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        淺談焦化廠影響粗苯產(chǎn)率與質(zhì)量的因素

        2014-08-15 00:51:32劉峰陜西黃陵煤化工有限責任公司陜西黃陵727307
        化工管理 2014年6期
        關(guān)鍵詞:貧油蒸餾塔洗油

        劉峰(陜西黃陵煤化工有限責任公司 陜西 黃陵 727307)

        一、原料煤及爐墻加熱溫度和結(jié)焦時間的影響

        原料煤的性質(zhì)對焦爐煤氣的發(fā)生量影響較大,煤的揮發(fā)分高,焦爐煤氣發(fā)生量就大,則粗苯的產(chǎn)率就大,不同性質(zhì)煤煉焦的煤氣產(chǎn)率和組分也不相同,當配煤比G值(即煤氣揮發(fā)量)在20—35之間煤氣中苯族烴的含量約占干煤配比的0.9%—1.1%之間,當G值在35以上時,煤氣中的苯族烴含量可以達到1.1%。溫度對粗苯產(chǎn)率的影響較大,最有影響的溫度是爐墻溫度,碳化室爐頂空間溫度只占次要的。粗苯來自外行氣體的占80%,來自行里的氣體只占12%~15%。溫度相對較低時,粗苯的產(chǎn)量相對較高,而苯族烴形成的最適宜溫度大約在700℃~800℃,即在焦炭成熟時間的2/3達到最大值。此時煤氣發(fā)生量也達到最大值,隨著焦炭成熟的時間繼續(xù)增長,煤氣和苯族烴生成的速率越來越小,荒煤氣在碳化室頂部停留的時間也就越長,有很大一部分荒煤氣此時會在碳化室頂部高溫區(qū)燃燒。

        二、洗油質(zhì)量與循環(huán)量的影響

        目前洗苯還是建立在相似相容和分壓定律的基礎(chǔ)上,即利用吸收劑與粗苯的相對分子質(zhì)量相近,分子結(jié)構(gòu)相近的原理,利用分壓定律,當煤氣中苯族烴的分壓大于洗油表面的分壓,苯族烴分子向吸收劑液面移動,達到吸收的效果,顧對吸收劑有一定的要求,而現(xiàn)代大型焦化廠大多采用焦油洗油作為吸收劑用。在其他條件是定的情況下,同類油劑的吸收能力與其相對分子質(zhì)量成反比,吸收劑與溶質(zhì)的相對分子質(zhì)量愈接近,則吸收的愈完全,故洗油的相對分子質(zhì)量越小越好,但是也不宜太小,太小容易被煤氣帶走,并在脫苯蒸餾時不宜與粗苯分離,而且容易造成浪費,洗油的相對分子質(zhì)量越小越接近粗苯的相對分子質(zhì)量,吸收的能力就越大,故洗油的相對分子質(zhì)量不宜過大,太大不易吸收煤氣中的苯族烴。洗苯塔的直徑,填料的比表面積,塔內(nèi)煤氣的流速和流量,壓力是一定的,根據(jù)氣液單相對流傳質(zhì)膜理論得知,在以上條件一定,氣液相達到平衡時,洗油的量愈大,則吸收的推動力就愈大,洗苯的效果就愈好,但是實際操作受到多個方面因素的影響,循環(huán)洗油的量不宜過大,隨著洗油循環(huán)量的增大到一定的范圍后,前期的經(jīng)濟投入和經(jīng)濟效益都逐漸在減小,操作的費用也增大;但是洗油量又不宜過小,循環(huán)洗油量少,容易發(fā)生液泛,故合理的液氣比(L/G)即循環(huán)洗油量與煤氣量的比值不僅可以把總費用降到最低,還可以達到最大的洗苯效率和經(jīng)濟效益。

        三、吸收溫度和貧油含苯量的影響

        定義吸收溫度是指洗苯塔內(nèi)氣液兩相接觸面的平均溫度;焦油洗油對苯族烴最適宜吸收的溫度為25℃左右,吸收溫度主要受煤氣和洗油溫度的影響,吸收溫度是通過吸收系數(shù)和吸收推動力的變化而影響吸收率的。故需保證適宜的吸收溫度,一般入塔貧油含苯量是恒定的,洗油液面上的苯族烴的蒸汽壓隨吸收溫度的升高而增高,吸收推動力則隨之減小,致使洗苯塔后煤氣中的苯族烴含量增加,粗苯的回收率降低,當吸收溫度超過30℃時,隨著吸收溫度的升高,塔后損失顯著增加,回收率下降,但吸收溫度也不宜過低,在低于15℃時,洗油粘度將顯著增加,使洗油輸送及其在塔內(nèi)均勻分布和自由流動都比較困難,當洗油溫度低于10℃時,還可能從油中析出固體沉淀物。

        貧油含苯量是決定塔后煤氣含苯量的重要因素之一,當其他條件一定時,入塔貧油含苯量越高,則洗油表面上苯族烴蒸汽壓就越大,使貧油吸收苯族烴推動力下降,不利于吸收過程的進行,一般貧油中苯族烴含量若增加0.1%,則粗苯的損失就增加5%左右。

        四、煤氣壓力與流速的影響

        煤氣壓力和流速主要影響吸收推動力和吸收平衡系數(shù),在洗苯塔內(nèi),煤氣與洗油是逆流流動的,洗油在塔頂向下流動過程中,在填料表面上形成膜狀流動,由于膜與填料表面的摩擦,洗油的流量是一定的,煤氣的壓力越大,填料層中所滯留的洗油就越大,煤氣通過填料層的壓力降也越大,煤氣中苯族烴的分壓增加,吸收推動力也隨著增加,粗苯吸收率變大;提高煤氣流速,也可提高吸收系數(shù),并且提高了氣液相接觸渦流擴散速度,有利于吸收過程的進行。

        五、脫苯塔操作的影響

        脫苯的原理實際上是解吸原理,也可以認為是蒸餾的原理,由沸點不同的混合溶液在蒸餾塔內(nèi)進行多次部分汽化和多次液化,在蒸餾塔內(nèi)當加熱的熱源壓力大于被加熱的載體時,流體開始沸騰,從而達到多組分分離的目的,為了提高分離物的質(zhì)量,往往會將已被分離的產(chǎn)品部分進行回流,而粗苯與洗油的分離就采用的是蒸餾的方法,粗苯蒸餾方式可以分為管式爐加熱富油法和蒸汽預(yù)熱富油法兩種方式,管式爐法是用管式爐將富油和蒸汽加熱到一定的工藝要求,富油從提留段上部進入蒸餾塔,過熱蒸汽從蒸餾塔底部進入作為蒸餾所需要的熱源,此時塔底的貧油中各組分的蒸汽壓都比較大,粗苯的餾出率也較大,過熱蒸汽溫度高,由道爾定律得知,在其他條件一定時,溫度高則對應(yīng)的分壓就大,可以更好的將苯族烴從洗油中蒸出來,提高了粗苯的產(chǎn)率,若用蒸汽預(yù)熱富油法生產(chǎn)粗苯時,富油溫度被加熱到110℃~140℃進入蒸餾塔,此時塔底的貧油蒸汽分壓就較低,不能完全的將苯族烴從洗油中蒸餾出來,同時塔底貧油含苯量就增大,由前面貧油含苯量高討論得知,貧油含苯量大對洗苯的效率降低。過熱蒸汽的壓力高低決定著富油與蒸汽接觸時的狀態(tài),在實際生產(chǎn)中富油的流量是一定的,故過熱蒸汽的壓力低時,蒸汽與富油塔內(nèi)塔板篩孔以鼓泡形式通過富油液面層,接觸面積為氣

        泡表面,由于氣泡數(shù)量不多,氣液接觸面積不大,傳質(zhì)阻力較大,不利于蒸餾時的傳質(zhì)與傳熱。

        [1]楊建華王永林沈立嵩編 焦爐煤氣凈化 化學工業(yè)出版.

        [2]郭樹才 胡浩權(quán)主編 煤化工工藝學第三版化學工業(yè)出版.

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