近年来,很多炼焦厂在焦炉气的利用上都选择了制甲醇这一途径,使得焦炉气制甲醇扩张十分迅猛。但因炼焦方式与配煤的不同,所产生的焦炉气气质也不同,除当中的有效气体成分有所差别外,其他的杂质含量也有很大不同,尤其是其中的焦油、萘、粉尘、苯等杂质,其存在对精脱硫工段造成严重堵塞。现厂家多使用转化副产蒸汽经过升温炉提高温度后对精脱硫滤油剂进行热洗,但这种热洗方法缺点有二:一是蒸汽消耗非常大;二是热洗后的冷凝液处理困难,增加了污水处理的负担。
另外,因预加氢催化剂更换后需要硫化,而正常的循环硫化流程不能打通,在线硫化会造成焦炉气大量放空,影响产量,如果用于硫化的焦炉气配CS2气量小,还会造成硫化时间长且硫化不彻底,不能满足频繁更换加氢催化剂的需要,而且硫化后的气体又不能实现回收利用,会造成环境污染。
1.问题的提出
山西光大焦化气源有限公司15万t/a甲醇项目于2009年10月投产,由于焦炉气气质不好,杂质太多,精脱硫工段过滤器堵塞严重,使得初预热器及后序的预加氢、一级加氢都产生不同程度的结炭现象,影响了加氢催化剂的活性,增加了系统的阻力。为此,我们只能频繁地更换预加氢催化剂及热洗精脱硫滤油剂。每次热洗精脱硫滤油剂都需要用蒸汽10 t/h左右,热洗时间约24 h。之后系统进行过改造,又在气柜前增设了预处理系统,使得热洗需用的蒸汽量又大大增加,且生化面临处理不了的境地。同时,预加氢催化剂更换后的硫化也存在上述环保问题。为此,我们于2012年再次进行改造,使用甲醇合成弛放气作为热洗和硫化的载体,这样既消除了蒸汽热洗的两个缺点,又解决了在线硫化的难题。
2.改造方案
我厂甲醇合成弛放气原除供净化预热炉、锅炉燃烧外,全部送至焦化厂用于回炉煤气燃烧用。现将一部分弛放气在弛放气调节阀前引出,经减压阀调节至0.5 MPa后送至精脱硫升温炉升温,之后分别用作热洗和硫化的介质。
热洗管线主要是用于精脱硫滤油剂与预处理活性炭槽,管线配置可实现单槽热洗,而不影响正常生产。热洗时,弛放气经升温炉加热至350 ℃,单独送至需热洗的设备,待热洗设备出口温度达到100 ℃时,恒温热洗24 h,每小时及时打开热洗导淋阀,液体流入隔油池,热洗后的气体经空冷器冷却后与原弛放气管线汇合,最终送至焦化厂作回炉煤气燃烧用。
硫化时,弛放气从升温炉出口直接接入原循环升温硫化管线,升温硫化的操作与原焦炉气配CS2的操作一样;升温硫化后的气体不走原循环硫化管线,直接接入热洗管线,经空冷器冷却后送至焦化作回炉煤气燃烧用。
热洗和硫化过程中,注意以下几个问题:①热洗、硫化后的气体控制汇合后温度不超60 ℃;②热洗、硫化时的气量控制在8000~10000 m3/h,并保持稳定;③受气量限制,各设备的热洗、硫化操作只能单独进行,与其他管线连接处的法兰需及时抽插好盲板,以免造成其他危害。
3.改造效果及效益
(1)改造前用蒸汽热洗时,蒸汽最小用量也有10 t/h,每次热洗操作,升温与热洗共需时50 h,整个过程耗蒸汽500 t。改造后,利用甲醇弛放气作为热洗的载体,节约了原来热洗用的蒸汽,节能效益非常可观。
(2)改造前蒸汽热洗时,每次热洗产生约500 t的废水。改造后,利用甲醇弛放气作为热洗的载体,仅在空冷器阻力大时才需要用低压蒸汽对其热洗,一般热洗5次才会洗一次空冷器,且蒸汽用量不超5 t/h;同时,利用甲醇弛放气作为热洗的载体后,没有在空冷器处冷却下的杂质都进入回炉煤气进行燃烧处理,从而大大减轻了生化处理的负担。
(3)利用甲醇弛放气作为硫化的载体,不仅节约了焦炉气,而且甲醇弛放气用于硫化后又返回到回炉煤气中,没有物料损失,且含硫气体经回炉燃烧后可经过烟道气脱硫处理,减轻了环境污染。
对热洗、硫化管线进行了以上改造后,从这几年的运行情况来看,甲醇弛放气作为热洗载体同样达到了用蒸汽热洗的效果,硫化操作也能顺利进行,此项改造在节能与环保方面具有可观的经济效益与社会效益,值得推广应用。
(山西光大焦化气源有限公司 王玉鹏)