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【摘 要】煤焦油轻质化项目，以其较低的原料成本，良好的经济效益越来越受到社会的关注。但是煤焦油具有的结焦性和腐蚀性，使生产装置很难安全、稳定、长周期的运行。我公司作为国内煤焦油轻质化的先驱。经过对生产工艺的不断探索和改进，攻克了上述难题，使整个装置实现了安全、稳定、长周期、滿负荷运行，创造了巨大的经济效益。
【关键词】煤焦油；腐蚀性；结焦性
Coal tar light device in the production of solutions to common problems
LI Fei
（Shaanxi coal chemical industry group of Tianyuan Chemical Industry Company limited production department Shanxi Shenmu 719319）
【Abstract】coal tar upgrading project, with its low cost, good economic benefits more and more attention of the society. But with the coking coal tar and corrosive, so that the production device is difficult to be safe﹑stable﹑long term operation. My company as a domestic coal tar light pioneer. Through the production process of exploration and improvement, overcome the above problem, so that the entire device to achieve a safe﹑stable﹑long cycle﹑the full load operation, created enormous economic benefits.
【Key words】Ｃoal tar;Ｃorrosive;Ｃoking properties
煤焦油是煤干馏的产物。煤焦油常温下是黑色或黑褐色的粘稠状液体，具有特殊的臭味，可燃并有腐蚀性。密度为0.95～1.1g/ml。煤焦油几乎完全由芳香族化合物组成的一种极其复杂的混合物，通常是由饱和烃，酚类，萘，菲和蒽，沥青质组成。元素分析表明，煤焦油含碳89％～92％，氢为5.6％～6.1％，氧含量为1.6％～3.6％，氮含量为1％～1.3％，硫含量为0.4％～0.8％及痕量的金属元素。
1.生产中的问题及解决方法
煤焦油轻质化装置要达到稳定生产的目标，需要解决很多生产工艺方面的问题。其中最关键的因素有以下两点：
1.1煤焦油的腐蚀性
在生产当中发现煤焦油在高温高压下对加热炉的腐蚀最严重。腐蚀主要发生在加热炉辐射室底部炉管弯头，加热炉出口转油线的第一个弯头。原因是煤焦油所具有的腐蚀性，在炉管中被加热后部分气化，流速增大，对炉管弯头部位的冲刷加剧就产生了冲蚀，尤其在靠近加热炉出口部位的弯头处。同时，由于炉管部分结焦，使加热炉出口温度降低，生产上为了保证出口温度的稳定，必须加大燃料气量，其结果导致炉膛温度上升，炉管表面温度升高，加速了腐蚀的发生。一般7天就会将炉管腐蚀穿透，发生火灾，造成严重的经济损失。
通过以下几个措施可以解决上述问题：⑴在保证煤焦油反应温度的前提下，适当降低加热炉出口温度，降低炉管表面温度。⑵适当降低加热炉进料泵出口压力和降低加热炉炉管背压，从而降低煤焦油在炉管中的流速，减轻煤焦油对炉管的冲刷。⑶炉管弯头更换材质，并在弯头内侧堆焊上一层不锈钢材料。将加热炉出口处弯头更换为大角度的弯头，也减少了对炉管的冲刷。将加热炉出口转油线更换为不锈钢材质并尽可能减少弯头的使用。
1.2 煤焦油的结焦性
煤焦油容易在原料煤焦油∕反应产物换热器管束外壁、反应加热炉炉管、加氢精制第一个反应器上部生成一层结垢物，通常称为结焦。主要是由稠环芳烃生成的，而且难溶于水、油、酸、碱等溶液，即使用高压水枪也很难将其彻底从换热器管束上剥离。结焦一旦形成，就会越积越多，使生产负荷降低，最终被迫停车检修。
我公司经过多年对生产工艺不断探索和改造，最终形成了一套相对成熟的工艺，解决了上述问题。
首先，煤焦油由于其生产工艺的原因含有一定数量的焦粉、杂质。将煤焦油在原料灌中搅拌静置，脱水后。送去卧式螺旋分离器，除去大部分的焦粉、杂质，再利用煤焦油预处理（延迟焦化）工艺对煤焦油进行处理。这样就将煤焦油中的重组分、杂质、硫、氮大部分转移到生成的沥青焦中。使得预处理生成油中干点小于400℃的馏分油中重组分、硫、氮含量大幅度下降。由于预处理工艺的特点，使得生成油中干点小于400℃馏分油中的含有少量的焦粉。再利用自动反冲洗过滤器，滤除油品中的焦粉后，才能作为加氢精制装置的原料油。
其次，对加氢精制工艺进行改造：⑴增加一台原料油∕反应产物换热器，使得原料油∕反应产物换热器总数达到两台。相对原来的一台换热器来说，降低了单台换热器的负荷，从而减少了换热器管束外壁结垢。⑵取消了炉前混氢工艺，只使用炉后混氢工艺。这样油品没有机会进入炉管，就不会产生结焦。
由于预处理的生成油中干点小于400℃馏分油中重组分、硫、氮含量大幅度降低，使得加氢精制的系统压力降低，原料油∕反应产物换热器管束外壁结垢大幅减少，提高了原料油的换热后温度。另外催化剂床层的结焦速度减小，加氢精制反应器床层温度下降，从而保证了催化剂的活性，延长了催化剂的使用寿命。在装置负荷提高的情况下，仍然可以达到反应所需的温度，而且实现了安全、稳定、高负荷、长周期运行。在反应器不变的情况下负荷提高了60﹪，并且能稳定运行10个月以上。
2.总结
煤焦油轻质化项目的工业化放大，是一个复杂的系统性的难题。我公司进过多年的技术攻关，才实现了整个装置的安全、稳定、高负荷、长周期运行。工艺技术上有许多的创新，值得同行借鉴。本文的内容是煤焦油轻质化装置生产中的典型问题，很有代表性。这些都是作者在长期的生产一线工作中总结的经验，相信会为广大从事煤焦油轻质化工作的朋友，提供一些解决生产中类似问题的思路。
【参考文献】
［１］郭树才.煤化工工艺学.化学工业出版社.1992.
［２］肖瑞华.煤焦油化工学.冶金工业出版社.2002.
【关键词】煤焦油；腐蚀性；结焦性
Coal tar light device in the production of solutions to common problems
LI Fei
（Shaanxi coal chemical industry group of Tianyuan Chemical Industry Company limited production department Shanxi Shenmu 719319）
【Abstract】coal tar upgrading project, with its low cost, good economic benefits more and more attention of the society. But with the coking coal tar and corrosive, so that the production device is difficult to be safe﹑stable﹑long term operation. My company as a domestic coal tar light pioneer. Through the production process of exploration and improvement, overcome the above problem, so that the entire device to achieve a safe﹑stable﹑long cycle﹑the full load operation, created enormous economic benefits.
【Key words】Ｃoal tar;Ｃorrosive;Ｃoking properties
煤焦油是煤干馏的产物。煤焦油常温下是黑色或黑褐色的粘稠状液体，具有特殊的臭味，可燃并有腐蚀性。密度为0.95～1.1g/ml。煤焦油几乎完全由芳香族化合物组成的一种极其复杂的混合物，通常是由饱和烃，酚类，萘，菲和蒽，沥青质组成。元素分析表明，煤焦油含碳89％～92％，氢为5.6％～6.1％，氧含量为1.6％～3.6％，氮含量为1％～1.3％，硫含量为0.4％～0.8％及痕量的金属元素。
1.生产中的问题及解决方法
煤焦油轻质化装置要达到稳定生产的目标，需要解决很多生产工艺方面的问题。其中最关键的因素有以下两点：
1.1煤焦油的腐蚀性
在生产当中发现煤焦油在高温高压下对加热炉的腐蚀最严重。腐蚀主要发生在加热炉辐射室底部炉管弯头，加热炉出口转油线的第一个弯头。原因是煤焦油所具有的腐蚀性，在炉管中被加热后部分气化，流速增大，对炉管弯头部位的冲刷加剧就产生了冲蚀，尤其在靠近加热炉出口部位的弯头处。同时，由于炉管部分结焦，使加热炉出口温度降低，生产上为了保证出口温度的稳定，必须加大燃料气量，其结果导致炉膛温度上升，炉管表面温度升高，加速了腐蚀的发生。一般7天就会将炉管腐蚀穿透，发生火灾，造成严重的经济损失。
通过以下几个措施可以解决上述问题：⑴在保证煤焦油反应温度的前提下，适当降低加热炉出口温度，降低炉管表面温度。⑵适当降低加热炉进料泵出口压力和降低加热炉炉管背压，从而降低煤焦油在炉管中的流速，减轻煤焦油对炉管的冲刷。⑶炉管弯头更换材质，并在弯头内侧堆焊上一层不锈钢材料。将加热炉出口处弯头更换为大角度的弯头，也减少了对炉管的冲刷。将加热炉出口转油线更换为不锈钢材质并尽可能减少弯头的使用。
1.2 煤焦油的结焦性
煤焦油容易在原料煤焦油∕反应产物换热器管束外壁、反应加热炉炉管、加氢精制第一个反应器上部生成一层结垢物，通常称为结焦。主要是由稠环芳烃生成的，而且难溶于水、油、酸、碱等溶液，即使用高压水枪也很难将其彻底从换热器管束上剥离。结焦一旦形成，就会越积越多，使生产负荷降低，最终被迫停车检修。
我公司经过多年对生产工艺不断探索和改造，最终形成了一套相对成熟的工艺，解决了上述问题。
首先，煤焦油由于其生产工艺的原因含有一定数量的焦粉、杂质。将煤焦油在原料灌中搅拌静置，脱水后。送去卧式螺旋分离器，除去大部分的焦粉、杂质，再利用煤焦油预处理（延迟焦化）工艺对煤焦油进行处理。这样就将煤焦油中的重组分、杂质、硫、氮大部分转移到生成的沥青焦中。使得预处理生成油中干点小于400℃的馏分油中重组分、硫、氮含量大幅度下降。由于预处理工艺的特点，使得生成油中干点小于400℃馏分油中的含有少量的焦粉。再利用自动反冲洗过滤器，滤除油品中的焦粉后，才能作为加氢精制装置的原料油。
其次，对加氢精制工艺进行改造：⑴增加一台原料油∕反应产物换热器，使得原料油∕反应产物换热器总数达到两台。相对原来的一台换热器来说，降低了单台换热器的负荷，从而减少了换热器管束外壁结垢。⑵取消了炉前混氢工艺，只使用炉后混氢工艺。这样油品没有机会进入炉管，就不会产生结焦。
由于预处理的生成油中干点小于400℃馏分油中重组分、硫、氮含量大幅度降低，使得加氢精制的系统压力降低，原料油∕反应产物换热器管束外壁结垢大幅减少，提高了原料油的换热后温度。另外催化剂床层的结焦速度减小，加氢精制反应器床层温度下降，从而保证了催化剂的活性，延长了催化剂的使用寿命。在装置负荷提高的情况下，仍然可以达到反应所需的温度，而且实现了安全、稳定、高负荷、长周期运行。在反应器不变的情况下负荷提高了60﹪，并且能稳定运行10个月以上。
2.总结
煤焦油轻质化项目的工业化放大，是一个复杂的系统性的难题。我公司进过多年的技术攻关，才实现了整个装置的安全、稳定、高负荷、长周期运行。工艺技术上有许多的创新，值得同行借鉴。本文的内容是煤焦油轻质化装置生产中的典型问题，很有代表性。这些都是作者在长期的生产一线工作中总结的经验，相信会为广大从事煤焦油轻质化工作的朋友，提供一些解决生产中类似问题的思路。
【参考文献】
［１］郭树才.煤化工工艺学.化学工业出版社.1992.
［２］肖瑞华.煤焦油化工学.冶金工业出版社.2002.