迁安中化煤化工有限责任公司化工一段煤气处理量为10.6 万m3/h,终冷塔是粗苯生产中的关键设备之一,长期运行后塔内填料及塔顶除沫器易堵塞,塔阻力增大,造成风机后压力超标,影响后续煤气输送。2011年11月公司将闲置的洗苯塔改造为终冷塔,新、老2台终冷塔一开一备,保证了系统的正常运行。
1. 工艺状况及存在的问题
粗苯回收分洗苯和脱苯2个生产工序。来自硫铵工段的50 ℃左右的煤气进入终冷塔,被循环液冷却至25 ℃后进入洗苯塔,用循环洗油进行苯吸收,洗苯后的净煤气经管道送至用户。2004年投产时,终冷塔阻力小于1 kPa;2007年以来终冷塔阻力逐渐增大;2011年6月冷塔阻力最高达到5.2 kPa,煤气系统平均阻力超过设计值1.4 kPa,造成风机后压力超标,靠开洗苯后放散控制系统阻力,影响系统正常运行并造成煤气损失。
造成终冷塔阻力增大的可能原因有以下几种:① 鼓冷工段电捕焦油器检修,煤气中焦油含量增加;② 脱硫系统检修,开启煤气便道阀的次数多,煤气中的焦油等杂质被带入粗苯系统,使终冷塔阻力增加;③ 终冷塔自2004年投运以来,从未清理过,塔内填料被淤积的杂物(包括碎填料、焦油、硬质萘、硫铵沉积物、脱落的防腐层等)堵塞;④ 终冷塔顶部除沫器设备陈旧、技术落后,气速高、局部堵塞,造成终冷塔阻力增大。
2. 应对措施
(1)终冷循环液加强过滤,适当加大排液量。
(2)加强煤气脱硫、硫铵系统沿线各管道、水封排液情况的检查处理,减少煤气夹带杂质。
(3)2012年1—7月,6次用洗油清洗终冷塔,煤气走便道。处理后终冷塔阻力能下降1~2 kPa,之后又很快上涨,每月处理1次,每次需停终冷塔3 d,期间塔后含苯在10 g/m3以上,影响粗苯的产量和收率;7月份用洗油清洗后其阻力下降不明显,表明终冷塔堵塞严重,已经不适合用洗油清洗来降低阻力了。
3. 闲置洗苯塔改造为终冷塔
经研究,公司决定将闲置的老洗苯塔改造为终冷塔,待其投用后,旧终冷塔再更换填料,改造后新、老2台终冷塔一开一备。
(1)洗苯塔和终冷塔设备结构
① 终冷塔:DN5600、H=27700 mm,内装科斯特填料,分上下2段,中部设断液盘。上段1层填料,高度为4 m;下段2层填料,高度均为2.5 m;填料共221 m3。
② 洗苯塔(闲置):DN5600,H=34300 mm,塔内装有4段轻瓷填料,填料高度均为4250 mm;塔顶煤气出口设有蜂窝状捕雾器、冲洗管和6个洗油进液喷头。
(2)技改方案
① 拆除洗苯塔塔顶煤气出口的捕雾器;上数第1段填料高度由4250 mm改为1500 mm,本填料段作为捕雾段使用;塔顶原来的6个洗油进液管道及喷头改作捕雾段冲洗水使用。
② 在捕雾段下部空间增设上段循环液喷洒装置——槽盘式分布器,保留洗苯塔第2段4250 mm填料段,填料高度维持不变。塔外部新设进液管系统、平台及过渡阶梯。
③ 拆除第3段填料段上部的再分配盘;第3段填料段高度由4250 mm改为1500 mm;并增设断塔盘,设置液体收集盘。
④ 保留洗苯塔第4段4250 mm填料段,填料高度不变。
⑤ 洗苯塔内填料全部更换为新的轻瓷填料。
⑥ 洗苯塔改造为终冷塔后,塔分为上、下两段,各段进出液管道均与老终冷塔相应循环液管道并联,实现新、老终冷塔一开一备的改造目标;改造后的新终冷塔煤气进出管道、蒸汽吹扫管线利旧,上部原洗油进塔管道与冲洗水管道相连,用于提供捕雾段填料的冲洗用水。
4. 改造效果
2012年5—11月完成将洗苯塔改造成终冷塔的全部工作。
改造前的2012年,用洗油清洗终冷塔期间,终冷后煤气温度在40~45 ℃,塔后含苯量升高4~6 g/m3,会减少粗苯产量322 t,粗苯价格按6000 元/t计,损失193.2万元;清洗期间消耗洗油 10 t,此部分洗油通过终冷地下罐送到冷凝系统,生产为焦油出售,洗油和焦油的差价为1830 元/t,损失为1.83万元;清洗期间煤气系统阻力高,煤气放散20.4 万m3,煤气按0.6元/ m3计,损失为12.24万元。
闲置洗苯塔改造为终冷塔后,新、老2台终冷塔一开一备,彻底解决了化工一段煤气系统阻力高的问题,每年至少可减少损失193.2+1.83+12.24=207.27万元。
(迁安中化 朱长春)