粗苯回收率影响因素及改进措施分析

粗苯回收率影响因素及改进措施分析

邵辉

内蒙古恒坤化工有限公司 内蒙 鄂尔多斯 016200

摘要：随着炼焦工业发展，煤气得到高效利用。对于煤气而言，其经过煤热解后产生的粗苯，属于苯类成分，有着重要的价值。其次，国内年产量的焦炭量能够达到两亿吨左右，能够回收的粗苯资源至少有200万吨，对于化学产品回收与精制而言，煤气炼制成为苯类产品的重要来源。有效回收粗苯能够保证煤气中苯类烃含量降低，保证有效回收苯资源，又能净化煤气。本文基于此对焦炉煤气回收进行分析，探究其回收率影响因素，有效回收苯类材料对于炼焦工业有重要意义。

关键词：粗苯回收率；影响因素；改进措施

引言：煤气通过煤热解能够获得苯类烃材料，将其作为化工原料，能够节约资源提高煤气利用效率。业内人士积极研究炼焦煤气的高效利用，意在通过科学回收，提高焦炉煤气的回收效率，起到净化和回收的双重作用。针对影响粗苯产量的因素进行探究，从炼制过程进行控制，保证粗苯产量最大化。

一、焦炉煤气粗苯回收概述

对于焦炉煤气而言，粗苯回收方法可以通过吸附、凝结、冼油等方式进行吸收。其中冼油吸收工艺最为便捷，并且得到多数工业和企业的认可，有着广泛的应用。固体吸附则是利用吸附力较好的硅胶、活性炭等材料，利用材料自身的吸附功能，有效吸附粗苯，由于吸附功能强大，能够达到的吸附表面积极大，有着良好的粗苯脱除率。但是吸附率由于成本较高，在实际生产过程中使用受到一定限制，需要工厂有一定经济水平才能应用。深冷凝结则是通过对焦炉煤气加压，再将其冷冻，降低温度后，使粗苯冷凝并对其提炼，获得质量较好的粗苯。脱苯后的煤气含苯率小于0.8g/m³，适于远程输送以及制作化学产品，为氨厂提供材料制造燃料使用。

二、粗苯回收率影响因素

焦炉煤气炼制过程中，发挥出来的粗苯含量能够保持在26-34g/m³的范围内。根据当前工业回收方式，多是利用冼油洗涤并回收，将粗苯与冼油融合，通过蒸馏方式获得苯类烃。但是在这一过程中，粗苯实际产量会受到诸多因素影响，因素包含主观因素与其他因素。影响因素使得粗苯产量降低，影响回收质量。其中洗苯单元与蒸馏单元，需要保证冼油温度以及蒸馏塔运行情况都保持在合理范围内；并且配煤比例也会引起产量差异，导致炼制过程中煤气含苯量发生变化，对实际粗苯产量造成影响。

（一）配合煤性质的影响

炼焦使用的煤，需要在焦炉碳化室中进行高温蒸馏。其中粗苯的实际产量，取决于煤块自身与配合煤。随着配合煤挥发含量增加使得粗苯产量进一步提升。粗苯产量随着配合煤中碳氢比增加，提高自身的产量。也就是说V_r=20-30%时，此时的焦油与粗苯产率可以通过公式计算出大致数值：

公式中XY分别代表焦油与粗苯产率（%）；V_r则代表配合煤的挥发性（%）。在炼焦过程中，气煤、焦煤等都是炼制使用的主要材料。由于主材料使用时，各自性质存在差异，需要在实际生产过程中，根据煤资源与能耗等因素，对气煤、肥煤进行合理配置。

（二）操作条件产生的影响

1.炼制过程中温度控制

在焦炉煤气炼制过程中，粗苯作为有机化合物生成的产物，属于多种成分构成的混合物。其主要成分包含了多种苯类烃，还包含硫化物、酚类等物质。需要在炼制过程中，对炼焦温度进行科学控制，由于温度因素影响，炼制出来的粗苯中含有的苯类物质与不饱和化合物含量存在差异。炼制过程中，不同程度的控制对于粗苯质量产生直接影响，需要在炼制过程中，严格按照炼制工艺进行操作，保证技术符合操作指标要求^[1]。

2.煤炉空间温度

随着炼制煤炉内部的炉墙温度提升，会使得焦油中含有的高温产物、沥青、游离碳等产物的含量增加。后期随着烯烃与芳香烃含量增加后，酚类的含油量与烷族含量相对下降。炼制过程中，提高炉墙温度能够有效提升粗苯中的苯含量。但是由于甲苯属于贵重产品，并且遇到高温会出现分解的情况。想要实现甲苯含量最大化，需要科学控制炉顶温度，将其保持在<800°C的范围内。煤在热解作用下，产生的焦油与粗苯产量会开始降低，但是化合水产量却不断增加。由于控制过程中炉顶温度较高，对焦油与粗苯产量造成影响，使得最终获得粗苯产量和质量都不理想。

3.压力影响

无论是炼焦、冷凝还是回收净化，都以压力这一项基础元素为基础，否则整个生产过程无法继续进行。炼焦时，碳化室内压力较高会影响燃烧系统运行；压力较低会导致空气被吸入，引发室内气温快速升高，增加CO₂和氮气降低煤气热值。由于压力是通过集气管压力控制，因此想要保证粗苯回收率，需要保证碳化室内部的压力维持在稳定范围内，才能保证煤气质量得到保证。

4.冷水系统

由于供水能力不足，对制冷设备造成影响。回收系统在制冷过程中，时间较长。导致回收与供水系统拆除后，供水能力严重失衡。为了保证冷却塔不影响煤气输送，需要保证煤气终冷温度。此外，水质问题也影响换热器运行，导致结垢、腐蚀现象出现，导致水塔运行过程中存在异物堵塞现象。

三、粗苯回收改进措施

针对于粗苯回收影响因素，对煤气炼制过程进行优化改造。通过调整负荷、工艺与水品质，切实保证优化效果。

（一）重新调整煤气负荷

根据原有集气管压力控制，对PLC控制系统进行修改，保证各组集气管运行压力稳定，能够进行全厂煤气输送。对煤气负荷分配进行优化，并增加另外两组的回收量。对管网控制压力进行调整，降低实际压力值，保证压力稳定。

（二）改进工艺与装备

为换热器进行扩能操作，并将原本的泡罩塔淘汰，更换为全新的高效脱苯塔。在冷却器侧面增加排气管，保证不凝气体有效引入富油槽内，避免气体在设备中形成气室。经过改进能够保证脱苯塔运行稳定，温度未发生变动；对管式炉换热面积进行调整，保证富油温度得到优化，同时通过过热蒸汽保证温度与实际需求相匹配。使用高品质冼油取代原本的冼油，当前国内对于轻质冼油缺乏具体的目标。轻质冼油是质量由于普通冼油的产物，能够提高粗苯产量和质量。

（三）提升冷却水品质

对烧制环境进行扩能改造，降低供水温度。通过扩建和回收，为焦炉煤气炼制提供性能更佳的设备。通过PLC系统与设备接入，实现MES管理，能够更有效的减少运行故障，提高控制效果，有着突出的效用。针对水质短期无法在短期内解决这一现象，但是能够通过对换热器水路管径改造，增设过滤器用以对设备反复冲洗，改善冷却温度，保证设备得到专业清洗处理^[2]。

在脱苯蒸馏操作过程中，需要注重设备与材料之间的匹配能力，避免形成憋压情况；利用轻质洗油提高脱苯效率，保证生产过程中，油耗量得到控制。该方法对于解决资源，提高粗苯回收率有重要意义，值得在业内推广；对于煤气输送和净化系统，既要保证其相互独立，又要保证各环节有效衔接，实现装置负荷平衡。从当前改进后的情况来看，未来科技不断发展，还能够在技术和设备上实现新的改善，保证粗苯产量进一步提升。

结论：综上所述，针对粗苯产量对煤气炼制过程进行设计，通过冼油等材料降低油耗量，并优化生产线作业质量，保证焦炉煤气与净化系统相互独立又能保持联系。当前国内焦炉煤气使用量极大，在回收粗苯的方向来看，依旧有较大的提升空间。持续性改善生产线，确保煤气中苯类烃产量稳定增长，切实提升回收率。

参考文献：

[1]罗强,王彬.粗苯回收率波动的原因分析及处理[J].石化技术,2018,25(10):127.

[2]侯瑞芳.影响粗苯回收率和洗油耗量的因素分析及改进[J].山西焦煤科技,2018(S1):78-79.