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焦化廠粗苯回收方案的探討
粗苯主要含有苯、甲苯、二甲苯和**苯等芳香烴,是寶貴的化工原料。粗苯價格受原油價格的影響,一致處于高位運行,影響著焦化廠的經(jīng)濟效益。保持焦化廠粗苯回收工段的長周期穩(wěn)定運行,*大量的回收粗苯,成為各焦化廠研究的重點。
從焦爐煤氣中回收苯族烴采用的方法有洗油吸收法、活性炭吸附法和深冷凝結(jié)法,其中洗油吸收法工藝簡單、經(jīng)濟可靠,得到廣泛應用。洗油吸收法依據(jù)操作壓力分為加壓吸收法、常壓吸收法和負壓吸收法,國內(nèi)普遍采用常壓吸收法。吸收了煤氣中苯族烴的洗油稱為富油,富油脫苯按操作壓力分為常壓水蒸氣蒸餾法和減壓蒸餾法;按富油加熱方式分為預熱器加熱富油的脫苯法和管式爐加熱富油的脫苯法。各國多采用管式爐加熱富油的脫苯法,下面就此方法進行探討。
1粗苯回收工藝的探討
1.1洗苯工藝:由硫銨工段來的煤氣,先進入橫管終冷器冷卻至 25℃左右,再進入洗苯塔下部,和塔頂噴淋下來的貧油逆流接觸,煤氣從塔頂出來送入外管。在設備的配置上,一般配2臺橫管終冷器、1臺洗苯塔。
在實際生產(chǎn)中,橫管終冷器使用時間較長,一般在10年以上,而洗苯塔填料出現(xiàn)堵塞,就要停產(chǎn)清洗,影響粗苯生產(chǎn),為此,我們認為應配1臺終冷器、2臺洗苯塔,這樣能保證洗苯的長周期運行。
1.2脫苯工藝:洗油吸收了煤氣中的苯族烴后進入洗苯塔底成為富油,富油經(jīng)泵送冷凝冷卻器至貧富油換熱器后,進入管式爐被加熱至180℃,送入脫苯塔中部;由鍋爐來的0.5MP飽和蒸汽經(jīng)管式爐加熱至400℃,進入脫苯塔底部,將粗苯氣提至塔頂,經(jīng)冷凝冷卻分離水后進入粗苯貯槽。熱貧油經(jīng)油油換熱器后進入貧油貯槽,用貧油泵送入一段貧油冷卻器、二段貧油冷卻器冷卻后,進洗苯塔頂噴灑洗苯。
此工藝為管式爐加熱富油常壓水蒸氣蒸餾法,我們認為應采用管式爐加熱富油減壓水蒸氣蒸餾法,能節(jié)約大量蒸汽,已有廠采用此工藝,生產(chǎn)狀況良好。
貧油泵抽送的貧油溫度高,影響貧油泵壽命,我們把工藝改為熱貧油經(jīng)油油換熱器和一段貧油冷卻器冷卻后,再進入貧油貯槽,這樣,貧油揮發(fā)少,減少損失,并有利保護貧油泵和周圍環(huán)境。
油油換熱器和貧油冷卻器均采用并聯(lián)配置;管式爐在平面布置時,應留有備用位置。
2粗苯回收設備的探討
2.1洗苯塔填料的選擇
焦爐煤氣進入洗苯塔,煤氣中的焦油和萘,就會進入洗油、沉積在塔填料上。洗苯工藝不是孤立的,在煤氣回收系統(tǒng)要整體考慮,煤氣冷鼓工段的橫管初冷器和電捕焦油器的操作至關重要,盡可能把萘和焦油在冷鼓工段回收下來。但也不可避免會造成洗苯塔填料堵塞,所以要考慮選擇填料。目前,大多使用瓷填料和不銹鋼波紋填料,逐步取代塑料花環(huán)填料,主要是這兩種填料比表面積大、效率高、強度大,能耐蒸汽高溫清掃,而塑料花環(huán)填料不耐高溫,用蒸汽清掃填料易變形,堵塞更嚴重。
2.2管式爐的設計
粗苯回收工段的設備和管道腐蝕主要是氨腐蝕,煤氣進入洗苯工段前氨的回收非常重要。
為保證運行正常,高溫管道和管式爐的油管必須選擇304不銹鋼材質(zhì),不要節(jié)省這點投資。
管式爐的管道連接方案非常重要,一是將對流段全部用于蒸汽加熱,富油只在輻射段加熱,二是將對流段全部用于富油加熱,再從輻射段中拿出一部分管段用于蒸汽過熱。有的單位因設計不合理,管式爐出口富油溫度和蒸汽溫度不對應,即多耗煤氣,又指標不合適,影響粗苯產(chǎn)量,所以選擇有經(jīng)驗的設計生產(chǎn)廠家很關鍵,我們設計生產(chǎn)的管式爐應用100余臺,效果非常良好。
2.3換熱器的選擇
列管換熱器換熱系數(shù)低,操作重量大,并要求有一定的檢修空間,占地面積大,已基本淘汰。螺旋板換熱器單位體積換熱面積大,換熱系數(shù)高,占地面積小,已普遍使用。在材質(zhì)的選擇上,貧富油換熱器采用304不銹鋼材質(zhì),貧油冷卻器采用普通碳鋼材質(zhì),既能節(jié)約投資,又能保證使用壽命。
2.4新型脫苯塔的選用
脫苯塔從一開始的碳鋼圓形泡罩塔,到二十世紀末的鑄鐵條形泡罩塔,到今天的不銹鋼垂直篩板塔,經(jīng)歷了很長的過程。
碳鋼圓形泡罩塔不耐腐蝕,半年需大修一次,費工費料,影響粗苯產(chǎn)量。
鑄鐵條形泡罩塔耐高溫、耐腐蝕、運行穩(wěn)定,但是泡罩塔板的傳質(zhì)效率低、塔壁厚、塔徑大、操作重量大,必須放在混凝土框架中使用,若有塔節(jié)或泡罩損壞,只能更換,更換時間長,影響正常生產(chǎn)時間長。
不銹鋼塔耐腐蝕,塔壁薄,操作重量輕,可以焊接,易于維護,塔板選用新型垂直篩板,傳質(zhì)、傳熱效率高,節(jié)約蒸汽,貧油含苯低,可降低循環(huán)油量,節(jié)約運行費用。我們生產(chǎn)的不銹鋼垂直篩板塔,效率高,使用年限長,在焦化廠已使用達五年以上,無質(zhì)量問題。
2.5泵的選型
在粗苯回收中,油和苯泄漏容易引發(fā)事故,故泵的選型至關重要。過去都選擇機械密封油泵,現(xiàn)在我們選擇屏蔽泵,但是安裝時,進泵流體必須增加過濾器,以免顆粒物體進入泵體引起屏蔽泵損壞。
3結(jié)論
選擇合理的工藝及設備,并把握好進入粗苯工段的煤氣質(zhì)量,才能保證粗苯工段的長周期運行,提高粗苯收率,增加經(jīng)濟效益。