粗苯精制扩能改造

第29卷第9期 2006年 09月 五 工 Vo1．29 Na9 S ept．2006 粗苯精制扩能改造 王忠杰 (石家庄焦化集团有限责任公司，河北 石家庄 050031) [摘 要]通过对引进技术与装置的改进和完善，提高了装置的产能。 [关键词]粗苯；轻苯：蒸馏：精馏 【中图分类号]，rQ 522．62 【文献标识码]B 【文章编号]1003—5095(2006)09—0038—02 石家庄焦化集团苯精制分厂的粗苯加氢工艺是 由德国BASF公司开发，经 K．K公司改进，自1997年 投产以来，运行比较顺利，为公司创造了很大效益。但 是该工艺中的加氢部分存在一定不足，特别是对粗苯 的蒸发处理不彻底，具体 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 现在多段蒸发器底部外排 苯残渣中三苯(纯苯、甲苯、二甲苯)含量高、排量大。 由于苯类产品市场较好，相应粗苯原料价格逐渐升 高，而且质量变化很大，在这种情况下多段蒸发器顶 部、底部物流均很难达到设计要求，造成三苯损失，并 且重组分夹带较多，影响催化剂寿命。 1 具体问题分析 1．1 预蒸发器问题 预蒸发器很容易堵塞，清理困难。清理后使用周 期不断缩短，降低了换热效果，增加了能耗。整个装置 运行至今已有 7年，粗苯过滤器和预蒸发器堵塞非常 严重，特别是预蒸发器，设计的使用周期为半年切换 ～ 次，但实际上结焦很快，在开始结焦以后使用周期 急剧缩短，开工一年以后切换周期为25—30 d，在拆 开进行清理时，发现管程及上下封头沉积了大量的焦 状物，清理起来十分困难，且清理时对管壁造成很大 损坏。由于清理周期频繁，管程和壳程出现泄漏，后来 在 2000年 4月份花费 30多万元对两台预蒸发器进 行了更换，并在同年5月份往粗苯原料中加入阻聚剂 HK-1 7 A，运行状况有所好转，使用周期延长到4O一50 d。 I．2 多段蒸发器问题 多段蒸发器的主要蒸发部位是喷嘴，粗苯在此与 氢气相混合后进入塔内闪蒸从而蒸发，在生产中顶部 和底部两个喷嘴结焦比较厉害，在很大程度上影响了 蒸发效果。每年春季检修时拆开喷嘴后发现两个喷嘴 被焦状物堵塞相当严重，现在每次检修时都要进行清 [收稿日期]2006—07一l1 [作者简介]王忠杰(1972一)，男，助理工程师，主要从事生产 管理工作。 理。由于预蒸发器的频繁切换给多段蒸发器的再沸器 带来一系列严重后果，按照设计要求，再沸器在使用 过程中由于换热效率的降低，粗苯出口温度会逐渐下 降，这就需要多段蒸发器再沸器提供更多的热量以保 证粗苯的蒸发。在实际生产中再沸器的负荷频繁变 化，特别在多段蒸发器使用后期加热量不足时，两个 再沸器需要提供的热量很大，导致再沸器表面结焦。 有时再沸器管程近一半被焦状物堵死，清理非常困 难。 1．3 反应 器问题 大量不饱和化合物(如古马隆和茚)进入加氢反 应器，增加了反应器的负荷，影响了操作参数，并且高 沸点不饱和化合物在反应器中发生缩聚反应，在催化 剂表面结焦，降低了加氢反应的效果。 1．4 苯残渣问题 开工至今所生产的主要产品均达到要求，但苯残 渣和溶剂油达不到理想效果，外排苯残渣中三苯含量 高，降低了三苯收率。在精制的最后阶段，间歇蒸馏蒸 完二甲苯后，釜中所剩物质应符合 200#溶剂油标 准，而实际情况：高沸点物质被加氢后形成更高沸点 物质，这些物质最终进入二甲苯系统，还要继续蒸溶 剂油，这样不但增加了能耗，而且还降低了溶剂油产 量。 焦化粗苯中组分非常复杂，除苯族烃外，还有链 烷烃、环烷烃、不饱和化合物、杂环化合物以及萘系组 分。粗苯中挥发性低的组分(如三甲苯、茚及萘系组 分)在精制过程中受热后易沉积，造成堵塞。因此，在 加氢前必须将其分离出去。引进的粗苯加氢精制工艺 中对焦化粗苯的预处理方法是采用循环气体作为载 体的多级加热气提法。现有装置主要是预蒸发器和多 段蒸发器，主要在多段蒸发器中蒸发。 实践证明，只依靠预蒸发器和多段蒸发器，不能 将焦化粗苯中的轻重组分有效地分开，即引进的粗苯 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 9期 王忠杰：粗苯精制扩能改造 ·39· 加氢精制工艺中对焦化粗苯的预处理方法，还存在一 定的问题，需要进行改进。 2 项目启动与计划 经过多方研究分析，认为最好的方法：在加氢单 元前增加预处理装置，将粗苯原料分离成轻苯和重 苯。轻苯进入加氢单元，这样不仅保证了进入加氢单 元的原料质量，同时提高三苯收率和加工量；重苯进 入焦油系统进行深加工，具体如图1。 塔底 泵 图 1 装置不意 图 焦化粗苯由罐区原料储槽经原料泵送至预蒸馏 装置区，首先经粗苯过滤器，过滤后进入用蒸气加热 的预热器，被加热至 90℃左右，经流量控制送到预 处理塔。 由于粗苯原料中不饱和化合物在温度升高过程 中极易结焦聚合，因此预处理塔顶压力为 40 kPa(绝 压)，塔顶轻苯蒸气温度为 68℃，轻苯蒸气出来后被 冷凝冷却器冷却，冷却后的轻苯收集在回流槽中。预 处理塔所需的回流液由回流泵经流量控制送到预处 理塔顶部，多余的轻苯馏份经流量控制送到加氢单元 粗苯原料缓冲槽。 预处理塔塔底温度为 168℃，压力为55 kPa(绝 压)，塔底重苯馏份由塔底泵抽出，分成两路，一路进 塔底重沸器，加热后返回塔内；另一路经流量控制后 送到焦油系统。预蒸馏所需热量由导热油提供。 整个预分离装置可以作为一个独立系统，开工正 常时可向加氢单元提供轻苯，有问题发生时可停下 来，加氢单元继续加工粗苯不受任何影响。 3 项目实施 增加预处理装置项目在 2005年初提出，经石焦 集团公司讨论后立项，整个工程从 7月份开始设备 安装，到 10月27日装置开工准备完成，系统调试完 毕。10月28日开始试车，一次开车成功，随后转入正 常运行状态。 预蒸馏装置开工以后，运行一直比较正常，生产 的轻苯、重苯都达到了设计要求。 轻苯主要组成：馏程范围为80．0—145℃。 对于塔底重苯产品，原计划以不含苯乙烯为标 准，实际上由于分离效果较好，茚满以前的馏份全部 蒸发上去，这样需要加氢精制的主要产品苯、甲苯、二 甲苯现在基本没有损失。 4 项目经济效益 4．1 预蒸馏装置 根据工程设计及 目前运行情况，年可增加 10％的 粗苯加工量，即 5 000 t粗苯，按粗苯产纯苯 70％、甲 苯 15％、二甲苯 5％计算，可生产纯苯 3 500 t，甲苯 750 t，二甲苯 250 t。目前粗苯、纯苯、甲苯、二甲苯 的吨价分别为 3 400、6 500、6 000、7 000元。即年新 增 入：6 500X3 500+6 000X750+7 000><250=2 900 万元；原料费用：3 400×5 000=1 700万元；动力费 用：120万元；管 理 费：30万元；总 成 本：1 850万 元；年新增利税：2 900—1 850=1 050万元。 4．2 项目总投资 项目总投资：560万元。预蒸馏装置达产后年可 创利税 1050万元，利润 600万元，一年内即可收回全 部投资。 5 结 论 预蒸馏装置的实施，弥补了引进装置的技术缺 陷，使粗苯加氢精制工艺更加完善。装置投产后，使进 加氢系统的物料由粗苯变为轻苯，大大延长了预蒸发 器的使用周期，减少了清理费用，同时也减少因经常 清理所造成的环境污染，保证了加氢系统的长周期稳 定运行。预蒸馏装置的投运，还增加了粗苯的加工量， 使整个苯加氢精制系统能力由5万 t／a提高到5．5 万 t／a，年新增利税 1 000多万元。投资少、见效快， 属于典型盼‘短、平、快’硕 目。 [参 考 文 献] [1]司 航．化工产品手册 有机化工原料(第 1版)[M]．北京：化学工业 出版社，1995，569-575． [21H·泽林斯基等著．赵林昌等译．炼焦化工(第 1版)[M]．鞍山中国金 属学会焦化学会出版社，1993，337—341． [3]冯安祖，等．中国冶金百科全书 炼焦化工(第 1版)[M]．北京：冶金 工业出版社，1992，326—331． 维普资讯 http://www.cqvip.com