萊鋼焦油蒸餾系統(tǒng)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(tǒng)采用單塔常壓工藝，因焦油水分不穩(wěn)定、含焦油渣多及焦油處理量大等原因?qū)е鹿苁綘t、餾分塔堵塞，二次蒸發(fā)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(diào)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(tǒng)的安全高效運行。
    關鍵詞：焦油蒸餾；管式爐；餾分塔；二次蒸發(fā)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(tǒng)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(jīng)管式爐加熱后送入一次蒸發(fā)器脫水，從一次蒸發(fā)器底部出來的無水焦油經(jīng)油封流入無水焦油槽。無水焦油經(jīng)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(fā)器，二次蒸發(fā)器底部通入適量的過熱蒸汽，用以調(diào)整瀝青軟化點。自二次蒸發(fā)器底部排出的中溫瀝青自流入改質(zhì)瀝青反應釜，通過加熱聚合生產(chǎn)改質(zhì)瀝青。二次蒸發(fā)器頂部逸出的混合油氣進入餾分塔，餾分塔底采蒽油，側(cè)線采酚萘洗三混餾分，經(jīng)堿洗脫酚作為工業(yè)萘系統(tǒng)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(tǒng)在滿負荷生產(chǎn)條件下，年加工能力可達13萬t，經(jīng)過近10 a超負荷運行，焦油管式爐、二次蒸發(fā)器、餾分塔、工藝管道等設備經(jīng)常出現(xiàn)問題，影響了焦油蒸餾系統(tǒng)的穩(wěn)定順行。為此，系統(tǒng)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(chǎn)焦油，存在主要問題是水分不穩(wěn)定，乳化時有發(fā)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(tǒng)，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(tǒng)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(fā)器內(nèi)的過熱蒸汽量和提高爐溫來維持生產(chǎn)，但是帶來后續(xù)生產(chǎn)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(chǎn)品質(zhì)量降低等，生產(chǎn)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(xiàn)結焦現(xiàn)象，嚴重時甚至會堵塞整個爐管，造成非正常停產(chǎn)。
    4）二次蒸發(fā)器損壞、堵塞。二次蒸發(fā)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(fā)器上部設有篩板。加熱后的焦油以切線方向進入二次蒸發(fā)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(fā)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(fā)現(xiàn)，一般餾分塔油汽入口下3層塔板降液管易堵，經(jīng)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(tǒng)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(chǎn)生腐蝕性物質(zhì)，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(huán)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(wěn)定原料焦油質(zhì)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(wěn)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(wěn)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(xù)產(chǎn)品質(zhì)量得到明顯改善。
    3）保持穩(wěn)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(diào)節(jié)，有效解決了煤氣壓力不穩(wěn)帶來的問題。目前二段出口溫度波動＜4℃，杜絕了高溫現(xiàn)象，減少了爐管結焦現(xiàn)象。
    4）保持穩(wěn)定均勻的蒸汽供給量。為保持過熱蒸汽量加入穩(wěn)定，在過熱蒸汽管路上設置了電動調(diào)節(jié)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(wěn)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(wěn)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(wěn)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(chǎn)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(fā)器緩沖板改為耐腐蝕、抗沖擊的不銹鋼板，定期對二次蒸發(fā)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(jù)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(zhì)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(zhì)和對易發(fā)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(fā)生概率。
    4·結論
    工藝操作指標和設備對焦油蒸餾系統(tǒng)的高效運行起著決定性的作用。通過控制原料焦油質(zhì)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(tǒng)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(yè)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(jīng)濟效益明顯提高。