萊鋼焦化廠提高輕苯收率的工藝方法

丁 敏

1 現(xiàn)狀分析

萊鋼焦化廠采取洗油萃取、蒸餾提取輕苯工藝。輕苯工序因生成流程復(fù)雜，影響因素多，導(dǎo)致輕苯收率有時會出現(xiàn)較大波動。焦化廠輕苯收率正常維持在1%～1.05%，但個別時段，輕苯月平均收率最高相差0.07%，占平均收率的15%左右。這種較大范圍的波動，對化產(chǎn)品利潤和煤氣凈化效果均造成一定影響，為此對影響因素進(jìn)行了分析，并采取了改進(jìn)措施，從而提高輕苯收率。

2 主要影響因素分析

2.1 客觀因素

配合煤揮發(fā)分是影響化產(chǎn)品收率最主要的外部因素，揮發(fā)分越高，苯族烴、焦油等化產(chǎn)品產(chǎn)率就越高，對應(yīng)回收收率就越高。在保證焦炭質(zhì)量前提下，提高配合煤揮發(fā)分是提高苯、焦油等化產(chǎn)品產(chǎn)量的主要途徑。

2.2 工藝因素

輕苯的回收主要包括終冷洗苯和富油脫苯兩道工序，影響工序穩(wěn)定運(yùn)行的主要因素分析如下。

2.2.1 管式爐運(yùn)行效率

在粗苯蒸餾系統(tǒng)中，提高富油預(yù)熱溫度到180℃～190℃，可以使脫苯塔內(nèi)部各組分的蒸汽壓力增大，從而使粗苯的蒸出率也增加，貧油含苯降低，粗苯管式爐蒸餾工藝可使貧油含苯降到0.5%以下。

2.2.2 循環(huán)洗油的質(zhì)量

洗油在循環(huán)使用中，吸收苯族烴的同時還會吸收一些不飽和化合物，如苯乙烯、環(huán)戊二烯等。這些不飽和化合物在煤氣中硫化物的作用下，或在加熱脫苯條件下，會聚合成高分子瀝青性質(zhì)聚合物并溶解在洗油中，因而使洗油質(zhì)量變壞；同時，蒸餾過程中部分輕質(zhì)餾分被蒸出，其密度、黏度、相對分子量均會增大，吸收苯族烴能力降低。

2.2.3 塔頂油水分離器

脫苯塔頂油水分離器作為脫苯系統(tǒng)一個重要裝置，直接影響脫苯塔穩(wěn)定運(yùn)行。日常生產(chǎn)中，如果油水分離效果差，導(dǎo)致大量分離水進(jìn)入脫苯塔內(nèi)部，容易導(dǎo)致系統(tǒng)帶水，脫苯塔塔壓波動大，影響脫苯效果。

2.2.4 終冷塔后煤氣溫度和二段貧油溫度

控制好終冷塔后煤氣溫度和二段貧油溫度，在保證洗油吸收推動力較高的前提下，可以有效減少煤氣中飽和水冷凝后進(jìn)入循環(huán)油，使循環(huán)油含水控制在1%以內(nèi)，保證富油預(yù)熱溫度。

3 工藝方法改進(jìn)

3.1 提高配合煤揮發(fā)分

按照焦化行業(yè)的通用計(jì)算方法，在配煤Vdaf為20%～30%的范圍內(nèi)，輕苯理論收率可依下式計(jì)算：

假設(shè)揮發(fā)分取值25%～30%，取整數(shù)，通過公式計(jì)算得出結(jié)果如表1所示。

表1 揮發(fā)分與收率 %

選取該廠老區(qū)、新區(qū)2017年11月份實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，通過理論公式計(jì)算可得出老區(qū)、新區(qū)輕苯收率，如表2所示，煤耗均按1.325計(jì)算。

表2 輕苯理論與實(shí)際收率 %

兩區(qū)揮發(fā)分差值1.99%，輕苯理論收率相差0.11%，實(shí)際收率相差0.09%。由此可以得出，輕苯收率受揮發(fā)分影響較大，配合煤揮發(fā)分每提高1%，輕苯理論產(chǎn)量對應(yīng)提高約4.5%。

3.2 穩(wěn)定管式爐運(yùn)行

管式爐在使用過程中，煤氣中焦油等雜質(zhì)容易在煤氣燒嘴處結(jié)垢，導(dǎo)致煤氣量變小，爐膛內(nèi)火焰變短，加熱效果變差。煤氣消耗量較高的情況下，富油預(yù)熱溫度很難達(dá)到規(guī)程要求的180～190℃；過熱蒸汽溫度一般只能控制在360～380℃。為改善這種現(xiàn)象，通過摸索，自制工具對管式爐煤氣燒嘴進(jìn)行在線清理，有效提高煤氣燃燒效率，過熱蒸汽溫度可以控制在410～450℃，減少了脫苯系統(tǒng)蒸汽消耗0.5～1 t/h。

3.3 提高循環(huán)洗油質(zhì)量

為保證循環(huán)洗油質(zhì)量，在保證洗油再生器穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，每隔1 d對洗油再生器進(jìn)行排渣操作，排渣完成后，補(bǔ)加新洗油。定期聯(lián)系質(zhì)檢部門對循環(huán)洗油進(jìn)行化驗(yàn)，在嚴(yán)格控制洗油300℃餾出量＞90%的前提下，盡量將270℃餾出量控制在≥60%。通過強(qiáng)化管理，在保證洗油質(zhì)量良好的前提下，脫苯工序洗油消耗一般控制在40～50 kg/t。

3.4 合理控制終冷塔后煤氣溫度和二段貧油溫度

一般每年7—9月份，因氣溫升高，二段貧油溫度很難按照規(guī)程要求控制在30℃以內(nèi)。通過對前期操作記錄查看，二段貧油溫度最高能達(dá)到36℃，此溫度下，循環(huán)洗油苯蒸汽表面分壓較大，洗油吸收煤氣中苯族烴推動力變小，吸收效果變差。通過質(zhì)檢檢測，夏季氣溫較高時，洗苯塔后煤氣含苯能達(dá)到7 mg/m3。

為消除溫度對洗苯效果的影響，通過對區(qū)域內(nèi)包括貧富油換熱器、一段貧油冷卻器、二段貧油冷卻器和輕苯冷凝冷卻器在內(nèi)的19臺換熱器的冷卻水、換熱介質(zhì)進(jìn)出口溫度進(jìn)行檢測，對檢測過程中發(fā)現(xiàn)的換熱效果較差的換熱設(shè)備進(jìn)行了高壓清洗和酸洗，以提高換熱效果。同時，每月對換熱器進(jìn)行1次全面檢測，保證換熱效果，煤氣溫度控制在28～30℃的最佳范圍內(nèi)。

洗苯和富油脫苯兩工序相互影響，每個工序能否穩(wěn)定運(yùn)行都直接影響另一工序的運(yùn)行質(zhì)量。如果富油脫苯工序生產(chǎn)不穩(wěn)定，富油脫苯效果較差，導(dǎo)致脫苯后的貧油苯含量較高，直接影響脫苯工段洗油吸收效果，最終導(dǎo)致洗苯塔后煤氣含苯偏高，大量苯無法回收；同時，如果終冷洗苯工序溫度控制不好，煤氣中飽和水冷凝后進(jìn)入循環(huán)油，會導(dǎo)致富油加熱效果不好，脫苯效果變差，必須進(jìn)行綜合管理。為提高洗苯效果，組織對洗苯塔進(jìn)行離線清洗，利用熱貧油對洗苯塔內(nèi)輕瓷填料進(jìn)行沖洗，避免洗油和煤氣中雜質(zhì)長時間運(yùn)行堵塞填料通道，造成洗油在填料層內(nèi)偏流，影響洗苯效果。

4 結(jié)語

通過以上分析可知，日常生產(chǎn)中，通過嚴(yán)格控制終冷洗苯煤氣及貧油溫度、循環(huán)洗油質(zhì)量等關(guān)鍵工藝指標(biāo)，能夠提高管式爐、脫苯塔頂油水分離器等設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行效率，可以確保良好的洗苯脫苯效果。目前萊鋼焦化廠輕苯收率穩(wěn)定在1.05%左右，輕苯效益良好。