焦油车间两种工艺的比较研究

2022-09-10

莱钢集团焦化厂焦油车间为增加焦油处理量需改进工艺, 焦油车间焦油处理量由现在10万吨/年的两段式常压—塔煤焦油连续蒸馏工艺改为常—减压工艺, 该工艺由法国设计, 它的改进使焦油处理量提高到30万吨/年。现对两种工艺进行比较分析以更好的发挥各自优点进而提高生产。

1 焦油车间常压—塔式煤焦油连续蒸馏工艺流程

1.1 流程概述

原料煤焦油经静止脱水后用一段柱塞泵打入管式炉对流段加热, 在泵前加质量分数为8-12%的Na2CO3溶液脱盐, 再对流管式炉内一段煤焦油加热到120~130℃后, 进入Ⅰ系统Ⅰ段蒸发器脱水, 器顶蒸出一次轻油, 经冷凝冷却后进入一次轻油分离器, 分离出的废水进入油库废水池, 分离出的一次轻油流入贮槽, 器底流入无水焦油槽的为含水在0.5%以下的无水焦油, 分离出的无水焦油通过Ⅰ系统Ⅱ段泵送入管式炉辐射段加热至300~400℃后进入Ⅰ系统Ⅱ段蒸发器, 器底排除中温沥青, 器顶蒸汽进入Ⅰ系统Ⅱ段馏分塔, 在馏分塔底排出蒽油, 经冷却后进入产品贮槽馏分塔侧线采出三混馏分, 经冷却后进入各自的贮槽, 馏分塔塔顶蒸出二次轻油, 经冷凝冷却后入油水分离器分离出的废水进入油库废水池, 分离出的二次轻油一部分回流, 回流量约为无水焦油量的40%, 另一部分产品入贮槽销售。

从无水焦油槽另一部分进入Ⅱ系统Ⅱ段蒸发器和馏分塔, 流程同Ⅰ系统Ⅱ段。

1.2 焦油精制产品收率 (对无水焦油) %

2 新焦油车间常—减压连续蒸馏工艺流程

2.1 流程概述

煤焦油依次与奈油、一蒽油、二蒽油和煤焦油沥青多次换热到115~135℃进入脱水塔。煤焦油中的水分和轻煤焦油馏分从塔顶逸出, 经冷凝冷却和油水分离后得到氨水和轻油馏分。脱水塔顶部送入轻油回流, 塔底的无水煤焦油送入管式炉加热到260~280℃左右, 部分返回脱水塔底循环供热, 其余送入常压馏分塔。酚油蒸气从常压馏分塔逸出, 进入蒸汽发生器, 利用其热量产生0.3MPa的蒸汽加热本装置。冷凝的酚油馏分部分送回塔顶作回流, 从常压塔侧线切取萘油馏分, 奈油进入汽提塔后进一步提纯, 轻组分由塔顶直接返回常压塔, 塔底奈油经泵和冷却器后一部分打回流, 其余进入提纯塔提纯工业奈。常压塔底重质煤焦油送入常压馏分塔管式炉加热到360~380℃左右, 部分返回常压馏分塔底循环供热, 其余送入减压馏分塔。减压馏分塔顶部经冷却器和气液分离器, 分离器顶部与真空泵连接, 以造成减压蒸馏系统的负压。减压塔顶部逸出的甲基萘油馏分蒸气经冷却得到甲基萘油馏分进入奈油回流槽, 部分送入减压馏分塔顶部作为回流, 其余进入产品贮槽销售。从减压塔侧线分别切取洗油馏分、一蒽油馏分和二蒽油馏分, 各馏分流入各自的汽提塔, 各汽提塔的较轻组分分别由各自的汽提塔顶返回减压塔, 各馏分塔内成分分别经过各自的泵, 洗油馏分经过冷却器后一部分作为减压塔的回流控制减一线温度, 另一部分进入产品贮槽销售;一蒽油馏分和二蒽油馏分分别经过各自的泵, 原料焦油换热器和冷却器后一部分作为减压塔的回流控制减二线减三线温度, 另一部分进入各自的产品贮槽销售。塔底沥青经沥青换热器与煤焦油换热后送入沥青机, 经冷却得到不同种类的沥青。

2.2 各种馏分对无水煤焦油的产率%

3 两种工艺的比较

(1) 常压—塔式煤焦油连续蒸馏工艺采用通量小和阻力大的泡罩塔板作塔内构件, 馏分塔塔压高, 设备负荷强度底, 塔釜易结焦。常—减压连续蒸馏工艺采用斜孔板塔作为塔内构件, 提高了效率, 降底了塔压, 有效缓解了塔釜结焦情况。

(2) 常压—塔式煤焦油连续蒸馏工艺操作温度高、能耗大, 蒸发器易结焦。常—减压连续蒸馏工艺降低了操作温度, 降底了热耗 (降低20%以上) , 改善了蒸发器结焦情况, 并提高了馏分塔切取精度和馏分酚、萘集中度, 使它们提高了10%以上。

(3) 常压—塔式煤焦油连续蒸馏工艺通过管式炉的对流段和辐射段提供热量, 通过一个加热炉控制两个热量难以控制。常—减压连续蒸馏工艺是利用生产产品的热量进行换热而达到规定温度的, 这样既节约了热量又对下一步的冷却带来方便, 且可使加热炉的对流段加热蒸汽作为汽提塔的汽提蒸汽, 消除了一塔加热两个温度的弊端。

(4) 前者无水焦油从一次蒸发器底流入无水焦油槽后经过两个二段泵进入两个二段蒸发器和馏分塔进行分馏的, 满流的无水焦油流入满馏槽。后者减去了无水焦油槽和满馏槽的浪费, 节省了原材料。

(5) 前者馏分塔的回流是从各自的产品槽经过泵而打回流的。工艺的回流是从汽提塔, 经换热器和冷却器一部分打回流, 其余进行原料外送进槽区, 提高了回流工艺。常—减压连续蒸馏工艺分主塔和副塔, 副塔即汽提塔, 对产品油进一步提纯, 也相当于回流槽。