焦化厂洗苯洗油质量恶化的原因浅析

王贺红，张　莉，左复习

（1山东焦化技术咨询服务有限公司，山东 济南250000；2山东省冶金科学研究院，山东 济南250014；3山东铁雄冶金科技有限公司，山东 邹平256200）

1　前　言

焦化厂煤气净化洗脱苯环节通常使用高温煤焦油中分离出来的洗油作为吸收剂，吸收焦炉煤气中的苯系物，吸收苯系物后的富油经蒸馏再生后循环使用。在生产过程中，洗油的质量控制是保证洗苯效率的一个重要因素，而洗油质量的恶化造成洗油消耗指标居高不下，严重时吨苯洗油消耗高达80 kg。因此，深入研究洗油质量恶化的原因，有助于生产管理中提高洗苯效率和控制生产成本。

2　洗油的成分及质量指标

焦化厂煤气洗脱苯所用洗油主要为煤焦油洗油。煤焦油洗油是高温煤焦油中230～300℃的馏分，容易得到，为大多数焦化厂所采用。煤焦油洗油主要成分（其中二甲基萘及其同系物含量为1.0%～1.2%）及基本物理性质见表1。

表1　煤焦油洗油主要成分及基本物理性质

2.1　馏程指标

根据洗油洗苯的原理和有机物相似相溶的原理可知：洗油与焦炉煤气中苯系物的分子量越接近，越容易相互溶解，吸收效率也越高，因此洗油馏程中低温段馏分比例相对而言越多越好。控制230～300℃之间洗油各组分的比例对于保证洗油洗苯能力有重要意义。低于230℃的馏分与粗苯太接近，容易在粗苯蒸馏时随粗苯流失，造成洗油消耗增加。而高于300℃的馏分分子量偏大，不仅吸收能力不好，其黏度也偏大，影响洗油在洗苯塔内的均匀分布，也不利于洗苯效率的提高［1］。

除此之外，很多企业还在230～300℃之间增加了270℃前的馏分指标，这是因为洗油中230～270℃之间的馏分是洗苯的主要组分。230～270℃之间的馏分主要为甲基萘、二甲基萘及其同系物、联苯等组分，这些组分分子量相对较小，熔点较低，洗苯能力较强且热稳定性好。270～300℃之间的组分主要是苊、芴、氧芴等组分，这些组分熔点高、洗苯能力较差。因此这部分馏分应尽可能地少［2］。资料显示，洗油中各组分的洗苯能力依次为：甲基萘＞二甲基萘＞吲哚＞联苯＞苊＞萘＞芴＞氧芴。根据生产实践，洗苯效率比较高的循环洗油270℃前馏分一般在70%以上。

2.2　含萘指标

由于萘的熔点较高，在常温下易析出结晶，因此洗油中的萘含量偏高比较容易在循环洗油换热或冷却阶段出现堵塞现象。但是洗油中的萘含量也不是越低越好，因为萘与苊、芴、氧芴等高沸点组分能够生成共熔点混合物，其熔点低于各组分的熔点。因此，洗油中的萘有助于降低从洗油中析出结晶物的温度。相关资料研究洗油中存在的低共熔物及熔点（℃）数据如下：萘—β-甲基萘，26；萘—α-甲基萘，-34；萘—苊，51；萘—2,7-二甲基萘，53；萘—2，3-二甲基萘，54；萘—2,6-二甲基萘，60；萘—芴，57；萘—吲哚，42；α-甲基萘—β-甲基萘，-41；苊—芴，65；苊—氧芴，52。

理论研究和生产实践证明，当洗油中苊、芴、氧芴等高沸点组分总和高于50%时，即使含萘量低于10%，常温下仍然有结晶物析出；当洗油中苊、芴、氧芴等高沸点组分总和＜30%时，即使含萘量达到20%，温度降至13℃，也不会有结晶物析出。由此可见，洗油中的萘含量并不是越低越好，不宜低于6%和超过15%。

2.3　含酚指标

洗油中的酚含量过高易于与水形成乳化物，破坏洗苯操作，而且酚容易使得洗油密度和黏度增加，不利于吸收过程中的气液相分配。

3　洗油质量恶化原因分析

在洗脱苯的循环过程中，洗油的质量逐渐变坏，轻质组分减少，270℃和300℃前的馏出量降低，其密度、黏度和平均分子量均会增大，吸收煤气中苯系物的能力也逐渐衰减，需要通过高温蒸馏将重质组分排出，并补充一定数量的新鲜洗油，以保证洗苯效率。洗油质量恶化的原因有以下几点：

1）煤气中的一些不饱和化合物如环戊二烯、古马隆、茚、丁二烯等溶解于洗油中，在硫醇等硫化物的作用下聚合，使得洗油质量恶化。

2）循环洗油在与煤气接触的过程中轻质组分被煤气带走，在蒸苯过程中，洗油中的轻质组分被粗苯、萘油等采出物带走，造成有益组分减少。

3）煤气中的氨易使洗油和水形成乳浊液，使洗油质量恶化。

4　延缓洗油质量恶化的措施

结合生产实践经验，认为应该从以下方面入手，将洗油质量恶化速度控制在比较合理的范围内，降低洗脱苯工序的洗油消耗：一是合理控制新洗油质量指标。如前所述，例如洗油含萘并非越低越好。二是严格控制洗脱苯工艺技术参数，减少操作带来的不利影响。严格控制煤气温度和循环洗油温度，保证合理的温差范围，防止循环洗油含水超标，一般控制煤气温度低于循环洗油温度2～4℃［3］。根据循环洗油质量指标控制洗油再生量，一般为2%左右，再生温度170～180℃。及时从侧线采出萘油，控制循环洗油中的萘含量在8%～10%，最好不要超过15%。三是严格控制前道工序煤气净化指标，煤气中H2S、NH3含量均应不超过50 mg/m3，甚至更低。

实践证明，针对洗油质量恶化原因采取相应的措施加以控制后，吨苯洗油消耗可以控制在40 kg甚至更低。