淺談輕苯加工工藝及設備改造

沈 健

山東省萊蕪市萊鋼股份有限公司焦化廠，山東萊蕪 271104

0 引言

萊鋼焦化廠精苯車間采用酸洗凈化法對輕苯進行精制，輕苯需經初步精餾，把初餾份與苯、甲苯、二甲苯的混合餾份分離開，然后對混合餾份進行酸洗凈化處理。經過凈化的混合餾份用堿中和，再進行最終精餾，以制取三苯產品。車間建成多年，設備腐蝕老化、原料質量參差不齊等問題嚴重制約著車間的輕苯加工，為此，車間進行了工藝及設備改造以提高輕苯加工量。

1 改造前車間情況

車間自2005年擴容改造后，一直未對設備進行更換，純苯塔頂回流部分的塔壁受腐蝕變薄，隨時會發生泄露事故，成為車間的一個安全隱患；純苯塔冷凝冷卻器腐蝕、堵塞嚴重，冷卻效果已經達不到生產要求，純苯塔頂、28層塔盤溫度偏高，影響了純苯產品的質量，由于純苯產品不正常，車間經常需要停工對純苯塔進行處理，影響了輕苯加工量。

精制塔是間歇式釜式生產，原料是輕苯經過初餾、酸洗提出純苯后的純苯殘油，在去掉吹出苯塔后，現殘油比原殘油多了大量的古馬隆和高沸點聚合物，甲苯、二甲苯提取后，剩下大量的中式酯、聚合物、廢堿、古馬隆和苯渣。它們的特點是沸點高且比較粘稠，在平時生產過程中高沸點的古馬隆和苯渣就一點點積附在每層塔盤和降液板上，經過幾個周期生產，每層塔盤和降液板粘稠物積累而導致堵塞，最長60天清掃一次，短時20天一次，嚴重影響正常生產，給生產造成很大被動，廠下達的輕苯生產任務不能夠正常完成，必須停產進行清塔。清一次塔是非常煩瑣的，既費材、費力、費時又對進塔人員的身體造成嚴重傷害。具體的清塔一般是停塔放空，各處要添加盲板，用蒸汽吹掃16小時以上，再打開人孔通風晾干8小時，再用8小時～16小時，動用全車間人員協助，由專人進入對每個塔盤進行拆卸，再對每個降液板進行清除，清掃完成后上好人孔試壓，一切正常后才能進行生產。整個過程大約需要3天，以上工作不僅影響輕苯加工量，還耗用大量的材料費和人工費用，造成大量的損失。

擴容改造后，原DN600初餾塔及其附屬的加熱器、冷凝冷卻器及油水分離器等設施，一直閑置未用。同時車間由于沒有能加工粗苯的設備，遇到輕苯原料缺少時只能停工待料，影響了輕苯加工量。輕苯原料質量不穩定，影響輕苯加工量。

精苯車間原平均每日處理輕苯50t，生產純苯35t，同時產殘油20t，生產甲苯連料日處理殘油20t，殘油生產量和處理量基本相同，生產連續進行，殘油不會出現短缺和積壓。隨著擴容改造后輕苯處理量增加，殘油量由原來的20t增加到40t，這樣以來，以前的單釜單塔生產已不能符合正常的生產，給生產帶來嚴重障礙。初餾塔采出初餾份時將一部分苯采出。二甲苯采出不徹底，使一部分二甲苯殘留于苯渣中。

2 改造實施情況

車間利用停工檢修對初餾塔、純苯塔塔體進行了清洗，將塔壁上的聚合物及鐵銹除去，對塔盤及浮閥進行了清理，對純苯塔冷凝冷卻器進行了更換，同時車間將純苯塔頂回流管改到塔頂人孔處，加固了變薄的塔壁。

結合多年來的生產實踐經驗，經過反復試驗，對純苯殘油中容易造成堵塔的中式酯、聚合物、廢堿、古馬隆和苯渣等的性質進行了進一步研究試驗，發現其混合物溶入水中能明顯變稀，且流動性強,因此提出了用水清塔的方案。具體方案為：當精制塔采完二甲苯后，向油水分離器內加水，用回流泵向塔內打水，從塔底通入少量蒸汽，以保證整個塔內塔盤上的溫度在100℃左右；水從塔頂的每個塔盤和降液板上向下流，使每層塔盤和降夜板上的粘稠物被水稀釋后進入精制釜中，然后向釜內通蒸汽，使釜內粘稠物被稀釋，再用蒸汽泵抽到貯槽內。

為給生產提供原料輕苯，增加加工量，車間通過計算對原DN600初餾塔進行了改造：1）原初餾塔盤去掉5層；2）更換塔盤，增加浮閥，每層為36個；3）增加一臺F=10m2塔底加熱器；4）增加一臺V=1.5m3重苯油水分離器；5）改造增加部分管道；6）增加一個V=15m3臥式重苯槽。通過以上簡單改造，將原初餾塔改為能夠加工處理粗苯的液相進料兩苯塔。

為控制好輕苯原料質量，車間在實踐中不斷完善輕苯接收的管理制度，并安排專人負責輕苯的管理工作，對輕苯計量、密度、初餾點、干點等主要指標進行檢測，并及時反饋到相關單位，以便根據檢測結果及時調整生產工藝指標，使輕苯原料質量達到要求。

經過認真思考和仔細觀察后，大膽提出由原單釜單塔改為雙釜單塔式生產。即在原釜基礎上并列增加一個單元釜，使之與原釜同時工作，在原釜回油入釜處加一閥門，使入原釜回油得到控制，以達到兩釜液位相當的目的，并且在精制塔的原苯汽入口旁多加一苯汽入口，使新增釜的苯汽進入塔體，進行正常的汽液交換。

初餾塔塔頂溫度控制45℃～48℃即可保證把初餾份最大量的采出，為下道工序創造良好條件，又可將隨初餾份帶走的苯的損失降到最小，從而提高三苯收率，進而提高輕苯加工量。

在采取二甲苯末期時，以前的操作認為28盤溫度到150℃就應停塔。經過多次操作實驗后發現，在采取二甲苯時將28盤溫度升到155℃時停塔是最適宜的溫度。因為將溫度升到155℃后，不僅多采出了二甲苯，而且二甲苯產品的質量不會受到影響。

3 改造實施后的效果

經過清理、改造后，初餾塔、純苯塔的傳熱效率及工作效率大幅提高，純苯塔各處指標均符合技術規定，生產四塔均高效順行，初餾塔、純苯塔人工清塔次數由原來的每年4～5次減少到每年1～2次。純苯塔回流管道改造后，由于人孔處鋼板較厚，抗腐蝕程度大大增強，延長了純苯塔的使用壽命，而人孔拆卸也比較容易，清理、更換也比較方便。

水清塔法實施后，精制塔人工清塔周期由20天左右一次延長至每年一次，提高了生產效率，解決了由于純苯殘油處理不及時影響加工量這一瓶頸問題。

兩苯塔投入使用后，車間具備了加工粗苯的能力，可年加工粗苯5 000t，為增加輕苯原料擴大輕苯加工量提供條件，成為焦化廠經濟效益的一個增長點。

車間輕苯原料的質量得到了良好的保證，為生產正常提供了原料保障。并且減少了由于原料問題引起設備堵塞而頻繁清塔的次數，精制塔間歇式操作的每周期時間由原來的4天延長到5天，每周期可提高輕苯加工量100t，多生產甲苯30t，同時車間生產的純苯、甲苯、二甲苯質量也得到了顯著提高。

改造后，車間處理殘油量由原來的20t增加到現在的40t，解決了因殘油堆積而引起的生產瓶頸問題。經過時間證明，雙釜單塔式生產操作法切實可行，如果不采用此操作法而采用新增一個精制塔來解決殘油生產瓶頸問題，那么將要增加一個塔及配套的冷凝冷卻器、油水分離器、泵及大量管道等相關設備，還要增加設備運行所需的水、電、汽的消耗。所以本操作法的采用，不僅解決了生產中的瓶頸問題，還節約了大量的建設資金。

初餾份中苯含量顯著降低，二甲苯采出量明顯提高，從而提高了三苯產量，車間可加工輕苯量的空間得到了提升，輕苯加工更加高效。

[1]杜富仁，耿萍.輕苯精制工藝的幾點改進[J].燃料與化 工，2003(1).

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