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新型填料及分布器在洗苯塔上的应用
发布时间:2012/7/30 14:54:48 点击次数:4086
摘要:运用新型填料及分布器,对唐钢焦化厂洗苯塔进行改造,结果只保留改造一个塔即可代替原三个塔,并使塔后煤气含苯由6.0g/Nm3降至3.1g/Nm3,轻苯回收率提高19%,塔后煤气带洗油也大幅降低。

新型填料及分布器在洗苯塔上的应用

   

    目前我国不少焦化厂,煤气净化技术仍比较落后:设备庞大、能耗高且产品质量和收率均较低。从2001年开始,我公司将高效填料、分布器及径向侧导喷射塔板(CJST)技术,在焦化厂洗苯塔上推广应用,取得了显著的效果。

    洗苯塔的任务,是将煤气中的粗苯用洗油吸收下来。在焦化厂,洗苯塔多采用填料吸收塔,由于洗苯塔操作温度较低,一般只有25-30℃,而吸收剂洗油的粘度又较高,特别是洗油再生不好,粘度还要增加,再加上煤气中析出萘晶体,这将导致填料的堵塞,使洗苯效果下降。以往洗苯塔的填料型式主要是木格子、竹格子及钢板网等,这些填料比表面积较小,而且对气、液自分布效果差,容易被萘和粘性焦油堵塞,在流程上常采用三塔吸收过程,使系统阻力和动力消耗增加,而总的吸收效果并不好。以唐山钢铁公司焦化厂为例,该厂老系统年产焦炭144万吨。洗苯塔三座串联使用,每个塔塔径5.0m,塔内为竹格填料,三塔填料总高度为51.84m。过去生产中一直存在下列问题:(1)塔后煤气含苯量高,一般在6g/m3以上;(2)填料堵塞严重,三塔总压降为2000Pa;(3)塔后煤气带洗油严重,高时可达0.3 g/m3(4) 后续脱苯部分轻苯产量太低,每天只有34.2吨。

    2003年我公司选用CJ-125YZ型孔板波纹填料,并配合CJ-槽式液体分布器,对老系统洗苯塔进行了改造,取得了优异效果,受到厂方的一致好评,以下是改造方案的选择。

 、改造方案的选择   

1、填料选用CJ-125YZ型聚丙烯孔板波纹填料,这种填料具有传质效率高、通量大、阻力小等特点,其填料表面为细密条纹状,其比表面积比一般125Y型填料高出20%。其次,聚丙烯对吸收剂洗油的润湿性高于金属材料,具有耐腐蚀、轻质、廉价等优点。改造选用一塔流程,即保留原1#塔进行改造:塔内新装聚丙烯填料分三段,总高度15m,为增加支承强度,每段填料下部加一段0.4m高不锈钢板波纹填料,合计高度1.2m。

2、在塔的上部,即洗油入口下分配器上,设计一层径向侧导喷射塔板(CJST),由于洗苯塔属于小的液、气比操作,喷淋密度一般较小,特别是在塔的上部煤气中苯含量已较低,即吸收推动力变小,利用CJST持液时间较填料长,又对气、液混合强度大的特点,在一定程度可弥补喷淋密度和吸收推动力小的不足,且能降低出塔煤气带洗油同时又减轻塔顶除沫器堵塞,但考虑到塔板阻力降比填料大,所以只加了一层塔板。

3、将原洗苯塔喷头或管淋式分布器拆去,在塔顶安装CJ-槽式液体分布器,这种分布器为两级槽式,一级槽先分布进入二级槽,由于二级槽间有液体平衡管连通,可保证各槽间液面平衡。使得每个自流喷淋孔流量相等。两段填料间采用CJ-槽盘式液体再分布器,它能将填料上方落下液体全部收集,又能使各槽液面连通平衡将液体均匀分布。还能利用侧孔位置高低来防止粘性或颗粒料液的堵塞。

4、为解决出塔煤气带洗油问题,塔顶安装0.8m高不锈钢丝网填料,除雾效率可达90%以上,考虑丝网填料易堵塞情况,在除雾器上部设置了分块式喷淋洗涤装置,以清洗除雾器,但运行两年来,未出现除沫器堵塞,这也说明了顶部塔盘起到了良好的效果。

二、运行效果

     改造于03年底完成,考查了04年4月15日至25日的实际生产数据,并与改造前生产数据对比,列表如下: 

洗苯塔改造前后操作数据表
名称
单位
改造前
改造后
备注
焦炭生产能力
塔  径
使用填料总容积
填料类型
运行塔数
煤气入塔温度
洗油入塔温度
煤气液量
洗油循环量
塔前煤气含苯
塔后煤气含苯
塔后煤气带洗油量
轻苯产量
每m3煤气使用填料面积
洗苯塔总压力降
 
X104t/a
m
m3
Nm3/h
t/h
g/Nm3
g/Nm3
mg/m3
t/d
m2
Pa
144
5.0
1837
竹格栅
3
28
30
66667
130
34.2
6.0
300
34.2
1.24
2000
144
5.0
317.9
CJ-125YZ
1
28
30
66667
115
34.2
3.1
80
39.0
0.72
<1000
实际产量
 
 
竹格栅填料比表面积取45m2/m3
 
 
 
 
 
 
 
脱苯塔顶出轻苯
 
 

    从上表中数据可以看出:

1、填料的压力降较低

    改造后,虽然洗苯塔内增加了两个结构较复杂分布器,又加一层CJST塔板,但全塔压力降仍比改造前低约1000Pa,这说明新型填料的压降很低,而且该填料对气、液的自分布效果好,防止了气、液偏流导致局部流速高而增加压降。

2、增加了轻苯产量

    虽然每Nm3煤气使用的填料面积,较改造前少近一倍,但塔后煤气含苯量却降至3.1g/Nm3,这使富油含苯量增加近0.2%,近而使脱苯塔顶轻苯产量,由改造前的每天34.2吨增至39.0吨,这些说明新型填料对气、液分散效果好,同时填料对洗油的润湿效果也好,故提高了洗油对苯类的膜吸收效果。

3、减少洗油消耗

    由于塔顶丝网填料扑雾效果好,使塔后煤气带洗油由300mg/m3降至80mg/m3,每天可减少洗油消耗352kg,全年可节省洗油耗量128.5吨。

4、改造的经济效益

    改造后年新增经济效益:(1) 轻苯:每年多回收轻苯 1752吨,以轻苯市场价每吨3700元计,全年多收益648.2万元;(2)全年节省洗油128.5吨,每吨洗油按3000元计,每年可多收益38.55万元。(3) 其他, 由于煤气系统阻力和运送洗油动力设备减少,而导致的动力消耗降低等的经济效益均未包括在内。

三、结语

    新型填料及分布器洗苯塔上的应用是成功的,不仅提高了洗苯的效率、增加了轻苯产量,而且大幅降低了洗油及生产动力消耗,这反映了新技术的创新作用。

 
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