焦化廠洗苯洗油質量惡化的原因淺析

王賀紅，張　莉，左復習

（1山東焦化技術咨詢服務有限公司，山東 濟南250000；2山東省冶金科學研究院，山東 濟南250014；3山東鐵雄冶金科技有限公司，山東 鄒平256200）

1　前　言

焦化廠煤氣凈化洗脫苯環節通常使用高溫煤焦油中分離出來的洗油作為吸收劑，吸收焦爐煤氣中的苯系物，吸收苯系物后的富油經蒸餾再生后循環使用。在生產過程中，洗油的質量控制是保證洗苯效率的一個重要因素，而洗油質量的惡化造成洗油消耗指標居高不下，嚴重時噸苯洗油消耗高達80 kg。因此，深入研究洗油質量惡化的原因，有助于生產管理中提高洗苯效率和控制生產成本。

2　洗油的成分及質量指標

焦化廠煤氣洗脫苯所用洗油主要為煤焦油洗油。煤焦油洗油是高溫煤焦油中230～300℃的餾分，容易得到，為大多數焦化廠所采用。煤焦油洗油主要成分（其中二甲基萘及其同系物含量為1.0%～1.2%）及基本物理性質見表1。

表1　煤焦油洗油主要成分及基本物理性質

2.1　餾程指標

根據洗油洗苯的原理和有機物相似相溶的原理可知：洗油與焦爐煤氣中苯系物的分子量越接近，越容易相互溶解，吸收效率也越高，因此洗油餾程中低溫段餾分比例相對而言越多越好?？刂?30～300℃之間洗油各組分的比例對于保證洗油洗苯能力有重要意義。低于230℃的餾分與粗苯太接近，容易在粗苯蒸餾時隨粗苯流失，造成洗油消耗增加。而高于300℃的餾分分子量偏大，不僅吸收能力不好，其黏度也偏大，影響洗油在洗苯塔內的均勻分布，也不利于洗苯效率的提高［1］。

除此之外，很多企業還在230～300℃之間增加了270℃前的餾分指標，這是因為洗油中230～270℃之間的餾分是洗苯的主要組分。230～270℃之間的餾分主要為甲基萘、二甲基萘及其同系物、聯苯等組分，這些組分分子量相對較小，熔點較低，洗苯能力較強且熱穩定性好。270～300℃之間的組分主要是苊、芴、氧芴等組分，這些組分熔點高、洗苯能力較差。因此這部分餾分應盡可能地少［2］。資料顯示，洗油中各組分的洗苯能力依次為：甲基萘＞二甲基萘＞吲哚＞聯苯＞苊＞萘＞芴＞氧芴。根據生產實踐，洗苯效率比較高的循環洗油270℃前餾分一般在70%以上。

2.2　含萘指標

由于萘的熔點較高，在常溫下易析出結晶，因此洗油中的萘含量偏高比較容易在循環洗油換熱或冷卻階段出現堵塞現象。但是洗油中的萘含量也不是越低越好，因為萘與苊、芴、氧芴等高沸點組分能夠生成共熔點混合物，其熔點低于各組分的熔點。因此，洗油中的萘有助于降低從洗油中析出結晶物的溫度。相關資料研究洗油中存在的低共熔物及熔點（℃）數據如下：萘—β-甲基萘，26；萘—α-甲基萘，-34；萘—苊，51；萘—2,7-二甲基萘，53；萘—2，3-二甲基萘，54；萘—2,6-二甲基萘，60；萘—芴，57；萘—吲哚，42；α-甲基萘—β-甲基萘，-41；苊—芴，65；苊—氧芴，52。

理論研究和生產實踐證明，當洗油中苊、芴、氧芴等高沸點組分總和高于50%時，即使含萘量低于10%，常溫下仍然有結晶物析出；當洗油中苊、芴、氧芴等高沸點組分總和＜30%時，即使含萘量達到20%，溫度降至13℃，也不會有結晶物析出。由此可見，洗油中的萘含量并不是越低越好，不宜低于6%和超過15%。

2.3　含酚指標

洗油中的酚含量過高易于與水形成乳化物，破壞洗苯操作，而且酚容易使得洗油密度和黏度增加，不利于吸收過程中的氣液相分配。

3　洗油質量惡化原因分析

在洗脫苯的循環過程中，洗油的質量逐漸變壞，輕質組分減少，270℃和300℃前的餾出量降低，其密度、黏度和平均分子量均會增大，吸收煤氣中苯系物的能力也逐漸衰減，需要通過高溫蒸餾將重質組分排出，并補充一定數量的新鮮洗油，以保證洗苯效率。洗油質量惡化的原因有以下幾點：

1）煤氣中的一些不飽和化合物如環戊二烯、古馬隆、茚、丁二烯等溶解于洗油中，在硫醇等硫化物的作用下聚合，使得洗油質量惡化。

2）循環洗油在與煤氣接觸的過程中輕質組分被煤氣帶走，在蒸苯過程中，洗油中的輕質組分被粗苯、萘油等采出物帶走，造成有益組分減少。

3）煤氣中的氨易使洗油和水形成乳濁液，使洗油質量惡化。

4　延緩洗油質量惡化的措施

結合生產實踐經驗，認為應該從以下方面入手，將洗油質量惡化速度控制在比較合理的范圍內，降低洗脫苯工序的洗油消耗：一是合理控制新洗油質量指標。如前所述，例如洗油含萘并非越低越好。二是嚴格控制洗脫苯工藝技術參數，減少操作帶來的不利影響。嚴格控制煤氣溫度和循環洗油溫度，保證合理的溫差范圍，防止循環洗油含水超標，一般控制煤氣溫度低于循環洗油溫度2～4℃［3］。根據循環洗油質量指標控制洗油再生量，一般為2%左右，再生溫度170～180℃。及時從側線采出萘油，控制循環洗油中的萘含量在8%～10%，最好不要超過15%。三是嚴格控制前道工序煤氣凈化指標，煤氣中H2S、NH3含量均應不超過50 mg/m3，甚至更低。

實踐證明，針對洗油質量惡化原因采取相應的措施加以控制后，噸苯洗油消耗可以控制在40 kg甚至更低。