淺析焦?fàn)t煤氣系統(tǒng)除萘

李春陽

摘 要：本文通過對酒鋼焦化廠煤氣凈化和回收系統(tǒng)的理論和實踐分析，論述了除萘對煤氣系統(tǒng)運行、化產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量的重要性，結(jié)合實際生產(chǎn)狀況對生產(chǎn)工藝的剖析，闡述了萘在系統(tǒng)中存在的狀態(tài)和流向，解決煤氣系統(tǒng)除萘的問題。

關(guān)鍵詞：焦?fàn)t煤氣凈化；萘；化工回收

1 概述

本文通過對萘性質(zhì)的分析，結(jié)合酒鋼焦化廠實踐運行經(jīng)驗，總結(jié)出煤氣系統(tǒng)凈化回收過程中萘在系統(tǒng)存在的狀態(tài)以及流向，剖析煤氣系統(tǒng)除萘的根源問題，解決煤氣系統(tǒng)除萘，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，提高系統(tǒng)運行效率。

2 萘的特性

2.1 萘的化學(xué)特性

萘是一種有機化合物，分子式C10H8，白色，易揮發(fā)并有特殊氣味的晶體，密度1.162、熔點80.5℃、沸點217.9℃。不溶于水，能溶于有機物中，易升華、易揮發(fā)。具有刺激作用，高濃度致溶血性貧血及肝、腎損害。會導(dǎo)致貧血或紅細(xì)胞數(shù)、血色素和血細(xì)胞數(shù)顯著減少。對皮膚敏感者，萘?xí)鹨恍﹪?yán)重的皮膚病。

2.2 萘在工業(yè)上的特性

①萘具有不流動性。在焦?fàn)t煤氣中，一定壓力下萘的飽和含量隨溫度的變化而變化。不同溫度下的煤氣中總會含有一定量的萘，當(dāng)煤氣溫度下降時，過飽和的萘就會凝華出來，凝華的萘沉積附著在四壁和管道內(nèi)部，增大煤氣輸送阻力。進(jìn)入其他工段中，妨礙生產(chǎn)，破壞產(chǎn)品質(zhì)量。

②萘具有遷移性。已凝華出來的萘以蒸汽進(jìn)行清掃，會使其遷移到新的地方，在溫度下降時重新凝華。如果煤氣溫度發(fā)生變化，也會使萘遷移到別處。故萘在初冷后就清除，是人們追求的目標(biāo)。

③清除萘的關(guān)鍵。根據(jù)萘的特性，在冷卻的基礎(chǔ)上，通過洗滌的方法是除去萘的關(guān)鍵。只有冷卻到一定溫度下，萘才能充分凝華出來，高溫度是無法從氣相中除去萘的。通過合適的洗滌劑和工藝，以溶解和吸收萘，并將被脫除的萘移除設(shè)備，回收利用。避免煤氣中含萘不再增加，加強電捕操作，減少煤氣中焦油霧粒。焦油霧粒含萘高達(dá)40%，當(dāng)溫度升高時，萘?xí)A再次進(jìn)入煤氣中。

3 萘在生產(chǎn)工藝過程中的影響因素分析

根據(jù)生產(chǎn)工藝情況，萘對后續(xù)工段的主要影響如下：

3.1 萘對風(fēng)機的影響

①增大了焦油中萘含量。

②堵塞洗萘塔換熱器，導(dǎo)致?lián)Q熱效率下降。

3.2 萘對脫硫的影響

①1#脫硫塔堵塔。由于萘和焦油具有消泡、破壞催化劑和加劇脫硫液副鹽產(chǎn)生的功能，使1#脫硫塔產(chǎn)生硫泡沫被消除，導(dǎo)致生成的單質(zhì)硫隨循環(huán)脫硫液進(jìn)入脫硫塔填料層，進(jìn)而發(fā)生堵塔現(xiàn)象。

②預(yù)冷塔后煤氣溫度下降，萘發(fā)生沉積，導(dǎo)致煤氣管道堵塞，嚴(yán)重時會導(dǎo)致煤氣截流。

③堵塞氨水換熱器，使職工頻繁用蒸汽清掃換熱器。

④降低了硫化氫的吸收率。

3.3 萘對硫銨的影響

硫銨產(chǎn)量和質(zhì)量下降。蒸氨來的濃氨水中含有大量的萘，隨濃氨水補入飽和器中，破壞硫銨結(jié)晶環(huán)境，增加晶體長大阻力，導(dǎo)致產(chǎn)生小顆粒結(jié)晶，進(jìn)而使硫銨產(chǎn)量下降。

3.4 萘對粗苯的影響

①破壞洗油，降低了粗苯回收率。

②堵塞煤氣管道。

4 萘流向分析

圖1 酒鋼焦化廠煤氣系統(tǒng)萘流向圖

5 結(jié)論

結(jié)合萘的理化特性：在焦?fàn)t煤氣中，一定壓力下萘的飽和含量隨溫度的變化而變化，煤氣溫度下降時，過飽和的萘就會凝華出來和相似相容原理。將酒鋼焦化廠氨水和煤氣中的萘走向和含量進(jìn)行分析歸納，總結(jié)如下：

5.1 氨水中萘的流向

自焦?fàn)t來的80℃～90℃荒煤氣通過氣液分離器后，進(jìn)入初冷器將煤氣溫度冷卻至22℃～32℃后進(jìn)入電捕。煤氣溫度顯著下降，萘溶于焦油中隨氨水在初冷器中、低溫段沉降，被噴灑泵噴出的氨水洗滌后進(jìn)入臥式槽中，多余的氨水、焦油、萘混合物滿流至冷凝液槽，通過冷凝液泵打入機械化澄清槽中，導(dǎo)致剩余氨水罐中氨水和焦油池的焦油含萘增加。只有少量的萘隨蒸氨塔中的濃氨水排出氨水系統(tǒng)，但又在硫銨工段補入煤氣系統(tǒng)，另一部分萘隨焦油外送，但造成焦油中含萘升高。如此長久累積，萘不斷隨煤氣進(jìn)入回收的氨水系統(tǒng)，但沒有被及時、有效地分離排出，導(dǎo)致氨水系統(tǒng)中萘含量不斷增加，進(jìn)而造成上面所提到的對回收工段的影響。

為避免上述現(xiàn)象發(fā)生，只有將自初冷器出來后流入臥式槽中的含有大量萘的焦油和氨水經(jīng)過澄清、冷卻、洗滌后被重新打入系統(tǒng)中，這樣可以將萘及時排出氨水系統(tǒng)，降低焦油中萘含量并減少萘對后續(xù)工段的影響。（從原始部位開始除萘。）

5.2 煤氣中萘的流向

在焦?fàn)t煤氣中，一定壓力下萘的飽和含量隨溫度的變化而變化，煤氣溫度下降時，過飽和的萘就會凝華出來，而煤氣溫度升高后萘又重新升華進(jìn)入煤氣系統(tǒng)中。80℃～90℃煤氣通過氣液分離器后進(jìn)入初冷器溫度降到22℃～32℃，此時煤氣中大部分萘結(jié)晶隨焦油和氨水流出。經(jīng)過風(fēng)機和電捕后煤氣溫度上升至40℃～45℃，進(jìn)入洗萘塔與氨水逆流接觸后溫度進(jìn)一步降低，然后通過預(yù)冷塔溫度降低到40℃以下。在此過程中，煤氣由原來22℃～32℃時的飽和萘含量，變?yōu)榧s40℃時的飽和萘含量，且剩余氨水中萘含量在不斷上升，故認(rèn)為煤氣通過洗萘塔和預(yù)冷塔后萘含量上升。煤氣通過脫硫塔后進(jìn)入飽和器，此時在滿流槽處補入含有萘的濃氨水，導(dǎo)致煤氣萘含量進(jìn)一步增加。

故只有將初冷器后冷凝液中的萘不間斷地排出系統(tǒng)，這樣使氨水系統(tǒng)中萘含量減少，煤氣系統(tǒng)中的萘才能控制在合適的范圍內(nèi)，提高煤氣輸送能力和降低設(shè)備設(shè)施的萘堵塞現(xiàn)象，減少萘對其余化工產(chǎn)品的回收。