结合邯宝焦化厂生产实际, 分析了粗苯蒸馏工序管式炉加热富油存在的问题以及焦炉煤气资源、环保因素等对管式炉运行造成的影响, 介绍了富油加热工艺的改造, 即以干熄焦自产中压蒸汽为热源的富油加热器, 替代以焦炉煤气为燃料的管式炉。生产实践表明, 改造后吨苯洗油消耗由62 kg降至57 kg, 且缓解了公司焦炉煤气资源紧张局势, 年可节约能源消耗费用约600万元, 省去了管式炉尾气脱硫脱硝装置投入, 提升了安全生产水平, 经济效益和环保效益显著。
洗脱苯工序采用以焦炉煤气为燃料的管式炉加热富油进行粗苯蒸馏, 蒸馏所用过热蒸汽也通过管式炉加热低压蒸汽而来。自开工以来, 循环洗油质量恶化较快, 洗油消耗一直偏高, 平均生产每吨粗苯约消耗洗油62 kg;其次因环保压力导致结焦时间不稳定, 整体煤气资源紧张, 频繁影响管式炉的正常运行;再者, 随着环保形势日益严峻, 根据《邯郸市2018年钢铁、焦化行业超低排放改造和无组织排放治理实施方案》要求, 到2019年4月底前, 管式炉排放的废气、颗粒物、二氧化硫和氮氧化物排放浓度需要达到“超低排放”要求, 因此后续仍需增加管式炉尾气脱硫脱硝项目。
在此“内忧外患”的情形下, 为粗苯蒸馏寻找一种新工艺替代管式炉, 势在必行。
经洗苯塔喷洒吸收了粗苯的富油经油气换热器、贫富油换热器换热后, 在管式炉中加热到180℃～185℃, 进入脱苯塔, 利用来自再生器的蒸汽进行蒸馏。循环洗油经过反复洗苯、脱苯, 不停地被冷却、加热, 在加热过程中, 某些组分聚合成大分子物质, 而温度越高, 聚合产生残渣量越大, 速度越快;再者进洗苯塔煤气含氨量较高时, 也会促进此类聚合反应。近几个月饱和器后煤气含氨质量浓度稳定在20 mg/m3～25 mg/m3, 未有大的波动, 判断煤气含氨量并未对洗油质量产生较大影响。因此分析造成循环洗油质量恶化快、洗油消耗一直偏高的主要原因在管式炉。改造前再生器平均每月排渣71 t。
邯宝焦化厂所产的焦炉煤气大多数供邯宝热轧厂使用。在日常生产过程中, 热轧使用量的波动, 时常造成管式炉用焦炉煤气压力的不足, 频繁导致富油温度和过热蒸汽温度满足不了粗苯蒸馏所需的条件, 造成粗苯产量降低;尤其是焦炉煤气压力过低时, 保证不了正常燃烧, 入管式炉焦炉煤气管道快切阀直接关死, 导致整个脱苯工序停产。再者, 近年来环保呈高压态势, 焦化行业秋冬采暖季限产不可避免, 焦炉煤气发生量较之前显著减少, 期间炼钢、轧钢工序所耗煤气量并未明显降低, 由此对脱苯工序管式炉的影响不言而喻。
另外, 河北钢铁集团邯宝焦化厂迫于环保压力, 结焦时间不稳定, 直接导致供给炼钢、轧钢工序的焦炉煤气资源不足, 因此节约煤气、尽量减少厂区各装置煤气用量是平衡全厂煤气量的必选之路。
根据《邯郸市2018年钢铁、焦化行业超低排放改造和无组织排放治理实施方案》要求, 管式炉尾气污染物浓度须达到正在修订的“超低排放”标准, 即尾气颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放质量浓度分别不高于10 mg/m3、15 mg/m3、130 mg/m3, 意味着需要新增管式炉尾气脱硫脱硝项目或改造, 增加环保成本投入。
由于粗苯蒸馏区域属于重大危险区域, 管式炉加热属于明火加热, 岗位人员需按时巡检煤气燃烧情况, 调节煤气量, 控制富油温度。此种生产方式增加了劳动强度, 同时在操作不当时, 极易发生安全事故, 增加了安全隐患。
针对以上问题, 邯宝焦化厂经过反复研究论证, 决定改变富油加热方式:由管式炉加热改为蒸汽加热, 所用蒸汽来自邯宝焦化厂干熄焦装置自产中压蒸汽。由中压蒸汽替代管式炉加热富油的流程示意图见图1。
2.1邯宝焦化厂有2套能力为140 t/h的干熄焦装置, 副产中压蒸汽。从1#干熄焦主蒸汽管道和2#干熄焦主蒸汽管道各引出1条支管, 两条支管汇合后进入粗苯区域。2套干熄焦自产中压蒸汽至粗苯区域时的温度和压力见表1。当单独使用1套干熄焦中压蒸汽时, 由于2#干熄焦装置距离粗苯区域较远, 到达粗苯区域途中的蒸汽温度和压力损失较1#干熄焦多。
