提高粗苯產率的研究與應用

袁南華 姚婷 楊旭峰 張少云(攀枝花攀煤聯合焦化有限責任公司，四川 攀枝花617016)

攀煤聯合焦化公司100萬噸/年焦炭改擴建及焦化煤氣綜合利用工程，年產焦炭110萬噸，甲醇10萬噸/年。煉焦化學產品回收在公司經濟效益中占有重要地位，是一個非常重要的車間，同時也是煉焦生產過程中技術含量較高的一部分。化學產品包括焦油、粗苯和甲醇。焦油主要靠其與水的密度不同經過分層后直接回收，工藝及操作都較簡單。而甲醇的生產主要受其市場波動以及煤焦市場的波動影響，我公司在現市場及負荷下未開甲醇系統。所以粗苯的回收對公司的經濟效益產生直接的影響，提高粗苯產率對公司尤為重要。根據化產車間粗苯工序現狀和粗苯產率情況分析，粗苯產率還有一定的提升空間，為此，我們通過加強粗苯系統工藝優化研究及操作管理，以提高粗苯產率，減少粗苯損失，增加公司效益。

1 影響粗苯回收的因素

影響粗苯回收的主要因素有配合煤的性質和組成、焦爐的溫度控制、洗苯塔內煤氣和貧油的溫度、貧油含苯及循環量、循環洗油的質量、吸收表面積和壓力等。但這些前人研究的較多，并且現在這些因素基本都達到了最優化狀態，我將提出以下影響粗苯回收的主要因素。

1.1 主要設備對粗苯回收的影響

粗苯工序的主要設備有：終冷塔、洗苯塔、貧富油泵、管式爐、脫苯塔、再生器、粗苯冷凝冷卻器、貧油冷卻器、油油換熱器。其中洗苯塔、管式爐、脫苯塔、再生器和粗苯冷凝冷卻器都是單臺運行，沒有備機。煤氣中的氨、硫化氫被洗油吸收后經脫苯塔脫出后直接進入苯氣和粗苯系統，所以脫苯塔以及脫苯塔后油氣換熱器（即粗苯冷卻器）極易被氨和硫化氫腐蝕造成泄漏。而影響粗苯回收最主要的因素是系統的連續運行。2010、2012年等多次發現泄漏，發現泄漏后系統必須停產進行處理，每次停產檢修時間達到4到5天，嚴重影響系統正常生產，直接影響粗苯產率。并且每次檢修都存在嚴重的安全隱患。所以脫苯塔和油氣換熱器是制約粗苯連續生產的最主要設備和最主要因素，解決設備腐蝕問題對粗苯產率的提高有很大的幫助。

1.2 粗苯儲槽對粗苯回收的影響

原粗苯系統粗苯槽、洗油槽各只有一個，而粗苯中的氨、硫化氫等腐蝕性雜質對粗苯槽腐蝕嚴重，粗苯槽一般運行到3-4年將進行大修，現場無備用槽將影響系統生產。

1.3 主要儀表對粗苯回收的影響

系統中貧油流量計、富油流量計、脫苯塔頂部回流調節閥、粗苯儲槽液位計等重要儀表都只有單臺，并且均無法使用，造成系統操作較機械，全靠人工進行操作調節，造成系統過程控制波動幅度較大，造成粗苯損失。洗苯塔塔頂和塔底壓力、脫苯塔塔頂壓力、洗苯塔煤氣溫度、進洗苯塔貧油溫度測量不準，無法準備控制各個重要參數，嚴重影響煤氣中粗苯的吸收和富油中粗苯的脫除。

1.4 地下槽對粗苯回收的影響

粗苯系統分離水、洗油公用一個地下槽，當地下槽主要是水時用泵送至機械化澄清槽，此時將造成水中的洗油和粗苯浪費；當地下槽主要是洗油或粗苯時用泵送回粗苯系統回收，而此時洗油含水和其他雜質重造成循環洗油質量惡化，同時增加脫苯系統的負擔，影響粗苯的回收。

2 影響粗苯回收問題的解決方法

2.1 降低焦爐煤氣中氨和硫化氫的含量

煤氣中的氨和氫組份都具有強腐蝕性，所以脫除煤氣中的氨和硫就顯的尤為重要。氨腐蝕主要是在電流的作用下，設備金屬材料會與其發生一定反應，而使設備材料受損，在反應的過程中金屬離子會失去或得到電子，從而形成腐蝕產物。而硫化氫在低溫下主要和鐵發生氧化還原反應，特別是在有水的情況下，還產生了電化學腐蝕。當介質中混有O2時，腐蝕速度將會幾倍到十幾倍的增大。除了上述說的腐蝕外，氨和硫還對設備產生應力腐蝕，并且產生的效果更加顯著。我公司開工的時候由于粗苯是直接產生效益的工序，所以開工先開粗苯，再開硫銨，最后才開的脫硫工序，導致煤氣中的氨和硫嚴重腐蝕了粗苯工序的設備與管道。硫銨和脫硫工序前后煤氣中氨含量和硫含量對比如下：

表1 硫銨和脫硫工序前后煤氣中氨含量和硫含量對比表

0.25 0.19 0.22 0.23 6.3 6.7 7.1 6.5硫銨工序后煤氣中氨含量（g/m3)脫硫工序前煤氣中硫化氫含量（g/m3)脫硫工序后煤氣中硫化氫含量（g/m3)0.018 0.019 0.020 0.016

2.2 更換脫苯塔后油氣換熱器

管式爐盤管及脫苯塔、塔件都是采用的不銹鋼材料，但脫苯塔后油氣換熱器采用的是普通無縫鋼管，導致09年投產到12年僅3年的時間油氣換熱器就腐蝕泄漏。所以我公司決定將油氣換熱器更換成不銹鋼材質。更換后未發現列管有腐蝕泄漏現象。

2.3 槽區洗油槽的恢復使用

粗苯開工時槽區未投入使用，所以只有將其中的一個粗苯儲槽當作洗油槽使用。槽區全部建好后也未將洗油槽投入使用，后發現只有一個粗苯槽和一個洗油槽，當其檢修時必須停產，嚴重影響粗苯的產率，所以將槽區洗油槽清洗干凈后投入使用，解決了粗苯槽停產檢修的問題。

2.4 重要儀表的校正

貧油流量直接影響到洗苯塔的效果，流量小了達不到吸收煤氣中粗苯的效果，流量大了增加管式爐和脫苯塔的負荷，以及增加貧富油泵的用電量。并且現在焦化市場不好，各個焦化廠負荷都較低，貧富油流量太大時給煤氣和蒸汽增加負擔。同時對重要的儀表全部進行校驗，讓操作人員可以及時準確的調整整個系統的參數。

2.5 脫苯塔頂部回流工藝改造

系統原設計的回流流量是通過泵出口自動調節閥來調節，由于回流量主要根據脫苯塔塔頂溫度來調節，所以經常回流流量特別小，尤其是在現在如此低迷市場下負荷特別低，DN80自動調節閥經常處于微開狀態甚至全關狀態，導致粗苯回流泵憋壓燒泵。現將自動調節閥改到粗苯回流泵進口，泵至脫苯塔用普通閘閥替代，處于常開狀態。當流量需求較少時，大部分粗苯回到泵的進口，而少部分到脫苯塔；當流量需求較大時，自動調節閥可處于全關狀態，粗苯全部送至脫苯塔。這樣既滿足了脫苯塔工藝上的要求，也保證了粗苯回流泵的安全運行要求。具體改造工藝如下圖所示：

3 結語

粗苯回收率最主要的因素仍是配合煤的揮發份及焦爐的爐頂空間溫度，但這些公司要根據煤焦市場以及粗苯市場來調控，我們車間不能控制。所以我們只有通過加強自身管理，尤其是對主要設備的維護保養，確保做到粗苯不間斷地連續生產。同時對重要儀表進行校正，對脫苯塔頂部回流進行工藝改造等來做到粗苯的穩定生產，以提高其回收效率。

[1]粟艷平，許東水，馬曉強.提高粗苯回收率的控制措施[J].山西化工，2013年8月，第33卷第4期.

[2]張曼，張俊杰.影響粗苯收率的因素探討[J].科技論壇，2014年17期.