三混萘油連續(xù)堿洗脫酚工藝的改進與應用

王歡 蔣淑艷 薛汝忠 趙飛

山鋼集團萊蕪分公司焦化廠 山東萊蕪 271104

一、前言

我國傳統(tǒng)焦油加工工藝由焦油蒸餾系統(tǒng)及工業(yè)萘生產(chǎn)系統(tǒng)兩部分組成。焦油蒸餾系統(tǒng)采出的三混萘油組分經(jīng)過三混萘油連續(xù)堿洗脫酚單元后，將酚含量降低至0.5%以下，作為原料進入工業(yè)萘生產(chǎn)系統(tǒng)。三混萘油連續(xù)堿洗單元是連接焦油蒸餾系統(tǒng)及工業(yè)萘生產(chǎn)系統(tǒng)的關鍵流程，其運行效果直接影響著整個焦油加工生產(chǎn)線的運行是否順暢，直接影響工業(yè)萘產(chǎn)品質量。

二、原狀況分析

萊鋼焦化廠三混萘油連續(xù)堿洗脫酚單元采用酸堿強制混勻工藝，將三混萘油組分與過量的稀堿通過泵的輸送作用，在管道混合器中強制混勻，再依次進入三座連洗塔。三混萘油組分中的酚與稀堿發(fā)生酸堿中和反應后，生成互不相溶的萘洗兩混萘油與酚鈉鹽溶液，通過人工控制出口閥門的開度，自連洗塔上下兩個采出口分別采出。

該系統(tǒng)在實際運行狀況存在如下問題：

在生產(chǎn)調節(jié)方面，由于三混萘油連續(xù)堿洗系統(tǒng)的主體設備連洗塔各組分的采出控制需要人工進行判斷及調節(jié)，操作難度大，易造成各組分分離效果差，影響后續(xù)工業(yè)萘生產(chǎn)系統(tǒng)及粗酚生產(chǎn)系統(tǒng)的正常運行。

在環(huán)境保護方面，由于三混萘油連續(xù)堿洗系統(tǒng)配套連洗泵為填料密封離心泵，需要大量冷卻水進行泵頭及填料冷卻，且跑冒滴漏現(xiàn)象時有發(fā)生，產(chǎn)生大量工業(yè)廢水，環(huán)境保護工作壓力巨大。

能源消耗方面，由于連洗塔控制困難，部分酚鹽隨已洗萘油進入工業(yè)萘原料槽。為確保工業(yè)萘生產(chǎn)系統(tǒng)的正常穩(wěn)定，車間采用“一槽加溫，一槽靜置，一槽生產(chǎn)”的原料萘油生產(chǎn)組織模式，去除原料萘油槽中的酚鹽并保證進入工業(yè)萘系統(tǒng)的原料萘油溫度在80℃-90℃。當前化產(chǎn)精制車間工業(yè)萘系統(tǒng)原料萘油處理量為10000t/a，消耗普通蒸汽2160t/a，生產(chǎn)成本居高不下。

三、三混萘油連續(xù)堿洗技術改造

1.連洗塔采出口位置改造

三混萘油呈現(xiàn)非極性狀態(tài)，酚鹽為水溶液，呈現(xiàn)較強極性狀態(tài)。根據(jù)相似相溶原理，兩者互不相溶，三混萘油在上方，酚鹽在下方，兩者之間有較為清晰的分界面。

多次測量一次萘油、二次萘油、中性酚鹽及堿性酚鹽四種組分密度，分別取均值作為四種組分計算密度，并通過查閱設計圖紙并進行理論計算，重新確定連洗塔各采出口位置。由于連洗塔內(nèi)部存在可燃介質，無法通過動火作業(yè)改動采出口位置，因此通過出口管道設置U型封管道的方式進行內(nèi)部液位控制，同時在U型封管道上方設置汽套放散管，防止虹吸現(xiàn)象的出現(xiàn)。通過以上技術改造的實施，實現(xiàn)萘油與酚鹽分界面的穩(wěn)定，繼而實現(xiàn)二者的自然分離。

圖一 連洗塔改造示意圖

2.運轉設備升級改造

通過多方調研，確定磁力驅動泵能夠滿足三混萘油連續(xù)堿洗系統(tǒng)的生產(chǎn)需要，并根據(jù)一次油與二次油介質性質及溫度等工況條件，確定磁力驅動泵特性曲線，完成磁力驅動泵選型工作，采用無泄漏、內(nèi)部介質潤滑冷卻的磁力驅動泵替代填料密封離心泵，從根本上杜絕了跑冒滴漏的產(chǎn)生，減少新水消耗，降低工業(yè)廢水的產(chǎn)生。

四、改進效果

通過改造后，三個連洗塔由之前人工調節(jié)改進為介質自然分離，萘油與酚鹽在塔內(nèi)的行程達到最優(yōu)，反應更加充分，分離更加徹底，保證了萘油和酚鹽的質量，減少了中性油的產(chǎn)生,工業(yè)萘收率提高0.01%，中性酚鹽產(chǎn)量提高3t/d。

由于萘油和酚鹽的徹底分離，基本杜絕酚鹽進入工業(yè)萘原料槽。在此基礎上，原料萘油的生產(chǎn)組織模式可以由“一槽加溫，一槽靜置，一槽生產(chǎn)”改進為“隨進隨用，單槽運行”，完全消除蒸汽加溫、介質靜置及酚鹽抽取工序，降低蒸汽消耗2160t/a，降低廢水產(chǎn)生量2160t/a，減少職工勞動強度。

連洗泵由填料密封離心泵改型為磁力驅動泵后，降低新水消耗7920t/a，降低工業(yè)廢水產(chǎn)生量7920t/a，生產(chǎn)成本下降，環(huán)境保護工作壓力降低。

結論

三混萘油連續(xù)堿洗工藝的改進與應用，解決了人工控制組分采出造成各組分分離效果不良的問題，穩(wěn)定了連洗塔內(nèi)介質分界面，保證了萘油和酚鹽的質量，保障了下游工序的生產(chǎn)系統(tǒng)及產(chǎn)品質量的穩(wěn)定，并通過運轉設備的升級改造及下游工序生產(chǎn)組織模式的改進，大幅降低能源消耗，降低工業(yè)廢水的產(chǎn)生，從而降低生產(chǎn)成本，降低環(huán)境保護工作壓力，提高企業(yè)的生產(chǎn)效益及對外形象。