萘集中度的影响因素和提高措施

萘集中度的影响因素和提高措施摘要：分析了影响焦油萘集中度提高的因素，提出了在保证焦油预处理效果的基础上，稳定焦油蒸馏操作，稳定各侧线馏份提取温度，减小其他馏份萘含量的措施，萘集中度得到了稳步提高。

关键词：煤焦油蒸馏萘集中度1 引言煤焦油是煤在炼焦过程中产生的副产物，主要是由芳香烃所组成的复杂混合物。

对煤焦油进行精制加工，可得到萘系、酚系、洗油、沥青系、筑路油（燃料油）等产品，它们是医药、染料、建筑、合成材料等行业的重要化工原料。

萘是宝贵的化工资源，因此提高萘集中度在焦油蒸馏中显得特别重要，萘集中度不仅是考核焦油蒸馏的一项技术经济指标，也是衡量焦油蒸馏系统操作好坏的重要标准。

自2005年以来，我们针对影响焦油蒸馏生产控制和产品质量的各种因素，有针对性地采取了相应的措施，不仅稳定了产品质量，而且明显提高了萘集中度。

2工艺概述梅山化工厂焦油蒸馏年处理量达27万吨，采用一塔式单炉切取窄馏份的工艺。

焦油在油库实现质量均匀化和初步脱水，再送蒸馏装臵脱盐、最终脱水后用泵送管式炉辐射段加热，无水焦油达到一次气化温度进入二次蒸发器分离出沥青和二蒽油，二次蒸发器顶混合器进入馏分塔分离出轻油、酚油、萘油、洗油、一蒽油。

中温沥青经热聚合制得改质沥青，也可与蒽油配制得筑路油或燃料油。

筑路油、二蒽油和少量洗油配制得泥泡油。

轻油、酚油、萘油和洗油经下一道工序进一步加工成相应的产品。

萘集中度的公式为：萘集中度（%）=(萘油中萘量∕(酚油、萘油、洗油、蒽油、泥炮油和筑路油中的萘量之和) ×100%3 影响因素3.1 焦油水分梅山化工厂焦油蒸馏年处理量达27万吨，其中约21万吨为外购焦油，占处理量的78%，此外萘大班的萘重残和综合大班的重残也配入焦油中处理，焦油来源广，组成复杂，给焦油质量的均匀化和脱水增加了难度。

焦油水分脱出不尽，会造成二段泵压力升高，处理量降低，给蒸馏塔各馏份的提取温度和质量带来波动，影响萘集中度的提高。

焦油水分高还会使得带入蒸馏系统的固定铵盐含量升高，加快馏分塔的腐蚀，此外固定铵盐的提高，势必要求增加一段泵头的加碱量，这样又加重了焦油蒸馏水分的负担，严重时会使馏份塔系统压力升高，各馏份的正常提取紊乱，其他馏份中含萘量升高，萘集中度明显下降。

原料焦油来源于不同的厂家，焦油中含萘量也波动很大，低的只有6%，高的达11%。

原料焦油含萘量的波动，给焦油均匀化带来了难度，如果焦油均匀化不好，焦油组成波动，馏份塔切取的各馏份中含萘量也随之波动，从而影响萘集中度的提高。

3.2 焦油处理量此因素是通过改变进入馏份塔的物料量来影响萘集中度的。

为了说明方便，下面就生产系统处于正常稳定状态下，通过改变焦油处理量来考察其对生产的影响。

当焦油处理量增大时，二次蒸发器进入馏份塔的油汽量相应增大，汽速加快，雾沫夹带量增大，酚油馏份干点升高，萘在酚油馏份中损失增大。

同时，塔板上的下降液流量也相应增加，液夹汽量也增大，塔底一蒽油产品中轻组份增加，萘油在一蒽油中损失加大。

当上升汽速与下降液体流动发生困难时，形成淹塔，生产平衡严重破坏，萘在其它馏份中含量明显升高。

当焦油处理量降低时，二次蒸发器进入馏份塔的油汽量变小，汽速下降，汽液接触时间增大，传质效率提高。

但是，汽速在降低的同时，塔板漏液量也在增加，萘油在一蒽油中损失加大。

目前二段焦油流量能稳定在16.5t/h左右，波动较小，但如果出现二段压力达1.3MPa以上，则二段焦油流量就会波动，或减小处理量，这将带来萘集中度的降低。

3.3 二段焦油温度二段焦油温度对萘集中度的影响是通过改变进入馏份塔和二次蒸发器的液汽比实现的。

当二段焦油温度升高时，进入二次蒸发器的液汽比下降，因而导致进入馏份塔的油汽量增多、组成变重。

同样，上升汽速增加，汽液接触时间变短，雾沫夹带量增大，使得萘在酚油馏份中损失加大。

当二段焦油温度下降时，进入二次蒸发器的液汽比上升，萘在二蒽油中损失加大，二蒽油初馏点波动变大，同时由于进入馏份塔的油汽量变小，混合汽温度降低，萘在一蒽油中损失也同样加大，萘集中度自然就降低。

目前二段焦油温度和煤气流量串级，通过调整煤气流量来改变二段焦油温度。

由于受煤气压力波动、焦油处理量的波动和仪表自身因素的影响，二段焦油温度在10℃左右波动。

梅山化工厂现有两套蒸馏装臵，1#系统生产改质沥青，改质停工期间可生产筑路油或中温沥青；2#系统生产筑路油和中温沥青。

由于生产筑路油和中温沥青的软化点控制不同，二段焦油温度的设定值也因此不同，前者一般设定392℃，后者一般设定396℃，这就导致二段焦油温度频繁的调整，基本上每天都要调整一次，从而使蒸馏系统在调整后再次达到新的平衡，如果调节不及时或过大，会使萘在酚油、洗油、蒽油馏份中损失增大。

3.4 过热蒸汽量蒸馏系统中有两处通入直接蒸汽，二次塔底和馏份塔底。

二次蒸发器底过热蒸汽主要是为了调节沥青软化点设臵的，馏份塔底过热蒸汽则是补充馏份塔必要的热量。

受调节沥青软化点所需，二次塔底过热汽需频繁调整，二次塔底过热汽开大，则二次塔底温度降低，造成二蒽油温度降低，轻质成分增大。

馏份塔底过热蒸汽开启过大，使得酚油馏份中含萘量增大；开启过小，则洗油、一蒽油馏份中含萘量增大，萘集中度自然就降低。

因此，过热蒸汽量应保持在适当的范围，不宜频繁过大的调节。

在实际生产中，焦油处理量、二段焦油温度和过热蒸汽量通常变化不大，单纯一个因素的改变对生产的影响不大，但是，当三者的影响一致并叠加时，对蒸馏系统产品质量的稳定和萘集中度的影响将会非常大。

3.5 各馏份提取温度馏份塔内各馏份的物料组成和其提取温度有直接关系，因此，各馏份提取温度的变化将直接决定各馏份的含萘量。

由于原料组成、焦油处理量、回流量等因素的波动，馏份塔内各馏份的组成也相应发生变化，这就需要调节侧线流量，保持各馏份提取温度稳定，如果调节不及时，馏份提取温度波动大时，萘集中度会明显受到影响。

3.6 设备因素焦油中含有一定量的固定铵盐，当加热到220~250℃时会分解成游离酸和氨。

当处理含水高的焦油或一段加碱不足时，固定铵盐分解产生的酸会腐蚀塔体设备，使降液管烂穿，浮阀消失，馏份塔塔效下降，各馏分质量也随之下降，萘集中度也随之下降。

2006年8月份，由于焦油含水高，在42天生产中，塔壁薄了0.3mm，萘油段多层塔板腐蚀，萘油流量计经常堵塞。

4 改进措施4.1 保证焦油预处理效果焦油预处理包括焦油质量均匀化和焦油脱水，主要采取如下措施保证焦油预处理的效果。

1. 焦油加热至80~90℃打循环，1000m3槽循环16h，2000m3槽循环24h，3000m3槽循环32h，确保焦油混合均匀，保持组成稳定，静臵32h以上放水，保证焦油脱水温度85~95℃。

2. 采取两槽脱水法。

在焦油存量高于16000吨的前提下，不同种焦油全部进入21＃槽，然后再翻入其它各焦油槽，质量较差的焦油则直接进入1000立方的小槽单独处理。

由于21＃焦油槽加热器常开，焦油翻入其它槽时温度能达到70~80℃，可以缩短焦油预处理时间，而且焦油在21＃槽内油水初步分离，翻入其它焦油槽带入的水相对较少，通过“两槽脱水”，可以有效地提高了焦油的脱水效果。

3. 对含水高的焦油槽进行翻槽底。

为保证送入蒸馏系统的焦油不带水，各槽一般不抽到槽位很低，但水分会在槽内累积。

因此，在发现某几槽水分很高时，将槽底料抽入小槽集中处理。

4. 对于含水高、乳化焦油进行破乳。

2006年8月，对0#、7#槽的乳化焦油分别采用了加热法与加破乳剂的方法进行破乳，破乳后焦油状况及使用大致情况如下表所示：5. 加强原料的分类管理，避免相互之间发生“交叉感染”。

不允许其他各种有可能导致焦油乳化的油类（例如：酚渣、酸焦油等）进入焦油槽。

4.2 降低二次蒸发器中萘损失量萘在二次蒸发器中的损失主要有二蒽油和沥青。

其原因有两点，一是焦油没有达到其需要的一次蒸发温度；二是焦油闪蒸时间不充分。

主要采取了如下措施。

1. 控制二段流量和二段温度稳定。

正常生产时，要求二段流量稳定在16.3t/h 左右，并与一段流量保持平衡。

二段炉温控制在合适的范围，并要求1＃系统波动小于10℃，2＃系统波动小于15℃。

二段炉温的稳定有利于减小二次塔底和二次塔顶温度的波动，使得轻质馏份从二次塔中充分馏出。

2. 适当提高二次蒸发器液位，一般在40%~60%左右，保证焦油有足够的闪蒸时间和空间，使萘从沥青中充分馏出。

3. 保持二次塔底过热汽温度和流量适当，在小范围幅度内调整。

4. 二蒽油馏份停提。

生产技术室对二蒽油分析发现，其中含萘量高达10％，在经过充分论证后，决定将二蒽油馏份停提。

4.3 降低馏份塔中萘损失量由于我厂是切窄馏分工艺，为了提高萘集中度，只有将萘多富集于萘油馏份中，所以馏份塔操作的好坏是各侧线馏份质量控制的关键，对萘集中度起决定性的作用。

主要采取如下措施保证馏份塔稳定和各侧线馏份质量。

1. 稳定萘油采出量。

酚油、萘油、洗油馏份分别占焦油的2%、13%、3%，萘油馏份的采出量明显比酚油、洗油大得多，因此，萘油采出量的略微波动将会引起酚油、洗油馏份的质量。

所以，要保证馏份塔的稳定，首先要保证萘油采出量和萘油塔盘温度的稳定。

一般将萘油塔盘温度控制在210±2℃，含萘量70%左右，含萘量控制太低，不利于塔盘温度和质量的稳定；太高，则萘在相邻的馏分中损失加大，使萘集中度降低。

2. 稳定回流比。

稳定轻油回流，严格控制塔顶温度，一般控制塔顶温度107±2℃，并严格执行轻油的脱水操作，严防回流带水。

3. 稳定各侧线温度。

各侧线的内控指标如下表。

表二，各侧线馏份的内控指标注：异常时波动范围指水分高，精塔内紊乱时各塔盘温度的波动情况。

5 效果检查经过不断地摸索和总结，近年来，我厂的萘集中度得到了稳步提高，近三年来的萘集中度见下图。

近三年来，我厂在实践中不断总结提高萘集中的经验，不但稳定了生产操作和产品质量，而且提高了萘集中度。

萘集中度的年均值由05年的92.42%，提高到06年的93.08%，07年1~11月份均值为93.27%。

由上图不难看出，萘集中度不仅得到稳步提高，而且波动幅度也大为减小，参考文献[1] 技术规程．梅山化工内部资料．2006年11月[2] 刘征宇，张来明．在焦油蒸馏中提高萘集中度的操作经验．燃料与化工，2002，（5）：267[3] 肖成林．影响焦油蒸馏三混产品质量因素及防范措施．贵州化工，2006，（2）：49[4] 辛德明，张加骥．蒽油含萘和萘集中度的关系．燃料与化工，1991，（5）：272。