一、 概述
沒在煉焦過程中,除有75%左右轉變為焦炭外,還有25%左右生成各種化學產品和煤氣。每煉1t焦炭,約可以產生430m3左右的煤氣,荒煤氣進過冷卻和各種回收系統處理后可以提取煤焦油、氨、萘、硫化氫及粗苯等化學品并得到凈焦爐煤氣。以年產焦炭90萬t的企業來說,每年可回收粗苯約9500t,若其中的粗苯如果不進行回收利用,直接用于回爐燃燒,無疑是對資源的一種嚴重的浪費。從焦爐煤氣中回收粗苯這一主要的化工產品,既符合走循環經濟、對資源綜合利用的產業政策,也是提高企業經濟效益的重要途徑之一。
二、主要工藝路線及操作參數
目前國內焦化廠粗苯回收裝置主要包括洗苯、脫苯兩個部分。洗苯即使用焦油洗油,將終冷后的焦爐煤氣煤中大部分的苯洗去,然后將煤氣送往各用戶使用;脫苯即將洗苯后的富油脫苯,所得粗苯分別裝車外售,脫苯后的貧油返回洗苯塔循環使用。主要工藝流程及參數如下:
終冷后的焦爐煤氣由塔頂進入洗苯塔,洗苯塔內煤氣與逆向流動的洗油接觸,煤氣中的苯被油吸收,使離開洗苯塔的焦爐煤氣中粗苯含量降至2g/Nm3左右。含苯量0.3%——0.5%的貧油,由貧油槽通過泵從洗苯塔塔頂噴入塔內,從塔底排出,其含苯量增加至為2%——2.5%,即為富油。富油經脫苯后變為貧油,又返回洗苯塔循環使用。由洗苯塔底來的富油,在冷凝冷卻器中與脫苯塔來的粗苯蒸汽進行換熱后被預熱至50℃,然后進行貧油換熱器至125℃—135℃,再進入管式爐加熱至180℃—190℃后進入脫苯塔。由脫苯塔頂出來的蒸汽約90℃,進入冷凝冷卻器,先與洗苯塔底來的富油換熱,在被冷凍水降溫后進入粗苯分離器,分離出的粗苯進入粗苯貯槽。脫苯塔下部的熱貧油經由貧富油換熱器,冷卻器冷卻至25—30℃后送洗苯塔循環利用。
三、 主要工藝設備的選擇
粗苯回收裝置的主要設備包括洗苯塔、脫苯塔、管式爐、各類換熱器及輸送泵。
洗苯塔為填料塔,填料一般選用比表面積大的球型和孔板波紋填料。其中不銹鋼波紋填料的應用已經越來越廣乏,其具有使用周期長、填料效率高、不易附著雜志、教容易清潔等優點,雖然一次性投資較高,但已在新建項目中逐步替代塑料花環等其他形式填料。
目前脫苯塔主要有泡罩塔和浮閥塔兩種。一些舊的洗脫苯裝置中的脫苯塔選用鑄鐵泡罩塔,其體積較大,占地面積大,總體造價較高,塔內壓降較大。近年來,不銹鋼浮閥塔逐漸替代鑄鐵泡罩塔,不銹鋼浮閥塔傳熱傳質效率較高,塔節為焊接工藝,具有耐腐蝕性能好、塔壁薄、操作重量輕、操作彈性大等優點,在同等處理能力下,其塔徑也比泡罩塔小許多。其操作平臺可用鋼平臺代替混凝土框架,節約工程費用。
各焦化廠洗苯塔裝置使用的換熱器多為螺旋板式換熱器,其具有換熱系數高、不宜沉積污垢、使用方便、操作簡單、價格便宜等優點,但由于其板壁間隙較小,只適用于清潔的物料,且一旦堵塞或竄流,設備只能報廢,也有其局限性。
洗苯塔裝置中所涉及到的介質粗苯、洗油均為易燃易爆介質,且根據《職業性接觸毒物危害程度分級》(GB5044)中的劃分,粗苯屬于極度危害介質,因此粗苯和洗油等介質輸送的泵的選型很重要。一般選型,對輸送粗苯的泵,要選用密封性能較好、質量可靠的化工泵,要求軸封可靠且無泄漏泵,多選用屏蔽泵。
粗苯屬于《工業金屬管道設計規范》中規定的A1類流體,且洗脫苯裝置中有部分的管道屬于CCI類壓力管道,因此必須遵守《壓力管道**技術監察規程—工業管理》的要求,管道標準、材料的選擇就尤其重要。例如CCI的管線可使用《化肥用高壓無縫鋼管》、高壓鍋爐用無縫鋼管》標準的鋼管,若使用《輸送流體用無縫鋼管》標準的鋼管,應逐根進行超聲檢測,并且不低于《無縫鋼管超聲波探傷檢驗方法》(GB/T5777-2008)12.5級的要求。
四、結束語
綜上所述,現在國內各種化焦廠說使用的粗苯的回收工藝比較成熟、技術可靠、效益可觀,是充分體現資源綜合利用的重要手段之一,是完善、完整焦化不可分割的一部分。近年來,工藝、設備技術領域正向著高效、節能化方向發展,特別是當前粗苯銷售價格持續走高的形勢下,合理選擇粗苯回收工藝,選用合理的化工設備和管道,可有效地保證粗苯回收裝置**、穩定、清潔、高效運行,給企業帶來可觀的經濟效益和社會效益。