袁南華 姚婷 楊旭峰 張少云(攀枝花攀煤聯(lián)合焦化有限責(zé)任公司,四川 攀枝花617016)
攀煤聯(lián)合焦化公司100萬(wàn)噸/年焦炭改擴(kuò)建及焦化煤氣綜合利用工程,年產(chǎn)焦炭110萬(wàn)噸,甲醇10萬(wàn)噸/年。煉焦化學(xué)產(chǎn)品回收在公司經(jīng)濟(jì)效益中占有重要地位,是一個(gè)非常重要的車(chē)間,同時(shí)也是煉焦生產(chǎn)過(guò)程中技術(shù)含量較高的一部分。化學(xué)產(chǎn)品包括焦油、粗苯和甲醇。焦油主要靠其與水的密度不同經(jīng)過(guò)分層后直接回收,工藝及操作都較簡(jiǎn)單。而甲醇的生產(chǎn)主要受其市場(chǎng)波動(dòng)以及煤焦市場(chǎng)的波動(dòng)影響,我公司在現(xiàn)市場(chǎng)及負(fù)荷下未開(kāi)甲醇系統(tǒng)。所以粗苯的回收對(duì)公司的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生直接的影響,提高粗苯產(chǎn)率對(duì)公司尤為重要。根據(jù)化產(chǎn)車(chē)間粗苯工序現(xiàn)狀和粗苯產(chǎn)率情況分析,粗苯產(chǎn)率還有一定的提升空間,為此,我們通過(guò)加強(qiáng)粗苯系統(tǒng)工藝優(yōu)化研究及操作管理,以提高粗苯產(chǎn)率,減少粗苯損失,增加公司效益。
影響粗苯回收的主要因素有配合煤的性質(zhì)和組成、焦?fàn)t的溫度控制、洗苯塔內(nèi)煤氣和貧油的溫度、貧油含苯及循環(huán)量、循環(huán)洗油的質(zhì)量、吸收表面積和壓力等。但這些前人研究的較多,并且現(xiàn)在這些因素基本都達(dá)到了最優(yōu)化狀態(tài),我將提出以下影響粗苯回收的主要因素。
粗苯工序的主要設(shè)備有:終冷塔、洗苯塔、貧富油泵、管式爐、脫苯塔、再生器、粗苯冷凝冷卻器、貧油冷卻器、油油換熱器。其中洗苯塔、管式爐、脫苯塔、再生器和粗苯冷凝冷卻器都是單臺(tái)運(yùn)行,沒(méi)有備機(jī)。煤氣中的氨、硫化氫被洗油吸收后經(jīng)脫苯塔脫出后直接進(jìn)入苯氣和粗苯系統(tǒng),所以脫苯塔以及脫苯塔后油氣換熱器(即粗苯冷卻器)極易被氨和硫化氫腐蝕造成泄漏。而影響粗苯回收最主要的因素是系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行。2010、2012年等多次發(fā)現(xiàn)泄漏,發(fā)現(xiàn)泄漏后系統(tǒng)必須停產(chǎn)進(jìn)行處理,每次停產(chǎn)檢修時(shí)間達(dá)到4到5天,嚴(yán)重影響系統(tǒng)正常生產(chǎn),直接影響粗苯產(chǎn)率。并且每次檢修都存在嚴(yán)重的安全隱患。所以脫苯塔和油氣換熱器是制約粗苯連續(xù)生產(chǎn)的最主要設(shè)備和最主要因素,解決設(shè)備腐蝕問(wèn)題對(duì)粗苯產(chǎn)率的提高有很大的幫助。
原粗苯系統(tǒng)粗苯槽、洗油槽各只有一個(gè),而粗苯中的氨、硫化氫等腐蝕性雜質(zhì)對(duì)粗苯槽腐蝕嚴(yán)重,粗苯槽一般運(yùn)行到3-4年將進(jìn)行大修,現(xiàn)場(chǎng)無(wú)備用槽將影響系統(tǒng)生產(chǎn)。
系統(tǒng)中貧油流量計(jì)、富油流量計(jì)、脫苯塔頂部回流調(diào)節(jié)閥、粗苯儲(chǔ)槽液位計(jì)等重要儀表都只有單臺(tái),并且均無(wú)法使用,造成系統(tǒng)操作較機(jī)械,全靠人工進(jìn)行操作調(diào)節(jié),造成系統(tǒng)過(guò)程控制波動(dòng)幅度較大,造成粗苯損失。洗苯塔塔頂和塔底壓力、脫苯塔塔頂壓力、洗苯塔煤氣溫度、進(jìn)洗苯塔貧油溫度測(cè)量不準(zhǔn),無(wú)法準(zhǔn)備控制各個(gè)重要參數(shù),嚴(yán)重影響煤氣中粗苯的吸收和富油中粗苯的脫除。
粗苯系統(tǒng)分離水、洗油公用一個(gè)地下槽,當(dāng)?shù)叵虏壑饕撬畷r(shí)用泵送至機(jī)械化澄清槽,此時(shí)將造成水中的洗油和粗苯浪費(fèi);當(dāng)?shù)叵虏壑饕窍从突虼直綍r(shí)用泵送回粗苯系統(tǒng)回收,而此時(shí)洗油含水和其他雜質(zhì)重造成循環(huán)洗油質(zhì)量惡化,同時(shí)增加脫苯系統(tǒng)的負(fù)擔(dān),影響粗苯的回收。
煤氣中的氨和氫組份都具有強(qiáng)腐蝕性,所以脫除煤氣中的氨和硫就顯的尤為重要。氨腐蝕主要是在電流的作用下,設(shè)備金屬材料會(huì)與其發(fā)生一定反應(yīng),而使設(shè)備材料受損,在反應(yīng)的過(guò)程中金屬離子會(huì)失去或得到電子,從而形成腐蝕產(chǎn)物。而硫化氫在低溫下主要和鐵發(fā)生氧化還原反應(yīng),特別是在有水的情況下,還產(chǎn)生了電化學(xué)腐蝕。當(dāng)介質(zhì)中混有O2時(shí),腐蝕速度將會(huì)幾倍到十幾倍的增大。除了上述說(shuō)的腐蝕外,氨和硫還對(duì)設(shè)備產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕,并且產(chǎn)生的效果更加顯著。我公司開(kāi)工的時(shí)候由于粗苯是直接產(chǎn)生效益的工序,所以開(kāi)工先開(kāi)粗苯,再開(kāi)硫銨,最后才開(kāi)的脫硫工序,導(dǎo)致煤氣中的氨和硫嚴(yán)重腐蝕了粗苯工序的設(shè)備與管道。硫銨和脫硫工序前后煤氣中氨含量和硫含量對(duì)比如下:
表1 硫銨和脫硫工序前后煤氣中氨含量和硫含量對(duì)比表
0.25 0.19 0.22 0.23 6.3 6.7 7.1 6.5硫銨工序后煤氣中氨含量(g/m3)脫硫工序前煤氣中硫化氫含量(g/m3)脫硫工序后煤氣中硫化氫含量(g/m3)0.018 0.019 0.020 0.016
管式爐盤(pán)管及脫苯塔、塔件都是采用的不銹鋼材料,但脫苯塔后油氣換熱器采用的是普通無(wú)縫鋼管,導(dǎo)致09年投產(chǎn)到12年僅3年的時(shí)間油氣換熱器就腐蝕泄漏。所以我公司決定將油氣換熱器更換成不銹鋼材質(zhì)。更換后未發(fā)現(xiàn)列管有腐蝕泄漏現(xiàn)象。
粗苯開(kāi)工時(shí)槽區(qū)未投入使用,所以只有將其中的一個(gè)粗苯儲(chǔ)槽當(dāng)作洗油槽使用。槽區(qū)全部建好后也未將洗油槽投入使用,后發(fā)現(xiàn)只有一個(gè)粗苯槽和一個(gè)洗油槽,當(dāng)其檢修時(shí)必須停產(chǎn),嚴(yán)重影響粗苯的產(chǎn)率,所以將槽區(qū)洗油槽清洗干凈后投入使用,解決了粗苯槽停產(chǎn)檢修的問(wèn)題。
貧油流量直接影響到洗苯塔的效果,流量小了達(dá)不到吸收煤氣中粗苯的效果,流量大了增加管式爐和脫苯塔的負(fù)荷,以及增加貧富油泵的用電量。并且現(xiàn)在焦化市場(chǎng)不好,各個(gè)焦化廠負(fù)荷都較低,貧富油流量太大時(shí)給煤氣和蒸汽增加負(fù)擔(dān)。同時(shí)對(duì)重要的儀表全部進(jìn)行校驗(yàn),讓操作人員可以及時(shí)準(zhǔn)確的調(diào)整整個(gè)系統(tǒng)的參數(shù)。
系統(tǒng)原設(shè)計(jì)的回流流量是通過(guò)泵出口自動(dòng)調(diào)節(jié)閥來(lái)調(diào)節(jié),由于回流量主要根據(jù)脫苯塔塔頂溫度來(lái)調(diào)節(jié),所以經(jīng)?;亓髁髁刻貏e小,尤其是在現(xiàn)在如此低迷市場(chǎng)下負(fù)荷特別低,DN80自動(dòng)調(diào)節(jié)閥經(jīng)常處于微開(kāi)狀態(tài)甚至全關(guān)狀態(tài),導(dǎo)致粗苯回流泵憋壓燒泵?,F(xiàn)將自動(dòng)調(diào)節(jié)閥改到粗苯回流泵進(jìn)口,泵至脫苯塔用普通閘閥替代,處于常開(kāi)狀態(tài)。當(dāng)流量需求較少時(shí),大部分粗苯回到泵的進(jìn)口,而少部分到脫苯塔;當(dāng)流量需求較大時(shí),自動(dòng)調(diào)節(jié)閥可處于全關(guān)狀態(tài),粗苯全部送至脫苯塔。這樣既滿足了脫苯塔工藝上的要求,也保證了粗苯回流泵的安全運(yùn)行要求。具體改造工藝如下圖所示:
粗苯回收率最主要的因素仍是配合煤的揮發(fā)份及焦?fàn)t的爐頂空間溫度,但這些公司要根據(jù)煤焦市場(chǎng)以及粗苯市場(chǎng)來(lái)調(diào)控,我們車(chē)間不能控制。所以我們只有通過(guò)加強(qiáng)自身管理,尤其是對(duì)主要設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng),確保做到粗苯不間斷地連續(xù)生產(chǎn)。同時(shí)對(duì)重要儀表進(jìn)行校正,對(duì)脫苯塔頂部回流進(jìn)行工藝改造等來(lái)做到粗苯的穩(wěn)定生產(chǎn),以提高其回收效率。
[1]粟艷平,許東水,馬曉強(qiáng).提高粗苯回收率的控制措施[J].山西化工,2013年8月,第33卷第4期.
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