粗苯再生器的操作

2022-10-10 13:45:04 字數 2758 閱讀 6440

而迴圈洗油質量的提高又是保證粗苯正常生產的關鍵。

近來我國絕大多數焦化企業都採用管式爐加熱富油生產粗苯的工藝。經驗證明,採用管式爐加熱生產粗苯是完全正確的,因為在富油含苯量及所要求的貧油含苯量一定時,提高富油脫苯的溫度是降低脫苯塔直接蒸汽用量的最重要措施。直接蒸汽用量大幅度降低,使得脫苯裝置的裝置尺寸相應減少,操作得以改善。

在舊有的工藝用蒸汽加熱時,一般加熱溫度為145℃左右,每生產1噸粗苯的直接蒸汽耗量為3~3.5噸。用管式爐加熱富油時,加熱溫度可達180~190℃,直接蒸汽耗量可下降至1~1.

5噸。但是,兩種不同的加熱方式,由於直接蒸汽耗量的變化較大,對粗苯蒸餾裝置及其再生系統的操作制度產生了直接的影響。本文著重從理論上和實踐上闡述洗油再生器的操作問題。

1 再生器的作用和對粗苯生產的影響

無論是採用什麼加熱方式,在粗苯蒸餾系統中均需設定再生器。使用再生器的作用是將迴圈洗油的一部分連續引入再生器,在器內洗油被加熱到一定的溫度,使洗油中的不飽和化合物聚合,作為高沸點殘渣排出,以保證迴圈洗油的質量。如果再生器失去作用,洗油質量變壞的速度是很快的。

某廠的生產實踐表明,兩個月的時間,迴圈洗油的粘度就由1.52°e25增長到3.7~3.

8°e25, 270℃的餾出量由60%左右下降到45%~48%,300℃前的餾出量下降到80%左右。

眾所周知,迴圈洗油質量的惡化會造成洗油粘度和比重的增加,洗油分子量增大,從而直接影響苯的吸收操作,造成粗苯**率下降。不僅如此,洗油質量的好壞對脫苯操作影響也很大。因此,再生器的正常操作是保持和穩定迴圈洗油質量和保證粗苯裝置正常執行的關鍵之一。

2再生器的操作原理和計算方法

從《煉焦化產品的**裝置計算》一書中得知,計算再生器與脫苯塔採用完全相同的公式:

式中:ηi — 組分的鎦出率

n—汽提段的塔盤數

ki—組分的平衡常數

pi —組分的蒸汽壓, pa

p — 塔用總壓力 , pa

l—液態洗油量與直接蒸汽量之比

計算時, 假設再生器相當於一塊板n=1,當進入再生器的洗油組分和直接蒸汽量一定時,用再生器的操作溫度就可以計算出洗油的鎦出率。

實際上,洗油再生器與脫苯塔大不相同,上述公式的假定條件是:整個塔內為恆分子流動,即整個塔內上公升氣體的公斤分子數和下降液體的公斤分子數是恆定的;並且假定塔板效率為0.5。

對脫苯塔而言,其提餾段下降液體因洗油蒸發程度不高,可以認是恆定的;上公升氣體在塔底為直接蒸汽,而頂部為水蒸汽和部分洗油和粗苯,蒸發量的總和與底部基本相同。因此,使用該公式計算脫苯塔,在一般情況下,計算值與實際值基本一致。但是,在再生器中進油量與底部的殘渣量相差8倍,也就是下降的液體並非恆定,與該公式的假定條件不符,計算結果必然導致不可忽略的誤差。

另外,用上述公式計算時,當再生器的操作溫度提不高時,好象只要從再生器內增加幾塊塔盤,就可以達到同樣的效果。這在理論上和實踐上都是行不通的。

應當指出,洗油再生器的操作原理實際上與水蒸汽蒸餾十分吻合,洗油可視為同一組成,採用水蒸汽蒸餾的公式,其計算結果與實際情況基本符合。用水蒸汽蒸出洗油,若達到平衡時,根據道爾頓定律則汽體中水蒸汽與洗油蒸汽的分子數之比,等於其分壓之比。由於實際操作中要達到平衡是不可能的,因此,實際上單位洗油的蒸汽耗量必然大於理論耗量。

假定理論耗量與實際耗量之比值稱為飽和係數φ,則計算公式為:

式中:n蒸汽—水蒸汽的分子分數

n洗油—再生洗油汽的分子分數

p—再生器的操作壓力,pa

p洗油t—在溫度t℃洗油的蒸汽壓力, pa

φ—水蒸汽對洗油蒸汽的飽和係數,一般為0.5~0.7式中的洗油汽的分子分數n洗油可以根據操作要求進行計算。

計算得知,當採用管式爐加熱時,富油加熱溫度180℃,脫苯塔直接蒸汽單耗為1t/t粗苯,再生油量為迴圈油量的1.5%,直接蒸汽全部通過再生器時,要想達到合格的再生殘渣,再生器的操作溫度應為205.8℃;靠直接蒸汽過熱溫度供熱時,直接蒸汽的過熱溫度應達到385℃以上。

這充分說明採用管式爐加熱粗苯,直接蒸汽量大幅度降低的情況下,提高再生器的操作溫度是保證洗油再生器正常操作的重要因素。

從計算公式中還可以看出,為了發揮再生器的效率,還必須提高水蒸汽對洗油蒸汽的飽和係數φ,它主要取決於洗油再生器合理的裝置結構,使得再生洗油和水蒸汽在器內接觸良好。因此,在再生器進料口以下增加幾層篩板,以改善再生器內洗油與水汽的接觸狀況;同時,在頂部設定捕霧裝置,使上公升的油汽和水汽夾帶的高沸點液滴返回再生器;這些措施對提高洗油再生器的效率都是有益的。此外,再生器的液面控制儀表應保持良好狀態,操作中用加入的再生油量嚴格控制再生器的液面,才能保證再生器的各項操作制度穩定。

3再生器的操作業績

經過長期的生產實踐,這樣的再生器完全滿足了生產操作的要求,穩定了迴圈洗油的質量,洗油的消耗量下降,其操作制度和技術指標如下表。

再生器給油溫度(管式爐後的加熱溫度) 185℃左右

再生器底部溫度 195~210℃

再生器頂部的油汽溫度 185~195℃

過熱蒸汽溫度 400℃左右

再生器頂部壓力 0.03mpa

再生油量為迴圈油量的 1.5%左右

直接蒸汽量 1~1.2t/t粗苯

殘渣質量

270℃前餾出量 <3%

300℃前餾出量 25%~30%

迴圈洗油質量

270℃前餾出量 55%~60%

300℃前餾出量 91%~93%

粘度 1.33~1.38e25

生產每噸粗苯的洗油消耗量 <100kg

4 結論

通過對再生器操作原理的分析、推薦的計算方法以及操作實踐表明,採用管式爐加熱生產粗苯的工藝中,提高再生器操作溫度是發揮再生器效率、保持和穩定迴圈洗油質量的重要因素,而迴圈洗油質量的提高又是保證粗苯正常操作的關鍵。

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