洗苯富油泵结渣

1、包钢焦化厂8万m3/h煤气净化洗苯系统富油泵结渣的研究江鑫，张炳玉，刘凤娥摘要：针对包钢焦化厂8万m3/h煤气净化系统洗苯富油泵结渣的生产难题，通过对泵体结渣物的分析研究，探讨泵体结渣的形成原因并提出解决问题的方法.关键词：煤气净化系统；富油泵；结渣；研究；解决问题Study on Oil Pumb Blockade of Wash Benzene System of Gas Purification Eighty Thousands m3/h ,coking plant.baotou steel （Group）corporation JIANG Xin,ZHANG Bing-yu,LIU F

2、eng-e (Coking Plant of Steel Union Co.Ltd.of Baotou Steel(Group)Crop.,Baotou 014010,Innermongolia ,China)Abstract: According to the difficut problem of the Oil pumb blockade of wash benzene system of Gas purification eighty thousands m3/h,by studying on the constituent of pumb blocking ,the reasons

3、of pumb blocking are discussed and the methods of resolved problem are given.Key words: system of gas purification ；oil pumb； blockade ；study on ；resolved problem包钢焦化厂8万m3/h煤气净化系统是包钢（集团）公司200万吨焦炭产能的配套设施，2006年投入运行，主要是为焦化厂7#10#JN-60型四座焦炉处理煤气，并为15万吨焦油深加工系统提供高温焦油。该煤气净化系统包括横管初冷气冷却荒煤气、机械化氨水澄清槽分离焦油、以氨为碱源的H

4、PF法脱硫、喷淋式饱和器生产硫铵、焦油洗油洗苯、单塔生产两种苯管式炉加热粗苯蒸馏、剩余氨水蒸氨、循环水处理等工艺工序。处理后的煤气要达到用户的使用要求，硫化氢含量小于0.5g/m3,含苯小于2 g/m3，含氨小于0.05 g/m3，焦油含量小于50mg/m3.1、问题的产生该套煤气净化系统洗苯工艺采用焦油洗油循环洗苯，管式炉加热洗苯富油，脱苯塔蒸汽脱苯的生产工艺。利用焦油洗油与苯族烃相似相容原理，对其有着较强的吸收能力。焦油洗油吸收煤气中的苯族烃是物理吸收过程，服从亨利定律和道尔顿定律【1】。从硫铵工段来的约55的煤气，首先进入终冷塔分两段冷却，同时，在终冷塔上段加入一定量的碱液，以进一步脱除

5、煤气中的硫化氢，排出的含碱冷凝液送剩余氨水蒸氨塔，以降低废水中氨氮指标。经最终冷却后的煤气进入洗苯塔底部，在洗苯塔内与塔顶喷洒的的循环洗油（贫油）逆向接触吸收煤气中的苯族烃，净化后煤气从洗苯塔顶出来送往下一道工序和用户。洗苯塔塔底的洗苯富油经富油泵依次送往油气换热器、二段贫油换热器、一段贫油换热器，经管式炉加热至190200后进入脱苯塔，在此用再生器来的直接蒸汽进行汽提和蒸馏，脱苯塔塔顶逸出轻苯蒸汽经油气换热器、轻苯冷凝冷却器后，进入轻苯油水分离器，分离出的轻苯入回流槽，脱苯塔底流出的热贫油热交换冷却后进入洗苯塔洗苯。2009年4月，煤气净化粗苯工序生产运行中出现富油泵输送量逐渐减小的现象，在

6、打开泵检修时发现，富油泵的泵壳内和叶轮上全部挂上了厚厚的渣滓，在以后挂渣的速度愈来愈快，油泵检修除渣后运转约两天，富油泵输送量就减少了50%。造成了富油泵运转不畅，油量不足，管式炉、脱苯塔及洗苯塔生产工艺参数紊乱，轻苯产量大幅下降，严重影响了该工序的正常生产。2、泵结渣物的分析研究及成因的探讨2.1、样品外观特征质硬呈片状，黑褐色，掰开断面呈层状结构。嗅之无特明显气味，略有洗油气味。打开泵体观察时，发现结片致密地附着在泵体内，最外层呈黑色，用锐器敲击，外层剥落，露出灰褐色内层。2.2、样品分析2.2.1、灰分分析灰分含量44.26%。灼烧残余物呈天蓝色，紧密附着于测灰瓷方舟中，且质地十分坚硬。

7、滴加浓盐酸后剧烈反应，不断有气泡产生，直至将灰分灼烧残渣完全反应掉，反应物呈米黄色粉状。将浸湿的精密试纸置于封闭反应器的上方，试纸呈酸性。灼烧残余物试样处理后离子鉴定，发现含有Ca2+、Mg2+、SiO32-等离子。2.2.2、甲苯不溶物含量89.95%，甲苯不溶物的颜色为土灰色,状似水泥。将甲苯洗涤液进行色谱分析,有明显的萘、苊、甲基萘等峰值，但其含量不高。数值见表一。表1 甲苯洗涤液色谱分析名称萘苊甲基萘含量%1.871.350.822.2.3、将该试样置于焦化苯溶液中，在80水浴1小时，过滤，计算其不溶物含量为93.2%。2.3、富油机械杂质试验包钢（集团）公司在实现炼焦配煤西部煤战略转

8、移中，加大青海木里煤的配比，木里煤煤质特点是低灰低硫，密度较小，煤质变质年代相对较浅，煤质较轻，在装煤及冶炼焦炭中会致使荒煤气中的粉尘增大。因此，焦炉煤气中超过净化处理能力的部分粉尘就会被带入到洗油中，造成了洗油机械杂质增加。将一、二、三回收富油参照润滑油机械杂质测定方法，分别测定富油机械杂质，发现三回收富油机械杂质要明显高于一、二回收富油。数值见下表。表2 富油机械杂质一回收二回收三回收0.019%0.023%0.16%2.5、富油离心试验对结渣试样及生产工艺的综合分析，富油泵内的唯一流动介质就是煤气洗苯后的富油。煤气终冷最终脱硫时会与终冷水和碱液接触，因此，煤气会携带终冷水和碱液的雾滴，进

9、而在洗苯时而将其混入富油中。在实验室模仿富油泵的转速进行富油加碱液、终冷水的试验。2.5.1、一、二、三回收富油离心试验将一、二、三回收同一地点取样的富油以3000转/分的转速离心5分钟后，观察发现，在离心管底部三回收富油有明显的黑色似粉尘状的离心分离物，一、二回收无明显离心分离物。2.5.2、三回收富油加碱液离心试验取相同质量的三回收富油分别加入体积量的3%、5%浓度为34.6%的碱液，在80水浴2小时，再以3000转/分的转速离心5分钟后，观察发现，碱液与油层发生乳化现象，并有灰黑色分离物沉于离心管底部，流动状，分层十分明显。将碱液与油层分离物于850灼烧30分钟，观察灼烧物致密附着于瓷方

10、舟中，质地坚硬略显蓝色。滴加浓盐酸后剧烈反应，不断有气泡产生，将浸湿的精密试纸置于封闭反应器的上方，试纸呈酸性。灼烧残余物处理后，离子鉴定发现含有Ca2+、Mg2+、SiO32-等离子。2.5.3、三回收富油加洗涤分离水离心试验将三回收富油加入一定质量的洗涤分离水，再以3000转/分的转速离心5分钟后，观察发现，碱液与油层乳化沉于离心管底部，流动状，分层明显。2.6、补充新洗油槽底清淘物循环洗油在使用一段时间后，重组分含量增多，粘度增大，轻质组分减少，洗苯能力降低，因此，需要对系统及时补充新洗油。新洗油补充槽在洗苯塔与富油泵之间，对槽内新洗油进行分析，发现芴含量增加，组成见下表，由此，对新洗油

11、槽清理，从槽底发现的大量的呈黄白色结晶粒状、质地疏松的渣滓。表3 新洗油成分名称萘-甲基萘-甲基萘联苯苊芴氧芴含量%12.6720.5010.788.9814.6819.7612.872.6.1、熔点试验：取部分试样置于坩埚中，煤气加热，试样逐渐熔融，至全部熔融观察温度计显示为94。2.6.2、有机溶解试验及成分分析将试样在室温下用甲苯溶解，有近乎一半的未溶结晶物，70水浴后结晶逐渐溶解，直至完全溶解，溶液呈红褐色，似洗油颜色。经色谱分析，其成分见下表。表 4 新洗油槽底清淘物成分 名称萘-甲基萘-甲基萘联苯苊芴氧芴含量%2.411.5712.152.345.6845.1813.873、结论与

12、对策1）围绕对结渣物为中心的各种实验项目检测分析，富油泵泵壳及叶片的结渣物是煤气中灰尘颗粒与富油中重组分及其聚合物，碱液、冷凝水雾滴的携带促使乳化现象发生，进而更加剧了富油泵泵壳及叶片挂渣的速度。2）结渣形成过程：加大西部煤配比特别是青海木里煤的配比后，造成荒煤气夹带灰尘颗粒较多。富油中重组分含量特别是芴、氧芴含量较高。另外，该煤气净化装置处理四座6米大焦炉，煤气处理量超过10万m3/h，煤气量偏大，脱硫塔、饱和器、终冷塔、洗苯塔等设备均超负荷运行，煤气流速较快，在各塔内停留时间比原设计时间短，致使煤气夹带的雾滴多，后工序终冷上段的碱液、冷凝水雾滴伴随煤气到达洗苯塔富油中，当达到一定比例时与洗

13、油中的苊、芴、氧芴等重组分发生聚合。富油泵运转时，高速旋转的叶片在瞬间与富油接触，切割洗油产生了力矩很大的离心力，洗油中重组分、粉尘颗粒及其聚合物瞬时与洗油被离心分离，因而聚合物和重组分包裹夹杂粉尘颗粒就被粘结沾附于泵叶片上和泵壳内，形成了层状的结渣物。3）实验现象表征，样品灰分灼烧颜色与富油加碱离心灼烧颜色接近，实验现象及离子鉴定相似，可推断终冷塔碱液洗涤煤气时被携带，少量碱液雾滴进入洗油系统（进入量应该较少），泵体和叶片周围的富油及混有少量碱液的存在，在高速旋转的叶片带动下极易乳化 ，进而更加速了结渣物在泵体及叶片的富集粘挂，造成生产现场结渣愈来愈剧之势。4）改进终冷塔上段碱液补加工艺。碱液不进入终冷塔，而是改在终冷送蒸氨塔的排污水管上，混合后进入蒸氨塔。同时，调整碱液的使用量，减少到原使用