脱苯塔参数对粗苯Cl--含量影响的研究_吕新哲.pdf

46燃 料 与 化 工Fuel&Chemical ProcessesMar.2023Vol.54 No.2脱苯塔参数对粗苯 Cl-含量影响的研究吕新哲谢洪松卫丽娜（山西亚鑫新能科技有限公司，太原030006）摘要：分析了脱苯塔整体操作条件，研究了操作参数对粗苯 Cl-含量的影响。根据实际生产情况，为保证粗苯Cl-含量达标，应将塔顶温度控制在 80 左右，塔顶压力在-30 kPa 左右，塔底压力在-20 kPa 左右。研究可知，蒸汽添加量、回流量与粗苯 Cl-含量呈反比关系；贫富油 Cl-含量与粗苯 Cl-含量的整体变化趋势相同。关键词：粗苯蒸馏；脱苯塔；操作参数；Cl-含量中图分类号：TQ522.53文献标识码：A文章编号：1001-3709（2023）02-0046-04Study on the effect of parameters of benzolstripper on Cl-content in crude benzolLv XinzheXie HongsongWei Lina（Shanxi Yaxin New Energy Technology Co.，Ltd.，Taiyuan 030006，China）Abstract:This paper analyzed the overall operating conditions of benzol stripper and studied the effect of operating parameters on Cl-content in crude benzolAccording to the actual situation and in order to ensure that the Cl-content in crude benzene reaches the standard，the stripper top temperature should be controlled at about 80，the stripper top pressure at about-30 kPa，and the bottom pressure at about-20 kPaThe research shows that the amount of steam added and the reflux flow rate are inversely proportional to the Cl-content in crude benzolThe overall change trend of Cl-content of lean and rich oil is the same as that of crude benzol Key words:Crude benzol distillation；Benzol Stripper；Operating parameters；Cl-content 粗苯是焦化厂煤气净化工艺中粗苯工段的产品，是多种有机化合物组成的混合物，其主要组成有苯族烃、不饱和化合物、硫化物和饱和烃等。粗苯经过深加工后可以得到纯苯、甲苯、二甲苯等有机化工原料，具有一定的经济效益。中国有50多家企业生产纯苯，但苯、甲苯、二甲苯的需求仍在增加。粗苯质量对粗苯加氢生产工艺及纯苯的质量都有一定影响。随着近年来粗苯价格的不断提高，各企业对粗苯质量的要求也愈加严格1。黑色冶金行业标准YB/T 50222016中对粗苯中Cl-含量进行了明确规定：氯含量15 mg/L。但在实际生产过程中，由于洗油含氯超标和配煤中地表煤的使用等各方面原因2，粗苯产品经常出现Cl-含量收稿日期：2022-09-01作者简介：吕新哲（1984-），男，高级工程师超标的情况。该情况会对苯加氢催化剂造成污染，影响苯加氢生产，增加成本，同时会影响粗苯销售。脱苯塔是粗苯蒸馏工段的核心设备，塔顶（塔底）温度、塔顶（塔底）压力、蒸汽添加量、回流量和贫富油Cl-含量等脱苯塔的操作参数直接影响粗苯Cl-含量。目前，研究者们大量研究了影响粗苯收率的原因及其影响因素，而对粗苯Cl-含量超标的原因分析研究较少。本文分析了脱苯塔的整体操作条件，研究了操作参数对粗苯中Cl-含量的影响，可为企业粗苯产品中Cl-含量的控制提供一定的参考。1粗苯工段简介亚鑫采用的是365+155孔的7 m顶装焦炉DOI:10.16044/ki.rlyhg.2023.02.01147燃 料 与 化 工Fuel&Chemical Processes2023 年 3 月第 54 卷第 2 期和冷鼓、脱硫、硫铵、粗苯工段组成的煤气净化工艺。粗苯工段作为煤气净化工艺的最后一个工段，其主要目的是回收煤气中的粗苯，由吸收、解吸2部分组成。粗苯工段工艺流程见图1。首先，经过终冷塔将煤气温度冷却到2527；然后，采用洗2影响Cl-含量的脱苯塔操作参数分析在粗苯蒸馏部分，脱苯塔作为核心设备，其操作条件是关系到粗苯Cl-含量的重要因素。取亚鑫2.1塔顶（塔底）温度温度是影响粗苯蒸馏效果的重要因素。在实际生产过程中，应将脱苯塔的塔顶温度控制在105 以下1，以保证粗苯质量。17月将塔顶温度控制在7090，塔底温度控制在1605，粗苯Cl-含量小于15 mg/L，在黑色冶金行业标准范围内。在粗苯蒸馏过程中，采用水蒸气蒸馏法，粗苯各组分沸点低于洗油各组分沸点，经过多次汽化油与煤气逆向接触的方式回收煤气中的粗苯，洗油在洗苯塔和脱苯塔之间循环利用；最后，通过粗苯冷凝冷却器、苯汽冷却器、气液分离器、油水分离器等设备提纯粗苯。2021年17月脱苯塔主要工艺参数的平均值，分析其对粗苯Cl-含量的影响，主要工艺参数见表1。和多次液化将粗苯蒸出。当塔顶（塔底）温度过高时，在蒸出粗苯蒸汽的过程中，可能带走部分洗油，使粗苯质量变差；当塔顶（塔底）温度过低时，不能完全将粗苯蒸出，洗油中残留部分未蒸出的粗苯，使洗油质量变差。除此之外，粗苯蒸出程度也与蒸汽添加量有关。从表1可以看出，塔顶温度与回流量有关，回流量小，塔顶温度降低，粗苯Cl-含量增加，可能会造成粗苯不合格。实际生产过日期1 月2 月3 月4 月5 月6 月7 月塔顶温度/81798587838480塔底温度/158157162165161162156塔顶压力/kPa-33-35-26-25-32-33-35塔底压力/kPa-24-25-16-13-22-23-27蒸汽添加量/（th-1）4.84.14.554.34.84.5回流量/（m3h-1）10.7810.3511.2011.6410.9011.0410.39贫油 Cl-含量/（mgL-1）7.328.427.947.618.368.359.17富油 Cl-含量/（mgL-1）8.469.458.527.647.727.689.00粗苯 Cl-含量/（mgL-1）9.3510.128.668.739.978.639.20表 1主要工艺参数统计煤气去用户粗苯冷凝冷却器气液分离器苯汽冷却器控制分离器粗苯回流槽粗苯槽焦油槽残渣油罐再生器脱苯塔洗苯塔终冷塔富油加热器贫油冷却器贫富油换热器粗苯油水分离器煤气（自硫铵工段）贫油贫油富油富油粗苯图 1粗苯工段工艺流程图 48燃 料 与 化 工Fuel&Chemical ProcessesMar.2023Vol.54 No.2程中，应将塔顶温度控制在80 左右。2.2塔顶（塔底）压力温度与压力通常有着密不可分的关系，温度直接影响系统压力。除此之外，脱苯塔发生堵塞、进料量增大、回流量增大、通入脱苯塔的蒸汽量增加、冷凝冷却器温度高或流通不畅等现象的发生都会造成塔顶（塔底）压力增大。一般正常生产脱苯塔塔顶压力大约在10 kPa左右，塔底控制在3040 kPa。而生产过程中采用的是减压脱苯，塔顶压力在-30 kPa左右，塔底压力控制在-20 kPa左右。由表1中可知，压力与温度成正比，这可能与理想气体状态方程有关。当塔顶（塔底）压力增大时，能使较多的粗苯蒸出，在一定程度上促进了洗油与粗苯的分离，提升了粗苯质量，粗苯Cl-含量减少。生产中需查看脱苯塔的顶部、底部压力是否符合要求。2.3蒸汽添加量来自干熄焦的中压蒸汽经减压后生成的过热蒸汽，一部分作为洗油再生器的热源，另一部分直接进入脱苯塔底作为热源。蒸汽添加量与粗苯Cl-含量的关系见图2。从图2中能够很直观地看出蒸汽添加量与粗苯Cl-含量成反比。当蒸汽添加量较高时，粗苯Cl-含量较理想。富油温度低时，苯类化合物很难从富油中分离出来，需将富油加热到210300，而在此温度下，粗苯的损失增加，洗油质量变差。故实际生产过程中，为了降低富油脱苯温度，需要在脱苯塔底直接通入一定量的过热蒸汽。用中压蒸汽热吹的目的是使粗苯发生相变，转换为苯蒸汽，从而更容易从脱苯塔中蒸出，而洗油不发生相变，通过此过程分离洗油和粗苯。蒸汽量添加较多时，粗苯采出量增加，粗苯Cl-含量相对较少，但这种情况会增加成本，增大能耗；而蒸汽添加量较少时，粗苯采出量较少，洗油和粗苯分离不彻底。2.4回流量经过粗苯蒸馏后，粗苯部分进入回流槽，通过粗苯回流泵的作用，回流至脱苯塔顶端，进行多次回流，以保证粗苯质量。回流量在一定程度上会影响粗苯质量，回流量过大，水和汽的消耗量增大，将会加重脱苯塔的负担，加大回流泵的用电量；回流量过小，不能保证塔顶温度，可能会有重组分带出，无法将洗油与粗苯彻底分离，不足以保证粗苯质量。粗苯回流量与粗苯Cl-含量的关系见图3。由图3可以看出，粗苯回流量与粗苯Cl-含量基本呈现反比关系。增大回流量时，回流的粗苯可能带走了较多的Cl-，使得产品粗苯Cl-含量降低，从而改善了粗苯产品的质量。故在粗苯蒸馏过程中，需要选择适宜的回流量，保证粗苯质量，同时可以根据塔顶温度调节回流量。2.5贫富油Cl-含量在脱苯塔操作过程中，洗油作为粗苯的吸收剂，其Cl-含量与粗苯Cl-含量密切相关。分析了洗苯塔塔底富油、脱苯塔塔底贫油中Cl-含量与粗苯Cl-含量的关系，如图4所示。在图4中，贫富油Cl-含量和粗苯Cl-含量的整体变化趋势相同，且粗苯Cl-含量高于贫富油Cl-含量。新洗油本身含有一定的Cl-，在洗油吸收煤气图 2蒸汽添加量与粗苯 Cl-含量的关系图粗苯回流量与粗苯 Cl-含量的关系1月1086421086420122月3月4月5月6月7月月份蒸汽添加量粗苯C1-含量粗苯C1-含量/（mgL-1）蒸汽添加量/（th-1）1月1086421210802月3月4月5月6月7月月份回流量/（m3h-1）粗苯C1-含量/（mgL-1）49燃 料 与 化 工Fuel&Chemical Processes2023 年 3 月第 54 卷第 2 期18王贤工业煤气制乙醇技术研究C全国冶金焦化节能减排关键技术研讨会中国金属学会，2013.19汪洪涛钢铁工业煤气生物发酵法制燃料乙醇工艺研究与应用J冶金能源，2017，36（S2）：31-33.韩立影编辑2014，44（1）：17-19.16刘国学，陈聚良，李本斌，等一种PAS制氢方法：201310062858.6P.2013-05-22.17李延奎，江风，田东方钢厂尾气创新利用技术C钢铁流程绿色制造与创新技术交流会论文集，2018：127-130.中粗苯的过程中，可能吸收少量Cl-进入富油，而富油经过脱苯塔蒸馏后，富油中的部分Cl-可能转入贫油中，也可能转入产品粗苯中。这可能是在4月后，富油Cl-含量低于粗苯和贫油中Cl-含量的主要原因。过热蒸汽温度和含氯量、粗苯冷凝冷却程度、油水分离程度、换热设备是否存在窜漏的情况、再生器操作情况和洗油质量也是影响粗苯Cl-含量的重要因素。在生产过程中出现Cl-含量超标的情况时，需要结合实际情况综合考虑各方面因素。3结论与建议生产过程中，脱苯塔操作参数直接影响着粗苯Cl-含量。脱苯塔塔顶温度应控制在80 左右；脱苯塔塔顶压力大约在-30 kPa左右，塔底压力控制在-20 kPa；蒸汽添加量、回流量和粗苯Cl-含量呈反比关系；贫富油Cl-含量和粗苯Cl-含量的整体变化趋势相同。参考文献 1洪岩.粗苯质量控制及粗苯回收工艺之研究J山东工业技术，2016（13）：39.2李祖猛.关于粗苯氯离子含量高的原因探究J山东化工，2019，48（9）：158，162.张晓林编辑2.6其他除上述条件之外，回流水压力和含氯量、中压图贫富油 Cl-含量与粗苯 Cl-含量的关系1月10987112月3月4月5月6月7月月份贫油C1-含量富油C1-含量粗苯C1-含量C1-含量/（mgL-1）库位，用电子显示技术辅助货物的拣选4，随后在自动装车和运输中闭环应用。传统耐火材料的原料仓库利用SNHGES系统的新型管理模式后，提高了焦炉耐火原料仓库的管理效率。3结论与传统焦炉耐火原料库相比，焦炉耐火原料的智能化仓储和管理系统具有高级的仓储资源配置、精准的仓库作业控制和及时的仓储数据流。通过建立自动化立体库，引入智能生产装备并增进各智能装备之间的协作与集成；通过建立SNHGES系统，将数字信息化系统、可视化系统引入到焦炉耐火材料的生产系统，为焦炉耐火原料到焦炉耐火材料成品的全自动化生产和管理助力。参考文献 1 刘 哲 然.立 体 仓 库 运 营 问 题 的 对 策 讨 论 J .中 外 企 业家，2014（13）：77-78.2 上 海 瀚 灏 自 动 化 工 程 技 术 有 限 公 司.一 种 立 体 仓 库 库 位检索算法：CN 201811256549.1 P .2019-0 4-19.3 武 晓 钊.物 联 网 技 术 在 仓 储 物 流 领 域 应 用 分 析 与 展 望 J .中国流通经济，2011，25（6）：36-39.4 南通宏昇机械配件有限公司.一种智能仓储装备用多自由度输送装置及平衡控制方法：C N 2 0 1 9 1 0 4 0 1 4 8 7.7 P .2 0 2 0-08-21.韩立影编辑（上接第38页）（上接第45页）