提高三苯回收率的技術研究

邢忠華

摘 要：通過優(yōu)化苯加氫工藝，主要調(diào)節(jié)主、預反應器入口溫度，延長煤氣壓縮機運行周期，解決工藝運行過程中煤氣壓縮機排氣量低、加氫系統(tǒng)氫氣消耗量大、非芳烴產(chǎn)量高等問題，從而達到提高三苯產(chǎn)品回收率的目的。

關鍵詞：優(yōu)化操作；苯加氫裝置；煤氣壓縮機運行周期 主反應器；預反應器

中圖分類號： TQ06 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）36-157-2

1 現(xiàn)狀

我國焦化三苯和石油三苯的生產(chǎn)及應用情況，并從焦化工業(yè)規(guī)模、產(chǎn)能地域分布等方面對焦化三苯在應用領域替代石油三苯進行了分析，可以看出，當前真正意義上的替代是在沒有石化工業(yè)的山西，焦化三苯在部分地區(qū)可以替代石油三苯，但僅是三苯市場的一個適當補充，不會形成搶占市場的局面。山西焦化股份有限公司10萬噸苯加氫裝置于2009年12月份建成投產(chǎn)，經(jīng)過七年多的運行，粗苯加工量已達到甚至超過設計負荷。但在運行過程發(fā)現(xiàn)氫氣消耗量大，新氫壓縮機需開雙機運行，煤氣壓縮機運行周期短，三苯回收率偏低。

2 目的和意義

本項目主要是通過研究、試驗、改進苯加氫工藝操作方法，解決工藝運行過程中煤氣壓縮機排氣量低、加氫系統(tǒng)氫氣消耗量大、非芳烴產(chǎn)量高、三苯回收率低等問題，使工藝運行的穩(wěn)定性得到提高，確保粗苯加工負荷平穩(wěn)，提高苯類產(chǎn)品的回收率。

3 采取的主要措施方法

3.1 對加氫系統(tǒng)預反應器入口溫度的研究與改進

苯加氫裝置經(jīng)過五年多的運行，加氫系統(tǒng)預反應器入口溫度目前控制在200℃以下，考慮到運行時間及預反應器的工作原理，主要是在鎳鉬催化劑的作用下，氫氣與粗苯中的二烯烴及二硫化碳進行反應。由于目前粗苯原料供應緊俏，粗苯原料含硫等指標時而存在超標現(xiàn)象，對大了加氫反應系統(tǒng)的負荷。于是組織相關技術人員、操作人員進行可行性研究與改進。首先將預反應器入口溫度提高到202℃，以提高輕苯預加氫反應能力，而后逐步提高到205℃。期間發(fā)現(xiàn)主反應器溫差由32℃以上逐步下降到了30℃以內(nèi)。請看統(tǒng)計表。

由表1可知，這一研究與改進充分說明：提高預反應器入口溫度，可降低主反應負荷，從而降低由此而產(chǎn)生的主反應器溫升。

3.2 對加氫系統(tǒng)主反應器入口溫度的研究與改進

隨著加氫系統(tǒng)運行時間的推移，主反應器入口溫度由開車初期的275℃提高到了290℃。雖然通過降低預反應器入口溫度，降低了主反應器的溫差，但生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)主反應器進出口溫差30℃以上時，其入口至第一層，催化劑溫升就高達20℃以上，說明主反應器入口反應加劇，伴有副反應的發(fā)生，造成了三苯產(chǎn)品損失大，氫氣消耗量大。這主要表現(xiàn)在BTXS物料中C4-C7含量高達4%以上，遠超過1.5%的要求指標。于是對主反應器采取逐步降低入口溫度的辦法進行改進，290℃～288℃～286℃～284℃～282℃～280℃～275℃～270℃～267℃～265℃～263℃～260℃。期間每天對BTXS物料中C4-C7含量進行分析對比。通過一個半月的調(diào)試研究，當溫度控制在260～265℃時，發(fā)現(xiàn)BTXS物料中C4-C7含量均小于1.5%；統(tǒng)計非芳烴產(chǎn)量，產(chǎn)率較前期降低了2.45%；加氫系統(tǒng)氫氣消耗量下降約100Nm3/h；主反應器入口溫度降低后，管式爐供熱降低，燃燒煤氣量下降約110Nm3/h。

3.3 延長煤氣壓縮機運行周期的研究與改進

從煤氣壓縮機的運行情況觀察（6-8月份），排氣量約900m3/h，遠低于設計值28m3/min；入口溫度40℃左右，遠高于設計值≤30℃，運行周期只有10天。

①改進煤氣壓縮機進口過濾器。

觀察煤氣壓縮機的排氣量，波動較大，排氣量850～1100m3/h，

期間發(fā)現(xiàn)煤氣壓縮機進口過濾器清洗比較頻繁，職工勞動強度大。經(jīng)多次模擬實驗，發(fā)現(xiàn)自潔式過濾器過濾效果好，同時改進了過濾器清洗方式，由拆卸清理改進為在線清理，穩(wěn)定了煤氣壓縮機的進氣量。

②改進煤氣壓縮機入口煤氣系統(tǒng)及冷卻器系統(tǒng)。

煤氣壓縮機是苯加氫裝置制氫系統(tǒng)的主要設備，每年夏季6-8月份，由于壓縮機進口煤氣溫度較高，煤氣帶水汽較重，易造成氣閥的損壞。

通過現(xiàn)場研究試驗：

一是在煤氣壓縮機各級冷卻器、氣缸夾套等循環(huán)水進水管線上增加排放閥，確保在冷卻器冷卻效果降低時，在不停機的情況下可以進行冷卻系統(tǒng)的反沖洗，以清除壓縮機循環(huán)水系統(tǒng)存在的淤泥，提高冷卻效果。

二是在煤氣入口管線增加旋風分離器，延長煤氣滯留時間，提高分離效果，降低煤氣壓縮機入口煤氣含水量。

③改進煤氣壓縮機氣閥閥片。

針對煤氣壓縮機一、二、三級壓力下降頻繁的情況，通過降低煤氣帶水有所好轉(zhuǎn)，但提高氣閥質(zhì)量是延長煤壓機運行周期的關鍵。首先預定三家公司的兩種氣閥閥片進行現(xiàn)場模擬試驗，同時將其中兩家單位的氣閥閥片安裝在壓縮機的不同位置，觀察煤氣壓縮機的運行時間。經(jīng)過多次反復試驗，統(tǒng)計運行時間，最終確認使用PEEK材質(zhì)的閥片整體運行時間較長。于是要求煤氣壓縮機全部使用該公司的PEEK閥片。

通過對煤氣壓縮機系統(tǒng)的研究改進，煤壓機入口溫度降低到了27.5℃，排氣量穩(wěn)定到1150m3/h以上，煤氣壓縮機運行周期達到了30天。

4 效果評價

通過對苯加氫工藝系統(tǒng)的研究、實驗、改進，延長了煤氣壓縮機運行周期；大大降低了氫氣消耗，實現(xiàn)了新氫壓縮機的單臺運行；降低了非芳烴產(chǎn)率，提高了三苯回收率，則年可創(chuàng)效益：

①三苯回收率由84.65提高到85.23%，提高了0.58%。按年加工粗苯10萬噸，純苯與非芳烴銷售差價1000元計算（以10月份純苯、非芳烴銷售價為基準），年可增加利潤：100000×0.58%×1000元≈58萬元。

②氫氣消耗降低，實現(xiàn)新氫壓縮機單臺運行，新氫壓縮機功率22kW·h，年運行時間按8000h，一度電按0.6元計算，則年可節(jié)約電費：22×8000×0.6元≈10萬元。

③管式爐煤氣消耗降低約100Nm3/h，按年運行時間8000h，1m3煤氣按0.265元計算，則年可節(jié)約成本：100Nm3×8000h×0.265元≈21萬元

則年可創(chuàng)效益（投資7.5萬元）：58+10+21-7.5=81.5萬元。

5 結(jié)束語

通過對現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)存在的瓶頸問題的研究探討，雖然提高了三苯回收率，達到了預期效果。但苯加氫工藝系統(tǒng)仍存在亟待解決的問題，需要我們繼續(xù)研討開發(fā)，進一步提高經(jīng)濟效益。

參 考 文 獻

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