提高三苯收率的探討及改進措施

黃文亮，孫 俊

（新余鋼鐵有限公司焦化廠，江西 新余 338000）

提高三苯收率的探討及改進措施

黃文亮，孫 俊

（新余鋼鐵有限公司焦化廠，江西 新余 338000）

本文闡述了粗苯酸洗工藝的現狀及原理，探討了兩苯塔的優化操作，分析了新鋼焦化廠粗苯酸洗工藝中初餾塔回流不穩定的原因及解決辦法，回流系統改進后三苯收率的提高情況及經濟效益。

粗苯酸洗工藝；兩苯塔；初餾塔回流；三苯收率

0 前言

目前國內對粗苯進行深加工的生產廠家主要分為兩類。一類是酸洗法生產純苯以下稱焦化苯，另一類是采用苯加氫工藝生產純苯。酸洗法投資少、見效快，生產裝置易建設，但生產的苯純度低，不能有效分離甲苯、二甲苯，國內大多數精苯生產裝置采用此法。酸洗法生產的焦化純苯主要用于順酐、氯化苯、醫藥、農藥、染料、溶劑等。由于焦化純苯生產工藝落后、污染環境，目前大城市已逐步取締和搬遷，這樣影響了近年來焦化純苯產量的增長速度。但從2008年的統計數據看，焦化純苯產能在142萬噸左右，而實際產量僅有86萬噸，產能明顯過剩。當然，隨著國際能源價格的猛漲，焦化純苯價格也一路高漲，從2004年的4000元一直徘徊漸漲到目前的7500元左右。因此，在如此好的市場行情下，關于提高三苯收率的探討是必要的。

1 新鋼焦化廠粗苯酸洗工藝

粗苯酸洗工藝流程如圖1。粗苯工段來的粗苯，首先經兩苯塔把粗苯分餾為輕苯和重苯。苯、甲苯、二甲苯的絕大部分（98%以上）和硫化物的大部分及50%左右的不飽和化合物都集中于輕苯中；苯乙烯、古馬隆及茚等高沸點不飽和化合物則集中于重苯中。

輕苯先經初步精餾，把初餾分（苯頭分）和三苯混合餾分離開，以使二硫化碳和大部分不飽和化合物被分離出去。然后對三苯的混合餾分進行凈化，以除去不飽和化合物和硫化物。經過凈化的三苯混合餾分，再進行最終精餾，以制取苯、甲苯、工業二甲苯及動力苯等產品。

從整個工藝看，可能影響三苯收率的因素有重苯排放中帶輕苯、苯頭份采出帶BTX三苯混合份過多、酸洗副反應發生、酸焦油及廢酸、堿殘的排放操作不當、吹殘含油、精制殘渣含油過多、動力苯切取過多。

現在生產中能避免酸焦油及廢酸、堿殘的排放帶油，酸洗副反應的發生是客觀存在的。新鋼焦化酸洗工藝能較好地控制因副反應而造成的三苯損失，吹殘、精制殘渣含油基本能控制在正常水平，動力苯切取情況也較易控制。因此本文主要探討兩苯塔的優化操作，結合新鋼焦化廠實際情況分析了初餾塔回流不穩定的原因及改進后取得的效果。

2 兩苯塔的優化操作的探討

2.1 兩苯塔重要性

兩苯塔主要是將粗苯中沸點在150℃以上的不飽和化合物分離出去，其中主要有古馬隆、茚及苯乙烯等，從而減少酸洗過程中酸耗以利于減少酸焦油的排放及因此能更好地減少環境污染。因此，生產過程中對兩苯塔合理操作至關重要，如若兩苯塔重苯采出過多會直接影響三苯收率；而重苯采出過少，重苯將直接進入后續工段，可能導致管道阻塞以及增加酸耗，酸焦油排放過多造成環境污染，更為嚴重的是可能影響純苯質量。

2.2 我廠兩苯塔目前的操作狀態

目前兩苯塔生產中存在的一個最大問題是回流打不起來。先介紹兩苯塔回流系統如下：從塔頂出來的輕苯經冷凝冷卻器再到油水分離器，油水分離器出來的輕苯一部分至輕苯槽另一部分就是打回流。回流打不起來的原因之一是油水分離器自動排水系統已損壞，以及兩苯塔采用直接蒸汽加熱導致大量水蒸汽進入兩苯塔最終伴隨輕苯進入塔頂。這兩個原因導致油水分離器分離效果不行，因此如果采用油水未分離充分的伴水油進行回流將直接導致塔壓過高、塔內生產系統紊亂。所以，現在生產中兩苯塔一直處于未打回流狀態。

圖1 粗苯酸洗工藝流程

兩苯塔現在的另一狀態是間歇性排重苯，間歇性排重苯對于操作而言，費時費力過于繁瑣，而對于生產本身而言，塔底重組分不斷累積導致重沸器內液體不斷增加熱負荷增重。并且由于操作中只能通過塔上的窺鏡來判斷塔內液位情況，由此導致重沸器基本處于汽象管被塔內液體淹沒的狀態。在這種情況下要將塔內輕組分即輕苯從塔頂蒸餾出去，必將塔底液體升至較高溫度而重苯的間歇性排放又將熱量帶走，并且塔底液體過多而輕組分分布在大范圍的液體中，因此輕組分上升也伴隨更大的阻力，所以這樣的操作條件必將以犧牲更多能耗為代價，也取不到理想的分離效果。

2.3 兩苯塔優化操作的方向

第一，采取切實可行的回流系統即將不含水的輕苯經泵對兩苯塔打回流，可以采取如下方法：增加一油水分離器使輕苯跟水能較充分分離并從此油水分離器引回流，或者另設一回流中間槽、最簡單的方法是從輕苯大槽中直接引回流至兩苯塔。

第二，采用連續排放重苯制度，并嚴格要求兩苯塔底部液體部分不能淹過氣象管，并要求重苯排放量在8%以內。

由此，即可以簡化操作，更可以保證兩苯塔的穩定性及提高分離效率。

3 初餾塔回流不穩定的原因及解決辦法

初餾塔主要是將沸點為79℃以下的餾分從粗苯中分離出去，主要包括環戊二烯、戊烯類的脂肪烴及二硫化碳分離出去。初餾塔的分離情況會影響后續產品質量并且對酸洗過程有較大影響，一般國內各化工廠都要求苯頭份餾出量在1.5%左右。苯頭份餾出過多側三苯收率將直接受影響，因此初餾塔生產狀況對生產業績直接相關。而我廠初餾塔回流系統不穩定在很長一段時間內，都影響著精苯生產。

下面分析本廠回流系統不穩定的原因，如圖2是我廠原來初餾塔回流系統。

圖2 初餾塔原回流系統

為節約生產成本，我廠初餾塔由原來兩苯塔直接搬用而來，首先塔板數塔徑跟處理能力都沒有按照理論要求而建造，因此塔內部汽液傳質傳熱都沒能按理論狀態那么穩定，直接導致塔頂苯頭份汽采出有所波動，再加上冷凝冷卻器冷卻效果欠佳因此導致油水分離器內苯頭份的波動。苯頭份量本來就只有1.5%左右，量小而加上前面兩因素的波動所以導致回流時大時小。回流的不穩定直接影響塔頂溫度的變化從而又影響苯頭份采出，由此形成惡性循環。

為解決初餾塔回流問題我廠采用了圖3中的回流系統。

圖3 初餾塔改善后的回流系統

直接從苯頭份槽底部引回流，從而保證了回流量的穩定性，因此能較好地控制塔頂溫度及苯頭份采出量，從而直接改善了三苯收率。

4 初餾塔回流系統改進后的經濟效益

初餾塔回流系統改善后對我廠的經濟可明顯從以下數據可以看出：改善前苯頭份采出量為月平均值3.0%左右，改善后為1.0%以下。苯頭份的價格為4000元/噸，不用純苯比較就用算粗苯價格比方粗苯價格為7000元/噸，按月處理粗苯3000噸，其中8%的重苯排出后，可得月增加利潤16.56萬，則年增利潤198.72萬元。

5 結論

粗苯酸洗工藝中改善兩苯塔的回流系統以及排放重苯方法，將節約能源且能更好的分離出粗苯中所含輕苯，從而改善環境提高經濟效益。初餾塔回流系統小改革就能創造巨大效益，穩定的回流對精餾而言至關重要的也是必須的。

［1］王亞新，張占通.我國焦化苯精制現狀及市場發展趨勢［J］. Industrial Economy，2008（5）：83.

［2］楊瑞平.粗苯酸洗工藝與加氫工藝的比較［J］.燃料與化工，2006，37（6）：41-43.

［3］何建平，李 輝.煉焦化學產品回收技術［M］.北京：冶金工業出版社，2004：214-239.

Discussion and Improvement Measures to Improve t?e Yield of T?ree Benzene

Huang Wenliang，Sun Jun
（Coking Plant of Xinyu Iron & Steel Co.，Ltd.，Xinyu 338000，C?ina）

In t?is paper，t?e crude benzol acid was?ing process of t?e actuality and t?e t?eory，and to explore t?e optimal operation of t?e two benzene tower，analysis of Xinyu Iron and Steel coking plant crude benzol acid was?ing process primary fractionator reflux instability causes and solutions，reflux system improved t?ree benzene yield increase and economic benefit.

pickling process of crude benzene； two benzene tower； initial reflux tower； t?ree benzene yield

黃文亮（1986— ），男，漢族，江西新余人，本科，助理工程師；研究方向：焦化。