煤气粗苯回收系统富油运行工艺优化

煤气粗苯回收系统富油运行工艺优化煤气粗苯回收系统富油运行工艺优化杨加军（攀钢煤化工厂，攀枝花617000）摘要经过对现有煤气粗苯回收系统富油运行工艺理论及实际分析，根据现场生产实际情况，找出系统运行过程中存在的主要问题，通过对富油运行工艺的优化改造，实现煤气回收系统安全、稳定运行的目标。关键词煤气粗苯回收系统富油运行工艺安全问题优化改造运行稳定TheExcellentTurnsofRichOilCirculateCraft,ofWhichistheThickBenzeneRecoveredFromCoalGasYangjiajun（TheCoalChemicalEngineeringFactoryofthePansteel,Panzhihua,617000）AbstractItcarriesonthetheoreticalandactualanalysistothecirculatecraftofrichoil,whichistheexistingsystemofthickbenzenerecoveredfromcoalgas.Accordingtotheproducedcircumstanceofthespotphysically,itfindouttheexistentkeyprobleminthesystemmovementprocess.Tothecirculatecraftofrichoilthatitcarriesontheexcellentturnandreformation,tocarryoutthetargetwhichissafeandstablemovementofthecoalgasandrecoverysystem.Keywordsthesystemofthickbenzenerecoveredfromcoalgas，thecirculatecraftofrichoil，safeproblem，excellentturnandreformation，stablemovement通过国内外焦化行业众多科技人员多年来对焦炉煤气中粗苯回收工艺的研究，以及根据粗苯的特性，主要总结出以下三种粗苯回收工艺方法：洗油吸收工艺、冷冻法、吸附法。而冷冻法在我国尚未采用，技术使用经验较浅。吸附法在我国则主要用于研究工作和实验室分析工作。因此，我国大多数焦化厂都采用洗油吸收工艺。洗油吸收工艺又可分为煤气加压后吸收、低温吸收、常温常压吸收。低温吸收经济上最合理，但常温常压吸收设备更简单。攀钢煤化工厂焦炉煤气粗苯回收工艺即采用常温常压状态下的洗油吸收工艺。由于攀钢煤化工厂新1号、2号焦炉开工投产，配套的化产系统回收二系粗苯系统进行了扩能改造，整个粗苯系统富油处理量由原来的180～200t/h增至320t/h左右。但粗苯系统扩能后，目前的煤气粗苯回收系统富油工艺却不能保证生产正常运行。反而极易造成洗苯塔封煤气或煤气窜出的危险，对于富油运行工艺必须通过优化改造，达到煤气回收系统安全、稳定运行的目标。1现有洗苯工艺简介二系粗苯蒸馏工段送来的冷贫油分两部分：一部分140t/h进入一系新洗苯塔顶，另一部分50～60t/h进入二系2号洗苯塔顶，塔底半富油（塔底半富油可进入二系洗萘塔洗萘段）用循环油泵送入1号洗苯塔顶，从一系送来的洗苯富油进入二系1号洗苯塔底和二系塔底富油由富油泵一起送到二粗苯系统处理（塔底富油可进入二系洗萘塔洗萘段）。二系洗苯塔的补油路线为：来自精制车间的新洗油进入二系洗油槽，然后通过洗苯半富油泵补入洗油介质中去（工艺流程图见图1）。2007中国钢铁年会论文集图1二系洗苯工艺流程2设计改造后洗苯工艺及存在问题2.1改造后工艺二系粗苯系统扩能改造工程实施后，系统的富油处理量由原来的180～200t/h增至320t/h左右。二系粗苯的冷贫油一部分160～200t/h（根据工艺情况可调整）进入一系新洗苯塔顶，另一部分80～120t/h进入二系2号洗苯塔顶，塔底半富油（塔底半富油可进入二系洗萘塔洗萘段）用循环油泵送入1号洗苯塔顶，从一系送来的洗苯富油进入二系洗油槽和二系洗苯塔底富油由富油泵一起抽送到二系粗苯系统处理。二系洗苯塔的补油路线为：来自精制车间的新洗油进入一系洗油槽，然后通过一系旧洗苯富油泵进入二系粗苯系统送一系新洗苯塔贫油管道中补入洗油。2.2改造后洗苯塔封塔时间预测2.2.1一系洗苯塔（粗苯各油管、管式炉、换热器内的存油除外）脱苯塔直径2.8m，正常操作液位1.5m；脱水塔直径2.2m，正常操作液位2m；二系洗油槽86m3（满流口以下），则有系统存油量V0＝3.14×1.42×1.5＋3.14×1.12×2＋86＝102.14m3一系洗苯塔直径6.6m，进出油量160～200t/h（按最大量计算），塔底部离煤气入口管高度4.3m，正常操作液位保持在2～2.5m，则有可容体积V＝3.14×3.32×（4.3－2.5）＝61.55m3由于V0＞V，因此一系洗苯塔可能造成封塔，洗油密度按1050kg/m3计算，则有封塔时间tmin＝61.55×1050÷1000÷200×60＝19min2.2.2二系洗苯塔（粗苯各油管、管式炉、换热器内的存油除外）按照改造前的运行方式，一系洗苯富油160～200t/h（按最大量计算）进入二系1号洗苯塔底。（1）脱苯塔直径2.8m，正常操作液位1.5m；脱水塔直径2.2m，正常操作液位2m；一系洗苯塔直径6.6m，正常操作液位保持在2.5m，则有系统存油量V0＝3.14×1.42×1.5＋3.14×1.12×2＋3.14×3.32×2.5＝101.63m3（2）二系洗苯塔直径4.6m，进出油量80～120t/h（按最大量计算），塔底部离煤气入口管高度2.1m，正常操作液位保持在1～1.5m。可容体积V＝3.14×2.32×（2.1－1.5）＝9.97m3由于V0V，因此二系洗苯塔极可能造成封塔现象的出现，洗油密度按1050kg/m3计算，则有封塔时间tmin=9.97×1050÷1000÷（120＋200）×60×60＝24s煤气粗苯回收系统富油运行工艺优化按照改造后的运行方式，一系洗苯富油直接进入二系洗油槽。（1）脱苯塔直径2.8m，正常操作液位1.5m；脱水塔直径2.2m，正常操作液位2m，则有系统存油量V0＝3.14×1.42×1.5＋3.14×1.12×2＝16.14m3（2）二系洗苯塔直径4.6m，进出油量80～120t/h（按最大量计算），塔底部离煤气入口管高度2.1m，正常操作液位保持在1～1.5m。可容体积V＝3.14×2.32×（2.1－1.5）＝9.97m3由于V0V，因此二系洗苯塔可能造成封塔现象，则有封塔时间tmin=3.14×2.32×0.4×1050÷1000÷120×60＝5min2.3存在的问题（1）由于回收二系洗苯新富油泵入口仅低于1号洗苯塔入口煤气管0.6m（0.6m的体积容量仅9.97m3，洗苯富油最大量为5.33t/min（320t/h），因此操作上很危险，极易造成洗苯塔封煤气。（2）为了确保生产安全，操作上必须保持洗苯塔低液位，这样二系洗油槽的容积利用率较低，大泵低液位操作弹性就很低，因此又存在煤气窜出的危险。（3）由于洗苯富油入口管位置较高，这样就造成二系洗苯新富油泵开泵、倒泵较困难和危险。3解决办法3.1方案简介针对上述煤气粗苯回收系统安全运行方面存在的问题，我们提出以下解决思路：思路一：回收二系在较小煤气量5～6.5万m3/h的情况下。二系2号洗苯塔单塔运行（富油量80m3/h），1号洗苯塔和二系洗油槽均作为富油储槽。来自一系新洗苯塔的洗苯富油140～200t/h通过DN200的管道直接进入二系洗油槽或1号洗苯塔底；回收二系2号洗苯塔底部的富油由循环油泵直接抽入到二系洗油槽。二系洗油槽的洗苯富油通过新富油泵送到二系粗苯蒸馏工段（改造后工艺流程图见图2）。图2思路一改造后的工艺思路二：二系洗苯塔双塔运行，二系洗油槽作为富油储槽。来自一系新洗苯塔140～200t/h洗苯富油通过DN200的管道直接进入回收二系新洗油槽，二系2号洗苯2007中国钢铁年会论文集塔塔底半富油通过DN200连通管进入1号洗苯塔塔底，循环油泵抽1号洗苯塔底部富油一部分进入1号洗苯塔顶打循环，一部分进入回收二系洗油槽，二系洗油槽的富油通过新富油泵送到二系粗苯蒸馏工段（改造后工艺流程图见图3）。图3思路二改造后的工艺3.2两套工艺运行方式的特点3.2.1思路一的特点（1）该运行思路管线改造简单，仅将二系洗苯循环油泵出口接管至二系洗油槽。（2）2号洗苯塔不打循环，预计仅能满足5～6.5万m3/h煤气苯净化要求（塔后含苯≤6g/m3），2号洗苯塔打循环可将塔后含苯控制≤4.5g/m3，但洗苯循环量增大后，煤气雾沫夹带将严重，会造成洗油消耗量增加。（3）此种运行方式可以避免由于一系洗苯富油进入二系洗苯塔，造成封塔现象可能性较大的情况。（4）单塔运行不能满足满负荷煤气净化的要求。（5）煤气粗苯回收系统需在一系进行补油，需重新改造。3.2.2思路二的特点（1）管线改造复杂。（2）双塔运行可以保证洗苯效果，从而使出厂煤气含苯达标。（3）洗苯塔与洗油槽是独立系统，避免由于液位高低可能造成的煤气窜出和洗油封塔现象发生。（4）洗苯系统需在一系进行补油，需重新改造。4其他改造及安全措施（1）洗油槽新增满流管改造。（2）一系洗油槽补油管改造。（3）二系洗油槽需新增液位计（目前新增现场磁翻板液位计），提高安全及岗位的反应时间；新增远程显示电信号接入到洗苯岗位操作室。（4）二系新富油泵接跳车声光报警信号到洗苯岗位操作室（方案另做）。煤气粗苯回收系统富油运行工艺优化（5）二系循环油泵接液位自动调节装置，防止洗苯塔洗油封塔。（6）二系洗油槽与碱液槽连通，可互换使用。（7）下一步可以考虑二系1号洗苯塔底段填料拆除部分，加一层塔盘，形成洗油自流。5结论（1）根据生产现场工艺及设备实际运行情况，利用化工计算的方法，找出了煤气粗苯回收系统富油运行工艺存在的问题。（2）通过对现有富油工艺运行方式的分析，制定了双套的工艺运行方式，并通过工艺及设备改造，避免了煤气封塔及窜出的危险。（3）通过新富油泵跳车声光报警信号和洗油槽远程显示信号接入岗位及循环油泵液位自动调节装置的安装，更加保证了煤气粗苯回收系统富油运行工艺的安全性。煤气粗苯回收系统富油运行工艺优化作者：杨加军作者单位：攀钢煤化工厂，攀枝花617000本文链接：授权使用：太原理工大学(tylgIP)，授权号：ab84a7d6-2da6-4223-a859-9e4501257f72下载时间：2010年12月7日