焦化萘精餾生產污染物控制措施的優(yōu)化

劉亮，李訓智，宿國寶

（山鋼股份濟南分公司，山東濟南 250101）

節(jié)能減排

焦化萘精餾生產污染物控制措施的優(yōu)化

劉亮，李訓智，宿國寶

（山鋼股份濟南分公司，山東濟南 250101）

為解決萘精餾生產過程中出現(xiàn)的異味大、尾氣系統(tǒng)易堵塞等問題，采取新增焦化萘儲槽和液態(tài)焦化萘裝車設施及升級改造尾氣處理系統(tǒng)等措施，對液態(tài)焦化萘發(fā)貨系統(tǒng)、尾氣處理等優(yōu)化改造，在確保產品質量前提下，改善了現(xiàn)場環(huán)境，降低了包裝成本、運行成本、客戶拆包費用及二次融解費用，年節(jié)省費用101萬元。

焦化萘；精餾；尾氣處理；工藝改造

1 前言

焦化萘是煤焦油中含量最多（約占10%）、提取價值極高的重要組分，是有機化學工業(yè)的重要原料。煤焦油高溫蒸餾得到的含萘餾分再通過洗滌、精餾除去其中的酚類物質、含硫化合物和不飽和化合物等，得到含萘量95.13%以上焦化萘成品。山鋼股份濟南分公司擁有4座JN60-6型頂裝焦爐和3座JN43-804型搗鼓焦爐，焦炭產量390萬t/a，10萬t/a的煤焦油深加工和配套焦化萘精餾裝置。焦化萘精餾采用單爐單塔生產工藝和轉鼓結晶成品包裝模式，由于焦化萘易揮發(fā)、中間槽區(qū)不凝氣外溢等原因，生產區(qū)和成品包裝區(qū)域異味較大。為此，對液體焦化萘裝車和尾氣洗滌系統(tǒng)進行升級改造。

2 存在問題分析

2.1 工藝簡介

經堿洗、酸洗除去其中大部分酚類化合物的萘油餾分（酚含量≤0.5%）經酚油/已洗混合份換熱器、洗油/已洗混合份換熱后，溫度達到110℃左右，進入蒸餾塔。焦化萘蒸餾塔為常壓蒸餾，塔頂溫度為195℃，塔頂逸出的酚油汽與已洗混合份換熱后部分冷凝，再經酚油冷凝冷卻器冷卻到60℃后，流入酚油油水分離器，進行油水分離，分離出的酚油自流入酚油回流槽，由酚油回流泵抽出，一部分送往塔頂打回流，另一部分送至餾分洗滌做為洗滌的原料，分離水自流到成品庫區(qū)的酚水槽。

焦化萘自蒸餾塔的側線采出，溫度約220℃，經焦化萘汽化冷卻器冷卻到100℃后，流入餾分槽區(qū)的焦化萘槽。焦化萘轉鼓結晶機裝包系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的布袋除塵器處理工藝，焦化萘液體經轉鼓結晶機冷卻結晶后裝包外賣。在轉鼓結晶機的上部設有引風管，在引風機作用下將結晶裝包過程中產生的萘蒸氣引入布袋除塵器過濾除塵，除塵后尾氣并入尾氣洗凈系統(tǒng)。焦化萘蒸餾塔塔底溫度為260℃，塔底洗油用洗油循環(huán)泵抽出，大部分通過焦化萘加熱爐加熱到270～290℃，返回塔底供給蒸餾塔所需的熱量，小部分經換熱冷卻后，作為產品送往成品庫區(qū)的焦化萘成品槽［1］。

2.2 問題分析

1）除塵設施時常堵塞。由于萘油性大、黏性也大，反吹時不易脫落，易出現(xiàn)糊袋現(xiàn)象，需要經常更換新濾袋；此外，焦化萘易結晶、易揮發(fā)，轉鼓結晶機上部的引風管易發(fā)生萘堵現(xiàn)象，成品庫房異味大。除塵系統(tǒng)運行成本高、維修量大，焦化萘庫房內萘蒸氣濃度遠大于國家規(guī)定，具有較大安全隱患。

2）現(xiàn)場異味大。焦化萘精餾塔、中間槽區(qū)、萘餾分洗滌工序尾氣收集不徹底，尤其尾氣中的不凝氣主要由烴、苯類物質等組成，現(xiàn)場異味較大。

3）焦化萘屬于易燃危化品，庫區(qū)儲存屬于較大安全隱患點，安全管理等級高。

4）固態(tài)焦化萘成品包裝規(guī)格為50 kg，產品包裝工作量大，包裝成本高。其次，焦化萘主要用于合成苯酐、減水劑、分散劑等原料，客戶使用時需拆解包裝和二次融解，使用不便，能耗也高。

3 優(yōu)化改進措施

3.1 新增焦化萘儲槽

生產固態(tài)焦化萘改為生產液體焦化萘，產品儲存方式發(fā)生變化，原焦化萘成品槽只作為中間儲槽，容積只有45 m3，不能滿足直接外發(fā)液體產品的生產存儲需求。為此,新增一座500 m3焦化萘成品儲槽，原45 m3成品槽用作事故槽，用以存儲停工檢修、工藝波動等造成的不合格品。另外，根據(jù)現(xiàn)場工藝設備布置情況，新鋪設焦化萘汽化器至液萘儲槽的汽套管線DN50/80，以實現(xiàn)焦化萘汽化器冷卻后直接自流入液萘儲槽。

3.2 新增液態(tài)焦化萘裝車設施

新增液態(tài)焦化萘產品外發(fā)框架，敷設安裝液體焦化萘外發(fā)裝車管線及裝車臂，用汽套管線DN50/ 80連接泵至裝車臂，實現(xiàn)液體焦化萘外發(fā)裝車；為消除裝車過程中萘升華造成的污染，在裝車臂上敷設裝車臂尾氣管至成品庫區(qū)尾氣洗凈塔間管線，實現(xiàn)裝車尾氣收集凈化，杜絕裝車污染。

3.3 升級改造尾氣處理系統(tǒng)

在焦化萘發(fā)貨區(qū)、中間槽區(qū)、焦化萘精餾區(qū)新增1套專用尾氣處理設施，尾氣經抽吸后進入尾氣洗凈裝置的文氏管，經過洗滌后匯集于排氣洗凈塔下部并沿塔體上升，與塔內向下噴淋的洗油循環(huán)液逆向接觸而被洗滌凈化，再經排氣洗凈塔頂部排入大氣，循環(huán)液由泵從循環(huán)液槽底部抽出進入文氏管和洗凈塔，在文氏管和排氣洗凈塔噴灑后回到洗油循環(huán)液槽循環(huán)使用。定期將部分循環(huán)洗油送原焦油槽，同時補充新洗油。其工藝流程見圖1。

圖1 尾氣凈化工藝流程示意圖

130 ℃液態(tài)焦化萘產品裝車時，裝車流量大、裝車完畢后需要對裝車管道進行吹掃，此外該產品具有易升華、易揮發(fā)特性，為此，在敷設尾氣系統(tǒng)管道時所有尾氣管道均朝一個方向設置坡度，避免管道中間有低點積存冷凝油；每1個裝車臂尾氣接口處安裝氣動蝶閥，操作人員通過控制氣源閥門即可控制裝車臂頂部的尾氣閥門的開關，實現(xiàn)了尾氣分支的獨自控制和人員操作的便利。

自主設計了裝車臂與罐車裝車孔聯(lián)鎖裝置，確保裝車時裝車臂與裝車孔緊密結合，解決了裝車過程中少量萘氣體外溢。

4 效果分析

4.1 產品質量對比

由外發(fā)固體焦化萘改為液體焦化萘，省去固體焦化萘生產包裝流程，減少萘升華現(xiàn)象。對改造前后液體焦化萘和固體焦化萘進行質量對比，質量指標見表1。

表1 固體焦化萘和液體焦化萘質量指標對比

從表1看出，固體焦化萘與液體焦化萘產品質量指標幾乎沒有差別，焦化萘形態(tài)對產品質量影響甚微，能夠確保質量合格。

4.2 經濟效益分析

改造后，轉鼓結晶機生產工序減少循環(huán)水泵、螺旋輸送機、除塵風機、縫包機等設備多臺，系統(tǒng)節(jié)電37.2 kW；此外減少轉鼓結晶機崗位4人，不再使用包裝袋。以年加工焦油10萬t，焦化萘收率按9.5%，則年產焦化萘0.95萬t；若按照電價0.68元/ kW·h，人員工資3 000元/月，包裝袋3.6元/個，年生產330 d計算，則年約節(jié)省費用101萬元。

此外，還降低了客戶使用時拆包裝費用及二次融解費用，得到客戶的認同和歡迎。

4.3 消除安全隱患

項目實施后，實現(xiàn)了全液萘外發(fā)。焦化萘從精餾生產至產品裝車外發(fā)與大氣隔絕，密閉操作，杜絕了萘升華造成的環(huán)境污染，徹底消除了固體焦化萘存儲的重大安全危險源，提高了安全水平。焦化萘精餾生產污染物控制措施優(yōu)化改造后，在保證產品質量情況下，基本實現(xiàn)了焦化萘蒸餾系統(tǒng)的全閉式運行，改善了現(xiàn)場環(huán)境，提高了安全水平。

［1］何建平，李輝，馬彥明，等.煉焦化學產品回收技術［M］.北京，冶金工業(yè)出版社，2006：307-308.

Optimization of Pollutant Control Measures for Coking Naphthalene Distillation Process

LIU Liang,LI Xunzhi,SU Guobao

（Jinan Branch Company of Shandong Iron and Steel Co.,Ltd.,Jinan 250101,China）

To solve the odor problems in the naphthalene distillation process and the exhaust system easily blocked,measures such as adding new naphthalene storage tank and naphthalene loading facilities,upgrading the tail gas treatment system to transform the naphthalene delivery system and optimize the tail gas treatment were taken.These measures can ensure the product quality, improve the environment and reduce the packaging cost,unpacking cost and secondary melting cost,the cost was saved 1.01 million Yuan every year.

naphthalene;rectification;tail gas treatment;process improvement

TQ520.6

B

1004-4620（2015）03-0047-02

2015-02-06

劉亮，男，1978年生，2004年畢業(yè)于重慶大學化學工程與工藝專業(yè)。現(xiàn)為山鋼股份濟南分公司化工廠化工研究所工程師，從事焦爐煤氣凈化與回收技術管理工作。