粗苯產品的案例
粗苯產品收率低原因分析及對策
黑化集團焦化廠化產回收系統的粗苯產品的設計收率為1%，在2012年，粗苯月平均收率指標最高為1.23%、最低為1.05%；年平均收率指標為1.141%。在2013年，粗苯月平均收率指標最高為1.03%、最低為0.89%；年平均指標為0.997%。在設備及工況條件基本相同的情況下，做2013年與2012年同期數據比較，2013年粗苯收率降幅較大，2013年5~9月份期間，粗苯產品收率出現大幅波動，其中降幅最大的8月份，與2012年同期比較降幅達25.83%，較大的影響了粗苯產品的產出量。
洗脫苯工段降低洗油消耗、保證洗油質量的措施
洗油作為焦化廠粗苯回收的重要載體，如何穩定洗油質量，降低洗油消耗，在粗苯生產中
意義重大。
下面我們來分析分析相關的原因和措施。
洗油消耗過高各種因素
1) 洗苯塔煤氣出口夾帶洗油，造成損耗；
2) 洗油再生過程中造成的損耗；
3) 脫苯過程中的損失；
4) 粗苯產量的影響；
5) 循環洗油質量的影響。
如何調節這些影響因素
1) 洗苯塔設計過程中，考慮合適的空塔氣速，保證煤氣與洗油的充分接觸。焦化洗苯塔煤氣出口多設置于塔上部側出方式，對應除沫裝置在煤氣出口前部設置抽拉式可拆卸除沫器。這種結構優點是檢修方便，缺點是除沫效果差。由于接近出口位置，氣速逐漸增大，而此種除沫器面積較小，兩方面因素造成煤氣出口洗油夾帶嚴重。新設計多采用沿塔橫截面整體布置除沫裝置的設計。這樣，使煤氣通過除沫器氣速較低，有利于洗油夾帶的控制。
2) 洗油再生過程中的損失，主要集中在再生器底部的排渣。再生器操作常采用間歇定期排渣,為了降低再生器中洗油蒸出溫 度,通常通入直接水蒸氣進行蒸餾 , 為防止水蒸氣在再生器中冷凝，使用溫度控制在 350 -400℃的過熱蒸汽 ,同時,根據自身狀況控制好再生器內殘渣料液溫度 。
3) 脫苯過程中的損失主要是兩方面：a)萘側線采出溶于萘溶劑油帶走（目前國內采萘基本采不出來，很多廠都不在設置采萘口。如果設置側線采萘口，要注意采出量的控制，否則則會加大洗油損失）.b)洗油中的輕質組分，溶于粗苯產品中。塔頂溫度控制過高，洗油中的輕質組分被大量蒸出，貌似粗苯產量增加，實際上使洗油中吸苯效率高的α甲基萘被蒸出，循環洗油吸收苯的效率下降，洗油質量變差。
展開 粗苯氯離子超標解決方案
粗苯中氯離子從16日的620mg/L降到了300mg/L。11月18日排渣后加入新洗油，氯離子從300mg/L降到了138mg/L。
三、針對以上問題原因分析結果：
1、氯離子只有存于粗苯產品中的少量含水中，而粗苯中水的來源主要有蒸汽冷凝水，粗苯冷卻器漏入粗苯中的制冷水。經化驗蒸汽冷凝水中氯離子為6.12mg/L，蒸汽冷凝水氯離子變化不大。
2、取樣化驗了制冷水中的氯離子102mg/L，這樣高的氯離子也會使苯中的氯離子升高，在冷卻器的竄漏上，我們取樣冷卻器到苯分離器的水樣做硬度分析。如果竄漏，分離水的硬度會升高（因有生水即制冷水）經化驗多次水質的硬度為0，對此判斷粗苯冷凝冷卻器未竄漏。
3、在高溫氨水的化驗中，氯離子大約1100mg/L左右，終冷塔洗苯效果不好。每天用高溫氨水沖洗，使煤氣溫度高。在洗苯過程中蒸汽冷凝水冷凝到洗油中，造成洗油氯離子高。從化驗數據上也可證實這一點，新洗油含氯離子8mg/L，而循環洗油氯離子在140mg/L，也是粗苯氯離子高的原因。
4、分析化驗，循環洗油中氯離子含量高于新洗油氯離子含量。新洗油氯離子隨系統補油時帶入循環洗油中，而循環洗油在洗苯塔中還與煤氣接觸，也可能將煤氣中的氯離子轉帶入循環洗油中，從而影響粗苯氯離子含量。根據資料查詢，煤氣中的氯離子高的誘發原因是配煤中的地表煤造成的。而我公司都是深層煤，并對煤樣做了簡單分析，分別為13.25ppm、10.25ppm。此種因素基本可以排除，新洗油在置換過程中，粗苯氯離子仍在130mg/L徘徊。查找原因后，發現煤氣中循環氨水氯離子偏高。對自洗煤中使用的介質油分析，氯離子高達458480mg/L，對比其他化驗浮選油結果，自身浮選油氯離子高。分廠在11月18日開始用柴油，浮選洗煤。
展開 [煉焦工藝知識]
粗苯油水別離器、脫苯塔油水別離器別離出來的水進入控制別離器，進一步將油水別離。別離出來的油流入油放空槽，用液下泵送到富油槽，別離出來的水流入水放空槽，用液下泵送到冷凝鼓風工段。
(6)油庫工段
從冷凝鼓風工段和粗苯蒸餾工段送來的焦油和粗苯分別進入焦油貯槽和粗苯貯槽中，定期用焦油裝車泵和粗苯裝車泵送往各自高置槽，經汽車裝料管自流分別裝入汽車槽車外運。
洗油由汽車槽車運來，卸入洗油卸車槽，由泵送粗苯蒸餾工段。
負壓脫苯工藝技術應用
一、技術基本原理
粗苯是焦爐煉焦過程中的副產物，是一種重要的焦化化工產品，是一種有著廣泛用途的化工原料。焦化粗苯主要是由苯、甲苯、二甲苯和一些其他苯類產品和雜質組成的混合物。經過精制后的苯類有著更加廣泛的用途。傳統的苯類回收采用洗油洗苯工藝，洗苯后的富油如果進行直接蒸餾，則需要溫度太高，洗油極易變質。因此我國焦化廠多采用水蒸餾蒸餾法，在蒸餾過程中通入過熱蒸汽既向蒸餾系統中提供熱量又可以與洗油蒸苯過程中的物質形成共沸物，降低蒸餾過程中洗油溫度，使洗苯系統穩定運行，達到連續生產的目的。
無蒸汽負壓蒸餾工藝技術為利用液體混合物中各組分揮發度不同以及液體沸點隨著壓力的降低而降低的原理，將液體混合物預熱到一定溫度后送入負壓蒸餾塔內進行負壓蒸餾，同時塔底加熱采用無蒸氣加熱方式，從而將液體混合物各組分分離的方法。該技術可以降低操作溫度、達到降低能耗的效果。新建焦爐脫苯系統應用無蒸汽負壓蒸餾工藝技術，可進一步降低富油溫度，節約煤氣量；防止洗油惡化，降低洗油消耗；蒸氣加熱改為煤氣管式爐加熱，降低了能源成本，同時減少了粗苯分離水的產生。無蒸汽負壓脫苯工藝具有節能、環保的工藝技術特點。
采用粗苯蒸餾工藝為常壓水蒸汽一塔式蒸餾工藝，國內大多數廠依然采取這種工藝，具體工藝如下：由洗苯崗位工將富油送入蒸苯崗位，依次經過二段油-油換熱、一段油-油換熱，富油預熱后進入管式爐，把富油加熱到180～190℃通過脫苯塔第16塊塔盤處進入脫苯塔進行蒸餾脫苯。塔頂出來的輕苯蒸汽經兩段輕苯冷凝冷卻器冷卻后進入油水分離器。分離出的輕苯至回流柱，一部分回流，一部分滿流到輕苯槽，分離出的分離水進入控制分離器后流入地下槽。為提高蒸餾效果，主塔通過各側線采出萘油和重苯。
展開 焦化各種產品的產率
4.焦化副產品
↑柳鋼焦化副產品之一——硫酸銨
煉焦煤在焦爐炭化室內進行干餾時，在高溫作用下，煤質發生了一系列的物理化學變化，同時也析出了水蒸氣和煤氣（即荒煤氣）。煤氣由炭化室出來經上升管到集氣管，以循環氨水噴淋使煤氣降溫、冷卻，而分離出焦油和氨水；經吸氣管到回收車間的初冷器到鼓風機，煤氣經過冷卻和用各種吸收劑處理，可提取出焦油、氨、粗苯等化工產品，并得到凈化的焦爐煤氣，通常被送回焦爐加熱或其它冶金爐作燃料。另外還可以作合成氨的原料氣和民用城市煤氣。
在工業生產條件下焦化各種產品的產率（％）（對干煤的重量百分比）
焦炭 73~78
回收煤氣 15~19
焦油 2.5~4.5
化合水 2~4
粗苯 0.8~1.2
氨 0.25~0.35
其它 0.9~1.1
煉焦化學產品具有極為廣泛的用途，是塑料工業、合成纖維、合成橡膠、耐輻射材料、耐高溫材料、染料、醫藥、農藥、冶金、化工、輕紡及國防工業的極為寶貴的原料。
展開 清潔煉焦關鍵技術
開發清潔煉焦關鍵技術
所謂煉焦又稱煤炭高溫干餾，通俗講就是以煙煤為原料，在隔絕空氣條件下加熱到1000℃左右，經過高溫干餾生產焦炭，同時獲得煤氣和煤焦油、粗苯等化工產品的一種煤轉化工藝。焦炭是煉焦最重要的產品，可以作為高爐煉鐵的還原劑、熱源、料柱骨架和供碳劑。
長期以來，我國煉焦工業存在著環保水平低、大型焦爐占比小、能耗高、優質煉焦煤資源短缺等突出問題。
國家科學技術進步獎一等獎獲得者、中冶焦耐董事長于振東介紹，氮氧化物、顆粒物及二氧化硫是造成大氣環境惡化、霧霾天氣頻現的重要原因之一，前兩者也是煉焦生產中最難控制的污染物，這也是為什么煉焦被看成容易導致環境惡化的重點行業之一。
在于振東看來，綠色化、高效化和智能化是未來煉焦技術發展的主要趨勢，“近幾年的大規模產業化應用證明，我們開發的清潔高效煉焦技術，推動了行業的健康、快速和高質量發展。”
由于生成機理復雜，焦爐氮氧化物的控制屬世界性技術難題。傳統焦爐的標定數據顯示，焦爐煤氣加熱時廢氣中氮氧化物平均含量在1000毫克/立方米以上，低熱值煤氣加熱時在450—650毫克/立方米。按此計算，2003年我國煉焦約排放22萬噸氮氧化物。
于振東說：“研發團隊從燃燒理論和仿真分析入手，對焦爐狹長火道內彌散燃燒過程中氮氧化物生成機理進行研究，耦合炭化室、燃燒室和蓄熱室全結構，開發復雜結構體系內傳熱傳質、燃燒、流動與煤高溫干餾等非穩態過程的模擬分析方法，獲得焦爐多室、多過程間的相互耦合及關聯機制，掌握不同種類煤氣氮氧化物生成與火焰燃燒溫度、空氣過剩系數和高溫區域停留時間的影響規律，提出梯級供給低氮燃燒控制理論，發明可控梯級供給低氮燃燒均勻加熱技術，使煙氣中氮氧化合物降低50%以上，解決焦爐氮氧化物源頭減量治理的世界性技術難題。”
展開 煉焦化學產品的回收基礎知識
回收煉焦化學產品具有重要的意義。煤在煉焦時，除有75%左右變成焦炭外，還有25%左右生成多種化學產品及煤氣。來自焦爐的荒煤氣，經冷卻和用各種吸收劑處理后，可以提取出煤焦油、氨、萘、硫化氫、氰化氫及粗苯等化學產品，并得到凈焦爐煤氣，氨可以用于制取硫酸銨和無水氨；煤氣中所含的氫可用于制造合成氨、合成甲醇、雙氧水、環己烷等，合成氨可進一步制成硫酸銨等化肥；所含的乙烯可用于制取乙醇和三氯乙烷的原料，硫化氫是生產單質硫和元素硫的原料，氰化氫可用于制取黃血鹽鈉或黃血鹽鉀；粗苯和煤焦油都是很復雜的半成品，經精制加工后，可得到的產品有：二硫化碳、苯、甲苯、三甲苯、古馬隆、酚、甲酚和吡啶鹽及瀝青等，這些產品有廣泛的用途，是合成纖維、塑料、染料、合成橡膠、醫藥、農藥、耐輻射材料、耐高溫材料以及國防工業的重要原料。
回收工藝的組成為：焦爐炭化室生成的荒煤氣在化學產品回收車間進行冷卻、輸送、回收煤焦油、氨、硫、苯族烴等化學產品，同時凈化煤氣。化產回收車間一般由冷凝鼓風工段、HPF脫硫工段、硫銨工段、終冷洗苯工段、粗苯蒸餾工段等工段組成。
冷凝工段
1、煤氣的初冷和焦油氨水的分離
煤氣初冷的目的一是冷卻煤氣，二是使焦油和氨水分離，并脫除焦油渣。
在煉焦過程中，從焦爐碳化室經上升管逸出的粗煤氣溫度為650～750℃，首先經過初冷，將煤氣溫度降至25～35℃，粗煤氣中所含的大部分水汽、焦油氣、萘及固體微粒被分離出來，部分硫化氫和氰化氫等腐蝕性物質溶于冷凝液中，從而可減少回收設備及管道的堵塞和腐蝕；煤氣經初冷后，體積變小，從而使鼓風機以較小的動力消耗將煤氣送往后續的凈化工序；煤氣經出冷后，溫度降低，是保證煉焦化學產品回收率和質量的先決條件。
煤氣的初冷分為集氣管冷卻和初冷器冷卻兩個步驟。
展開 焦化煤氣凈化知識
回收煉焦化學產品具有重要的意義。煤在煉焦時，除有75%左右變成焦炭外，還有25%左右生成多種化學產品及煤氣。來自焦爐的荒煤氣，經冷卻和用各種吸收劑處理后，可以提取出煤焦油、氨、萘、硫化氫、氰化氫及粗苯等化學產品，并得到凈焦爐煤氣，氨可以用于制取硫酸銨和無水氨；煤氣中所含的氫可用于制造合成氨、合成甲醇、雙氧水、環己烷等，合成氨可進一步制成硫酸銨等化肥；所含的乙烯可用于制取乙醇和三氯乙烷的原料，硫化氫是生產單質硫和元素硫的原料，氰化氫可用于制取黃血鹽鈉或黃血鹽鉀；粗苯和煤焦油都是很復雜的半成品，經精制加工后，可得到的產品有：二硫化碳、苯、甲苯、三甲苯、古馬隆、酚、甲酚和吡啶鹽及瀝青等，這些產品有廣泛的用途，是合成纖維、塑料、染料、合成橡膠、醫藥、農藥、耐輻射材料、耐高溫材料以及國防工業的重要原料。
回收工藝的組成為：焦爐炭化室生成的荒煤氣在化學產品回收車間進行冷卻、輸送、回收煤焦油、氨、硫、苯族烴等化學產品，同時凈化煤氣。化產回收車間一般由冷凝鼓風工段、HPF脫硫工段、硫銨工段、終冷洗苯工段、粗苯蒸餾工段等工段組成。
冷凝工段
1、煤氣的初冷和焦油氨水的分離
2、煤氣初冷的目的一是冷卻煤氣，二是使焦油和氨水分離，并脫除焦油渣。
在煉焦過程中，從焦爐碳化室經上升管逸出的粗煤氣溫度為650～750℃，首先經過初冷，將煤氣溫度降至25～35℃，粗煤氣中所含的大部分水汽、焦油氣、萘及固體微粒被分離出來，部分硫化氫和氰化氫等腐蝕性物質溶于冷凝液中，從而可減少回收設備及管道的堵塞和腐蝕；煤氣經初冷后，體積變小，從而使鼓風機以較小的動力消耗將煤氣送往后續的凈化工序；煤氣經出冷后，溫度降低，是保證煉焦化學產品回收率和質量的先決條件。
煤氣的初冷分為集氣管冷卻和初冷器冷卻兩個步驟。
展開 常規焦爐危險廢物產生和利用處置現狀及對策
分離出的酸霧和酸滴隨循環母液一起進入結晶分級槽，沉積于結晶分級槽底部的硫銨結晶經過結晶槽、離心機和干燥器成為硫銨產品，在溢流槽產生酸焦油危險廢物(見圖6)。
圖6 煤氣硫銨單元工藝流程和危險廢物產生節點
6、洗苯及脫苯單元
我國通常采用洗油吸收粗苯法回收粗苯，回收工藝為吸收-解吸的聯合過程，包括洗油吸苯和富油脫苯兩個工序。具體工藝流程：①煤氣自洗苯塔底部輸入，其中的苯被循環洗油吸收，煤氣自塔頂輸出；②來自洗苯塔的富油經換熱器后進入管式爐加熱，然后送往脫苯塔脫苯；③脫苯塔塔頂苯蒸汽經冷卻器和粗苯油水分離器后，粗苯依次進入回流槽和成品槽成為產品；④脫苯后的熱貧油自流入換熱器，降溫后循環使用。富油在洗油再生器中用蒸汽蒸餾出溶解在其中的苯族烴，再生器底部產生洗油再生殘渣危險廢物(見圖7)。
圖7 洗苯及脫苯單元工藝流程和危險廢物產生節點
7、廢水處理單元
常規焦爐廢水成分復雜且具有一定毒性，含有酚、雜環化合物、苯胺、芳香族化合物、硫化物、氰化 物等多種物質，是一種世界公認難處理的工業廢水。常規的“預處理+生化處理”組合工藝難以將常規焦爐廢水處理到GB 16171—2012《煉焦化學工業污染物排放標準》中的排放要求，目前我國煉焦企業大多采用生化、物化、高級氧化及其組合處理工藝處理常規焦爐廢水。在該單元會產生廢水處理污泥(不包括廢水生化處理污泥)危險廢物。
展開 我國常規焦爐危險廢物產生和利用處置現狀及對策
分離出的酸霧和酸滴隨循環母液一起進入結晶分級槽，沉積于結晶分級槽底部的硫銨結晶經過結晶槽、離心機和干燥器成為硫銨產品，在溢流槽產生酸焦油危險廢物(見圖6)。
圖6 煤氣硫銨單元工藝流程和危險廢物產生節點
6、洗苯及脫苯單元
我國通常采用洗油吸收粗苯法回收粗苯，回收工藝為吸收-解吸的聯合過程，包括洗油吸苯和富油脫苯兩個工序。具體工藝流程：①煤氣自洗苯塔底部輸入，其中的苯被循環洗油吸收，煤氣自塔頂輸出；②來自洗苯塔的富油經換熱器后進入管式爐加熱，然后送往脫苯塔脫苯；③脫苯塔塔頂苯蒸汽經冷卻器和粗苯油水分離器后，粗苯依次進入回流槽和成品槽成為產品；④脫苯后的熱貧油自流入換熱器，降溫后循環使用。富油在洗油再生器中用蒸汽蒸餾出溶解在其中的苯族烴，再生器底部產生洗油再生殘渣危險廢物(見圖7)。
圖7 洗苯及脫苯單元工藝流程和危險廢物產生節點
7、廢水處理單元
常規焦爐廢水成分復雜且具有一定毒性，含有酚、雜環化合物、苯胺、芳香族化合物、硫化物、氰 化物等多種物質，是一種世界公認難處理的工業廢水。常規的“預處理+生化處理”組合工藝難以將常規焦爐廢水處理到GB 16171—2012《煉焦化學工業污染物排放標準》中的排放要求，目前我國煉焦企業大多采用生化、物化、高級氧化及其組合處理工藝處理常規焦爐廢水。在該單元會產生廢水處理污泥(不包括廢水生化處理污泥)危險廢物。
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焦化工藝篇知識.
脫苯塔底貧油溫度
170~175℃
粗苯崗位產品質量指標
粗苯
符合YB/T5022-93(溶劑用)
密度(20℃)
≤0.900g/ml
餾程：180℃前餾出量(重)
≥91％
水分
室溫(18~25℃)下目測無可見的不溶解水
