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        煤焦油加工過程中電脫鹽技術(shù)探討

        2017-03-03 12:18:52高明輝魏峰陜西煤業(yè)化工集團(tuán)神木天元化工有限公司719319
        化工管理 2017年13期
        關(guān)鍵詞:設(shè)備

        高明輝 魏峰(陜西煤業(yè)化工集團(tuán)神木天元化工有限公司, 719319)

        煤焦油加工過程中電脫鹽技術(shù)探討

        高明輝 魏峰(陜西煤業(yè)化工集團(tuán)神木天元化工有限公司, 719319)

        本文從目前煤焦油加工中發(fā)生的腐蝕現(xiàn)象及防腐措施談起,進(jìn)而分析煤焦油電脫鹽技術(shù)的機(jī)理,最后探討煤焦油加工過程中電脫鹽技術(shù)的特性及解決策略,希望能夠?yàn)殡娒擕}技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)提供一絲參考。

        設(shè)備腐蝕;煤焦油加工;電脫鹽技術(shù)

        煤焦油的結(jié)構(gòu)組成十分復(fù)雜,其中包含有大量的鹽類物質(zhì),由于鹽對加工設(shè)備具有腐蝕危害的能力,因此脫鹽環(huán)節(jié)是煤焦油加工過程中的必備流程和工序。電脫鹽技術(shù)在原油中的應(yīng)用較為成熟,而且實(shí)施效果也非常理想。但基于煤焦油組成及成分的特殊性,致使電脫鹽技術(shù)在煤焦油加工過程的應(yīng)用不會像在原油技術(shù)應(yīng)用那樣單一。而是需要針對性地分析煤焦油的特性進(jìn)而做出單獨(dú)的技術(shù)設(shè)計(jì),否則煤焦油密度和導(dǎo)電性能等因素都會對電脫鹽技術(shù)的準(zhǔn)確應(yīng)用造成很大影響。

        1 對煤焦油加工過程中發(fā)生腐蝕現(xiàn)象的闡述

        鹽類在煤焦油加工過程中發(fā)生腐蝕反應(yīng)的原因有很多,主要包括以下幾個方面。例如:鉸鹽和水發(fā)生反應(yīng)、鉸鹽自身分解、氯離子引起的點(diǎn)蝕反應(yīng)、硫元素物質(zhì)與其它化合物之間的反應(yīng)以及電化學(xué)反應(yīng)等等。而且煤焦油中含有的氯化氫物質(zhì),也會加大腐蝕侵害設(shè)備的程度,而且腐蝕反應(yīng)會不斷循環(huán)持續(xù)。此外,溫度的上升也會加劇腐蝕的速度和進(jìn)展。

        2 對目前防腐措施的分析

        煤焦油行業(yè)針對鹽類腐蝕影響所實(shí)施的防腐方法多采用加堿和脫鹽兩種方式。不過加堿方法會產(chǎn)生一些負(fù)面的影響,例如:加堿后會產(chǎn)生氯化鈉,而氯化鈉在高溫時會發(fā)生水解反應(yīng)進(jìn)而生成鹽酸。眾所周知,鹽酸對設(shè)備腐蝕危害較大。此外,加堿還不利于高質(zhì)瀝青的提取。而另外一種防腐措施就是脫鹽法,主要包括物理和化學(xué)兩種方法脫鹽,其中物理方法分為沉降法和過濾法,而化學(xué)方法分為電化學(xué)法和聲化學(xué)法方法兩種。脫鹽法是焦化企業(yè)煤焦油加工中降低腐蝕的重要措施。此外還有一些利用微波、磁處理和生物法等前沿技術(shù)應(yīng)用于設(shè)備的防腐。以上脫鹽技術(shù)相比于電脫鹽技術(shù)都具有一定的局限性,而電脫鹽技術(shù)對于設(shè)備的投資要求并不大,同時在實(shí)際操控中簡單、便捷且脫鹽效果十分顯著。

        3 對煤焦油電脫鹽技術(shù)機(jī)理的探析

        簡單來講,電脫鹽技術(shù)就是在電場力的影響下,使煤焦油中小水滴逐漸聚化為大水滴,在重力的作用下,實(shí)現(xiàn)下沉并分離的過程。電脫鹽技術(shù)的應(yīng)用包含以下兩個步驟:

        (1)水滴沉降環(huán)節(jié) 由于煤焦油內(nèi)含有的鹽類物質(zhì)基本都存在于水內(nèi),此環(huán)節(jié)首先需要做的就是向煤焦油中加入適宜的淡水量,使鹽類充分溶解。此時煤焦油內(nèi)含有的大量膠質(zhì)等乳化劑會形成保護(hù)膜,無法凝聚的小水滴就懸浮于油中,進(jìn)而衍變?yōu)槿榛癄顟B(tài)。接下來通過破壞乳化狀態(tài),使小水滴凝聚為大水滴,隨著水滴逐漸增大,在重力的作用下,水會因此往下沉降,而油的密度低于水的密度,自然就會向上升,最后就可以實(shí)現(xiàn)油水分離的目的。

        (2)電場力作用環(huán)節(jié) 水滴充分沉降之后,在電場力的作用下,煤焦油中的小水滴也逐漸轉(zhuǎn)化為大水滴,進(jìn)而水滴受電場方向極化的影響,水滴進(jìn)一步聚結(jié)。水滴之間的聚結(jié)程度受電場強(qiáng)度的影響十分強(qiáng)烈,而且是呈正比例的趨勢作用。在適宜強(qiáng)度下,增加電場強(qiáng)度有利于水滴聚合力的增強(qiáng)。然而,卻不能超過規(guī)定電場強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)范圍,否則會使水滴分散,這就違背了電脫鹽技術(shù)的初衷。因此根據(jù)煤焦油的屬性選擇適宜的電場強(qiáng)度值十分關(guān)鍵。

        4 對煤焦油電脫鹽技術(shù)特性及解決策略的探討

        (1)煤焦油電脫鹽技術(shù)的特性 由于煤焦油構(gòu)成具有較強(qiáng)的復(fù)雜性,因此電脫鹽技術(shù)的實(shí)施也必須充分遵循其特殊性原則,并實(shí)施針對性的技術(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)用。首先,電脫鹽技術(shù)要考慮到煤焦油導(dǎo)電性強(qiáng)及含有電離子等特點(diǎn),所以技術(shù)設(shè)計(jì)要避免短路或電極失活現(xiàn)象的發(fā)生;其次,煤焦油內(nèi)復(fù)雜組成成分的密度值各不相同,因而設(shè)計(jì)需要更加切實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn),而且電脫鹽后出現(xiàn)的懸浮物也會影響脫鹽質(zhì)量;最后,電脫鹽技術(shù)應(yīng)用的反復(fù)實(shí)施,會逐步造成儀器降低絕緣性,從而導(dǎo)致脫鹽效果不佳;此外,破乳劑的選擇和更換對煤焦油電脫鹽技術(shù)的影響也很大。

        (2)解決策略探討 一方面,煤焦油的乳化性是技術(shù)應(yīng)用的難點(diǎn),極易造成水滴分散、局部放電和不規(guī)則電場現(xiàn)象的出現(xiàn)。因此,選取和研發(fā)適宜的破乳劑是提高油水分離速度的重要途徑。而且電脫鹽裝備由于會受到大顆粒煤焦油的干擾,進(jìn)而會導(dǎo)致其絕緣性能的損耗,易引發(fā)電弧、水鏈和電蝕等后果。因此增加吊掛的絕緣性能十分必要;另一方面,煤焦油加工過程中的裝置需要不斷優(yōu)化和改進(jìn),以滿足和提供脫鹽所需的電場。同時,溫度對于電脫鹽設(shè)備所帶來的潛在影響也不容忽視。因此,滿足加工溫度條件的設(shè)備材質(zhì)需要合理選擇。經(jīng)上述分析總結(jié)概括為以下觀點(diǎn):煤焦油電脫鹽技術(shù)的實(shí)施一定要確保合理優(yōu)化,設(shè)備裝置的選取更要針對性地結(jié)合煤焦油及電脫鹽技術(shù)的特征。

        5 結(jié)語

        煤焦油中含有的鹽類物質(zhì)是造成腐蝕的重要因素,而電脫鹽技術(shù)憑借其較為突出的優(yōu)勢是解決腐蝕問題的有效途徑。然而目前煤焦油加工過程中電脫鹽技術(shù)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用尚未達(dá)到工業(yè)化普及的程度,一些技術(shù)問題仍有待解決。因此,煤焦油行業(yè)要不斷加大技術(shù)創(chuàng)新和改革,盡快實(shí)現(xiàn)電脫鹽技術(shù)在煤焦油深加工中的廣泛應(yīng)用,以達(dá)到優(yōu)質(zhì)脫鹽目標(biāo)的同時,進(jìn)一步提升煤焦油企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益,為企業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)動力和支持。

        [1]汪旭.煤焦油加工腐蝕機(jī)理及防腐技術(shù)探討[J].燃料化工,2013,44(5)50一53.

        [2]汪實(shí)彬.高速電脫鹽技術(shù)的特點(diǎn)探討[J].石油化工腐蝕與防腐,2009, 26(增刊):131-133.

        [3]付士義,畢延進(jìn),虞志華.動態(tài)電脫鹽工藝優(yōu)化研究[J].石油化工腐蝕與保護(hù),2004,21(4):16-18.

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