萊鋼焦油蒸餾系統影響因素分析及改進措施
                                         魏寶忠，欒兆愛，管兵
                  （萊蕪鋼鐵股份有限公司焦化廠，山東萊蕪271104）

    摘要：萊鋼焦化廠焦油蒸餾系統采用單塔常壓工藝，因焦油水分不穩定、含焦油渣多及焦油處理量大等原因導致管式爐、餾分塔堵塞，二次蒸發器、工藝管道等設備也常出問題，通過新增超級離心機處理焦油、調整部分工藝指標和對設備進行預防性維修等措施，保證了系統的安全高效運行。
    關鍵詞：焦油蒸餾；管式爐；餾分塔；二次蒸發器
    中圖分類號：TQ522.63文獻標識碼：B文章編號：1004-4620（2010）04-0003-02
    1·前言
    萊鋼焦化廠焦油蒸餾系統由兩套年加工能力5萬t設備組成，采用單塔常壓焦油蒸餾工藝。工藝流程為：脫水焦油與8%～12%稀堿混合，經管式爐加熱后送入一次蒸發器脫水，從一次蒸發器底部出來的無水焦油經油封流入無水焦油槽。無水焦油經二段焦油泵打入兩座管式爐加熱后分別進入兩套二次蒸發器，二次蒸發器底部通入適量的過熱蒸汽，用以調整瀝青軟化點。自二次蒸發器底部排出的中溫瀝青自流入改質瀝青反應釜，通過加熱聚合生產改質瀝青。二次蒸發器頂部逸出的混合油氣進入餾分塔，餾分塔底采蒽油，側線采酚萘洗三混餾分，經堿洗脫酚作為工業萘系統的原料，塔頂逸出的輕油冷卻后進油水分離器，部分用于打回流。系統在滿負荷生產條件下，年加工能力可達13萬t，經過近10 a超負荷運行，焦油管式爐、二次蒸發器、餾分塔、工藝管道等設備經常出現問題，影響了焦油蒸餾系統的穩定順行。為此，系統分析了影響焦油蒸餾的因素，探討了解決措施。
    2·影響焦油蒸餾的主要因素
    1）原料焦油。原料焦油為萊鋼焦化廠回收車間的自產焦油，存在主要問題是水分不穩定，乳化時有發生，脫水較為困難，且焦油渣較多。焦油渣被帶入焦油蒸餾系統，可造成管式爐、餾分塔堵塞。
    2）焦油加工量偏大。焦油蒸餾系統最大日處理量為400 t，超出設計能力32%。為了保證瀝青軟化點，通常會加大通入二次蒸發器內的過熱蒸汽量和提高爐溫來維持生產，但是帶來后續生產的一系列問題，如餾分塔分離效率下降、瀝青冷卻成型困難、瀝青煙氣較多、工藝指標惡化、產品質量降低等，生產組織難度加大。
    3）焦油管式爐結焦。管式爐的輻射段爐管沿爐壁圓周均勻分布，可兼受對流及輻射兩種傳熱方式的作用。由于長時間高溫加熱，管式爐輻射段爐管出現結焦現象，嚴重時甚至會堵塞整個爐管，造成非正常停產。
    4）二次蒸發器損壞、堵塞。二次蒸發器焦油入口處設有緩沖板，用以減輕焦油的沖擊力和腐蝕作用，緩沖板下方設有折流板，二次蒸發器上部設有篩板。加熱后的焦油以切線方向進入二次蒸發器，長期超負荷運行后，緩沖板被沖刷腐蝕透，造成焦油直接沖擊二次蒸發器塔壁，引起塔壁泄露；同時因為加入過熱蒸汽量過大造成瀝青附著在篩孔上結焦，導致篩板堵塞，影響油汽進入餾分塔。
    5）餾分塔堵塞。餾分塔采用泡罩塔盤，容易引起塔盤和降液管堵塞。清塔時發現，一般餾分塔油汽入口下3層塔板降液管易堵，經過化驗堵塞物，60%為鐵銹，其余為高溫聚合物。餾分塔清理難度大，用時長，費用高，僅2#系統餾分塔就在2008年3月6日、2009年2月20日各堵塞過1次。
    6）工藝管道泄漏。焦油在加熱過程中會產生腐蝕性物質，相關工藝管道長時間在高溫腐蝕性液體流速快、壓力相對較高的環境下會逐漸被侵蝕、沖刷變薄而泄漏，導致非正常停工。
    3·解決措施
    1）穩定原料焦油質量。增設超級離心機，脫除焦油中的水分和焦油渣。通過近期的無水焦油槽清理可以看出，焦油中水、渣含量大大降低，焦油乳化情況得到解決，延緩了餾分塔的堵塞。
    2）保持穩定合理的焦油處理量。將日處理量降至340 t左右，同時保持焦油泵進料量均勻穩定，波動＜0.5 t/h，保證了焦油餾分塔的蒸餾效率，萘油、蒽油等后續產品質量得到明顯改善。
    3）保持穩定均勻的二段出口溫度。實施了二段出口溫度與焦爐煤氣和高爐煤氣流量及壓力串級調節，有效解決了煤氣壓力不穩帶來的問題。目前二段出口溫度波動＜4℃，杜絕了高溫現象，減少了爐管結焦現象。
    4）保持穩定均勻的蒸汽供給量。為保持過熱蒸汽量加入穩定，在過熱蒸汽管路上設置了電動調節閥。通過自動控制，保持過熱蒸汽壓力始終在0.1 MPa左右，解決了蒸汽加入量不穩定的問題，降低了一次汽化溫度，提高了瀝青軟化點和分離效率。
    5）保持穩定的碳酸鈉加入量。通過改變Na2CO3加入方式，采用虹吸原理自流來穩定Na2CO3加入量，保證了Na2CO3與固定銨鹽的充分反應，減少了固定銨鹽受熱分解成游離酸對設備的腐蝕。
    6）對設備進行預防性處理。①利用停產檢修期間，對部分爐管和彎頭結焦情況進行檢查，定期對爐管進行燒焦和更換，防止結焦情況進一步擴大。②將二次蒸發器緩沖板改為耐腐蝕、抗沖擊的不銹鋼板，定期對二次蒸發器篩板進行清理。③改變餾分塔大修時泡罩清理方式，采用先燒后噴砂清理，減少了泡罩鐵銹的生成和脫落；同時根據餾分塔主要是進料口以下幾層易堵塞的特點，將進料口及以下幾層塔板的降液管截短，防止塔板上的雜質堆積堵住降液管，解決了進料口處堵塞的問題。④探索工藝管道使用周期，通過提前進行更換、改變材質和對易發生泄漏的管道、彎頭加厚來提高工藝管道使用壽命，減少泄漏發生概率。
    4·結論
    工藝操作指標和設備對焦油蒸餾系統的高效運行起著決定性的作用。通過控制原料焦油質量、焦油處理量、二段出口溫度、過熱蒸汽及碳酸鈉加入量等操作指標，加大設備維護力度等措施，系統設備故障停機率明顯降低，餾分塔分離效率明顯提高，焦油加工主要指標-工業萘收率較去年同期提高0.8%，能耗指標基本控制在噸焦油1.5 GJ左右，經濟效益明顯提高。