淺析影響洗苯及脫苯的因素

摘 要：本文根據唐山佳華煤化工有限公司凈化分廠二期洗苯及脫苯工藝，論述了影響粗苯回收率的幾個因素以及如何提高粗苯的產量和質量。

關鍵詞：洗油洗苯 脫苯蒸餾 產量 質量

中圖分類號：TQ3 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）10（a）-0080-01

1 工藝概述

唐山佳華煤化工有限公司二期煤氣凈化系統負責處理3#～6#焦爐產生的煤氣，目前處于低負荷生產狀態。粗苯的洗滌和蒸餾工藝及目前的主要操作參數簡述如下：從洗滌工段來的富油先后經過油汽換熱器、貧富油換熱器、及管式爐后被加熱至170～185℃后進入脫苯塔第30層塔盤進行蒸餾。壓力為0.4MPa的蒸汽經管式爐加熱至≥280℃后進入再生器，再生器頂部產生的油汽進入脫苯塔底部對富油進行汽提和蒸餾。脫苯塔頂出來的93～103℃的苯蒸汽經油汽換熱器、粗苯冷凝冷卻器冷卻至30℃左右經油水分離后得到粗苯產品。脫苯塔底的熱貧油經貧富油換熱器、一段貧油冷卻器、二段貧油玲卻器冷卻至20～30℃后進洗苯塔進行洗苯，得到的富油再去粗苯工段進行蒸餾脫苯。在脫苯塔側線引出萘油餾份，以降低貧油含萘。引出的萘油餾份進入萘溶劑油槽，定期用泵送至油庫。為保證洗油質量，從脫苯塔底引出1%～1.5%的熱貧油，送入再生器內，用過熱蒸汽蒸吹再生。再生殘渣排入殘渣槽，用泵送至油庫。

2 影響苯族烴吸收的因素

回收率是評價洗苯操作的重要指標、可用下式表示：

η=1-α2/α1

η為苯的收率；

α1、α2為洗苯塔入口、出口煤氣苯族烴的含量g／m3。

影響η的主要因素有以下幾點。

2.1 吸收溫度

煤氣中苯族烴的含量一定時，溫度愈低，洗油中與其成平衡的粗苯含量愈高。但溫度不能過低，因為低于15℃時，洗油粘度顯著增加；低于10℃時，會從洗油中析出沉淀物。根據生產實踐，冬季低于25℃洗油就會大量掛塔，造成操作困難，且洗苯塔阻力增大；若高于32℃，則η顯著降低，故適宜的操作溫度為25～30℃另外，洗油溫度還應高出煤氣溫度2～3℃，以防煤氣中的水冷凝進入洗油中。

2.2 洗油質量

洗油的分子量減少能使洗油的洗苯能力提高，但洗油分子量不宜過小，否則吸收操作中洗油揮發損失大，并在脫苯時不易與苯分離。凈化分廠二期2011年8～11月的洗油與標準洗油的主要指標對比如表1。

從表1看出，洗油在系統中循環一段時間后有效成分（餾程在230～270℃）會逐步降低，在一定程度上影響了苯族烴的收率。因此在實際操作中我們根據循環洗油質量間歇開再生器并向系統中補入新洗油，以改善循環洗油質量，保證粗苯產量。

2.3 循環洗油量

循環洗油量可根據下面的公式求得：

V×（α1-α2）/1000=L（C2-C1）

V為洗苯塔通過的煤氣量m3／h；

α1、α2為洗苯塔進出口煤氣苯族烴含量g／m3；

L為洗油量kg／h；

C2、C1為貧富油中粗苯含量。

從上式看出，增加循環洗油量，可降低洗油中粗苯含量，增加吸收推動力，提高收率。但由于我們目前是半負荷生產，煤氣量少，洗苯塔塔徑大，若按此公式算出的循環洗油量組織生產，必然會導致洗油噴油密度不夠，致使苯的收率降低。且循環洗油量太大，會造成能源、動力及洗油消耗的增加。2011年11月煉焦二期結焦時間由72h調整至60h，根據結焦時間的變化，循環洗油量由145m3/h調整至160m3/h，既能滿足洗苯要求，又保證了洗油單耗在可控范圍內。

2.4 貧油含苯量

入洗苯塔的貧油含苯量越高，塔后損失越大。實際貧油含苯可控制在0.08%～0.2%，此時仍能保證塔后煤氣含苯在4g/m3以下。若進一步降低貧油含苯量，雖有助于降低塔后損失，但增加了脫苯的蒸汽耗量，并使洗油耗量增加。

2.5 煤氣的壓力及流速

隨著煤氣壓力的增加，煤氣中苯族烴的分壓將成比例增加。使得吸收推動力增加。增加煤氣速度可提高氣膜吸收系數，強化吸收過程。目前生產狀況處理煤氣量小，煤氣壓力流速未達到設計要求，因此在一定程度上也影響了苯的收率。

3 影響粗苯蒸餾的因素

（1）富油溫度的影響：富油溫度是粗苯蒸餾的重要參數。富油溫度過低，貧油含苯量就高，且蒸汽耗量大，尤其是富油溫度若低于160℃，從側線基本采不出萘油，致使塔的操作不穩，苯產量下降。但富油溫度也不能過高，以防爐管結焦。

（2）塔頂溫度及塔壓的影響：在保證干點合格的情況下，提高塔頂溫度可以提高苯產量，降低貧油含苯量，塔內操作壓力對苯的蒸出率影響較小，而對甲苯及其以后的組分影響較大。塔頂壓力晝夜之間、冬夏之間可波動十幾到二十幾千帕，對苯產量影響不大。

（3）回流量的影響：回流比是決定設備費和運輸費的重要因素，是一個對產品產量和質量有重大影響而又便于調節的參數。在蒸餾設備定型、進料的流量、組成及熱狀況不變的前提下，增大回流比的影響是：塔頂產品產量減小，塔頂產品的純度提高。

（4）側線采出的影響：脫苯塔設有萘油側線采出口，通過側線采出萘油，可降低循環洗油含萘量。

（5）洗油含水：富油含水多，水分在管式爐內大量蒸發，致使塔壓波動，管道壓力急劇增加。嚴重則導致管道及換熱器泄漏，造成停產。

4 結論

（1）洗油質量、吸收溫度及噴淋密度是影響苯的吸收系數和吸收速率的最主要因素。在常溫常壓的操作條件下，提高煤氣速率和洗油噴淋密度均能使吸收系數增加。特別是在保證適宜的噴淋密度的情況下，提高煤氣速度可大大強化吸收過程。（2）合適的富油溫度及過熱蒸汽溫度，采取合適的回流比是提高苯的產量和質量、降低能源消耗的關鍵。適當采出萘油是整個洗苯及脫苯系統正常運行的重要因素。（3）管式爐加熱、單塔蒸餾工藝的優點是：粗苯回收率高，蒸汽耗量低，酚水排出量少，動力消耗低。