焦化苯回收单元环保综合治理技术升级改造

张勇

（安徽善宇环保科技有限公司，安徽合肥230022）

临涣焦化股份有限公司一期工程现建有四座55孔6m顶装焦炉，年产焦炭220万吨，甲醇20万吨，配套一套化产回收工艺，煤气发生量为105000m3/h。原洗苯单元工艺采用单塔洗苯、常压蒸汽蒸馏，粗苯收率偏低，现场偶有（VOCs）异味。为了提高粗苯收率，提高VOCs治理效率，现对洗苯单元进行技术升级改造，技术升级方案主要分三步实施：①增加一台洗苯塔和两台半富油泵；②对现有常压洗苯进行半负压生产改造；③对洗苯单元实施VOCs治理。

1 改造前洗苯单元工艺介绍及工艺指标参数

1.1 工艺简介

化产车间粗苯工段是回收处理经脱硫、脱氨后煤气中苯系列物的工段。粗苯工段主要设备由终冷塔、吸苯塔、脱苯塔、贫富油泵、贫富油换热器、管式炉等组成。

工艺流程为：从煤气终冷塔出来的煤气进入洗苯塔，由粗苯蒸馏工段送来的贫油从洗苯塔的顶部喷洒，与煤气逆向接触吸收煤气中的苯，从塔底经富油泵将富油送至粗苯蒸馏工段脱苯后循环使用。洗苯塔后出来的煤气去往甲醇车间。

1.2 改造前、后洗苯单元工艺指标参数

由于化产车间自投产以来已运行10年之久，洗苯塔塔后煤气含苯8～10g/m3，一直居高不下，工艺指标要求小于4g/m3，实施技术升级改造结束后，洗苯塔后煤气含苯降低至2g/m3以下，气体污染物苯、非甲烷总烃、VOCs达标排放。

2 技术升级改造方案

2.1 增设一台洗苯塔

改造内容主要包括：在现脱苯塔西侧增设一座DN5600，H=38300脱苯塔、两台半富油泵、新增工艺管线等。针对苯回收单元介质种类多、腐蚀性、危险性较大，且各种介质大都属于易燃、易爆、有毒的特殊环境，公司编制了详细的《洗苯塔改造工程施工方案》。下面将改造项目主要内容简述如下：

2.2 洗苯塔制作安装

洗苯塔、钢结构平台和楼梯均在公司内空地上现场制作。洗苯塔总重量约为110t，壁板厚度分别为16mm、14mm、12mm，塔座厚度为25mm，内部有分层隔板，上部有喷洒管道，洗苯塔上部有螺旋楼梯，高度约6m，中间与旧洗苯塔K-4102平台连接，下部共用上下楼梯。洗苯塔组装成三段，最大段重量约为30t，高度约为12 m，吊装半径约为19m。

洗苯塔平台钢结构在安装过程中，要紧跟塔一起安装，顺序如下：洗苯塔组装→平台钢结构组装→塔和平台钢结构安装焊接→整体吊装。

2.3 配管

新增洗苯塔主要配管为DN50蒸汽管、DN50放空管、DN1600煤气进出口管、塔顶DN200贫油管、塔顶DN150放散管、塔底至富油泵的DN250半富油管、半富油泵至洗苯塔的DN200半富油管（两塔之间有连通管），半富油泵与原洗苯塔底富油泵之间的连通管。管线位置及走向与原洗苯塔一致。

2.4 改造后工艺流程

由粗苯蒸馏来的贫油先进入新建的洗苯塔顶部喷洒，半富油流至塔底后，由新增半富油泵送至原洗苯塔顶部喷洒，其后的流程与原设计相同。半富油泵后的富油管也可以送至粗苯蒸馏处理，改造后实现两台苯塔串联使用，也可以互为备用，以便于原洗苯塔停工检修。

2.5 改造后工艺流程图（图1）

图1 改造后工艺流程图

3 半负压脱苯技术改造

3.1 改造方案

半负压脱苯技术改造方案是对常压脱苯进行负压生产改造，原常压脱苯富油、贫油、冷却水、富油加热等介质工艺流程不变，粗苯产品工艺流程由常压生产条件变为负压生产条件。主要在脱苯塔顶出来的苯气路上新建6m3/h真空泵两台。

本项目半负压主要是苯产品流程变化，排出的不凝含苯气体送入终冷前煤气管道内，减少大气污染，实现苯的二次回收，增加苯产量。由于生产系统为无氧生产系统，因此真空排出气体至煤气系统安全可靠。

其改造后，苯产品流程为：脱苯塔→粗苯冷凝冷却器→气液分离器（气相：苯气不凝气→真空泵→终冷前煤气管道）→液相：油水分离器→苯产品。见图2。

该项目建设内容包括气液分离器、真空泵、换热器等设备及其附属设施，项目总投资124万元。

3.2 改造后效果

该方案调整脱苯塔、再生器温度、压力等工艺参数；测定关键温度；调整贫油冷却、粗苯冷却温度；调整关键流量指标；对影响洗苯-脱苯的设备原因，提出改造、优化方案等具体措施后，较常压蒸馏系统日提高粗苯产量约2t，按年运行8640h计算，年增加粗苯产量约720t。

图2半负压脱苯工艺流程图

洗苯塔后煤气含苯降低至2g/m3以下。实行减压蒸馏后，脱苯塔操作温度和回流量都有所降低，过热蒸汽用量明显减少。

3.3 半负压脱苯工艺流程图（图2）

3.4 洗苯单元实施VOCs治理

洗苯单元的粗苯中间槽、洗油槽、贫油槽、水封槽、分离槽、残渣槽、放空槽等放散口排放的尾气主要为苯、萘、洗油等物质，上述尾气通过以氮气作为气源的压力平衡系统，接入到煤气鼓风机前煤气管道。为进一步改

善环境，提高清洁生产水平，公司在终冷洗苯与粗苯蒸馏工段建设一套废气处理装置，该单元废气经收集汇总后进入废气处置设施。首先进入注入式低温等离子体废气治理整套装置，废气中污染物在OH、[O]等强氧化活性自由基作用下实现高效去除，且大分子污染物降解为小分子污染物，然后进入洗涤塔，去除洗油及小分子污染物，最终剩余少量的VOCs通过活性炭尾气吸收塔去除，最终实现达标排放。

3.5工艺流程图（图3）

图3工艺流程图

4 结束语

（1）苯回收单元经增加一台洗苯塔、半负压生产改造、VOCs治理等一系列环保综合治理技术改造后，洗苯塔后煤气含苯降低至2g/m3以下，系统日提高粗苯产量约2t，每小时节约蒸汽量1.5t，煤气消耗降低300m3/h，吨苯洗油消耗降低25kg，年经济效益约1000余万元。改造结束后，经环保监测苯、非甲烷总烃指标均远低于《炼焦化学工业污染物排放标准》（GB16171-2012）中大气污染物特别排放限值标准，苯回收装置区域内VOCs无组织监测指标小于2mg/m3。

（2）从环保角度出发，临涣焦化公司结合实际情况进行苯回收单元环保综合治理技术升级改造，确保洗苯塔后煤气含苯降低至2g/m3以下，同时VOCs得到了有效治理，确保了苯回收单元的VOCs达标排放。

（3）从经济效益分析，该苯回收单元环保综合治理技术升级改造主要包括增加一台洗苯塔、半负压生产改造、VOCs治理，投资总费用约800万元，每年增加收益包括提高苯回收率、节约蒸汽费用、节约煤气消耗、节约洗油成本等共增加收益约3000万元。

（4）该技术改造实施后不仅为企业创造了更高的经济效益，同时更好地改善了苯回收单元的空气质量，为员工提供了更好的操作环境。公司结合原有工艺实际情况，制定了可行的操作规程，组织岗位员工培训，确保装置稳定、高效、达标运行。□