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粗苯回收工艺及其操作的探讨华东理工大学周德悟浦东煤气厂张龙法前言本文总结了当前粗苯回收工艺、设备和生产操作的经验,目的有效地提高粗苯产率、减少洗油损失、防止加热设备的腐蚀。一、粗苯回收工艺及设备1、回收工艺目前粗苯回收工艺有两种,一种是前脱硫流程,脱氮一脱硫脱氰一脱苯或脱硫脱氰一脱氨一脱苯,即粗苯工段设置在脱氮、脱硫脱氰之后;另一种是后脱硫流程,脱氮-脱苯一脱硫脱氰,即粗苯工段设置在脱氨之后、脱硫脱佩之前,这两种回收工艺流程进入粗苯工段煤气组成如下:表l两工艺进入粗苯工段煤气组成(g/N勿哟组组成成H、SSSHCNNNNH:::苯苯蔡蔡焦油雾雾前前脱硫硫0,2·0.4440,05~0.10000.03~0.100032~35550.25~0.30000.010~001555后后脱硫硫40~6.0001.00~1.20000.03~0100032·35550.25~0.30000,010~0.01666从表l可看出,前脱硫工艺进入粗苯工段煤气中H:s、HcN含量较少,分别为后脱硫工艺的z八6二l/20和l/12一/20。HZS、HeN是腐蚀性介质,当煤气中含有较多NH:时,HZs、HCN能与NH:反应,产生对粗苯加热设备具有强腐蚀性的NH`eNs,NH`CNs生成反应为:ZNH:+HZS”(NH`)25或(NH`):S。(NH`)25+ZHCN”ZNH唯CNS+HZS+25在水和空气的存在下,八容易与Nll`cNs反应生成FeS和Fe捷Fe(CN)。J:XH20(亚铁氰化铁络合物,即普鲁士兰),其反应式:ZFe干4NH`CNS+0:”Pe(CNS):+4NH:+H二gFe(CNS)2+16Fe+xH:0,1SFeS+Fe.[Fe(CN)。j:·xH:0由此可知,若采用后脱硫的粗苯回收工艺,必须严格控制煤气脱氮工序,使进入粗苯煤气中NH:含量`3m0g/Nm3,当脱氨工段生产不正常或停产时,必须停止煤气进入粗苯工段.2、氨蔡塔氮蔡塔设置在煤气鼓风机、电捕焦油器之后,以进一步冷却煤气及除去煤气中蔡、焦油雾、粉尘等杂质,以保证脱硫脱氛、脱氮、煤气终冷、吸苯塔正常生产。氮蔡塔通常为三段空喷塔,上段和下段喷入循环氮水、上段为后冷段将38·39℃的焦炉煤气冷却到36℃,以满足脱硫脱氛的要求,下段为预冷段,由后冷段自流而下的氨水将入塔煤气由4。~50℃冷却到86℃,以满足吸蔡除焦油的要求,中段为除蔡段、用焦油洗油进一步脱除煤气中的蔡、焦油雾,使煤气中含蔡从l-1.59/N功“降到0.369/Nm“,焦油雾达到0.0169/N口a。氮蔡塔中段循环洗油脱蔡有三种方法:①送焦油车间处理、再用新鲜洗油在氨蔡塔内脱除煤气中的蔡。②单独设置间歇精馏装置进行吸蔡洗油一13一的脱蔡。③将吸蔡洗油连续地引出一部分直接送到脱苯系统的吸苯富油中,脱苯脱蔡后的洗油再循环应用。这三种方法各有所长,回入脱苯系统的方法是连续操作,不会过多地增加粗苯蒸馏系统的负荷,且不需另外增设单独的脱蔡蒸馏装置。因此,此法在我国一些焦化厂已得到应用,但此法一定要严格控制送入脱苯系统的含蔡洗油的水份,要求`0.2%叭,因其水分中含有大量水溶性的强腐蚀性的NH`NCs,将引起脱苯加热、蒸馏系统设备的强烈腐蚀。因此,氮蔡塔冷却煤气是采用焦油沉清池的剩余氮水,此氮水中含有大量固定按盐,下表为某厂焦油沉清池剩余氮水的主要组分及浓度分析。表2某厂焦油沉清池剩余氮水的组分及浓度项项目目固定按按总氮氮HS---CN---CNS---50二二PHHHmmmg/lll30p4000333200032.3888127.50001106.92226500010.1999若氮蔡塔上下段冷却煤气采用初冷器冷凝氮水作循环氮水,此冷凝氨水中难挥发性的腐蚀按盐含量大幅度降低。又资料报导,焦炉集气管喷淋氮水,其固定按盐量为80-409/l,集气管及初冷器混合氮水其固定馁盐2一69/l,因此,初冷器冷氮水含固定按盐必定很少,初冷氮水中分挥发性的氮可在粗苯脱水塔顶的轻油油水分离器水中排除,这样,使粗苯加热及蒸馏系统腐蚀性将可大大减轻。3、脱苯塔顶的汽一油热交换器此汽一油热交换器有两种形式,一种是全凝器,它只起粗苯带洗油的混合蒸汽热量回收及此蒸汽的冷凝冷却,此设备很难精确控制粗苯带出洗油问题,且油水分离器中油一水比重比较接近,较难分离,这样将使脱苯塔回流液中带水,水中会有强腐蚀的NH`cNs,腐蚀介质回入脱苯吸苯系统,引起设备腐蚀,此脱苯塔顶温度由粗苯回流量来控制,另一种是分缩器,分缩器顶的温度可严格控制(土0,6),以保证粗苯质量及轻质洗油的带出量,分缩器中下部分别引出的轻、重分缩油与水的比重差大,在油水分离器中,油水容易分离,分缩器顶部蒸汽出口温度由其顶部间接式冷却段冷水量来控制。从工厂实践,设计设置分凝器的方案对油水分离有利,防止分离水带油、分离油带水。前者增加洗油消耗,后者影响脱苯塔稳定操作。二、粗苯生产的操作控制l、洗油的质量要求为了使所选择的洗油既具有强的吸苯能力,又达到聚合程度小、洗油带出损失少,洗油的质量指标要求为:密度(20℃)为1.04一1.079/emZ,馏程230一280℃,馏出量》es%,含蔡`5%,。、日甲基蔡》26%,高沸点化合物危、氧荪,苟等之和`26%,含酚`0.6%,含水、。.6%,粘度E:。、2,在6℃无结晶物,以上皆为质量%。这样,质量的洗油可由通常生产的焦油洗油经进一步酸、碱洗涤再精馏精制而得,碱洗目的去除酚类化合物,实验证明,洗油中酚类化合物的存在,将促使洗油与水产生乳化,导致粗苯脱水塔、脱苯塔顶轻油与水分离不清,水中带油,造成洗油馏分的损失,油中带水影响脱苯塔、脱水塔稳定操作。又因水比油易溶解腐蚀介质NH:、H:S、HCN、HNCS等,这些腐蚀介质的存在造成粗苯换热设备的腐蚀。酸洗的目的去除喳唯碱及部分不饱和化合物,因洗油中喳琳碱在温度大于14一100℃时能与HZS、CHN、HCNS及其按盐的水溶液生成具有强腐蚀性的喳琳有机碱盐如产丫洲厂丫今广丫为t、义尹HNCI气义护NHCN咦沐护N·HcNS·精馏的目的,去除高沸点不饱和化合物,减轻加热设备的腐蚀及堵塞。2、加强脱苯系统生产操作控制①脱水塔操作设计脱水塔的目的,它不仅可脱除富油中的水分,使管式炉操作稳定,同时可排除含水富油中腐蚀介质,因此要严格控制脱水塔顶操作温度。为防止腐蚀,在脱水塔前的汽一油热交换器、油一油热交换器的管程及脱水塔上部结构、构件宜采用耐腐蚀材料制造.②脱苯塔的操作脱苯塔操作正常与否,直接影响到贫油含苯量、苯的回收率和吸苯塔煤气的含苯量,同时亦影响粗苯中洗油含量和洗油消耗量,控制脱苯塔顶或分缩器出口粗苯蒸汽温度,当温度过高,必增加洗油中低沸点组分带出,洗油消耗量增加,此时应适当加大回流或降低分缩器出口蒸汽温度。控制脱苯塔塔底温度,使贫油含苯量为0.卜0.2%叭,当贫油含苯量增加,可适当加大过热水蒸汽用量或提高过热水蒸汽温度,提高粗苯得率应着重于降低贫油的含苯量,使其含苯0.2%叭。控制入脱苯塔富油温度,使其160℃,以保证脱苯所需热量及脱苯效率。③沥青塔操作沥青塔设置的目的,是排除洗油在循环过程中所形成的高分子聚合物,以维持洗油吸苯能力,从实际排出沥青组分分析知,沥青塔除了可排除高分子化合物外,还能排除一部分含氮、含硫化合物和腐蚀性的盐类。沥青塔的排渣方式,可连续排渣亦可间歇排渣,排渣评定的方法,一是测定排出沥青中洗油的含量和夹带出的洗油组分,二是测定循环洗油中蒸馏试验的残留物量。④油水分离器操作目前生产粗苯有蒸汽加热法和管式加热法两种,蒸汽加热法在脱苯塔常设置分缩器,分缩器顶为粗苯蒸汽出口,中、下部分轻、重分缩油出口,这三者分别进入各自的油水分离器,按油水的密度差异进行油一水分离,轻、重分缩油回入富油泵。随着脱苯塔蒸馏操作条件的改变及分缩器顶部温度的波动,轻、重分缩油的密度亦会波动,为了确保油水良好分离,可调节轻、重分缩油采出时的流量比,使两者的密度均与各自的分离水密度有较大差别。从上述三分离器排出的水必须再进入控制分离器,以进一步分离水中夹带的油。管式炉加热法在脱苯塔顶常设置全凝器,脱苯塔顶粗苯蒸汽与水蒸汽在全凝器中全部冷凝冷却进入油一水分离器,因此时油水密度差小,油水分离程度常较分缩器差,故此分离水必与脱水塔分离水混合。进入控制分离器,以进一步分离水中夹带的油.严格油水分离器操作,除了可减少洗油的损失,为废水生化处理提供方便外,还可德定管式加热炉、脱苯塔的操作,减少换热设备的腐蚀与堵塞。3,吸苯系统的操作吸苯系统的操作主要控制,一是严格控制吸苯温度及煤气与吸苯洗油的温度差,使煤气温度低于吸苯洗油温度5℃,以防止煤气中水冷凝到吸苯洗油中去,二是在吸苯塔煤气出口设置性能良好的捕沫装置,以降低出口煤气夹带洗油而造成的洗油损失。一16一