CN101157865A - 焦化工艺用塔、器的清洗工艺 - Google Patents

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赵海亮
王瑞忠
韩党锋
钱如刚
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Abstract

一种焦化工艺用塔、器的清洗工艺，其特征在于该清洗工艺包括采用焦化粗苯喷洒入焦化工艺用塔、器进行不停产在线清洗。该清洗工艺包括将粗苯控制在25～40℃范围内由塔、器顶部喷洒。该焦化工艺用塔、器的清洗工艺为不停产在线清洗，无停工损失，采用焦化粗苯工段自产焦化粗苯，并可实现清洗过程的闭路循环和粗苯的回收，粗苯用量少，成本低，无污染。整个清洗工艺操作简便、效果明显，时间短，能对塔、器进行清洗的同时也对相关管路进行清洗。

Description

焦化工艺用塔、器的清洗工艺
技术领域
本发明属于工业清洗技术领域，具体涉及焦化工艺中使用的填料塔、板式塔、终冷塔、换热器等的在线清洗工艺。
背景技术
焦化的生产工艺流程主要是煤炭在高温(950-1050℃)的环境中生成焦炭，同时回收在炼焦过程中产生的化学产品。产品焦炭可作为高炉冶炼的燃料，也可用于钢铁铸造、有色金属冶炼、制造水煤气：用于制造生产合成氨的发生炉煤气，也可用于制造电石。在炼焦过程中产生的化学产品经过回收、加工可以提取焦油、氨、萘、粗苯、硫化氢、氢化氰等产品，并获得纯净焦炉煤气。焦化工业中的回收工艺中使用的各种填料塔、板式塔、终冷塔和换热器等塔、器设备在使用一段时间后会严重结垢，该结垢主要是焦化沥青、焦油、萘等混合有机物质。该类结垢将致使塔、器的工作效率降低，煤气的流通阻力增大，温度升高，严重时会造成塔、器的堵塞，严重影响车间的安全生产。这就需要对塔、器内的结垢进行及时清理和清洗。
目前常用的焦化工艺用塔、器的清洗主要有三种方式，一是机械物理清洗，即将塔、器设备打开，填料塔还需将填料扒出，然后用高压水冲洗或者人工机械清理结垢，该方法工作量大，费时费力，且停工时间长，对环境污染大；第二种方式是溶剂清洗，即采用有机溶剂，如柴油、多元醇醚、烷烃溶剂等进行冲洗，该方法需要停工进行，且洗涤溶剂的成本较高，洗涤液污染性大。第三种方式是碱性溶液化学清洗，采用NaOH，Na2CO3，或十二磺酸钠等强碱，配加少量卤代烷、水稀释加热清洗，需停工清洗，时间较长，对设备有腐蚀作用，清洗废液难以处理，对环境污染性较大。由于焦化工业的工艺特殊性，上述三种清洗方式又均需要停工才能进行，这必然会造成重大的停工损失，且对环境存在不同程度的污染。
发明内容
本发明的目的是提供一种可对焦化工艺中的塔、器设备进行不停机在线清洗的焦化工艺用塔、器的清洗工艺，有效利用焦化工艺中的粗苯产物，可实现快速、高效、安全清洗，并不会造成环境污染，解决了现有上述清洗方式需要停工、并对环境造成不同程度污染的问题。
为实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种焦化工艺用塔、器的清洗工艺，其特征在于该清洗工艺包括采用焦化粗苯喷洒入焦化工艺用塔、器进行不停产在线清洗。
该清洗工艺包括将粗苯控制在25～40℃范围内由塔、器顶部喷洒。
所述焦化工艺用塔、器包括焦化工艺用填料塔、板式塔和换热器。
该焦化工艺用塔、器的清洗工艺具体包括如下工艺：
(1)将焦化粗苯工段产生的粗苯泵送至焦化工艺用塔、器顶部，输送管路上设置冷却器，将粗苯控制在25～40℃范围内；
(2)将粗苯由塔、器顶部喷洒进入塔、器内部进行在线清洗；
(3)在塔、器底部设置一与步骤(1)中清洗用粗苯相连的回收槽，实现粗苯的循环清洗。
所述步骤(3)中所述的回收槽的底部设置有放空出口，用于排出底部废液，其中部设置回流出口，与清洗用粗苯相连通构成循环清洗回路。
所述步骤(3)中所述的回收槽与清洗用粗苯相连通构成循环闭合清洗回路。
所述清洗工艺过程中增加焦化工艺的洗苯塔的液气比，并提高脱苯塔的塔顶温度，以减少粗苯的挥发。
焦化粗苯是焦炉煤气中的苯族烃在洗苯塔内被洗油吸收，含苯洗油在通过蒸馏后被蒸出的苯族烃经过冷却后的得到的产物。焦化粗苯主要成分为苯、甲苯、二甲苯，对塔、器内的油垢有极强的溶解作用，同时粗苯具有较强的挥发性，清洗后设备内极少有残留。
另外，粗苯极易挥发，为了使粗苯呈液态状清洗，喷洒粗苯的温度不宜控制太高，最适宜温度为25～40℃。在对各塔、器进行清洗时，可直接将粗苯泵送至所需清洗的塔、器顶部进行喷洒清洗，同时输送管路上可设置粗苯冷却器控制粗苯的清洗温度，使粗苯呈液态。
为了回收利用和实现粗苯的循环清洗，可以在塔、器的底部设置一回收装置，收集清洗后的粗苯洗液、水、含垢废液。由于粗苯比水轻，溶垢后的粗苯比重增大，下沉到回收装置的底部，中间是清洗水层，最上层为粗苯清洗液层，这样可以对上层的粗苯进行循环利用，而下层的溶垢粗苯可放入另一工序，进行粗苯的提取。由于粗苯易挥发，挥发出的粗苯在下道工序又可被吸收，因此溶垢粗苯废液中的苯类物质在蒸氨工序过程中被蒸出又回到煤气中被吸收。因此用粗苯对终冷塔进行不停产清洗既不会对煤气质量产生影响，又不会对后面的洗苯工序产生影响。
采用其它溶剂清洗时如果不停工，则部分溶剂会被煤气夹带出终冷塔，进行下道工序会同循环洗油中的不饱和化合物发生聚合反应。使洗油平均分子量增加、粘度增大、吸收粗苯能力下降。同时被煤气夹带的溶剂的量越多则清洗成本也就越大，洗油质量损失就越大。如果该溶剂属于不易挥发则清洗的废液很难处理的物质，则最终会造成焦化废水处理工段出水超标，甚至会影响到处理废水的生物细菌的活性。
粗苯清洗作业时，因粗苯极易溶解结垢，如果粗苯的流量大，溶垢速度快，而溶垢粗苯废液的比重小，该废液与水分层不明显在放空时易造成粗苯损失，所以喷洒粗苯的流量不宜太快。再者粗苯为易燃、易爆品，清洗工艺中输送粗苯时应采用防爆设备，最好采用屏蔽泵。
本发明的有益效果在于，该焦化工艺用塔、器的清洗工艺为不停产在线清洗，无停工损失，采用焦化粗苯工段自产焦化粗苯，并可实现清洗过程的闭路循环和粗苯的回收，粗苯用量少，成本低，无污染。整个清洗工艺操作简便、效果明显，时间短，能对塔、器进行清洗的同时也对相关管路进行清洗。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的阐述。
图1是本发明具体实施方式的流程示意图；
图2是本发明具体实施方式的终冷塔清洗结构图；
图3是本发明具体实施方式中终冷塔随清洗时间的阻力变化曲线图；
图4是本发明具体实施方式中终冷塔随清洗时间的煤气温度变化曲线图。
具体实施方式
如图，利用该清洗工艺对江苏沙钢集团焦化厂的终冷塔进行试验，该回收终冷塔因内部结构，煤气阻力增大到3000Pa，煤气温度高达30℃以上，严重影响到车间的安全生产。
该清洗工艺利用焦化厂的焦化粗苯工段产生的粗苯收集在粗苯容器1内，用粗苯泵2送至输送管路3，然后经过喷洒动力泵5输送，和粗苯冷却器6控制喷洒粗苯的温度在25～40℃范围，利用喷洒管8从该终冷塔7的塔顶进行喷淋清洗，其间终冷塔不停止正常工艺使用。
该终冷塔为两段独立的塔体结构，其上段塔体7’和下端塔体7独立运行，该清洗工艺即采用两组并联的喷洒系统，即由粗苯泵接出的输送管路为并联的两条，两条输送管路上分别设置喷洒动力泵5和5’、粗苯冷却器6和6’、喷洒管8和8’。
在上段塔体7’和下段塔体7的下端部分别设置粗苯回流管4’和4，粗苯回流管4’的另一端接入喷洒动力泵5’的入口端，构成粗苯喷洒清洗液的循环利用，粗苯回流管4的另一端接入喷洒动力泵5的入口端，也构成粗苯喷洒清洗液的循环利用，由于下段塔体7的结垢较多，在下段塔体7的底部设置有废液回收槽9，用于回收溶垢量较大的位于最低层的粗苯清洗废液。当然也可以将粗苯回流管4的入口端接入到废液回收槽9的上端液层，利用回收槽内可循环利用粗苯位于废液的最上层进行可利用粗苯的回流循环使用。
该输送管路采用￠25无缝钢管，粗苯泵和喷洒动力泵均采用屏蔽泵。先使粗苯产品容器内的粗苯留存2/3，做清洗备用。调整终冷塔下段塔体7的液位＜1000mm，比循环液出塔口高200～300mm。通知主控室做好监控，接通知后，开启粗苯泵和喷洒动力泵向终冷塔下段塔体和上段塔体循环液加粗苯，加送粗苯流量3m3/h。清洗过程中，通过控制低温水和循环水量来控制粗苯温度，即上段塔体7’的喷洒粗苯液温度＜30℃，下段塔体7的粗苯喷洒液温度＜40℃。边清洗边注意观察塔内阻力变化及排出液变化。当排出液中无垢时，禁止外排以减少粗苯损失，当阻力有下降时可暂停加粗苯，而增加喷洒循环量。当塔阻力恢复正常，且外排液中含垢较低时，停止清洗，恢复终冷塔正常操作。清洗过程中产生的溶垢粗苯，要及时外排至回收槽9，防止跑冒。清洗过程中，适当增加洗苯塔液气比，提高脱苯塔顶温度，减少粗苯挥发损失。
由图3，图4可以看出，该终冷塔清洗时间短，仅用5天，操作简单，岗位工独立完成，终冷塔阻力下降至1250Pa，减少了1750Pa的阻力，煤气温度由32℃降至26℃，换热器换热效果有了明显提高。

Claims (7)

1.一种焦化工艺用塔、器的清洗工艺，其特征在于该清洗工艺包括采用焦化粗苯喷洒入焦化工艺用塔、器进行不停产在线清洗。
2.根据权利要求1所述的焦化工艺用塔、器的清洗工艺，其特征在于该清洗工艺包括将粗苯控制在25～40℃范围内由塔、器顶部喷洒。
3.根据权利要求1所述的焦化工艺用塔、器的清洗工艺，其特征在于所述焦化工艺用塔、器包括焦化工艺用填料塔、板式塔和换热器。
4.根据权利要求1所述的焦化工艺用塔、器的清洗工艺，其特征在于所述清洗工艺具体包括如下工艺：
(1)将焦化粗苯工段产生的粗苯泵送至焦化工艺用塔、器顶部，输送管路上设置冷却器，将粗苯控制在25～40℃范围内；
(2)将粗苯由塔、器顶部喷洒进入塔、器内部进行在线清洗；
(3)在塔、器底部设置一与步骤(1)中清洗用粗苯相连的回收槽，实现粗苯的循环清洗。
5.根据权利要求4所述的焦化工艺用塔、器的清洗工艺，其特征在于所述步骤(3)中所述的回收槽的底部设置有放空出口，用于排出底部废液，其中部设置回流出口，与清洗用粗苯相连通构成循环清洗回路。
6.根据权利要求4所述的焦化工艺用塔、器的清洗工艺，其特征在于所述步骤(3)中所述的回收槽与清洗用粗苯相连通构成循环闭合清洗回路。
7.根据权利要求1所述的焦化工艺用塔、器的清洗工艺，其特征在于所述清洗工艺过程中增加焦化工艺的洗苯塔的液气比，并提高脱苯塔的塔顶温度，以减少粗苯的挥发。
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