点：原设计中的硫铵仓库标高主要是为装车方便服务，但随着社会

12、进步，汽车高度也不仅仅局限于原来的高度，因此原设计的地坪1米的标高逐渐失去了原有的作用，取消后不但节省了土建费用，而且在不改变原有层高的前提下，即可满足自动称量包装设备需要的安装高度。、在饱和器的下部结晶室增加了结晶母液射流悬浮搅拌系统。优点：增加了结晶旋转悬浮的速度，使晶膜阻力减少，加快结晶成长并有利于消除硫铵沉积死角；另外，非正常生产时（如突然停电），饱和器下部母液中的硫铵结晶会迅速沉积在饱和器下筒体的底部，晶比高时会造成严重的堵塞，增加该搅拌系统后，启动大母液泵会使结晶堵塞现象迅速消失，使硫铵机组在较短时间内顺利恢复生产运行。2.4洗脱苯工段a、 在不明显增加洗油消耗量的前提下，将原来的洗油再生器的干法排渣工艺改为湿法排渣工艺。具体为将排渣温度由220降为190，通过增加一台齿轮泵将湿渣直接送至冷鼓工段的氨水澄清槽。优点：减少了污染排放点，大大改善了工人的操作环境。2.5 蒸氨工段a、由原来的直接蒸汽加热修改为通过再沸器的间接蒸汽加热。蒸汽