蔣嗣穎，劉 偉

(唐山中潤(rùn)煤化工有限公司，河北唐山 063611)

唐山中潤(rùn)煤化工有限公司具有220萬(wàn)t/a焦化、20萬(wàn)t/a焦?fàn)t煤氣制甲醇、20萬(wàn)t/a粗苯加氫精制項(xiàng)目。其中，粗苯工段自2006年投產(chǎn)以來(lái)，一直保持連續(xù)運(yùn)行。粗苯工段終冷塔為填料塔，塔高27.7 m，直徑 5.6 m，最初阻力小于 1 500 Pa。但隨著生產(chǎn)運(yùn)行，終冷塔內(nèi)填料上積累的雜質(zhì)逐漸增多，導(dǎo)致終冷塔阻力持續(xù)上升，至2013年9月，終冷塔阻力升高到3 800 Pa，這不僅影響了終冷塔的冷卻效果，也直接增大了鼓風(fēng)機(jī)負(fù)荷，因此降低終冷塔阻力是一項(xiàng)亟待解決的任務(wù)。

針對(duì)終冷塔阻力升高的問(wèn)題，行業(yè)內(nèi)存在諸多的解決方案，但均需要停產(chǎn)后進(jìn)行，常用的方法有用蒸汽吹掃、用洗油沖洗和更換填料等，目前最有效的降低終冷塔阻力的方法是更換終冷塔填料，但是更換填料一方面需要投入大量的人力、物力，另一方面需要對(duì)粗苯工段進(jìn)行停工處理，大大影響公司效益。粗苯是焦化企業(yè)重要的產(chǎn)品，同時(shí)公司配套建設(shè)有20萬(wàn)t/a的粗苯加氫精制項(xiàng)目，其粗苯原料的主要來(lái)源為公司的凈化粗苯，因此，從公司的整體收益和成本核算角度，停工檢修終冷塔存在諸多的不利因素。為了有效地降低終冷塔阻力，同時(shí)減少對(duì)公司粗苯系列生產(chǎn)的影響，本文提出在不停產(chǎn)條件下，采用適宜的流體沖洗方式以降低終冷塔阻力，恢復(fù)凈化車間的正常生產(chǎn)。

1 原因分析

在公司煤氣凈化車間，煤氣依次通過(guò)鼓冷工段、脫硫工段、硫銨工段后進(jìn)入粗苯工段。由于經(jīng)硫銨工段飽和器后的煤氣溫度較高，42～46℃，而洗苯的最佳溫度為27℃，因此，煤氣需先經(jīng)過(guò)終冷塔進(jìn)行冷卻。同時(shí)，還需保證煤氣的溫度低于洗油溫度，如果煤氣溫度高于洗油溫度，則在洗苯過(guò)程中煤氣中的水和萘?xí)M(jìn)入到洗油中，從而影響后續(xù)操作。因此，通過(guò)終冷塔控制煤氣溫度對(duì)維持正常生產(chǎn)至關(guān)重要。我公司粗苯終冷塔采用塑料花環(huán)填料，分為上、下兩段，上段用低溫水冷卻循環(huán)冷凝液，下段用循環(huán)水冷卻循環(huán)冷凝液。結(jié)合生產(chǎn)情況對(duì)終冷塔內(nèi)阻力增大的原因進(jìn)行分析。①初冷器冷卻效果直接影響煤氣中焦油和萘的含量，雖然電捕焦油器會(huì)捕集大部分焦油，但投產(chǎn)7年時(shí)間，焦油和萘?xí)粩嚯S煤氣被帶入粗苯工段，導(dǎo)致阻力上升。②硫銨工段生產(chǎn)的硫酸銨晶體會(huì)有一部分隨煤氣進(jìn)入終冷塔，且硫銨工段捕霧器檢修次數(shù)較多，因此推斷硫酸銨晶體是導(dǎo)致終冷塔阻力上升的主要原因。③終冷塔底部換液頻率較低，會(huì)有部分雜質(zhì)隨循環(huán)液沉積在終冷塔內(nèi)造成阻力上升。綜合以上原因分析認(rèn)為，終冷塔阻力上升主要是硫酸銨晶體、萘等雜質(zhì)堵塞填料所致。

2 堿液噴灑

粗苯工段所使用的終冷塔頂部配有堿液噴灑，以降低煤氣中硫化氫、氰化氫含量。在利用設(shè)備現(xiàn)有條件的基礎(chǔ)上，我們提出增大終冷塔頂部堿液噴灑量，利用堿液與雜質(zhì)間的溶解作用，從而去除塔內(nèi)附著的硫酸銨晶體等雜質(zhì)，有效降低終冷塔阻力。

如表1所示，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的噴灑，終冷塔阻力有了明顯下降。上述實(shí)驗(yàn)表明，堿液沖洗的方法能有效減小硫酸銨晶體、萘、焦油等雜質(zhì)對(duì)終冷塔填料的堵塞，使終冷塔阻力降低;但實(shí)際操作過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，隨著噴灑量的加大，終冷塔外排的冷凝液pH值明顯升高，流量也逐步加大，這些冷凝液外排后會(huì)對(duì)車間其它工段的正常生產(chǎn)造成影響，因此噴灑量不宜進(jìn)一步增加。另一方面，此方法雖然對(duì)終冷塔阻力有一定的降低作用，但降低后的阻力依然過(guò)大，該阻力值使鼓風(fēng)機(jī)壓力依舊偏高，未達(dá)到正常工況。

表1 堿液噴灑對(duì)終冷阻力的影響

3 脫硫液噴灑

公司焦?fàn)t煤氣凈化后，進(jìn)入甲醇分廠進(jìn)行焦?fàn)t煤氣制甲醇生產(chǎn)。該工藝對(duì)煤氣中的硫含量要求較高，需要另外配備獨(dú)立的脫硫工段。甲醇分廠的脫硫工段采用濕脫硫和精脫硫工藝，其中濕脫硫采用PDS法，以NaOH為堿源。結(jié)合公司特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)分析，確定了一項(xiàng)技改方案，將甲醇車間的脫硫液引入終冷塔進(jìn)行噴灑，對(duì)終冷塔進(jìn)行清洗，同時(shí)將噴灑后的冷凝液送回脫硫富液槽，從而加大了清洗終冷塔的噴灑量，并杜絕了外排噴灑液對(duì)其它工段的影響。甲醇分廠脫硫液并入終冷塔上段循環(huán)冷凝液，經(jīng)上段循環(huán)水換熱器冷卻后，進(jìn)入終冷塔噴灑;通過(guò)斷塔盤，溢流入下段終冷塔，通過(guò)下段終冷塔循環(huán)液管道，送至甲醇脫硫工段。改造方法如圖1所示。

圖1 技改工藝示意圖

技改后冷塔工況如表2所示。

表2 技改后終冷塔工況

由表2可以看出，經(jīng)過(guò)3天脫硫液的噴灑，終冷塔阻力顯著下降，降至2 100 Pa左右，有效減小了鼓風(fēng)機(jī)的工作負(fù)荷;停止脫硫液噴灑后，終冷塔阻力穩(wěn)定，各項(xiàng)參數(shù)正常。此項(xiàng)技改，可迅速降低冷塔阻力，有效緩解了鼓風(fēng)機(jī)負(fù)荷，保證了終冷塔冷卻效果，明顯降低了終冷塔上段循環(huán)液低溫水用量。同時(shí)，甲醇濕脫硫工段經(jīng)6天的時(shí)間運(yùn)行，各項(xiàng)參數(shù)平穩(wěn)，脫硫液液位小幅上升，通過(guò)調(diào)整脫硫液補(bǔ)液量可有效解決上述問(wèn)題，對(duì)正常生產(chǎn)無(wú)影響。

4 結(jié)論

通過(guò)此項(xiàng)技改工作，在不停產(chǎn)的情況下降低了終冷塔的阻力，緩解了鼓風(fēng)機(jī)的工作負(fù)荷，同時(shí)節(jié)約了填料更換費(fèi)用。一般情況下，更換終冷塔填料需耗時(shí)15天，公司平均日產(chǎn)粗苯72.5t，按每噸粗苯7 000元計(jì)算，僅此一項(xiàng)可為公司創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值761萬(wàn)余元，同時(shí)此種工藝與傳統(tǒng)更換填料的方法相比，省去了填料更換費(fèi)用，后續(xù)投入小，即使終冷塔阻力再次升高也不需額外支出，具有顯著的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。