基于負壓脫苯工藝的焦化廠發展探討

趙立海

【摘 要】在焦化廠中，傳統的脫苯工作普遍圍繞常壓脫苯工藝展開，但由于該生產工藝具有蒸汽消耗較大、廢水生產較多的問題，所以焦化廠的發展會受到一定的限制。因此，論文詳細介紹了負壓脫苯工藝，以期焦化廠不斷革新自身的生產工藝，降低焦化廠脫苯過程中的能源消耗量與廢水、廢氣的排放量，從而促進現代焦化廠的發展。

【Abstract】In the coking plant， the traditional debenzolization work is generally carried out around the atmospheric debenzolization process. However， due to the problems of large steam consumption and more wastewater production， the development of the coking plant will be limited. Therefore， the paper introduces the negative pressure debenzolization process in detail， so as to continuously innovate its own production process， reduce the energy consumption and the emission of wastewater and exhaust gas in the process of debenzolization， so as to promote the development of modern coking plant.

【關鍵詞】負壓脫苯;焦化廠;發展

【Keywords】negative pressure debenzolization; coking plant; development

【中圖分類號】TQ522.62? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2019）10-0166-02

1 引言

應用負壓脫苯工藝往往能夠降低焦化廠脫苯作業的操作壓力，進而實現對脫苯過程蒸餾溫度的降低，由此不僅能降低脫苯作業對能源消耗的需求，也能在一定程度上減少焦化廠生產過程中的污染物排放量。尤其在應用負壓脫苯工藝時，還能利用高溫熱貧油來代替水蒸氣作為熱源，在進一步降低廢水、廢氣排放量的同時，更能為現代社會創造出優良的環境效益。

2 負壓脫苯工藝的概述

2.1 負壓脫苯工藝的原理

負壓脫苯工藝通常以精餾原理作為工藝核心，經由該原理中對液體壓力、沸點與揮發三者間的聯系與利用，從而實現以真空泵為基礎設施的脫苯塔減壓工作。同時，通過脫苯塔內富油表面壓力的降低，富油內部的組分沸點也會得到相應降低，由此在低于常壓脫苯工藝中操作溫度的條件下，實現蒸餾脫苯的操作。由于負壓脫苯工藝中操作溫度和壓力明顯降低，故在富油內部的粗苯物質也往往有著更高的揮發度，這無疑會便于脫苯工作的開展，并具有提升脫苯效率的意義。此外，應用負壓脫苯工藝時，由于對相關溫度、壓力的需求較低，故該工藝往往能基于同樣的生產負荷下，具備比其他生產工藝更低的耗熱、能耗特性，進而還能有效控制脫苯過程中產物分解與聚合損失的現象，降低對能源的消耗與損失，應用負壓脫苯工藝往往具有與現代可持續發展戰略相契合的重要意義[1]。

2.2 負壓脫苯的操作流程

負壓脫苯工藝的具體操作流程較為繁雜，在該流程中通常要先將終冷洗苯裝置傳輸的富油通過油氣換熱器和貧富油換熱器進行換熱處理，直到富油溫度達到170℃后再將其傳輸至脫苯塔內。隨后利用循環泵將脫苯塔底部的熱貧油從塔中抽出，并將貧油傳輸至管式爐內進行加熱，持續加熱到230～245℃后可將貧油再次傳輸回脫苯塔底部，以將其用作脫苯塔的蒸餾熱源。而在脫苯塔頂部排出的粗苯蒸汽則要先將其依次傳輸至油氣換熱器、粗苯冷凝冷卻器內，在冷卻完成后將粗苯傳輸至粗苯回流槽，并可通過粗苯回流泵將部分粗苯蒸汽傳輸至脫苯塔塔頂作回流之用，而其余的粗苯蒸汽則可傳輸至粗苯中間槽中，再通過粗苯產品泵將其運輸到油庫內部進行儲存。同時，針對脫苯塔底部剩余的熱貧油，則可以利用熱貧油泵抽出，并通過貧富油換熱器與貧油冷卻器的處理后，運輸至貧油槽內，而后再次利用冷貧油泵將貧油抽出，再經由貧油冷卻器的二次冷卻，待其溫度冷卻至27～29℃后傳輸至終冷洗苯裝置處。對于在粗苯回流槽頂部所排放的不凝氣體也可加以利用，可先通過不凝氣體冷卻器將不凝氣體進行冷卻，而后再通過真空泵抽出相關氣體并運輸至送風機前的煤氣管道處，在該處經由真空泵的真空抽氣工作，從而實現對脫苯塔頂部壓力的調控，以保證在進行相關的工藝操作時能夠擁有適合的負壓條件[2]。同時，脫苯塔內的熱貧油也可進行再生處理，但通常來說，在脫苯塔抽出的熱貧油中，僅有1%～5%的熱洗油能夠在經由管式爐的加熱處理后，運輸至再生塔內進行再生處理。至于再生塔頂部的熱洗油，則可利用再生塔循環泵將其抽出，而后放置于管式爐內進行加熱，持續加熱到240～255℃后，再將熱洗油傳輸至再生塔底部作為再生塔內的蒸餾熱源。塔底其余的熱洗油則可存放于殘渣槽中，并在殘渣泵抽取后將其運輸至油庫內進行儲存。

而在對負壓脫苯工藝中的其他裝置及裝置內成分進行處理時，具體的處理內容為：系統運行所消耗的洗油一般由相關人員利用富油泵將洗油從洗油槽中抽出，而后再補入系統內用于運行消耗。對回流槽中的分離水進行處理時，則是先將其排入分離水放空槽中，再通過再用泵的抽取將其運輸至終冷中間槽。對貯槽不流氣的處理，則是將不凝氣集中于鼓風機前的吸煤氣管道中。

3 在焦化廠中應用負壓脫苯工藝的優勢

從負壓脫苯工藝的具體操作可以發現，應用負壓脫苯工藝時，常會以熱貧油的循環利用代替傳統脫硫中的蒸汽作為熱源，這不僅減少了分離水的產生，也具備節約能源、減少排放的優勢。并且該脫苯工藝中所應用的負壓環境也能在一定程度上強化洗油中苯的揮發度，以此降低脫苯工藝對蒸餾溫度的需求，由此不僅降低了脫苯工藝對熱源、熱量的需求，也在一定程度上提高了脫苯效率。對比焦化廠傳統生產過程所應用的常壓脫苯法，負壓脫苯工藝往往還具備循環水、電能、洗油等成分消耗較小的優勢，如負壓脫苯工藝中由于不利用水蒸氣，故在應用該工藝的脫苯工作中，粗苯冷凝冷卻器往往只需承受較小的熱負荷，由此相關冷卻器對冷卻媒介的消耗也相對較低，進而能有效降低脫苯工作中對循環水、低溫水的消耗[3]。同時，在脫苯工作中，污水量也常與水蒸氣的應用量成正比關系，故管式爐常壓脫苯法往往會產生大量污水，繼而對現代環境保護工作造成負面影響。在脫苯工藝的放散氣體排放方面，應用負壓脫苯工藝往往能夠將相關氣體集中到鼓風機前的吸煤氣管道內，以此便于環境保護工作的開展。而且在負壓脫苯工藝中，所應用的脫苯塔、再生塔都可應用不銹鋼作為制造原料，不但能保證負壓脫苯工藝中相關設備較長的使用壽命，也能在一定程度上保障脫苯質量。在脫苯塔內還可應用現代新型的懸空式塔盤，該類型塔盤通過懸空溢流堰式設計，不僅具備較低的阻力，還能實現塔盤的自動清潔功能，更具備提升脫硫塔蒸餾效率的作用，進而帶動蒸餾塔整體脫硫效率的提高。而在上述負壓脫硫的應用流程中，脫苯塔、再生塔均采用了雙爐膛結構，即塔中、塔底均可進料的方式，并且通過在塔底應用管式爐的循環加熱，也能在一定程度上降低對能源、熱源的消耗[4]。同時，管式爐中也能應用雙爐膛結構，從而將爐內的輻射部分分為基于相同對流部分的兩個不同結構。由此在對脫苯塔、再生塔進行循環加熱時，就可將不同塔內的循環油傳輸于爐內不同的輻射部分，不僅能夠確保爐內熱量滿足循環油的不同加熱需求，也能減少設施占地面積，起到降低生產設備占地面積的作用。

4 負壓脫苯工藝對焦化廠發展的有利影響

現階段，負壓脫苯工藝已得到了良好發展，相應的對負壓脫苯工藝的應用也得到了一定優化。在現階段的焦化廠中，往往能夠基于自動化設計的大中型焦爐實現半自動化的負壓脫苯工藝，并結合負壓脫苯工藝本身所具備的自動化生產性能，從而提升焦化廠的生產效率。例如，新型懸空式塔盤裝置，其本身具備的自清潔功能還能與焦爐中自動除塵、廢物處理等工作相結合，再加以現代聯鎖系統、機械自動化運行技術、焦爐加熱自動控制技術等的應用，從而深入提高焦化廠生產的自動化程度[5]。在提升生產效率的同時，由于負壓脫苯工藝廢物排出量較低，故應用該工藝往往能降低廢水、蒸汽的處理費用，再加上該工藝對貧油、洗油的循環利用，還能降低煤氣費用。綜上，負壓脫苯工藝還能顯著降低焦化廠生產過程的相關成本。由于對焦化廠生產效率的提高和生產成本的降低，應用負壓脫苯工藝無疑能為焦化廠發展的堅實基礎。

5 結語

綜上所述，與常壓脫苯工藝相比，負壓脫苯工藝往往具備更低的資源消耗與更小的環境污染，尤其是系統廢棄不外排、不應用水蒸氣等特性，更是使該生產工藝具備優良的環境清潔性能。故應用該生產工藝，往往能使焦化廠創造出良好的經濟效益與環境效益，保證焦化廠穩定運行，符合可持續發展理念，進而促進焦化廠的持續健康發展。

【參考文獻】

【1】朱佳迪，李菲菲，陳呂軍.AnMBR/A/OMBR處理焦化廢水的運行條件優化與運行效果[J].環境工程學報，2017，11（7）：4043-4050.

【2】湯志剛，李紅偉，溫燕明，等.焦化酚氰廢水與煙道氣治理過程的凈化度分析[J].煤化工，2017，45（3）：17-20.

【3】郭熊熊，華祥，馮海軍，等.負壓技術在脫苯操作中實踐及優化[J].江西化工，2017（6）：116-117.

【4】趙佳順，谷毅，董少英，等.負壓脫苯工藝的創新優化[J].燃料與化工，2018（1）：49-50.

【5】劉少冕，龔德喜，王翔.焦化廠傳統脫硫脫硝工藝的比較[J].化學工程師，2017，31（10）：76+83-86.