浅谈轻苯加工工艺及设备改造

沈 健

山东省莱芜市莱钢股份有限公司焦化厂，山东莱芜 271104

0 引言

莱钢焦化厂精苯车间采用酸洗净化法对轻苯进行精制，轻苯需经初步精馏，把初馏份与苯、甲苯、二甲苯的混合馏份分离开，然后对混合馏份进行酸洗净化处理。经过净化的混合馏份用碱中和，再进行最终精馏，以制取三苯产品。车间建成多年，设备腐蚀老化、原料质量参差不齐等问题严重制约着车间的轻苯加工，为此，车间进行了工艺及设备改造以提高轻苯加工量。

1 改造前车间情况

车间自2005年扩容改造后，一直未对设备进行更换，纯苯塔顶回流部分的塔壁受腐蚀变薄，随时会发生泄露事故，成为车间的一个安全隐患；纯苯塔冷凝冷却器腐蚀、堵塞严重，冷却效果已经达不到生产要求，纯苯塔顶、28层塔盘温度偏高，影响了纯苯产品的质量，由于纯苯产品不正常，车间经常需要停工对纯苯塔进行处理，影响了轻苯加工量。

精制塔是间歇式釜式生产，原料是轻苯经过初馏、酸洗提出纯苯后的纯苯残油，在去掉吹出苯塔后，现残油比原残油多了大量的古马隆和高沸点聚合物，甲苯、二甲苯提取后，剩下大量的中式酯、聚合物、废碱、古马隆和苯渣。它们的特点是沸点高且比较粘稠，在平时生产过程中高沸点的古马隆和苯渣就一点点积附在每层塔盘和降液板上，经过几个周期生产，每层塔盘和降液板粘稠物积累而导致堵塞，最长60天清扫一次，短时20天一次，严重影响正常生产，给生产造成很大被动，厂下达的轻苯生产任务不能够正常完成，必须停产进行清塔。清一次塔是非常烦琐的，既费材、费力、费时又对进塔人员的身体造成严重伤害。具体的清塔一般是停塔放空，各处要添加盲板，用蒸汽吹扫16小时以上，再打开人孔通风晾干8小时，再用8小时～16小时，动用全车间人员协助，由专人进入对每个塔盘进行拆卸，再对每个降液板进行清除，清扫完成后上好人孔试压，一切正常后才能进行生产。整个过程大约需要3天，以上工作不仅影响轻苯加工量，还耗用大量的材料费和人工费用，造成大量的损失。

扩容改造后，原DN600初馏塔及其附属的加热器、冷凝冷却器及油水分离器等设施，一直闲置未用。同时车间由于没有能加工粗苯的设备，遇到轻苯原料缺少时只能停工待料，影响了轻苯加工量。轻苯原料质量不稳定，影响轻苯加工量。

精苯车间原平均每日处理轻苯50t，生产纯苯35t，同时产残油20t，生产甲苯连料日处理残油20t，残油生产量和处理量基本相同，生产连续进行，残油不会出现短缺和积压。随着扩容改造后轻苯处理量增加，残油量由原来的20t增加到40t，这样以来，以前的单釜单塔生产已不能符合正常的生产，给生产带来严重障碍。初馏塔采出初馏份时将一部分苯采出。二甲苯采出不彻底，使一部分二甲苯残留于苯渣中。

2 改造实施情况

车间利用停工检修对初馏塔、纯苯塔塔体进行了清洗，将塔壁上的聚合物及铁锈除去，对塔盘及浮阀进行了清理，对纯苯塔冷凝冷却器进行了更换，同时车间将纯苯塔顶回流管改到塔顶人孔处，加固了变薄的塔壁。

结合多年来的生产实践经验，经过反复试验，对纯苯残油中容易造成堵塔的中式酯、聚合物、废碱、古马隆和苯渣等的性质进行了进一步研究试验，发现其混合物溶入水中能明显变稀，且流动性强,因此提出了用水清塔的方案。具体方案为：当精制塔采完二甲苯后，向油水分离器内加水，用回流泵向塔内打水，从塔底通入少量蒸汽，以保证整个塔内塔盘上的温度在100℃左右；水从塔顶的每个塔盘和降液板上向下流，使每层塔盘和降夜板上的粘稠物被水稀释后进入精制釜中，然后向釜内通蒸汽，使釜内粘稠物被稀释，再用蒸汽泵抽到贮槽内。

为给生产提供原料轻苯，增加加工量，车间通过计算对原DN600初馏塔进行了改造：1）原初馏塔盘去掉5层；2）更换塔盘，增加浮阀，每层为36个；3）增加一台F=10m2塔底加热器；4）增加一台V=1.5m3重苯油水分离器；5）改造增加部分管道；6）增加一个V=15m3卧式重苯槽。通过以上简单改造，将原初馏塔改为能够加工处理粗苯的液相进料两苯塔。

为控制好轻苯原料质量，车间在实践中不断完善轻苯接收的管理制度，并安排专人负责轻苯的管理工作，对轻苯计量、密度、初馏点、干点等主要指标进行检测，并及时反馈到相关单位，以便根据检测结果及时调整生产工艺指标，使轻苯原料质量达到要求。

经过认真思考和仔细观察后，大胆提出由原单釜单塔改为双釜单塔式生产。即在原釜基础上并列增加一个单元釜，使之与原釜同时工作，在原釜回油入釜处加一阀门，使入原釜回油得到控制，以达到两釜液位相当的目的，并且在精制塔的原苯汽入口旁多加一苯汽入口，使新增釜的苯汽进入塔体，进行正常的汽液交换。

初馏塔塔顶温度控制45℃～48℃即可保证把初馏份最大量的采出，为下道工序创造良好条件，又可将随初馏份带走的苯的损失降到最小，从而提高三苯收率，进而提高轻苯加工量。

在采取二甲苯末期时，以前的操作认为28盘温度到150℃就应停塔。经过多次操作实验后发现，在采取二甲苯时将28盘温度升到155℃时停塔是最适宜的温度。因为将温度升到155℃后，不仅多采出了二甲苯，而且二甲苯产品的质量不会受到影响。

3 改造实施后的效果

经过清理、改造后，初馏塔、纯苯塔的传热效率及工作效率大幅提高，纯苯塔各处指标均符合技术规定，生产四塔均高效顺行，初馏塔、纯苯塔人工清塔次数由原来的每年4～5次减少到每年1～2次。纯苯塔回流管道改造后，由于人孔处钢板较厚，抗腐蚀程度大大增强，延长了纯苯塔的使用寿命，而人孔拆卸也比较容易，清理、更换也比较方便。

水清塔法实施后，精制塔人工清塔周期由20天左右一次延长至每年一次，提高了生产效率，解决了由于纯苯残油处理不及时影响加工量这一瓶颈问题。

两苯塔投入使用后，车间具备了加工粗苯的能力，可年加工粗苯5 000t，为增加轻苯原料扩大轻苯加工量提供条件，成为焦化厂经济效益的一个增长点。

车间轻苯原料的质量得到了良好的保证，为生产正常提供了原料保障。并且减少了由于原料问题引起设备堵塞而频繁清塔的次数，精制塔间歇式操作的每周期时间由原来的4天延长到5天，每周期可提高轻苯加工量100t，多生产甲苯30t，同时车间生产的纯苯、甲苯、二甲苯质量也得到了显著提高。

改造后，车间处理残油量由原来的20t增加到现在的40t，解决了因残油堆积而引起的生产瓶颈问题。经过时间证明，双釜单塔式生产操作法切实可行，如果不采用此操作法而采用新增一个精制塔来解决残油生产瓶颈问题，那么将要增加一个塔及配套的冷凝冷却器、油水分离器、泵及大量管道等相关设备，还要增加设备运行所需的水、电、汽的消耗。所以本操作法的采用，不仅解决了生产中的瓶颈问题，还节约了大量的建设资金。

初馏份中苯含量显著降低，二甲苯采出量明显提高，从而提高了三苯产量，车间可加工轻苯量的空间得到了提升，轻苯加工更加高效。

[1]杜富仁，耿萍.轻苯精制工艺的几点改进[J].燃料与化 工，2003(1).

[5]戴连成，张树明，李振波，王友江.轻苯精制塔操作方法 的改进[J].燃料与化工，2007(2).