王鹏昭
平顶山旭阳兴宇新材料有限公司 河南省平顶山 467400
摘要：焦油常减压不加碱精馏工艺很可能引发腐蚀问题，严重影响环境。本文将对焦油精馏工艺机理进行分析，研究精馏工艺的改进方法，探究改进后工艺的应用效果，以期提升企业的经济利益、社会效益。
关键词：精馏加工；焦油；减压不加碱
引言：传统的常减压精馏装置在精馏加工方面存在一定的工艺缺陷，有时可能无法达到预期的精馏分离不加碱效果，很可能会严重腐蚀装置系统的设备、管线，甚至会引发装置的停车处理，严重污染生态环境，需要对其工艺进行改进。基于此，对于焦油常减压不加碱精馏工艺改进的探究有着重要意义。
一、工艺机理
通常情况下，高温煤焦油中的含水量为3.5％左右，这部分水分主要为高温焦炉煤气中的氨水与氨气结合后，在焦油制备机械设备中的澄清池中没有完全分离的所剩下的氨水，氨水中的挥发性氨在静置脱水阶段，受到70℃温度的影响，大部分焦油都被去除，其他的焦油在常压脱水塔的脱水作用下，绝大多数的焦油都被蒸发，进入设备的塔顶，部分轻质焦油进入地下酚水槽。但是，焦油中仍然存在一定数量的固定铵盐。
脱水塔底经泵将焦油抽出，将其送入精馏主塔中进行精馏减压；在上述过程中，塔底温度大约为340℃，远远高于235℃左右的固定铵盐分解温度；在此等条件下，塔中的固定铵盐会被完全分解，其中分解产生的干态HSCN、HCl不具有腐蚀性，这两种物质与水结合，会出现溶解反应，进而形成硫氰酸、盐酸；硫氰酸、盐酸都属于强酸，具有极强的腐蚀性，会严重腐蚀焦油精馏减压设备。
由上述分析可得，在焦油减压精馏作业进程中；若固定铵盐在减压精馏主塔中进行反应时，仍有部分水分没有完全脱除干净，会高温条件下分解形成的干态HSCN、HCl进行反应，形成硫氰酸、盐酸两种强酸；这两种强酸会腐蚀精馏减压设备，最先腐蚀主设备、尾气洗净塔、管线，上述设备都极为关键，一旦管线、设备系统的任何一处出现泄漏、腐蚀，都会对装置的正常生产产生一定程度的影响。基于此，焦油加工企业在对焦油进行减压处理时，在固定铵盐分解环节，会格外重视其水分的脱除，进而生产工序与生产设备的安全性。
二、改进方法
（一）装置的精馏工艺流程
水分含量约为4％的焦油从原料卸车槽中留出，进入倒油泵输送进容量为5 000m3的原料焦油大槽中，进行静置脱水作业；在完成静置脱水作业后，槽中的焦油会被倒油泵输入脱水焦油槽；通过原料焦油泵将焦油抽出，经过系统的换热器进行换热后，大部分焦油直接进入脱水塔，进行脱水作业；在完成脱水作业后，脱水塔顶部会溢出一定的轻油和水，这部分轻油和水经过冷却冷凝器进行冷却处理后，进入油水分离器，经过分离器处理的轻油直接进入回流槽；回流槽中的部分轻油通过回流泵直接进入脱水塔用于回流；经过油水分离器处理后的部分水分会被收集到装置系统的废水槽进行集中处理。
装置系统的脱水塔，主要依靠焦油无水循环泵提供的热源开展强制热循环作业；焦油在脱水塔底经无水焦油泵抽出后，进入装置系统的换热器，经过换热作业后的焦油直接进入精馏主塔。装置系统的精馏主塔顶溢出的混合气会进入系统的换热器，进过冷凝作用后，混合气被分成两相，再进入两混冷却器进行处理；经过处理后的不凝气会再次进过洗涤处理，进入装置系统的真空缓冲罐并进行气液分离作业，完成上述作业后的气会直接进入真空机组，由该装置抽出的尾气会进入洗涤塔进行处理。
简而言之，整体的处理流程为原料卸车槽－原料焦油槽－脱水焦油槽－换热器－脱水塔－轻油冷却冷凝器－轻油回流泵－轻油回流槽－轻油油水器－废水槽；脱水塔流出的物质分别经过无水焦油循环泵－无水焦油抽出泵－换热器－精馏主塔－换热器－两混冷却器－不凝气冷凝器－真空缓冲罐－真空机组－尾气清洗塔。
（二）腐蚀原因
通过观察上述工艺流程，可以发现焦油在进入处理系统前，需要首先进入容量为5000m3的焦油大槽内开展静置排水活动；但是，这部分操作很难将焦油的水分含量从4％处理到脱水塔1％的水分含量上限，难以达到脱水塔脱水压力减轻的处理目的，也极易导致脱水塔出现顶压，严重影响开工时间与工期。通常情况下，若无法确保焦油的水分含量，很可能会在一定程度上影响脱水系统的作业稳定性。与此同时，若系统的预处理深度不达标，则装置系统的脱水塔无法有效降低入塔前的焦油含水量，很难将其降至0.2%，进而无法保证焦油在进入精馏主塔前成为“无水焦油”，这就很可能导致固定铵盐分解时产生的干态HCl、HSCN在上升阶段遇水形成强酸，进而严重腐蚀装置系统的洗净塔、尾气管线以及精馏主塔顶[1]。
（三）改进办法
具体的焦油精馏工艺的改进方法为：第一、增加超级离心机，借助静置沉降、超级离心的操作耦合，预先对原料焦油开展精制处理，进而实现脱水目标；技术人员应注意将超级离心工序安装脱水焦油槽与静置焦油槽之间，在借助超级离心机达到焦油结合水脱出目标的同时，还可以将焦油中的原生不溶物进行脱除处理，进而持续增加焦油精馏加工后的沥青质量。第二、加强对精馏工艺的管控，具体可以从以下几个步骤着手，首先、对焦油进行预处理时，将A、B两个容量为5000m3的原料大槽用于静置、进料的交替生产使用，注意将用于静置的大槽温度保持在75℃左右，将用于静置的原料大槽调高至最上端排水口，确保其静置时间达到48 h，做好相应的脱水台账记录并严格执行精馏加工的工艺指标；其次、在焦油进入离心机前，需要对焦油静置水分含量、原料泵头水分含量以及超级离心后的水分含量，做好相应的台账记录；最后、确保脱水塔底的温度达到200℃左右并做好台账记录，严格执行精馏加工的工艺标准[2]。
三、应用效果
2019年8月，技术人员根据上述的改进方法对焦油的预处理装置进行改造。具体的措施为，在原料罐区的平台顶部新增超级离心机，在平台底部新增不溶物储罐，在平台另一面设置分离水储槽与离心机配套。技术人员在2019年9月至10月对预处理改造装置开展了试运行，其效果为：原料大槽的脱水量为，20190905 A槽132，20190910 B槽 147，20190915 A槽 143 ，20190920 B槽 155，20190925 A槽 136，20190930 B槽 174，20191005 A槽 162，20191010 B槽 145，20191015 A槽 156，20191020 B槽 151，20191025 A槽 164；超级离心机应用前后的水分检测结果为，20190905 离心机前2.1，20190910 离心机后 0.9，20190915 离心机前 2 ，20190920 离心机后 0.9，20190925 离心机前 1.9，20190930 离心机后 0.7，20191005 离心机前 1.8，20191010 离心机后 0.7，20191015 离心机前 2.2，20191020 离心机后 1，20191025 离心机前 1.8；无水焦油进入精馏主塔的检测结果：20190905 无水焦油0.18，20190910 无水焦油 0.18，20190915 无水焦油 0.16 ，20190920 无水焦油 0.18，20190925 无水焦油 0.18，20190930 无水焦油 0.17，20191005 无水焦油 0.18，20191010 无水焦油 0.17，20191015 无水焦油 0.2，20191020 无水焦油 0.17 ，20191025 无水焦油 0.18。
结论：综上所述，针对焦油精馏过程中，固定铵盐分解产生的干态HCl、HSCN在上升阶段遇水形成强酸，进而严重腐蚀装置系统的洗净塔、尾气管线以及精馏主塔顶的问题。技术人员通过改进精馏工艺，能够在一定程度上解决上述问题，遏制腐蚀现象，显著提升精馏加工工艺的经济利益、社会效益。
参考文献：
[1]张赛丹，高宏.小型精馏塔设备在煤焦油工艺中的应用[J].中国石油和化工标准与质量，2017,(24):6-6.
[2]内蒙古庆华集团乌斯太精细化工有限公司.煤焦油加氢精制分馏工艺中稳定塔塔顶油气回收系统：CN201921010349.8[P].2020-03-13.