管式炉加热富油脱苯工序优化

冯海军 张方 郑红军 刘立军 华祥

(安阳钢铁股份有限公司)

管式炉加热富油脱苯工序优化

冯海军 张方 郑红军 刘立军 华祥

(安阳钢铁股份有限公司)

对安钢两组管式炉加热富油脱苯工序轻苯收率指标进行了对比分析，找出了造成两系统轻苯收率低的主要影响因素，并提出了相应的改进措施。通过工艺改造对其进行了优化，达到了提高产品收率和经济效益的目的。关键词 管式炉 轻苯 冷却器 蒸汽

1 前言

随着集团公司降本增效工作的深入开展，焦化厂煤气净化系统将挖掘工艺潜力，提高煤气净化效率，增加化产品产量，提高化产品的创效能力作为开展工作的重点。为了最大限度的提高化产品的创效能力和煤气净化效果，对煤气净化产品中利润值较高的粗苯生产工序进行优化，以提高轻苯的收率，实现降本增效的目的。

2 概况

安钢焦化厂煤气净化系统粗苯工序由两个系统组成，工艺均由鞍山焦耐院设计，采用洗油洗苯和管式炉加热富油脱苯的方法回收煤气中的苯。两个系统工艺基本相同，煤气净化一系统粗苯工序原设计的煤气处理能力是70000 Nm3/h，煤气净化二系统粗苯工序原设计的煤气处理能力是52800 Nm3/h。通过对安钢焦化厂两个煤气净化系统生产数据统计，发现2010年煤气净化二系统轻苯收率明显低于煤气净化一系统轻苯收率(见表1)。

3 存在问题及分析

安钢焦化厂煤气净化二系统粗苯工序原设计的煤气处理能力为52800 Nm3/h，实际生产中煤气净化二系统煤气处理量经常在63000 Nm3/h～70000 Nm3/h，而系统超负荷运行造成了煤气净化二系统轻苯收率较低。经过对煤气净化二系统粗苯工序的运行状况进行分析后，发现影响脱苯效果的主要原因有以下几个方面:

表1 2010年一、二煤气净化系统轻苯收率对比表

3.1 脱苯塔直接蒸汽量偏低

管式炉加热富油脱苯主要依靠蒸汽将预热后富油中的轻苯进行脱除，不同处理量的系统对应一定量的蒸汽。经过计算在煤气净化二系统轻苯超负荷运行状态下需要蒸汽量为2 t/h，而目前操作过程中蒸汽量达到1.2 t/h，脱苯塔塔底压力已经达到30 kPa左右，较煤气净化一系统20 kPa明显偏高，当进一步增加蒸汽量时，会使塔底压力继续升高，使操作存在较大的危险。经过进一步分析，发现造成脱苯塔塔底压力高、蒸汽量无法满足脱苯需求的原因是脱苯塔气相阻力过大，而造成脱苯塔气相阻力过大的主要原因是轻苯油气换热器能力不能满足超负荷运行的要求。

3.2 轻苯冷凝冷却器后轻苯温度偏高

由脱苯塔塔顶溢出的轻苯蒸汽经过油气换热器后进入轻苯冷凝冷却器，在轻苯冷凝冷却器内利用低温水冷却至30℃以下，生产过程中煤气净化二系统轻苯冷却后温度在40℃ ～45℃，轻苯冷凝冷却器放散管处经常有苯蒸汽溢出。经过分析，轻苯冷凝冷却器所用低温水的温度能够满足20℃以下的要求，因此造成轻苯温度高的原因是轻苯冷凝冷却器能力过小，不能满足超负荷运行的要求。

3.3 洗油循环量不匹配

煤气净化二系统轻苯工序实际处理煤气量达到63000 Nm3/h以上，严重超过设计处理量52800 Nm3/h，而系统洗油循环量一直维持在80 m3/h左右未能相应的增加，使洗油循环量不匹配。其主要原因是洗油循环量增加后为保证富油预热温度需要相应提高管式炉燃烧煤气流量，而在脱苯塔气相阻力高，过热蒸汽流量无法增加的情况下，会导致管式炉出口过热蒸汽温度偏高，造成过热蒸汽管式炉炉管的损坏。

3.4 贫油温度高

经过脱苯塔脱苯后的贫油经冷却后，进入洗苯塔与煤气进行逆向接触，以吸收煤气中的苯，根据资料显示洗油吸收煤气中的苯的最佳温度为25℃，贫油冷却温度要求控制在28℃左右［1］。而生产运行过程中煤气净化二系统轻苯受贫油冷却器的限制，贫油温度一般为35℃左右较要求值偏高，从而降低了苯的吸收效率。

4 改进措施

4.1 降低气相阻力

通过问题分析得知，造成气相阻力偏高的主要原因是油气换热器能力不足，造成气相通道不畅。目前使用的油气换热器为两组158 m2×2列管式换热器，经过计算和查阅资料设计并增加了一组158 m2×2的换热器［2］，形成三组换热器并联使用，以增加气相通道，降低气相阻力。

4.2 增加轻苯冷凝冷却器

为了降低轻苯冷凝后的温度，在原有两台轻苯冷凝冷却器的基础上增加了一台面积为158 m2的列管式换热器，增加冷却器后轻苯的温度下降至30℃以下。

4.3 增加洗油循环量

增加了一组油气换热器后，气相阻力明显的下降，进入管式炉的蒸汽量可以增加，在运行过程中根据煤气量的变化，相应的对洗油循环量进行了调整，将洗油循环量由原来的80 m3/h提高至110 m3/h，使洗油循环量与煤气量处理相匹配。

4.4 降低贫油冷却温度

降低贫油温度的工艺改进有增加一段贫油冷却器换和增加二段贫油冷却器两种方案，结合生产实际和现有工艺条件，采取在现有换热器的基础上增加一台换热面积为80 m2的螺旋板换热器，与现有冷却器并联使用，改造后贫油温度由35℃左右降低到28℃ ～30℃。

5 效果

通过以上工艺系统的优化及操作的调整，取得了明显的效果:

1)通过增加一组油气换热器后，脱苯塔气相阻力明显下降，使进入脱苯塔的直接蒸汽量由原来的1.2 t/h，增加至2 t/h左右，脱苯塔塔底压力由30 kPa降低至18 kPa～20 kPa，一定程度上稳定了脱苯系统的操作。

2)增加一台轻苯冷凝冷却器后，冷却后轻苯温度由40℃ ～45℃降低到28℃ ～30℃，杜绝了轻苯的放散损失，减少了环境的污染，有效增加了轻苯产量。

3)通过贫油温度的降低和洗油循环量的增加，提高了洗油吸收煤气中轻苯的能力，使洗苯后煤气含苯量明显降低，有效地增加了轻苯的回收率(见表2)。

表2 2010年、2011年1－6月二系统轻苯收率对比

6 结语

通过对安钢焦化厂管式炉加热富油脱苯工序的优化，满足了煤气净化二系统粗苯工序超负荷运行的要求，一定程度上提高了工艺技术水平，有效的降低了煤气中苯的含量，提高了轻苯的收率，增加了轻苯产量，降本增效效果明显，每年可增加经济效益620余万元。

［1］ 何建平.炼焦化学产品回收与加工.北京:化学工业出版社，2005:143－145.

［2］ 蔡建国，周永传.轻化工设备及设计.北京:化学工业出版社，2006:60－65.

PROCESS OPTIMIZATION OF TUBE TYPE FURNACE BENZENE FROM OIL－RICH

Feng Haijun Zhang Fang Zheng Hongjun Liu Lijun Hua Xiang

(Anyang Iron and Steel Stock Co.，Ltd)

The main influence factors on low crude benzene yield are found out through analyzing and comparing indices of debenzolization from heated rich oil in two groups of tube type furnaces in Anyang Steel，the relevant improved measures are put forward and good yield and economic benefit have been achieved by means of process improvement.

tube type furnace crude benzene cooler steam

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2012—1—10