焦化廠洗苯洗油質(zhì)量惡化的原因淺析

焦化廠洗苯洗油質(zhì)量惡化的原因淺析

Summary：本文講述了焦化廠洗苯洗油的成分及質(zhì)量指標，分析造成洗油質(zhì)量惡化的主要原因，并探討相應(yīng)的解決策略。旨在通過實踐查找洗油質(zhì)量和消耗的平衡點。Keys：焦化廠；洗苯；洗油；質(zhì)量惡化；淺析前言：焦化廠煤氣凈化洗脫苯環(huán)節(jié)通常使用高溫煤焦油中分離出來的洗油作為吸收劑，吸收焦爐煤氣中的苯系物，吸收苯系物后的富油經(jīng)蒸餾再生后循環(huán)使用。在生產(chǎn)過程中，洗油的質(zhì)量控制是保證洗苯效率的一個重要因素，而洗油質(zhì)量的惡化造成洗油消耗指標居高不下，嚴重時噸苯洗油消耗高達80kg。因此，深入研究洗油質(zhì)量惡化的原因，有助于生產(chǎn)管理中提高洗苯效率和控制生產(chǎn)成本。1、洗油的成分及質(zhì)量指標1.1洗油成分焦化廠煤氣洗脫苯所用洗油主要為煤焦油洗油。煤焦油洗油是高溫煤焦油中230～300℃的餾分，容易得到，為大多數(shù)焦化廠所采用。煤焦油洗油主要成分（其中二甲基萘及其同系物含量為1.0%～1.2%）及基本物理性質(zhì)見表1。表1煤焦油洗油主要成分及基本物理性質(zhì)名稱化學(xué)式分子量相對密度沸點/℃熔點/℃焦油中含量/%萘C10H81541.180218808～12α-甲基萘C11H101421.025240～243-22～300.8～1.2β-甲基萘C11H101421.029242～24532.5～35.11.0～1.8聯(lián)苯C12H101541.180255.269～710.2～0.4苊C12H101541.02427895.31.2～1.8芴C13H101661.203295～2981151.0～2.0氧芴C12H8O168287～288860.6～0.8吲哚C8H7N117254.752.50.10～0.16喹啉C9H7N1291.095237～238-14.7～19.50.18～0.251.2餾程指標根據(jù)洗油洗苯的原理和有機物相似相溶的原理可知：洗油與焦爐煤氣中苯系物的分子量越接近，越容易相互溶解，吸收效率也越高，因此洗油餾程中低溫段餾分比例相對而言越多越好?？刂?30～300℃之間洗油各組分的比例對于保證洗油洗苯能力有重要意義。低于230℃的餾分與粗苯太接近，容易在粗苯蒸餾時隨粗苯流失，造成洗油消耗增加。而高于300℃的餾分分子量偏大，不僅吸收能力不好，其黏度也偏大，影響洗油在洗苯塔內(nèi)的均勻分布，也不利于洗苯效率的提高。除此之外，很多企業(yè)還在230～300℃之間增加了270℃前的餾分指標，這是因為洗油中230～270℃之間的餾分是洗苯的主要組分。230～270℃之間的餾分主要為甲基萘、二甲基萘及其同系物、聯(lián)苯等組分，這些組分分子量相對較小，熔點較低，洗苯能力較強且熱穩(wěn)定性好。270～300℃之間的組分主要是苊、芴、氧芴等組分，這些組分熔點高、洗苯能力較差。因此這部分餾分應(yīng)盡可能地少。資料顯示，洗油中各組分的洗苯能力依次為：甲基萘＞二甲基萘＞吲哚＞聯(lián)苯＞苊＞萘＞芴＞氧芴。根據(jù)生產(chǎn)實踐，洗苯效率比較高的循環(huán)洗油270℃前餾分一般在70%以上。1.3含萘指標由于萘的熔點較高，在常溫下易析出結(jié)晶，因此洗油中的萘含量偏高比較容易在循環(huán)洗油換熱或冷卻階段出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。但是洗油中的萘含量也不是越低越好，因為萘與苊、芴、氧芴等高沸點組分能夠生成共熔點混合物，其熔點低于各組分的熔點。因此，洗油中的萘有助于降低從洗油中析出結(jié)晶物的溫度。相關(guān)資料研究洗油中存在的低共熔物及熔點（℃）數(shù)據(jù)如下：萘—β-甲基萘，26；萘—α-甲基萘，-34；萘—苊，51；萘—2,7-二甲基萘，53；萘—2，3-二甲基萘，54；萘—2,6-二甲基萘，60；萘—芴，57；萘—吲哚，42；α-甲基萘—β-甲基萘，-41；苊—芴，65；苊—氧芴，52。理論研究和生產(chǎn)實踐證明，當洗油中苊、芴、氧芴等高沸點組分總和高于50%時，即使含萘量低于10%，常溫下仍然有結(jié)晶物析出；當洗油中苊、芴、氧芴等高沸點組分總和＜30%時，即使含萘量達到20%，溫度降至13℃，也不會有結(jié)晶物析出。由此可見，洗油中的萘含量并不是越低越好，不宜低于6%和超過15%。2、焦化廠洗苯洗油質(zhì)量惡化的主要因素2.1煤氣流速過快，煤氣夾帶洗油洗苯塔工藝為：洗油（貧油）從洗苯塔的頂部噴灑，與煤氣逆向接觸吸收煤氣中的粗苯，脫苯后的煤氣通過捕霧器后送往用戶。捕霧器捕集下來的洗油霧滴匯集后進入捕霧架底部，通過捕霧架底部一根DN50的降液管排入接液盤，再從接液盤滿流到洗苯塔內(nèi)的填料上，從而回收煤氣夾帶的洗油。噴灑的洗油部分霧滴因自身重力小于煤氣的上升力，洗油霧滴被煤氣夾帶流走，且在蒸苯過程中洗油中的輕質(zhì)組分被粗苯、萘油等采出物帶走，造成有益組分減少。為減少洗油被煤氣夾帶量，洗苯塔煤氣出口采用折板式捕霧器回收洗油。圖2所示煤氣通過捕霧器，洗油霧滴與波形板慣性撞擊后在波形板聚集成大液滴，當液滴大到自重超過煤氣上升力和液體表面張力合力時，洗油霧滴匯集后從波形板表面分離下來。折流板捕霧器設(shè)計流量45000m3/h，捕集效果很好，但隨著煉焦方式的轉(zhuǎn)變，煤氣流量大幅增加，瞬時量峰值高達60000m3/h。捕霧器效率急劇下降，塔后洗油含量高。（圖2折流板捕霧器捕霧原理）2.2再生器排渣帶出洗油為保證循環(huán)洗油的質(zhì)量，由部分循環(huán)洗油進入再生器，通過過熱蒸汽的汽提和蒸餾，把洗油內(nèi)的高沸點聚合物定期排到殘渣槽。按規(guī)定，再生殘渣中300℃前的餾出量應(yīng)小于30%，但殘渣在低溫時易結(jié)塊，化驗有困難，所以排渣只能憑經(jīng)驗操作。而殘渣中300℃前的餾出量過小時，殘渣粘度大，不利于排渣，所以出現(xiàn)排渣不凈的現(xiàn)象。3、提升焦化廠洗苯洗油質(zhì)量的有效策略3.1強化洗油質(zhì)量把控嚴格把控進廠洗油質(zhì)量，在進廠前進行洗油化驗分析，要求洗油水分不大于1%，300餾出物大于90%，無15℃結(jié)晶物。同時根據(jù)生產(chǎn)情況不定期抽查循環(huán)洗油質(zhì)量，并對抽查結(jié)果進行跟蹤處理。3.2優(yōu)化捕霧裝置，提高捕集效率因目前折板式存在二次夾帶問題，經(jīng)多次測算對比，根據(jù)現(xiàn)有洗苯塔安裝尺寸，設(shè)計制作新型不銹鋼絲網(wǎng)式氣液過濾網(wǎng)代替原折流板捕霧器，絲網(wǎng)式捕霧器具有單位體積內(nèi)擁有較大的單位捕獲表面的優(yōu)點，其捕聚能力良好且避開二次夾帶的缺陷。針對降液管堵塞情況，經(jīng)過摸索，采用兩米長鋼管通氮氣探入吹掃的方式進行清理，其清理效果良好。通過把折板式捕霧器更換為絲網(wǎng)式并對接液盤進行清渣后，洗油質(zhì)量明顯提升。3.3規(guī)范生產(chǎn)操作，減少洗油污染首先，可提高再生器排渣溫度。在保證排渣順暢的前提下，將洗油再生器的排渣溫度從185℃提高到190℃，減少再生器排出的洗油渣中的輕組分含量；其次，降低脫苯塔頂回流量。將塔頂粗苯回流量由4.8~5.0t/h降到4.4~4.5t/h，從而減少過熱蒸汽把洗油輕組分吹出；最后，加強化驗對循環(huán)洗油質(zhì)量的跟蹤分析，根據(jù)循環(huán)洗油的質(zhì)量來靈活調(diào)整再生器的排渣周期，以保證用最少的消耗下穩(wěn)定循環(huán)洗油質(zhì)量；結(jié)束語：通過以上措施,洗苯洗油的質(zhì)量得到了穩(wěn)定,粗苯回收率達到0.94以上。遏制了循環(huán)洗油質(zhì)量變差,為穩(wěn)定生產(chǎn)提供了一套可行方案。Reference：[1]丁敏.萊鋼焦化廠提高輕苯收率的工藝方法[J].山東冶金,2018,40(2):2.[2]黃發(fā)亮,吳彥民.焦化廠提高粗苯產(chǎn)率,降低洗油消耗的實踐[J].安徽化工,2018,44(1):2.[3]周伍捌.洗苯塔洗油竄漏原因分析及改進措施[