CN108441268B - 一种焦炉煤气处理系统以及进行粗苯回收的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种焦炉煤气处理系统，该处理系统包括，前道工序(2)、洗苯塔(3)、富油泵(4)、换热加热系统(5)、脱苯塔(6)、再生器(7)、贫油储槽(8)、贫油泵(9)、冷却器(10)、储渣槽(11)、油水分离器(12)、回流槽(13)、回流泵(14)、粗苯计量槽(15)、净煤气自动放散系统(16)；所述的前道工序(2)包括初冷器(21)和终冷器(22)。通过设置能够在线清扫的初冷器和终冷器以及净煤气自动放散系统，提高了粗苯回收率。

Description

一种焦炉煤气处理系统以及进行粗苯回收的方法

技术领域

本发明属于焦炉煤气处理领域，具体涉及粗苯回收领域。

背景技术

焦化厂在生产焦炭的过程当中同时会产生煤气，称作焦炉煤气。焦炉煤气当中有很多化学物质，用相应的化学物理方法将其分别提取出来就是非常有用的化工产品，例如煤焦油、硫酸铵、硫磺，粗苯也是其中的一种。粗苯是一种重要的化工原料，因其用途广泛而价格不菲，而且从焦炉煤气当中回收出来并不影响煤气质量，所以每一个焦化厂都设有粗苯回收装置。但是大多数焦化厂的粗苯回收率都在0.9％至1.0％之间(以炼焦所用干煤为基数)。例如，“洗苯工艺优化及改造”(《燃料与化工》，2017年7月，第48卷第4期)一文当中提到攀钢焦化厂其回收率在0.9％左右，并且塔后煤气含苯每立方米4.0克左右。由于较低的苯回收率，给企业也造成了很大损失。例如一个年产焦炭100万吨的企业，若粗苯回收率按1％计算，粗苯产量至少要在1万吨。如果回收率是0.9％的话，一年就要少回收粗苯近千吨，按现在粗苯市场价格四千元一吨计算，企业每年损失近400万元人民币。

发明内容

针对现有技术中焦炉煤气中粗苯的回收率较低以及生产不稳定的问题，本发明提出了一种能够提高粗苯回收率并且能稳定生产的焦炉煤气处理系统和进行粗苯回收方法。

作为本发明的一个方面，本发明提出了一种焦炉煤气处理系统，该处理系统包括，前道工序、洗苯塔、富油泵、换热加热系统、脱苯塔、再生器、贫油储槽、贫油泵、冷却器、储渣槽、油水分离器、回流槽、回流泵、粗苯计量槽、净煤气自动放散系统。所述的前道工序包括初冷器和终冷器。

焦炉产生的荒煤气通过管路依次连接初冷器和终冷器后进入洗苯塔，洗苯塔产生的一部分净煤气通过净煤气管路返回焦炉，并且净煤气自动放散系统通过支路管路连接净煤气管路；所述初冷器和终冷器分别具有在线清扫装置，所述在线清扫装置分别将78摄氏度至85摄氏度的循环氨水送入初冷器和终冷器；洗苯塔产生的富油通过管路用富油泵送往换热加热系统后进入脱苯塔，脱苯塔产生的一部分贫油到达贫油储槽，贫油储槽中的贫油通过管路用贫油泵送往冷却器后返回洗苯塔，脱苯塔产生的另一部分贫油由管路进入再生器，由再生器再生后的贫油通过管路返回脱苯塔，再生器排出的稀渣进入储渣槽储存、计量及外送；脱苯塔产生的苯通过管路经过油水分离器后进入回流槽，回流槽中一部分苯通过管路由回流泵送到脱苯塔，回流槽中另一部分苯作为产品通过管路输送至粗苯计量槽。

进一步，净煤气自动放散系统为一种稳压装置，并且优选包括自动调节阀、仪表和与仪表相配套的压力变送器及管道阀门。

进一步，在线清扫装置包括用于输送78摄氏度至85摄氏度循环氨水的管道及阀门。

另外一方面，本发明提出一种使用上述的焦炉煤气处理系统进行粗苯回收的方法，该方法包括，

在前道工序中使用78摄氏度至85摄氏度的循环氨水冲洗初冷器和终冷器；

使用净煤气自动放散系统按照生产工艺要求的压力，如8千帕-10千帕，对压力进行自动调节，用以稳定整个煤气系统的压力。

进一步，冲洗方法有两种，一种是连续冲洗；另一种是间歇定时冲洗。用以保证前道工序阻力不超标，如不大于1.5千帕，以此保证粗苯工段开工率。

进一步，该方法包括，煤炭在焦炉中生产焦炭的过程中产生作为副产品的荒煤气，荒煤气通过管路依次经过初冷器和终冷器进行初步冷却和最终冷却，在初步冷却和最终冷却中，使用78摄氏度至85摄氏度的循环氨水冲洗初冷器和终冷器使其阻力不升高，并且初冷器和终冷器是在运行中进行冲洗；然后煤气进入洗苯塔，在洗苯塔中贫油对煤气进行净化形成富油，煤气被净化为净煤气；洗苯塔产生的一部分净煤气通过净煤气管路返回焦炉作为燃料，并且净煤气自动放散系统通过支路管路连接净煤气管路，按照生产工艺要求的压力，对压力进行自动调节；洗苯塔产生的富油通过管路用富油泵送往换热加热系统后进入脱苯塔，脱苯塔中富油脱除苯成为贫油，脱苯塔产生的一部分贫油到达贫油储槽，贫油储槽中的贫油通过管路用贫油泵送往冷却器冷却后返回洗苯塔，脱苯塔产生的另一部分贫油由管路进入再生器，由再生器再生后的贫油通过管路返回脱苯塔，再生器产生的稀渣进入储渣槽；脱苯塔产生的苯通过管路经过油水分离器进行油水分离后进入回流槽，回流槽中一部分苯通过管路由回流泵送到脱苯塔，回流槽中另一部分苯作为产品通过管路输送至粗苯计量槽；其中通入洗苯塔的煤气的温度为22-26℃，返回洗苯塔的贫油的温度比通入洗苯塔的荒煤气的温度高1℃，净煤气含苯量为每立方米煤气0.5-1.0克；其中进入脱苯塔的富油的温度为185-190℃，脱苯塔顶部温度为92-95℃，脱苯塔顶部压力为4-5kPa，脱苯塔中部压力为10-15kPa，脱苯塔底部压力小于30kPa，脱苯塔使用的过热蒸汽的温度为450-500℃，脱苯塔产生的贫油的含苯量为以质量计0.22％-0.25％；脱苯塔顶的回流量为4-5吨/每小时。

进一步，贫油和富油的每小时循环量为设计年产焦炭量的万分之一；贫油槽液位为1-1.2米，富油槽液位为0.8-1米。

进一步，排渣的温度为195-200℃，排渣次数为每两天排一次，排渣数量为粗苯产量(以吨计的数量)×50公斤。

本发明相对于现有技术的优点在于：

通过设置能够在线清扫的初冷器和终冷器以及使用78摄氏度至85摄氏度的循环氨水冲洗初冷器和终冷器，能够保证前道工序阻力不超标，以此保证开工率，有利用于提高粗苯回收率。并且稳压装置能够按照生产工艺要求的压力来进行自动调节，用以稳定整个煤气系统的压力，同样有利于提高粗苯回收率。本发明的焦炉煤气处理系统和粗苯回收方法，实现了粗苯回收率的提高以及稳定生产。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

附图1为本发明的焦炉煤气处理系统的示意图。

图中，1、焦炉，2、前道工序，21、初冷器、22、终冷器，3、洗苯塔，4、富油泵，5、换热加热系统，6、脱苯塔，7、再生器，8、贫油储槽，9、贫油泵，10、冷却器，11、储渣槽，12、油水分离器，13、回流槽，14、回流泵，15、粗苯计量槽，16、净煤气自动放散系统，17、冷凝工段，18a、阀门I，18b、阀门II，18c、阀门III。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1所示，本发明的焦炉煤气处理系统包括，前道工序2、洗苯塔3、富油泵4、换热加热系统5、脱苯塔6、再生器7、贫油储槽8、贫油泵9、冷却器10、储渣槽11、油水分离器12、回流槽13、回流泵14、粗苯计量槽15、净煤气自动放散系统16。所述的前道工序2包括初冷器21和终冷器22。

焦炉1产生的荒煤气通过管路依次连接初冷器21和终冷器22后进入洗苯塔3，洗苯塔3产生的一部分净煤气通过净煤气管路返回焦炉1，并且净煤气自动放散系统16通过支路管路连接净煤气管路；所述初冷器21和终冷器22分别具有在线清扫装置，所述在线清扫装置分别将78摄氏度至85摄氏度的循环氨水送入初冷器和终冷器；洗苯塔3产生的富油通过管路用富油泵4送往换热加热系统5后进入脱苯塔6，脱苯塔6产生的一部分贫油到达贫油储槽8，贫油储槽8中的贫油通过管路用贫油泵9送往冷却器10后返回洗苯塔3，脱苯塔6产生的另一部分贫油由管路进入再生器7，由再生器7再生后的贫油通过管路返回脱苯塔6，再生器7排的稀渣进入储渣槽11；脱苯塔6产生的苯通过管路经过油水分离器12后进入回流槽13，回流槽13中一部分苯通过管路由回流泵14送到脱苯塔6，用以控制脱苯塔顶部的温度及塔压，回流槽13中另一部分苯作为产品通过管路输送至粗苯计量槽15。

另外，如图1所示，在焦炉煤气处理系统中有三个循环系统。

一，煤气循环：从焦炉1发生出来的荒煤气到前道工序2，即荒煤气分别通过初冷器21和终冷器22，荒煤气经前道工序的初步冷却、捕集焦油、风机加压、脱硫、除氨及最终冷却处理后到达洗苯塔3(图1中除初冷器和终冷器外，前道工序2中的其他装置未示出)，荒煤气变成净煤气再返回焦炉1。在这个循环过程中，在将一部分净煤气从洗苯塔3返回焦炉1的管路上具有一支路管路连接净煤气自动放散系统16。该净煤气自动放散系统16为一种稳压装置，并且优选包括自动调节阀、仪表和与仪表相配套的压力变送器及管道阀门。净煤气自动放散系统16能够按照生产工艺要求的压力，如8千帕-10千帕，对压力进行自动调节，能够稳定整个煤气系统的压力，保证后道工序及整个煤气系统的压力稳定。初冷器21和终冷器22分别具有在线清扫装置，在线清扫装置包括用于输送78摄氏度至85摄氏度循环氨水的管道及阀门，用于将循环氨水分别送入初冷器和终冷器，在初冷器和终冷器的运行过程中对其进行冲洗，即实现在线清扫。如图1所示，来自冷凝工段17的氨水由总管道以及与总管道连接的分支管道分别送入初冷器21和终冷器22，总管道设置有阀门I 18a，连接初冷器21的分支管道设置有阀门III 18c，连接终冷器22的分支管道设置有阀门II 18b。初冷器21的在线清扫装置包括了阀门III 18c以及与初冷器连接的分支管道；终冷器22的在线清扫装置包括了阀门II 18b以及与终冷器连接的分支管道。从焦炉顶部出来的煤气到初冷器前称为荒煤气。出洗苯塔后的煤气称为净煤气。初冷器后到洗苯塔前这段统称为煤气。冷凝工段17为初冷器所在的工段，主要功能为初步冷却荒煤气，生产的产品之一为煤焦油。

二，贫油富油循环：贫油在洗苯塔3内变为富油，产生的富油用富油泵4送往换热加热系统5，经过换热加热的富油然后进入脱苯塔6脱除粗苯后变为贫油，产生的贫油到达贫油储槽8，贫油储槽8中的贫油经过贫油泵9加压送往冷却器10冷却，再返回洗苯塔3与煤气交换后变为富油继续下一循环。在这一循环当中，有1％的循环洗油去往再生器7进行洗油再生，由再生器再生后的贫油通过管路返回脱苯塔，再生器7产生的稀渣进入储渣槽11进行储存、计量及外排，以此保证循环洗油的质量。

三，苯循环：从脱苯塔6出来的苯进入油水分离器12，经过油水分离后的苯进入回流槽13，一部分苯经过回流泵14又回到脱苯塔6。在这一循环过程中，从回流槽13当中分出一部分苯作为产品到粗苯计量槽15。

另外一方面，根据本发明的其中一实施方式，一种使用上述的焦炉煤气处理系统进行粗苯回收的方法，该方法包括，在前道工序2中使用焦化厂现有的78摄氏度至85摄氏度的循环氨水冲洗初冷器和终冷器。冲洗方法有两种，视煤气温度高低而定，如温度范围22-24℃。一种是连续冲洗；另一种是间歇定时冲洗。用以保证前道工序阻力不超标，如不大于1.5千帕，以此保证粗苯工段开工率。这两种冲洗方法的特点是:初冷器和终冷器不停用。即初冷器和终冷器是在运行当中进行冲洗，也就是说不停止使用该设备的情况下进行冲洗，即通过在线清扫装置实现在线清扫。通过在线清扫使得初冷器和终冷器在正常使用当中对其内部进行清理，能够避免设备长期使用内部挂萘而影响煤气正常通过。实现了不停产、不停工、不增加阻力从而保证焦化厂的主要设备-焦炉的正常生产，保证焦化厂的心脏-煤气鼓风机的正常运转，保证后部煤气净化各个工段(包括粗苯工段)的正常生产。

该方法还包括，使用净煤气自动放散系统16按照生产工艺要求的压力，如8千帕-10千帕，对压力进行自动调节，用以稳定整个煤气系统的压力。

根据本发明的其中一实施方式，该粗苯回收的方法具体包括，煤炭在焦炉1中生产焦炭的过程中产生作为副产品的荒煤气，荒煤气通过管路依次经过初冷器21和终冷器22进行初步冷却和最终冷却，在初步冷却和最终冷却中，使用78摄氏度至85摄氏度的循环氨水冲洗初冷器和终冷器使其阻力不升高，并且初冷器和终冷器是在运行中进行冲洗；然后煤气进入洗苯塔3，在洗苯塔中贫油对煤气进行净化形成富油，煤气最终被净化为净煤气；洗苯塔3产生的一部分净煤气通过净煤气管路返回焦炉1作为燃料，并且净煤气自动放散系统16通过支路管路连接净煤气管路，按照生产工艺要求的压力，对压力进行自动调节；洗苯塔3产生的富油通过管路用富油泵4送往换热加热系统5后进入脱苯塔6，脱苯塔中富油脱除苯成为贫油，脱苯塔6产生的一部分贫油到达贫油储槽8，贫油储槽8中的贫油通过管路用贫油泵9送往冷却器10冷却后返回洗苯塔3，进行再次洗苯循环；脱苯塔6产生的另一部分贫油由管路进入再生器7，由再生器7再生后的贫油通过管路返回脱苯塔6，再生器7产生的稀渣进入储渣槽11储存、计量并外排；脱苯塔6产生的苯通过管路经过油水分离器12进行油水分离后进入回流槽13，回流槽13中一部分苯通过管路由回流泵14送到脱苯塔6，用以控制脱苯塔顶部温度及塔压，回流槽13中另一部分苯作为产品通过管路输送至粗苯计量槽15。

其中通入洗苯塔的煤气的温度为22-26℃，返回洗苯塔的贫油的温度比通入洗苯塔的荒煤气的温度高1℃，净煤气含苯量为每立方米煤气0.5-1.0克；其中进入脱苯塔的富油的温度为185-190℃，脱苯塔顶部温度为92-95℃，脱苯塔顶部压力为4-5kPa，脱苯塔中部压力为10-15kPa，脱苯塔底部压力小于30kPa，脱苯塔使用的过热蒸汽的温度为450-500℃，脱苯塔产生的贫油的含苯量为0.22％-0.25％(以质量计)；脱苯塔顶部回流量为4-5吨/每小时。

贫油和富油的每小时循环量为设计年产焦炭量的万分之一。贫油槽液位为1-1.2米，富油槽液位为0.8-1米。洗油单耗为每吨苯不大于50公斤。排渣的温度为195-200℃，排渣次数为每两天排一次，排渣数量为粗苯产量(以吨计的数量)×50公斤。

根据本发明的其中一实施方式，使用上述的粗苯回收方法进行粗苯回收。某焦化厂粗苯工段连续21个月的实际成果如下表所示。从下表中能够看出，从第4个月开始，粗苯的回收率稳定在1％左右，平均粗苯回收率在1％以上，相比于现有技术中的0.9％的回收率，本发明具有更高的粗苯回收率。

其中，粗苯回收率的计算公式为：粗苯回收率＝粗苯产量÷耗干煤总量×100％。该计算公式中，粗苯产量＝期末库存量－期初库存量+销售量(期初、期末库存量由每月盘点得出；粗苯销售量由销售部门提供)；耗干煤总量＝单孔焦炭耗干煤量×当月出炉总数；单孔焦炭耗干煤量＝单孔焦炭量(干基)×干煤单耗；当月出炉总数＝每天出炉孔数的累计(由生产统计得出)；单孔焦炭量(干基)＝由实际测得单孔焦炭量(湿)－水份(单孔焦炭(湿)是平均数，由生产统计给出；水份是平均数，由化验得出)；干煤单耗＝全月耗干煤总量÷全月焦炭产量(干基)；全月耗干煤总量＝全月耗湿煤总量—水份(水份是平均数，由化验得出)；全月焦炭产量(干基)＝全月焦炭产量(含水)—水份(全月焦炭产量(干基)由生产统计得出；水份是平均数，由化验得出)；全月耗湿煤总量＝期初库存量—期末库存量+采购量(期初期末库存量由每月盘点得到；采购量由采购部门提供)；全月焦炭产量(含水)＝期末库存量—期初库存量+销售量(期末期初库存量由每月盘点得到；销售量由销售部门提供)。

另外，粗苯吨耗洗油量＝洗油消耗总量÷粗苯产量(粗苯吨耗洗油量由生产统计得到)。洗油消耗总量＝期初库存量—期末库存量+采购量(期初期末库存量由每月盘点得到；采购量由采购部门提供)。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种焦炉煤气处理系统进行粗苯回收的方法，其特征在于：所述系统包括，前道工序(2)、洗苯塔(3)、富油泵(4)、换热加热系统(5)、脱苯塔(6)、再生器(7)、贫油储槽(8)、贫油泵(9)、冷却器(10)、储渣槽(11)、油水分离器(12)、回流槽(13)、回流泵(14)、粗苯计量槽(15)、净煤气自动放散系统(16)；所述的前道工序(2)包括初冷器(21)和终冷器(22)；

焦炉(1)产生的荒煤气通过管路依次连接初冷器(21)和终冷器(22)后进入洗苯塔(3)，洗苯塔(3)产生的一部分净煤气通过净煤气管路返回焦炉(1)，并且净煤气自动放散系统(16)通过支路管路连接净煤气管路；所述初冷器(21)和终冷器(22)分别具有在线清扫装置，所述在线清扫装置分别将78摄氏度至85摄氏度的循环氨水送入初冷器(21)和终冷器(22)；洗苯塔(3)产生的富油通过管路用富油泵(4)送往换热加热系统(5)后进入脱苯塔(6)，脱苯塔(6)产生的一部分贫油到达贫油储槽(8)，贫油储槽(8)中的贫油通过管路用贫油泵(9)送往冷却器(10)后返回洗苯塔(3)，脱苯塔(6)产生的另一部分贫油由管路进入再生器(7)，由再生器(7)再生后的贫油通过管路返回脱苯塔(6)，再生器(7)排出的稀渣进入储渣槽(11)进行储存、计量及外送；脱苯塔(6)产生的苯通过管路经过油水分离器(12)后进入回流槽(13)，回流槽(13)中一部分苯通过管路由回流泵(14)送到脱苯塔(6)，回流槽(13)中另一部分苯作为产品通过管路输送至粗苯计量槽(15)；

所述在线清扫装置包括用于输送78摄氏度至85摄氏度循环氨水的管道及阀门；所述在线清扫装置采用连续冲洗或间歇定时冲洗方式；

所述净煤气自动放散系统(16)包括自动调节阀、仪表和与仪表相配套的压力变送器及管道阀门；

所述方法包括，

在前道工序(2)中使用78摄氏度至85摄氏度的循环氨水冲洗初冷器(21)和终冷器(22)，并且初冷器(21)和终冷器(22)是在运行中进行冲洗；

使用净煤气自动放散系统(16)按照生产工艺要求的压力，对压力进行自动调节。

2.根据权利要求1所述的粗苯回收的方法，其特征在于：所述压力为8千帕-10千帕。

3.根据权利要求1所述的粗苯回收方法，其特征在于：该方法包括，煤炭在焦炉(1)中生产焦炭的过程中产生作为副产品的荒煤气，荒煤气通过管路依次经过初冷器(21)和终冷器(22)进行初步冷却和最终冷却，在初步冷却和最终冷却中，使用78摄氏度至85摄氏度的循环氨水冲洗初冷器(21)和终冷器(22)使其阻力不升高，并且初冷器(21)和终冷器(22)是在运行中进行冲洗；然后煤气进入洗苯塔(3)，在洗苯塔(3)中贫油对煤气进行净化形成富油，煤气被净化为净煤气；洗苯塔(3)产生的一部分净煤气通过净煤气管路返回焦炉(1)作为燃料，并且净煤气自动放散系统(16)通过支路管路连接净煤气管路，按照生产工艺要求的压力，对压力进行自动调节；洗苯塔(3)产生的富油通过管路用富油泵(4)送往换热加热系统(5)后进入脱苯塔(6)，脱苯塔(6)中富油脱除苯成为贫油，脱苯塔(6)产生的一部分贫油到达贫油储槽(8)，贫油储槽(8)中的贫油通过管路用贫油泵(9)送往冷却器(10)冷却后返回洗苯塔(3)，脱苯塔(6)产生的另一部分贫油由管路进入再生器(7)，由再生器再生后的贫油通过管路返回脱苯塔(6)，再生器(7)产生的稀渣进入储渣槽(11)；脱苯塔(6)产生的苯通过管路经过油水分离器(12)进行油水分离后进入回流槽(13)，回流槽(13)中一部分苯通过管路由回流泵(14)送到脱苯塔(6)，回流槽(13)中另一部分苯作为产品通过管路输送至粗苯计量槽(15)；

其中通入洗苯塔(3)的煤气的温度为22-26℃，返回洗苯塔(3)的贫油的温度比通入洗苯塔(3)的荒煤气的温度高1℃，净煤气含苯量为每立方米煤气0.5-1.0克；其中进入脱苯塔(6)的富油的温度为185-190℃，脱苯塔(6)顶部温度为92-95℃，脱苯塔(6)顶部压力为4-5kPa，脱苯塔(6)中部压力为10-15kPa，脱苯塔(6)底部压力小于30kPa，脱苯塔(6)使用的过热蒸汽的温度为450-500℃，脱苯塔(6)产生的贫油的含苯量为以质量计0.22％-0.25％；脱苯塔顶的回流量为4-5吨/每小时。

4.根据权利要求3所述的粗苯回收方法，其特征在于：贫油和富油的每小时循环量为设计年产焦炭量的万分之一；贫油槽液位为1-1.2米，富油槽液位为0.8-1米。

5.根据权利要求3所述的粗苯回收方法，其特征在于：排渣的温度为195-200℃，排渣次数为每两天排一次，排渣的数量为以吨计的粗苯产量×50公斤。

Images