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赵华，高伟健，武斌，李志
（1.海洋装备用金属材料及其应用国家重点实验室，辽宁 鞍山 114009；
2.鞍钢集团钢铁研究院，辽宁 鞍山 114009；
3.鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司，辽宁 营口 115007）
苯族烃是宝贵的化工原料，焦炉煤气一般含有苯族烃 25～40 g/m3[1]，经焦炉煤气净化回收的粗苯是焦化企业的副产品之一，是由多种有机化合物组成的复杂混合物[2]，在工业生产中被广泛应用。我国焦化厂普遍采用洗油来吸收煤气中的粗苯[3]，在焦化粗苯生产中，洗油经洗苯塔吸收焦炉煤气中苯类物质后将变成富油，富油经粗苯塔蒸馏后就会变成贫油，或称循环洗油。由于原材料洗油含水，同时受洗油管道蒸汽冷凝水影响，现场洗油槽内的水较易累积[4]。循环洗油含水不仅会造成管道压力过大，损坏螺旋板换热器和管道，严重时还会造成生产泵停机，致使粗苯系统停产。为了降低循环洗油系统的含水量，规避安全生产风险，鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司（以下简称“鲅鱼圈”）分析了粗苯循环洗油系统含水量大的原因，并提出相应改进措施，本文对此做一介绍。
鲅鱼圈粗苯工序工艺流程如图1所示，先通过终冷塔对焦炉煤气进行冷却降温，再通过洗苯塔用洗油对焦炉煤气中苯类物质进行吸收形成富油，最后对富油进行常压蒸馏处理得到焦化粗苯；
同时，不定期向粗苯系统补充洗油。实际生产中，外购洗油含水量平均为0.5%，循环洗油含水量达到2.5%以上。
图1 鲅鱼圈粗苯工序工艺流程Fig.1 Process Flow for Production Process of Crude Benzene in Bayuquan Branch
采用鱼刺图对粗苯循环洗油系统含水量大原 因进行分析，具体见图2。
图2 鲅鱼圈粗苯循环洗油系统含水量大因果鱼刺图Fig.2 Fishbone Diagram of Causes Leading to High Content of Water in Crude Benzene Circulating Washing System in Bayuquan Branch
结合图2分析得出，导致循环洗油系统含水量大的原因主要为以下三个方面：
（1）进入洗苯塔煤气含水量大。在终冷塔冷却过程时，焦炉煤气中的萘会在终冷塔填料中冷凝并不断富集，造成终冷塔阻力增大，需频繁对终冷塔进行清扫作业，导致大量饱和水汽进入焦炉煤气，并被带进洗油塔中，致使洗油系统含水量增大。
（2）蒸汽清扫输送管线。输送管线为酸、碱、洗油输送共用管线，长约1 500 m，间断变换输送酸、碱、洗油，每次输送完毕均需对输送管线进行彻底清扫，由于采用蒸汽进行清扫，造成大量蒸汽冷凝水进入油库洗油和粗苯洗油系统中，致使洗油系统含水量增大。
（3）洗油低温脱水操作。循环洗油通过在脱苯塔低温运行进行脱水，将富油含水量降至1%以下，脱水时间长，脱水效果差，致使洗油系统水量不断富集。
2.1 终冷塔清扫工艺优化
改变在终冷塔塔内系统封闭清扫的方式，在终冷塔旁设置带有搅拌装置的地下清扫液收集槽，通过管道一将地下收集槽与终冷塔相连[5]。优化后的粗苯工序终冷塔清扫工艺如图3所示。终冷塔清扫时，清扫下的渣液 （萘含量约占95%）能及时排出，进入地下收集槽，再通过水泵送往机械澄清槽，避免渣液（萘在80℃以上会升华）和过饱和蒸气在终冷塔内封闭循环，提高终冷塔清扫效果，减少蒸汽清扫时长和频次。
图3 优化后的粗苯工序终冷塔清扫工艺Fig.3 Cleaning Process for Final Cooling Tower for Treating Crude Benzene after Optimized
2.2 洗油输送管线清扫方法优化
优化后的粗苯工序洗油输送管道清扫工艺通过两个氮气加热器用蒸汽给氮气加热，见图4。将氮气加热至80～90℃，将油库洗油输送至粗苯油槽后，用热氮气对输送管线进行清扫，利用蒸汽间接加热，蒸汽冷凝液从氮气加热器排出，不进入洗油系统中。
图4 优化后的粗苯工序洗油输送管道清扫工艺Fig.4 Cleaning Process for Oil Washing Pipeline for Treating Crude Benzene after Optimized
2.3 粗苯循环洗油脱水操作优化
采用富油槽低液位操作，将洗油系统中的大部分水都集中转移至洗油槽内，通过合理控制洗油槽液位、油水分界面高度、洗油循环量及富油压力，实现对脱水速度的控制，完成含水较大的洗油在脱苯塔的在线脱水操作，较大程度地保证粗苯正常生产，可相对提高系统的作业率和粗苯产量，减少过热蒸汽的放散，同时提高粗苯工序系统运行的安全性，有效避免螺旋板换热器及管道的损坏。
改进前后鲅鱼圈粗苯工序指标情况如表1所示。由表1可以看出，终冷塔清扫时间和频次、洗油输送管线清扫时间及粗苯循环洗油脱水时间均减少，大幅降低了现场操作劳动强度；
循环洗油含水量明显降低，改进措施效果显著。
表1 改进前后鲅鱼圈粗苯工序指标情况Table 1 Process Indexes for Treating Crude Benzene before and after Improvement in Bayuquan Branch
采取改进措施后，终冷塔冷却效果提升，焦炉煤气温度降低至25～27℃，降低了焦炉煤气在洗苯塔水汽析出量；
用加热氮气清扫后，输送管线内无冷凝水，避免了出现冬季管道堵冻现象，相对蒸汽清扫工艺，每年可减少进入洗油冷凝水约240 t，有效降低了洗油含水量；
洗油脱水时间减少，提高了粗苯工序系统运行的安全性，有效避免了螺旋板换热器及管道的损坏。同时，焦油增产约60 t/a，粗苯增产110 t/a，避免过热蒸汽放散75 t/a，实现创效223.77万元/a。
鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司为了解决粗苯工序粗苯循环洗油系统含水量大的问题，采用鱼刺图对含水量大原因进行了详细分析，得出进入洗苯塔煤气含水量大、蒸汽清扫洗油输送管线和洗油低温脱水操作是主要原因，通过采取相应优化措施，粗苯循环洗油系统含水量由2.5%降低至1.2%，改进措施效果显著；
同时，大幅降低了工人劳动强度，实现创效223.77万元/a，促进了粗苯生产过程的高效、安全、绿色，值得推广和借鉴。
