粗苯循環(huán)洗油系統(tǒng)含水量大原因及改進(jìn)措施

趙華，高偉健，武斌，李志

（1.海洋裝備用金屬材料及其應(yīng)用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 鞍山 114009；2.鞍鋼集團(tuán)鋼鐵研究院，遼寧 鞍山 114009；3.鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司，遼寧 營口 115007）

苯族烴是寶貴的化工原料，焦?fàn)t煤氣一般含有苯族烴 25～40 g/m3[1]，經(jīng)焦?fàn)t煤氣凈化回收的粗苯是焦化企業(yè)的副產(chǎn)品之一，是由多種有機(jī)化合物組成的復(fù)雜混合物[2]，在工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。我國焦化廠普遍采用洗油來吸收煤氣中的粗苯[3]，在焦化粗苯生產(chǎn)中，洗油經(jīng)洗苯塔吸收焦?fàn)t煤氣中苯類物質(zhì)后將變成富油，富油經(jīng)粗苯塔蒸餾后就會變成貧油，或稱循環(huán)洗油。由于原材料洗油含水，同時(shí)受洗油管道蒸汽冷凝水影響，現(xiàn)場洗油槽內(nèi)的水較易累積[4]。循環(huán)洗油含水不僅會造成管道壓力過大，損壞螺旋板換熱器和管道，嚴(yán)重時(shí)還會造成生產(chǎn)泵停機(jī)，致使粗苯系統(tǒng)停產(chǎn)。為了降低循環(huán)洗油系統(tǒng)的含水量，規(guī)避安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司（以下簡稱“鲅魚圈”）分析了粗苯循環(huán)洗油系統(tǒng)含水量大的原因，并提出相應(yīng)改進(jìn)措施，本文對此做一介紹。

1 粗苯循環(huán)洗油系統(tǒng)含水量大原因

鲅魚圈粗苯工序工藝流程如圖1所示，先通過終冷塔對焦?fàn)t煤氣進(jìn)行冷卻降溫，再通過洗苯塔用洗油對焦?fàn)t煤氣中苯類物質(zhì)進(jìn)行吸收形成富油，最后對富油進(jìn)行常壓蒸餾處理得到焦化粗苯；同時(shí)，不定期向粗苯系統(tǒng)補(bǔ)充洗油。實(shí)際生產(chǎn)中，外購洗油含水量平均為0.5%，循環(huán)洗油含水量達(dá)到2.5%以上。

圖1 鲅魚圈粗苯工序工藝流程Fig.1 Process Flow for Production Process of Crude Benzene in Bayuquan Branch

采用魚刺圖對粗苯循環(huán)洗油系統(tǒng)含水量大原 因進(jìn)行分析，具體見圖2。

圖2 鲅魚圈粗苯循環(huán)洗油系統(tǒng)含水量大因果魚刺圖Fig.2 Fishbone Diagram of Causes Leading to High Content of Water in Crude Benzene Circulating Washing System in Bayuquan Branch

結(jié)合圖2分析得出，導(dǎo)致循環(huán)洗油系統(tǒng)含水量大的原因主要為以下三個方面：

（1）進(jìn)入洗苯塔煤氣含水量大。在終冷塔冷卻過程時(shí)，焦?fàn)t煤氣中的萘?xí)诮K冷塔填料中冷凝并不斷富集，造成終冷塔阻力增大，需頻繁對終冷塔進(jìn)行清掃作業(yè)，導(dǎo)致大量飽和水汽進(jìn)入焦?fàn)t煤氣，并被帶進(jìn)洗油塔中，致使洗油系統(tǒng)含水量增大。

（2）蒸汽清掃輸送管線。輸送管線為酸、堿、洗油輸送共用管線，長約1 500 m，間斷變換輸送酸、堿、洗油，每次輸送完畢均需對輸送管線進(jìn)行徹底清掃，由于采用蒸汽進(jìn)行清掃，造成大量蒸汽冷凝水進(jìn)入油庫洗油和粗苯洗油系統(tǒng)中，致使洗油系統(tǒng)含水量增大。

（3）洗油低溫脫水操作。循環(huán)洗油通過在脫苯塔低溫運(yùn)行進(jìn)行脫水，將富油含水量降至1%以下，脫水時(shí)間長，脫水效果差，致使洗油系統(tǒng)水量不斷富集。

2 改進(jìn)措施

2.1 終冷塔清掃工藝優(yōu)化

改變在終冷塔塔內(nèi)系統(tǒng)封閉清掃的方式，在終冷塔旁設(shè)置帶有攪拌裝置的地下清掃液收集槽，通過管道一將地下收集槽與終冷塔相連[5]。優(yōu)化后的粗苯工序終冷塔清掃工藝如圖3所示。終冷塔清掃時(shí)，清掃下的渣液 （萘含量約占95%）能及時(shí)排出，進(jìn)入地下收集槽，再通過水泵送往機(jī)械澄清槽，避免渣液（萘在80℃以上會升華）和過飽和蒸氣在終冷塔內(nèi)封閉循環(huán)，提高終冷塔清掃效果，減少蒸汽清掃時(shí)長和頻次。

圖3 優(yōu)化后的粗苯工序終冷塔清掃工藝Fig.3 Cleaning Process for Final Cooling Tower for Treating Crude Benzene after Optimized

2.2 洗油輸送管線清掃方法優(yōu)化

優(yōu)化后的粗苯工序洗油輸送管道清掃工藝通過兩個氮?dú)饧訜崞饔谜羝o氮?dú)饧訜幔妶D4。將氮?dú)饧訜嶂?0～90℃，將油庫洗油輸送至粗苯油槽后，用熱氮?dú)鈱斔凸芫€進(jìn)行清掃，利用蒸汽間接加熱，蒸汽冷凝液從氮?dú)饧訜崞髋懦觯贿M(jìn)入洗油系統(tǒng)中。

圖4 優(yōu)化后的粗苯工序洗油輸送管道清掃工藝Fig.4 Cleaning Process for Oil Washing Pipeline for Treating Crude Benzene after Optimized

2.3 粗苯循環(huán)洗油脫水操作優(yōu)化

采用富油槽低液位操作，將洗油系統(tǒng)中的大部分水都集中轉(zhuǎn)移至洗油槽內(nèi)，通過合理控制洗油槽液位、油水分界面高度、洗油循環(huán)量及富油壓力，實(shí)現(xiàn)對脫水速度的控制，完成含水較大的洗油在脫苯塔的在線脫水操作，較大程度地保證粗苯正常生產(chǎn)，可相對提高系統(tǒng)的作業(yè)率和粗苯產(chǎn)量，減少過熱蒸汽的放散，同時(shí)提高粗苯工序系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，有效避免螺旋板換熱器及管道的損壞。

3 實(shí)踐效果

改進(jìn)前后鲅魚圈粗苯工序指標(biāo)情況如表1所示。由表1可以看出，終冷塔清掃時(shí)間和頻次、洗油輸送管線清掃時(shí)間及粗苯循環(huán)洗油脫水時(shí)間均減少，大幅降低了現(xiàn)場操作勞動強(qiáng)度；循環(huán)洗油含水量明顯降低，改進(jìn)措施效果顯著。

表1 改進(jìn)前后鲅魚圈粗苯工序指標(biāo)情況Table 1 Process Indexes for Treating Crude Benzene before and after Improvement in Bayuquan Branch

采取改進(jìn)措施后，終冷塔冷卻效果提升，焦?fàn)t煤氣溫度降低至25～27℃，降低了焦?fàn)t煤氣在洗苯塔水汽析出量；用加熱氮?dú)馇鍜吆螅斔凸芫€內(nèi)無冷凝水，避免了出現(xiàn)冬季管道堵凍現(xiàn)象，相對蒸汽清掃工藝，每年可減少進(jìn)入洗油冷凝水約240 t，有效降低了洗油含水量；洗油脫水時(shí)間減少，提高了粗苯工序系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，有效避免了螺旋板換熱器及管道的損壞。同時(shí)，焦油增產(chǎn)約60 t/a，粗苯增產(chǎn)110 t/a，避免過熱蒸汽放散75 t/a，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)效223.77萬元/a。

4 結(jié)語

鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司為了解決粗苯工序粗苯循環(huán)洗油系統(tǒng)含水量大的問題，采用魚刺圖對含水量大原因進(jìn)行了詳細(xì)分析，得出進(jìn)入洗苯塔煤氣含水量大、蒸汽清掃洗油輸送管線和洗油低溫脫水操作是主要原因，通過采取相應(yīng)優(yōu)化措施，粗苯循環(huán)洗油系統(tǒng)含水量由2.5%降低至1.2%，改進(jìn)措施效果顯著；同時(shí)，大幅降低了工人勞動強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)效223.77萬元/a，促進(jìn)了粗苯生產(chǎn)過程的高效、安全、綠色，值得推廣和借鑒。