煤焦油精加工设备泄漏治理技术的研究与应用_朱从文.pdf

山东化工收稿日期:20220801作者简介:朱从文，高级工程师，先后在济钢焦化厂、济钢设计院工作，现在山东工程职业技术大学任教，主要从事焦化、环境治理方面的教学与研究工作。煤焦油精加工设备泄漏治理技术的研究与应用朱从文(山东工程职业技术大学，山东 济南250200)摘要:主要介绍了煤焦油加工负压蒸馏工艺流程以及负压蒸馏中存在的设备问题，重点讲述了关键设备的泄漏原因及其治理措施，并对治理后效果进行了评述。关键词:煤焦油加工设备;负压蒸馏;泄漏;治理;效果中图分类号:TQ5205文献标识码:B文章编号:1008021X(2023)03018404esearch and Application of Leakage Control Technology for Coal TarFinishing EquipmentZhu Congwen(Shandong Polytechnic University，Jinan250200，China)Abstract:This paper mainly introduces the negative pressure distillation process of coal tar processing，and at the same timeintroduces the equipment problems in the negative pressure distillation，focuses on the leakage reasons of key equipment andtreatment measures，and comments on the effect after treatmentKey words:coal tar finishing equipment;negative pressure distillation;leakage;governance;effect1煤焦油加工工艺11煤焦油加工工艺流程由原料库区来的原料焦油经过脱水、脱渣、脱盐，通过焦油/混合份换热器、沥青换热器与混合份、沥青换热，换热后进入焦油预热器，在此由导热油加热到 150，然后进入脱水塔。脱水塔利用导热油作为热源，脱水塔底的焦油用脱水循环泵抽出，经脱水塔重沸器进行循环加热，加热后的温度为(2105)。脱水塔顶的温度为(981)，馏出的轻油馏分经轻油空冷器冷却到(423)，流入轻油油水分离器，分离出的轻油一部分作为脱水塔回流用，其余作为产品送往中间槽区轻油槽，分离水进入库区的酚水槽。脱水塔底焦油用抽出泵抽出，进入焦油加热炉，冬天加热到(3605)，夏天加热到(3805)，进入焦油主塔下部。主塔为减压操作，塔顶压力为(325)kPa(绝对压力)，塔顶温度为(1505)，自塔顶馏出的酚油汽经空冷器、酚油冷却器冷却后进入回流槽，在此一部分用回流泵送往主塔塔顶作为回流，另一部分送至中间槽区酚油槽作为洗涤的原料，进行洗涤脱酚。自主塔侧线分别切取蒽油、萘洗油混合份。萘洗混合份出塔温度(1955)，经焦油/混合份换热器与焦油换热后，再用混合份输送泵经混合份冷却器冷却到 110，送至馏分洗涤部分的未洗混合份槽作为洗涤的原料，蒽油馏分出塔温度(30010)，经汽化器冷却后，再用蒽油输送泵经蒽油冷却器冷却到(1005)，送至成品库区作为产品外销。主塔底的压力为 38 50 kPa(绝对压力)，温度为(3605)，中温沥青由主塔塔底抽出泵从塔底抽出与原料焦油换热后送至沥青大槽。焦油主塔的真空排气由酚油冷却器抽出，经真空冷凝器冷凝冷却后进入真空泵，真空泵出口排气进排气洗净塔由循环洗油洗净后，不凝性气体经排气管放散。真空泵采用水环式，用水做循环液。12煤焦油设备及特点121煤焦油加工主要设备煤焦油加工主要设备见表 1。表 1煤焦油加工主要设备表序号使用岗位名称数量规格770177107711771277137714771677187501原料油库焦油输送泵2SZA25315A，Q=125 m3/h，H=125 m，电机:Y200L12，N=30 kW脱水焦油泵2SAJ5032200，Q=125 m3/h，H=50 m，电机:Y132S22，N=75 kW分离水泵2SAJ6540200A，Q=24 m3/h，H=45 m，电机:Y160M12，N=11 kW清洗油泵1LYA65250，Q=85 m3/h，H=57 m，电机:Y200L12W，N=30 kW焦油脱水脱渣泵2SAJ5032200，Q=125 m3/h，H=50 m，电机:Y132S22，N=75 kW油放空槽泵1LYA25200，Q=105 m3/h，H=40 m，电机:Y132S22W，N=75 kW导热油放空槽液下泵1LGF25200，Q=7 m3/h，H=20 m，电机:Y90L2W，N=22 kW碳酸钠泵2JZ100/125，Q=100 L/h，N=055 kW酚油回流泵2SAJ5032250B，Q=8 m3/h，H=65 m，电机:YB2160M12，N=11 kW481SHANDONG CHEMICAL INDUSTY2023 年第 52 卷DOI:10.19319/ki.issn.1008-021x.2023.03.060第 3 期表 1(续)序号使用岗位名称数量规格7106710971047105710371087107711271017102B7101原料油库主塔底油抽出泵2KK123A，Q=15 m3/h，H=90 m，电机:Y132M4，N=75 kW洗净油循环泵2SAJ5032200，Q=15 m3/h，H=40 m，电机:YB132S12W，N=55 kW脱水塔塔底油抽出泵265AY1002B，Q=20 m3/h，H=150 m，电机:YB2200L22，N=37 kW主塔回流泵2B71322H4BM6550250B，Q=15 m3/h，H=60 m，N=11 kW脱水塔循环泵2SZA150200D，Q=250 m3/h，H=24 m，电机:YB2200L12，N=30 kW蒽油输送泵1LJB402565B，Q=4 m3/h，H=40 m，电机:YB2132S12，N=55 kW混合份输送泵2LJB402565B，Q=4 m3/h，H=40 m，电机:YB2132S12，N=55 kW导热油循环泵2150AY150B，Q=200 m3/h，H=90 m，电机:YB2280M2，N=90 kW轻油输送泵1B71122H4BM4025200AB，Q=06 m3/h，H=40 m，N=22 kW脱水塔回流泵2B71322H4BM8065200B，Q=50 m3/h，H=40 m，N=11 kW水环式真空泵22BE11530，Q=600 m3/h，极限真空度 33 kPa，电机:YB180M4，N=185 kW三相卧离心机2Z4E，转筒最大转速 4 200 r/min;电机:YB180M，N=22 kW;YB132M，N=11 kW1234567焦油蒸馏原料焦油槽3DN14200，H=13 865，V=1 850 m3清洗油槽1DN3000，L=8 000，V=50 m3放空槽1DN1400，L=4 500，V=6 m3脱水焦油槽1DN2600，L=6 500，V=30 m3分离水槽1DN2600，L=6 500，V=30 m3碳酸钠槽1DN2600，L=6 500，V=30 m3导热油放空槽1DN1200，L=3 000，V=3 m3122煤焦油加工设备的主要特点从表 1 可以看出，煤焦油加工设备具有典型的化工设备特色，主要设备类型有泵、塔、槽等。但煤焦油加工设备又有着自己独有的特点，如输送介质杂质多、黏度大、易结晶、腐蚀性强等，造成设备稳定性差、易泄漏。设备跑冒滴漏不仅造成能源浪费、存在安全隐患，更易造成环境污染。因此迫切需要研究全新的堵漏方法来解决长期泄漏问题，为建设“安全、清洁、高效、和谐”的化工厂并为全行业的技术进步和装备水平的提高做出努力和贡献。2煤焦油加工设备存在问题21泵泄漏煤焦油精制加工设备中，泵起着运输、混合物料的作用，存在泵类设备密封和介质是否合适问题，如果介质与密封和泵的类型不合适，就会导致出现泄漏问题，影响生产。其中最为重要的就是焦油塔底抽出泵。焦油蒸馏塔底抽出泵作为塔平衡维持的主要设备，主要任务是将焦油蒸馏塔底部产生的中温沥青运出塔外。然而塔底所产生沥青为 320，而泵的轴承和密封一般耐温不超过 250，同时该泵运输的物料，杂质多、温度高、黏度稠。一般泵都难以适应这种工况，从焦油加工开工以来，采用的转子泵、齿轮泵因为温度高、填料密封等因素，使用寿命很短，频繁的泄漏导致频繁的倒泵和维修。又因该泵是焦油深加工蒸馏系统的心脏设备，不论何时出现问题，都得抢修。车间职工特别是检修人员苦不堪言。经调查，职工对该泵运行及现场操作环境满意度非常差，迫切需要改变现状，同时泄漏得不到根治，也不符合建设“安全、清洁、高效、和谐”化工厂的要求。为此，我们组织多名人员到国内的各家焦化厂和国内先进泵制造厂家进行参观交流，后经过专项研究，并结合我厂焦油加工系统的实际情况，决定引进 EAPK 型高温离心泵进行使用，为国内解决焦油深加工高温沥青输送泵的选型提供宝贵经验。表 2 为 2021 年度焦油蒸馏塔底抽出泵 US80 检修档案。表 22021 年度焦油蒸馏塔底抽出泵 US80 检修档案日期检修原因检修内容备注1 月 5 日为保障春节稳定，更换新泵头更换新泵头2 月 28 日填料泄漏更换填料4 月 2 日振动大更换磨损从动轮及其轴套5 月 30 日流量小更换磨损后泵盖及主动轮7 月 3 日流量小，倒泵更换备用泵头8 月 15 日填料泄漏更换填料9 月 25 日振动大更换损坏泵轴承10 月 10 日振动大更换磨损从动轮及其轴套11 月 25 日流量小更换磨损后泵盖及主动轮581朱从文:煤焦油精加工设备泄漏治理技术的研究与应用山东化工在近几年职工对焦油蒸馏塔底抽出泵的满意度调查中，不满意的达到 90%以上，图 1 为 2011 年度职工满意度调查饼状图。图 12011 年度职工满意度调查饼状图22槽泄漏储槽是焦油加工中储存各种产品的设备，它起着转运、储存和缓冲的作用，如果槽子经常泄漏，不仅影响周围环境，严重时还影响生产，比如没有备用槽时，就不得停工抢修。在焦油加工所有储槽中，沥青储槽显得尤为重要。沥青储槽储存的是 220 左右的中温沥青。由于槽内沥青温度高，使用年限长，出现底板腐蚀，继而产生泄漏。若采取焊补的方法，需将槽彻底抽空，清除底部沥青积渣才能进行，大概需要 40 d 左右的时间才能完成，并且这将导致整个系统都需停工，严重影响焦油加工效益。迫切地需要一种快速、有效的堵漏方法!通过集思广益、大胆设想，决定采取新型槽外灌注技术进行堵漏。3可行性分析及方案制定31泵治漏技术因焦油蒸馏塔底抽出泵输送的沥青温度高、黏度大、杂质多，而采用机械密封的转子泵因高温不适应、采用填料密封的齿轮泵因杂质多磨蚀严重不适应造成的泄漏而未得到根本解决。故降低沥青温度、改进密封结构成为治理泄漏的根本解。输送沥青温度高达 300 多摄氏度，很难有机封能长时间在此温度下工作;沥青杂质多，机封面的耐磨度也是一种考验。针对以上理论分析，我们确定的工艺技术方案为:沥青采用高效换热器冷却，机封采用耐高温的波纹管及硬质合金密封面结构。同时采用自循环冷却、密封虹吸罐。32槽堵漏技术储槽出现泄漏，如果利用焊接的方法，就必须将槽内介质放净，并且进行清洗，才能达到焊接要求，并且必须进入槽内才能完成。而这需要达到的焊补条件很难达到，耗时耗力。故采用槽外进行堵漏的技术才是最佳选择。采用槽外灌注技术需重点考虑槽内高温沥青对灌注浆料的要求。针对以上理论分析，确定的技术方案为:在槽底外壁采取钢筋混凝土结构，施工方便，结构牢固可靠。4治漏技术实施方案41高温沥青防泄漏泵技术焦油深加工蒸馏塔塔底的温度约为 350，塔底中温沥青由塔底抽出泵从塔底抽出与原料焦油换热后送至沥青大槽，见图 2。图 2