田良玉

一、主要研究?jī)?nèi)容

本研究主要對(duì)現(xiàn)有焦油蒸餾系統(tǒng)中輕油所存在的產(chǎn)量及質(zhì)量波動(dòng)問(wèn)題，對(duì)輕油油水分離器進(jìn)行改造，利用油水密度差異，改變油水采出管線(xiàn)相對(duì)高度，實(shí)現(xiàn)輕油與廢水的自動(dòng)分離，從而改善輕油產(chǎn)品的產(chǎn)量及質(zhì)量，對(duì)于穩(wěn)定蒸餾系統(tǒng)中脫水塔頂工藝條件，實(shí)現(xiàn)焦油蒸餾系統(tǒng)的長(zhǎng)周期運(yùn)行具有促進(jìn)作用。

二、生產(chǎn)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

煤焦油是以芳香烴為主的有機(jī)混合物，含有 1 萬(wàn)多種化合物，可提取的約 200 種，目前，有利用價(jià)值并且可提取并經(jīng)濟(jì)合理的約 50 種。對(duì)煤焦油進(jìn)行進(jìn)一步的加工，生產(chǎn)出更多的下游產(chǎn)品稱(chēng)為“煤焦油深加工”。煤焦油深加工產(chǎn)品在有機(jī)化學(xué)和精細(xì)化工方面有著廣泛的應(yīng)用。其深加工可獲得輕油、酚、萘、洗油、蒽、咔唑、吲哚、瀝青等一系列產(chǎn)品。輕油為煤焦油常壓蒸餾中切取的餾程為 170℃前的餾出物，其產(chǎn)率約為無(wú)水煤焦油的 0.4%-0.8%，輕油化學(xué)組成與重苯相似，其質(zhì)量廠(chǎng)控指標(biāo)如下：

密度（g/cm3）：0.865-0.900 酚含量（體積分?jǐn)?shù)）：≤4%

初餾點(diǎn) ≤ 95℃ 180℃前餾出量（體積分?jǐn)?shù)）≥90.0%

本單位焦油蒸餾工藝采用雙塔單爐設(shè)計(jì)，其中輕油產(chǎn)出工藝簡(jiǎn)圖如下圖 1：

可以看出：輕油氣相及水蒸氣從脫水塔頂產(chǎn)出，經(jīng)輕油冷凝器、油水分離器到達(dá)輕油回流槽（產(chǎn)品槽），部分輕油再由輕油回流泵輸送至脫水塔頂部用以控制塔頂溫度，因此輕油水分的控制對(duì)脫水塔工藝條件有較大影響，當(dāng)輕油水分較高時(shí)則會(huì)使脫水塔底部溫度降低，頂部溫度及壓力升高，頂溫度及壓力上升。生產(chǎn)中操作中塔頂回流液水分的排除，主要是通過(guò)輕油油水分離器進(jìn)行分離操作，輕油油水分離器結(jié)構(gòu)如圖 2 所示。在生產(chǎn)中含水輕油由油水分離器中部進(jìn)入，在油水分離器中由于密度差別而逐漸分層，密度較小的輕油由上層輕油采出管線(xiàn)排出進(jìn)入輕油回流槽，而密度相對(duì)較大的分離水則由分離器底部排出，其中輕油采出管線(xiàn)高度 9m，分離水采出管線(xiàn)高度為 5m，液位計(jì)下端高度 5.2m，長(zhǎng)度 1.8m。實(shí)際生產(chǎn)操作中，當(dāng)油水分離器內(nèi)部 液位高于 9m 時(shí)，輕油可由分離器頂部自流排出，而分離水則由下部采出閥門(mén)通過(guò)操作工操作而排出至廢水槽。

由于分離器內(nèi)分離廢水的采出與否以及采出時(shí)間長(zhǎng)短都受到操作工人為因素影響，這就使得輕油的產(chǎn)量及質(zhì)量、脫水塔工藝條件也隨之受到影響，進(jìn)而又影響到輕油質(zhì)量，形成惡性循環(huán)。當(dāng)分離廢水采出時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，則會(huì)造成輕油無(wú)產(chǎn)出，同時(shí)還可能會(huì)使輕油由分離水管線(xiàn)采出至廢水槽，不僅使輕油產(chǎn)率下降，同時(shí)由于輕油排至廢水槽造成極大安全隱患；當(dāng)分離廢水長(zhǎng)時(shí)間無(wú)采出時(shí)，廢水則會(huì)通過(guò)輕油采出管線(xiàn)伴隨輕油采出至輕油回流槽，一方面會(huì)對(duì)輕油質(zhì)量造成影響，使輕油密度偏高，另一方面部分水分伴隨輕油回流輸送至脫水塔頂，在塔盤(pán)間傳質(zhì)傳熱過(guò)程中急劇汽化，帶走大量熱量，不僅造成脫水塔頂部溫度、壓力偏高，底部溫度偏低，還伴隨有部分工業(yè)萘被水蒸氣帶出脫水塔，經(jīng)輕油冷凝器冷卻后進(jìn)入油水分離器。當(dāng)大量工業(yè)萘被帶出脫水塔時(shí)，則會(huì)造成輕油冷凝器液相管線(xiàn)堵塞 而脫水塔頂壓力上 升，或堵塞油水分離器輕油采出管線(xiàn)，造成油水分離器冒槽事故。結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際運(yùn)行情況，對(duì) 2015 年 1 月到 2016 年 12 月期間輕油產(chǎn)出及回流系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題進(jìn)行大致統(tǒng)計(jì)。

三、油水分離器改造方案及實(shí)施

對(duì)輕油油水分離器的改造目標(biāo)主要為能夠?qū)崿F(xiàn)油水徹底分離 ，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)油與水的自動(dòng)排出，減少人為操作對(duì)系統(tǒng)所造成的影響，進(jìn)而穩(wěn)定生產(chǎn)系統(tǒng)及產(chǎn)品質(zhì)量。 輕油油水分離器中油水分離主要是利用油水密度不同而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分離，同時(shí)也可利用油水密度不同而分離器底部壓強(qiáng)相等，通過(guò)調(diào)整油水采出管線(xiàn)高度進(jìn)而實(shí)現(xiàn)油與水的自動(dòng)排出。在原有基礎(chǔ)上對(duì)油水分離器進(jìn)行改造，輕油采出管線(xiàn)高度固定。h1=9m，同時(shí)為了能夠使油水分離界面顯示在玻璃液位計(jì)中，使分離器中分離水最低高度按 h 水=5.2m，此時(shí)油水界面在液位計(jì)最下端，輕油高度 h 油=3.8m，分離水管線(xiàn)高度為 H，對(duì)輕油、分離水實(shí)際密度化驗(yàn)，輕油密度 ρ 油=0.89g/cm3，分離廢水密度 ρ 水=1.03g/cm3，由分離器底部壓強(qiáng)相等可得出如下方程：

ρ油 g h油+ρ水g h水=ρ水 g H

即：0.89×3.8×g + 1.03×5.2×g=1.03×g×H

得出： H=8.582

若按油水分離界面在液位計(jì)最上端顯示則 h 水=7m，h 油=2m，相同公式計(jì)算可以得出 H=8.728。由此可以得出：實(shí)現(xiàn)油水自動(dòng)采出同時(shí)油水界面能夠在液位計(jì)中顯示，分離水采出管線(xiàn)理論高度為 8.582-8.728m。在實(shí)際設(shè)計(jì)中將分離水采出管線(xiàn)高度設(shè)計(jì)為 H=8.6m，按以下方程可得出油水分離界面實(shí)際高度 h水。

ρ油 g （9- h水）+ρ水 g h水=ρ水 g H

即：h水=6.057

當(dāng)分離器中分離水高度為 6.057m 時(shí)，則在液位計(jì)中油水界面高出最低端 85.7cm，位于液位計(jì)中部。由此可得出輕油油水分離器實(shí)際改造中分離水采出管線(xiàn)適宜高度 H=8.6m。

四、改造效果評(píng)價(jià)

經(jīng)過(guò)幾個(gè)月時(shí)間的實(shí)地觀(guān)察和產(chǎn)量考核，本次對(duì)輕油油水分離器的改造是基本成功的，達(dá)到了目標(biāo)效果，特別是油水分離的效果，經(jīng)多次反復(fù)檢查，分離器排水已無(wú)明顯油花存在，輕油產(chǎn)量逐步上升，收率基本穩(wěn)定在0.6%以上，按照年產(chǎn)30萬(wàn)噸產(chǎn)能計(jì)，可保證每年1800噸輕油產(chǎn)量，在保證生產(chǎn)效益的同時(shí)，對(duì)生產(chǎn)安全和環(huán)保做出的貢獻(xiàn)是不可估量的。

五、存在問(wèn)題

不可否認(rèn)的是，我廠(chǎng)目前輕油生產(chǎn)環(huán)節(jié)還存在諸多問(wèn)題，就目前改造的油水分離而言還有不盡如人意的地方，例如輕油產(chǎn)率隨氣候、溫度影響較大，放散管偶有不通暢依然需要人工觀(guān)察，等等。但對(duì)于本次探索性改造的成功，為我們樹(shù)立了完善生產(chǎn)工藝的信心和勇氣，也為下一步更完善的改造指明了方向。

六、結(jié)束語(yǔ)

本次改造屬于我廠(chǎng)保證長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)而做出的專(zhuān)項(xiàng)改造之一，是我廠(chǎng)走向生產(chǎn)常態(tài)化的必然選擇，通過(guò)本次改造，鍛煉了廣大技術(shù)人員的能力，為下一步繼續(xù)優(yōu)化生產(chǎn)積累了經(jīng)驗(yàn)，也為開(kāi)炭新材料有限公司長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)打下了良好的基礎(chǔ)。endprint