粗苯回收及影响因素分析

2022-09-11

粗苯是一种比较复杂的化合物品, 是炼焦煤气中的主要产物。苯、甲苯、二甲苯以及三甲苯等芳香烃是粗苯的主要构成元素, 而这些芳香烃元素是也是重要的化工原料[1]。近些年来, 粗苯的价格不断攀升, 能否提高粗苯的利用和回收效率直接影响到企业的经济与发展。因而对提高粗苯的回收率越来越成为各大焦化企业的研究课题。

一、粗苯回收概述

洗涤工序与脱苯工序共同组成了粗苯回收系统, 也就是粗苯的吸收和脱除。在洗涤工序中, 把洗油作为了吸收剂, 洗油能够在洗苯塔内部通过逆向接触的形式与煤气接触, 进而将煤气中的粗苯吸收。当洗油吸收了一定量的粗苯后, 就将其称之为富油, 当富油被预热以后, 送到脱苯工序中。而脱苯工序目前国内使用较多的工艺主要是通过采用管式炉加热富油的水蒸汽蒸馏方法把富油中粗苯分离出来, 当富油脱苯之后就成为贫油, 再把它返送到洗涤工序中作为吸收剂以保证洗油在洗涤工序与脱苯工序之间能够不间断循环。

二、影响粗苯回收的主要因素

吸收面积、吸收温度、贫油含苯量、洗油质量、蒸汽温度、煤气流速、煤气压力等众多因素都可能对粗苯的回收产生影响。其中吸收面积、煤气压力和流速的因素主要与粗苯回收设计方案和设备型号有关, 因而在实际生产工作中不能得到有效控制, 因此下文主要对影响粗苯回收的其他因素进行分析和讨论。

1. 洗油质量对粗苯回收产生的影响

洗油质量在粗苯回收循环使用过程中会逐步降低, 而洗油的粘度、密度以及相对分子质量则会相应变大, 当温度没有超过300℃时, 直馏出量也会减少。循环使用过的洗油吸收能力要比新的洗油下降10%左右。因此为了确保循环使用洗油的质量, 在生产环节, 一定要对洗油进行再生处理。通常情况下, 在再生回收器中, 放入1.5%的循环洗油量, 采用直接蒸汽的方式使洗油得到再生, 正常情况下, 投入循环洗油量的75%可以被再生器蒸出[2]。循环洗油的再生方式主要有富油再生与贫油再生两种。当对富油进行再生时, 富油油气和蒸汽直接进入到脱苯塔的底部, 使其作为脱苯蒸汽, 这种蒸汽中的粗苯蒸汽分压和脱苯塔底部的低热贫油液面上的粗苯蒸汽压的分压相当接近, 因而很难使贫油中含苯量进一步降低, 通常富油的再生贫油中的含苯量大约为0.4%, 而此时如果使贫油再生, 原有脱苯塔底部的贫油含苯量会进一步降低, 可达0.2%左右, 效果好的话会更低。

2. 吸收温度对苯回收产生的影响

吸收温度指的是洗苯塔内部汽液相互接触面上的平均温度, 该温度不仅受到煤气温度的影响, 同时也还会受到洗油本身温度的影响, 另外, 大气温度的变化也会或多或少影响其温度。当其他影响因素恒定时, 吸收温度越高, 洗油液面上的粗苯蒸汽压就会越高, 而吸收推动力就是变小, 此时, 会导致粗苯回收率降低;而当吸收温度越低时, 洗油液面上的粗苯蒸汽压就会越低, 而吸收推动力就会随之变大, 此时的粗苯回收率就会越高。因而可以判断, 吸收温度越低时, 粗苯的回收率就会越高。但是吸收温度也不能过低, 当吸收温度没有达到15℃时, 洗油的粘度就会明显曾加, 因而使得洗油在输送环节以及其在洗苯塔内的均匀分布与自由流动都很困难。而当洗油温度低于10摄氏度时, 还很有可能从洗油中析出一定数量的固体沉淀物。当然吸收温度也不能过高, 吸收温度如果超过30℃, 伴随着温度的升高, 粗苯回收率会显著降低, 而洗苯塔后煤气中苯含量也会大幅增加。经过多次实验证明, 洗油吸收粗苯的最适宜温度大约为25℃, 因此在实际操作过程中, 可以将吸收温度控制在20-30℃之间。另外, 为了防止煤气中水凝结而进入到洗油中, 实际操作中, 洗油温度应该煤气温度稍高一些, 通常洗油温度要比煤气温度高出2-5℃。

3. 洗油循环量对粗苯回收产生的影响

在对粗苯回收过程中, 洗油循环量是对洗苯塔后煤气含苯量进行控制的重要指标。当其他因素一定时, 吸收温度升高, 使用的循环洗油量也会增加, 而洗油的循环量越大, 塔后含苯量就会越低。但是如果循坏洗油量过多, 会使电、蒸汽量和冷却用水量相应增加。因此一定要对洗油循环量进行严格控制, 在实际应用中, 当配合煤挥发分不足28%时, 此时洗油循环使用量以每吨干装入煤0.5-0.55m3, 当此时装入的配合煤挥发超出28%时, 洗油循环使用量可以按照每立方米1.6-1.8L来确定。

4. 直接蒸汽量对粗苯回收产生的影响

在对脱苯蒸馏的实际操作过程中, 粗苯应该是从富油中被蒸出, 与此同时, 还有很大一部分的洗油低沸点组分被蒸出, 蒸出的洗油量通常是粗苯产量的2-3倍, 而且其中相当一部分是在塔顶冷凝之后形成的, 也就是分缩油。在一定条件下, 要想提高直接蒸汽量, 就要大幅度的降低贫油中的粗苯含量, 从而来提升粗苯的回收率。但是同样要对直接蒸汽量进行控制, 如果直接蒸汽量过多, 不仅造成了能源浪费, 而且还会增加粗苯中的溶剂油生成量, 增加洗油消耗量, 进而使得粗苯产品质量下降。

结束语

粗苯回收和再生是焦化企业重要的生产流程, 研究粗苯回收效率及其影响因素有着很高的经济价值。本文主要分析了洗油质量、吸收温度、洗油循环量以及直接蒸汽量等对粗苯回收过程中的影响因素, 对这些因素进行严格控制能够提高粗苯的回收率。此外, 还要对进行控制, 加大对影响粗苯回收率的管式炉后富油温度、脱苯塔压力等因素的研究, 制定科学解决方案, 优化粗苯回收工艺, 提升经济效益。

摘要：本文首先介绍了粗苯回收工艺, 结合焦化企业的实际发展情况, 对影响粗苯回收的影响因素进行了分析, 希望对相关领域研究提供借鉴经验。

关键词：粗苯,回收,洗油循环量,直接蒸汽量