莱钢焦油蒸馏系统影响因素分析及改进措施 魏宝忠，栾兆爱，管兵 （莱芜钢铁股份有限公司焦化厂，山东莱芜271104）
摘要：莱钢焦化厂焦油蒸馏系统采用单塔常压工艺，因焦油水分不稳定、含焦油渣多及焦油处理量大等原因导致管式炉、馏分塔堵塞，二次蒸发器、工艺管道等设备也常出问题，通过新增超级离心机处理焦油、调整部分工艺指标和对设备进行预防性维修等措施，保证了系统的安全高效运行。 关键词：焦油蒸馏；管式炉；馏分塔；二次蒸发器 中图分类号：TQ522.63文献标识码：B文章编号：1004-4620（2010）04-0003-02 1·前言 莱钢焦化厂焦油蒸馏系统由两套年加工能力5万t设备组成，采用单塔常压焦油蒸馏工艺。工艺流程为：脱水焦油与8%～12%稀碱混合，经管式炉加热后送入一次蒸发器脱水，从一次蒸发器底部出来的无水焦油经油封流入无水焦油槽。无水焦油经二段焦油泵打入两座管式炉加热后分别进入两套二次蒸发器，二次蒸发器底部通入适量的过热蒸汽，用以调整沥青软化点。自二次蒸发器底部排出的中温沥青自流入改质沥青反应釜，通过加热聚合生产改质沥青。二次蒸发器顶部逸出的混合油气进入馏分塔，馏分塔底采蒽油，侧线采酚萘洗三混馏分，经碱洗脱酚作为工业萘系统的原料，塔顶逸出的轻油冷却后进油水分离器，部分用于打回流。系统在满负荷生产条件下，年加工能力可达13万t，经过近10 a超负荷运行，焦油管式炉、二次蒸发器、馏分塔、工艺管道等设备经常出现问题，影响了焦油蒸馏系统的稳定顺行。为此，系统分析了影响焦油蒸馏的因素，探讨了解决措施。 2·影响焦油蒸馏的主要因素 1）原料焦油。原料焦油为莱钢焦化厂回收车间的自产焦油，存在主要问题是水分不稳定，乳化时有发生，脱水较为困难，且焦油渣较多。焦油渣被带入焦油蒸馏系统，可造成管式炉、馏分塔堵塞。 2）焦油加工量偏大。焦油蒸馏系统最大日处理量为400 t，超出设计能力32%。为了保证沥青软化点，通常会加大通入二次蒸发器内的过热蒸汽量和提高炉温来维持生产，但是带来后续生产的一系列问题，如馏分塔分离效率下降、沥青冷却成型困难、沥青烟气较多、工艺指标恶化、产品质量降低等，生产组织难度加大。 3）焦油管式炉结焦。管式炉的辐射段炉管沿炉壁圆周均匀分布，可兼受对流及辐射两种传热方式的作用。由于长时间高温加热，管式炉辐射段炉管出现结焦现象，严重时甚至会堵塞整个炉管，造成非正常停产。 4）二次蒸发器损坏、堵塞。二次蒸发器焦油入口处设有缓冲板，用以减轻焦油的冲击力和腐蚀作用，缓冲板下方设有折流板，二次蒸发器上部设有筛板。加热后的焦油以切线方向进入二次蒸发器，长期超负荷运行后，缓冲板被冲刷腐蚀透，造成焦油直接冲击二次蒸发器塔壁，引起塔壁泄露；同时因为加入过热蒸汽量过大造成沥青附着在筛孔上结焦，导致筛板堵塞，影响油汽进入馏分塔。 5）馏分塔堵塞。馏分塔采用泡罩塔盘，容易引起塔盘和降液管堵塞。清塔时发现，一般馏分塔油汽入口下3层塔板降液管易堵，经过化验堵塞物，60%为铁锈，其余为高温聚合物。馏分塔清理难度大，用时长，费用高，仅2#系统馏分塔就在2008年3月6日、2009年2月20日各堵塞过1次。 6）工艺管道泄漏。焦油在加热过程中会产生腐蚀性物质，相关工艺管道长时间在高温腐蚀性液体流速快、压力相对较高的环境下会逐渐被侵蚀、冲刷变薄而泄漏，导致非正常停工。 3·解决措施 1）稳定原料焦油质量。增设超级离心机，脱除焦油中的水分和焦油渣。通过近期的无水焦油槽清理可以看出，焦油中水、渣含量大大降低，焦油乳化情况得到解决，延缓了馏分塔的堵塞。 2）保持稳定合理的焦油处理量。将日处理量降至340 t左右，同时保持焦油泵进料量均匀稳定，波动＜0.5 t/h，保证了焦油馏分塔的蒸馏效率，萘油、蒽油等后续产品质量得到明显改善。 3）保持稳定均匀的二段出口温度。实施了二段出口温度与焦炉煤气和高炉煤气流量及压力串级调节，有效解决了煤气压力不稳带来的问题。目前二段出口温度波动＜4℃，杜绝了高温现象，减少了炉管结焦现象。 4）保持稳定均匀的蒸汽供给量。为保持过热蒸汽量加入稳定，在过热蒸汽管路上设置了电动调节阀。通过自动控制，保持过热蒸汽压力始终在0.1 MPa左右，解决了蒸汽加入量不稳定的问题，降低了一次汽化温度，提高了沥青软化点和分离效率。 5）保持稳定的碳酸钠加入量。通过改变Na2CO3加入方式，采用虹吸原理自流来稳定Na2CO3加入量，保证了Na2CO3与固定铵盐的充分反应，减少了固定铵盐受热分解成游离酸对设备的腐蚀。 6）对设备进行预防性处理。①利用停产检修期间，对部分炉管和弯头结焦情况进行检查，定期对炉管进行烧焦和更换，防止结焦情况进一步扩大。②将二次蒸发器缓冲板改为耐腐蚀、抗冲击的不锈钢板，定期对二次蒸发器筛板进行清理。③改变馏分塔大修时泡罩清理方式，采用先烧后喷砂清理，减少了泡罩铁锈的生成和脱落；同时根据馏分塔主要是进料口以下几层易堵塞的特点，将进料口及以下几层塔板的降液管截短，防止塔板上的杂质堆积堵住降液管，解决了进料口处堵塞的问题。④探索工艺管道使用周期，通过提前进行更换、改变材质和对易发生泄漏的管道、弯头加厚来提高工艺管道使用寿命，减少泄漏发生概率。 4·结论 工艺操作指标和设备对焦油蒸馏系统的高效运行起着决定性的作用。通过控制原料焦油质量、焦油处理量、二段出口温度、过热蒸汽及碳酸钠加入量等操作指标，加大设备维护力度等措施，系统设备故障停机率明显降低，馏分塔分离效率明显提高，焦油加工主要指标-工业萘收率较去年同期提高0.8%，能耗指标基本控制在吨焦油1.5 GJ左右，经济效益明显提高。
