影响粗苯收率的因素探讨
【摘要】本文主要介绍了在不改变配煤比的前提下，从焦炉加热制度、苯塔温度控制、稀油循环量等工艺指标控制方面解析影响粗苯收率的因素，争取实现粗苯收率稳中有升的目标。
【关键词】粗苯；收率；影响因素
粗苯是焦炭生产过程中的副产物，常温下是一种淡黄色易挥发的液体。目前采用洗油吸收法从炼焦过程中的焦炉煤气中吸收粗苯。 [1]。随着原油价格的不断上涨，粗苯作为一种宝贵的化工原料，它的价格也随之上涨。当前，在各化工企业逐渐走向深加工渠道的同时，众多焦化厂对粗苯产量的追求也日趋提升[2]。因此，粗苯产量很难满足市场需求。而粗苯产量的高低，取决于多方面的因素，本文将对粗苯收率的影响进行探讨。
1.影响粗苯收率的因素
全面地了解影响粗苯回收的因素是提高粗苯收率的前提条件，只有充分地了解各方面的因素，才能够有针对性地结合生产实践找出提高收率的方法。下面简要介绍一下粗苯回收的影响因素。
1.1配煤性质和组成的影响
粗苯产率随配煤中的C/H的增加而增加。且配煤挥发分越高，所得粗苯的收率越高。配煤挥发分越高，粗苯收率也越高。若提高配煤挥发分，就必须在配煤中提高肥煤、气煤的比例。但肥煤、气煤比例的提高，不仅降低焦炭强度，使焦炭块度变小，还提高了配煤成本。所以，我们应该在保证焦炭质量的前提下，找出配煤成本和化学产品和煤气收率的最佳结合点，并在此基础上确定合理的配煤挥发分。
1.2炼焦温度的影响
当配煤比一定时，炼焦炉温度对粗苯收率的影响较大。粗苯为多种有机化合物组成的混合物，其主要成分是苯、甲苯、二甲苯、三甲苯等，此外还含有一些不饱和化合物、硫化物及少量的酚类和吡啶碱类。在不同炼焦温度生产的粗苯中，苯、甲苯、二甲苯及不饱和化合物在180℃前馏分中的含量不同，可见炼焦操作温度的高低直接影响粗苯的质量。其中最有影响的是炉墙温度和焦饼温度，炉顶空间温度只有在炉墙和焦饼温度较低时，才有显著作用。在保证焦炭质量的前提下，火道温度低时，粗苯产率高。温度对化学产品影响的原因，是由于芳烃有最适宜的生成温度，该温度范围为700～800℃[5]。因此合理的加热制度是在配煤比一定的前提下提高化产品收率的重要因素。考虑到炼焦的综合收益及时调整蓄热室温度、立火道温度和炉顶空间温度，制定合理的结焦周转时间。
1.3洗苯塔吸收温度的影响
吸收温度决定于煤气和洗油温度，也受大气温度的影响。吸收温度高时，洗油液面上粗苯蒸气压随之增大，吸收推动力减小，因而粗苯回收率降低；吸收温度低，有利于提高粗苯的回收率。但吸收温度也不宜过低，当温度低于10～15℃时，洗油黏度显著增加，这会使洗油用泵抽送、洗油在洗苯塔内的填料中均匀分布和流动等操作困难。粗苯最适宜的吸收温度为25℃左右，实际操作温度波动于20～30℃。洗油的温度比煤气温度高，以防煤气中的水汽被冷凝下来进入洗油。夏季洗油温度比煤气高1～2℃；冬季比煤气高5～10℃。为了保证适宜的吸收温度，煤气在初冷器冷却至20～25℃，贫油应冷却至30℃。
1.4洗油的相对分子质量及循环量
当其他条件一定时，洗油的相对分子质量越小，则苯在洗油中的物质的量浓度也越小，吸收推动力将变大，吸收效果越好。因此，在回收同样数量粗苯的条件下，若使用分子量小的洗油，则其用量可减少。比如，石油和焦油洗油的相对分子质量分别为230～240和170～180，在粗苯回收率相同时，石油洗油的用量是焦油洗油用量的1.3倍。吸收剂的吸收能力与其相对分子质量成反比。吸收剂与溶质的相对分子质量越接近，则吸收得越完全。但洗油的相对分子质量也不宜过小，否则在脱苯蒸馏时洗油与粗苯不易分离。
送往吸收塔的洗油量可根据下式求得：
qm(ω2-ω1) =qV(a1-a2)/1000 (1-2)
式中：qm——洗油循环量，kg/h；
ω1、ω2——贫油、富油中粗苯的质量分数，%；
qV——标准状态下煤气量，m3/h；
a1、a2——煤气入口与出口粗苯含量，g/m3。
从式中可以看出，增加洗油循环量，可降低洗油中粗苯的浓度，使气液间吸收推动力增加，从而提高苯的回收率。但是，若循环洗油量过大，则增加能耗，且蒸馏时易造成淹塔。根据操作经验，洗油用量为最小理论量的1.5倍。当用焦油洗油时，用量为1.5～1.8dm3/m3(标准)煤气。
1.5贫油含苯量
入塔贫油中粗苯含量越高，则粗苯吸收推动力越低，吸收效果不好，塔后粗苯损失大。贫油中残存粗苯0.1g/dm3，则引起粗苯的损失约为5.4%。但是贫油中含苯量低，将增加脱苯蒸馏时的能耗，并使粗苯180℃前镏出量减少，洗油消耗量增大（现中国内较先进的企业吨苯洗油消耗为30kg以内，煤旭阳的吨苯洗
油消耗为65kg还有很大的提升潜力）。一般，贫油含苯量为0.4%～0.6%时，即可达到塔后煤气粗苯含量低于2g/m3(标准) 的要求。
1.6吸收表面积和压力
增大吸收塔内的气液接触面积，有利于吸收粗苯。对于填料洗苯塔，吸收表面积即塔内填料表面积。但吸收表面积过大，塔后损失减少效果不明显，但设备和操作费用却增加很多，因而不够经济。在正常操作条件下，每小时每标准立方米的煤气，适宜的吸收表面积为1.1m2。
提高吸收压力，对回收粗苯是有利的。因为压力提高，煤气中粗苯的分压增大，故而吸收推动力增大，是吸收速率大大增加。增加吸收压力，可以减少塔的容积，从而减少金属、水、电等的用量，而且富油的饱和含苯量却增加了，即提高了粗苯的回收率。所以，加压吸收粗苯，是强化吸苯过程的有效措施之一。不过，选择压力时，还需要根据煤气实际用途情况，考虑压缩动力消耗的问题。
1.7蒸馏工艺的影响
1.7.1回流量
回流量是粗苯蒸馏过程稳定生产的关键。回流量过低造成塔顶温度过高，影响产量、质量；回流量过高，产量明显下降，成本不断上升。
1.7.2蒸汽送入量和温度
蒸汽量和蒸汽温度过低，蒸馏效果不好；蒸汽用量和温度增大，可以显著地提高粗苯蒸脱程度和降低贫油中粗苯含量。
2.结论
由于影响粗苯的因素较多，因此，在粗苯生产中，要有针对性地提高易操作、影响大的重点指标，严格优化工艺指标，严格按操作规程制定的各项指标操作；另外，在巡检过程中要密切注意各设备的运行情况，尤其是对粗苯回收影响较大的设备，只有这样才能最大限度地提高粗苯回收率。[科]
【参考文献】
［1］李远杰,张占通.“十一五”我国粗苯市场发展趋势[J].化工管理,2007,(4):68-73.
［2］王彩凤,刘亚冬.焦炉煤气粗苯回收的设备选型浅谈[J].煤化工,2008,(1):30-32.
［3］刘丽娟.焦化厂苯回收率下降原因分析及处理[J].浙江化