精苯生产中降低氢氧化钠碱液消耗的实践及效果.doc

2008 年第二届中国焦化技术及生产大会 2008 年 6 月 24 日—26日0精苯生产中降低氢氧化钠碱液消耗的实践及效果张荣德 孙旭亮 李瑞萍（济南钢铁集团总公司焦化厂，250101）【摘 要】本文主要介绍了浓硫酸洗涤轻苯深加工工艺生产中，通过不断优化生产工艺与操作指标，中和碱（氢氧化钠溶液）浓度由 12～18％提高到 30～34％；中和反应时间由 12 分钟提高到 60 分钟；再生酸浓度由 45～55％降低到 25～35％；废碱液二次利用等技术措施，吨轻苯碱液（100％氢氧化钠计算）由 4.95kg 降低到 3.2kg，创造了良好的效益，同时保护了环境关键词】氢氧化钠 苯精制 轻苯 降低1.前言济南钢铁集团总公司焦化厂（简称济钢焦化厂）于 1969 年 12 月份投产，现有 4 座 42 孔 JN43－80 型焦炉，1 座 65 孔 JN43－80 型焦炉，2 座 60 孔 JN60－3 型焦炉，年产焦炭 270 万吨，配套的化产回收硫铵和脱硫工艺、焦油加工、粗苯精制及干法熄焦等工艺粗苯深加工生产工艺为传统连续蒸馏与浓硫酸洗涤工艺，年加工轻苯 4 万吨。

2.浓硫酸洗涤粗苯精制工艺简介苯精制工艺主要包括蒸馏及洗涤两个生产系统2.1 蒸馏系统蒸馏工段主要由 4 个塔及所属配套设备组成：初馏塔、吹苯塔、纯苯塔和甲苯塔，所有塔所需热量由导热油提供原料轻苯经初馏塔进行初步蒸馏，塔顶控制温度为 50-60 度提取初馏份，塔底则连续排出混合份去洗涤酸洗净化，酸洗后的物质称为已洗混合份；已洗混合份进入吹出苯塔蒸吹，塔顶温度控制在 105-110℃蒸吹出三苯混合物，同时将溶于混合份中的各种聚合物作为吹出苯残渣（古马隆）排出；三苯混合物即吹出苯则被送入纯苯塔提取纯苯，纯苯塔塔顶温度控制在 84-88℃，经化验合格后采出纯苯流入纯苯大槽，塔底物质称为纯苯残油作为精制塔的原料生产甲苯及二甲苯；纯苯残油由泵打入精制釜加热后，进入精制塔内，塔顶温度控制在 108-113℃提取甲苯，化验合格后进入甲苯贮槽，甲苯提取完后采出二甲苯和溶济油2.2 洗涤系统从初馏塔底出来的未洗混合份必须经过酸洗，除去其中的一些不饱和化合物及脂肪烃，才能进入吹苯塔进行蒸吹，在反应泵前连续加入浓度为 96—98％的浓硫酸与未洗混合份经初步混合后送往反应球，然后进入反应器内停留 12 分钟进一步发生反应，反应温度为 45 度左右，主要发生聚合反应、共聚反应、加成反应、除硫化物反应及磺化反应。

从反应器出来的混合份及硫酸进入加水混合器，加水的目的是稀释浓硫酸，中止反应，连续加入未洗混合份量的 3—4％的水停止反应，然后进入酸油分离器中停留 1 小时，静止澄清分离出再生酸和酸焦油，混合份则由上部进入碱油混合器，在碱油混合器前加入浓度为30—34％的氢氧化钠碱液中和，然后进入碱油分离器澄清分离废碱，洗干净的已洗混合份则进入已洗槽作为吹出苯原料，进入下道工序3.优化苯精制工艺及操作参数，降低氢氧化钠碱液消耗3.1 调整氢氧化钠碱液浓度、保证纯苯质量、减少废水产生量操作规程要求洗涤中和碱液浓度 12～18％，但是来碱（原料）浓度为 30～34％，按照操作规程的指标必须加水把浓碱液配成浓度 12～18％稀碱液为了中和苯中的酸，需要消耗大量浓度为 12～18％稀碱液，由于稀碱液浓度低（12～18％） ，生产过程中产生大量废水，此废水无法处理，只能与酸焦油一起外送配煤，严重污染环境有时不能及时外送，造成了停产的被动局面降低碱液消耗，同时减少废水产生量，但降低碱液后又会造成产品成酸性，对塔、冷却器、大槽等设备造成腐蚀严重现象，同时会影响1产品质量（要求酸碱度为中性）不合格所有我们必须找出好的解决办法，才能有效地保证生产，同时解决了环保问题。

首先我们在化验室进行小试验，将洗涤氢氧化钠碱液浓度适当提高，通过在各不同浓度范围下观察影响洗涤的酸碱性，以下为我们做出的化验数据： 不同碱液浓度下的已洗混合份的酸碱性 表 1浓度序号 16% 20% 26% 34%1 PH=8 PH=8 PH=9 PH=92 PH=8 PH=8 PH=8 PH=83 PH=8 PH=8 PH=9 PH=8由上表 1 中可以看出，将洗涤配碱浓度从 12-18%提高至 34%，对已洗混合份的酸碱性影响不大，所以我们可以不配碱，同时降低废碱液的产生碱的消耗量由 250～300kg/h（浓度 12～18％）降至100～130kg/h（浓度 30～34％） ，吨轻苯耗碱液降低 0.4kg 左右每月减少洗涤废水产生量 104t，大大减轻了对环境的污染纯苯由原来的酸性（质量不合格）成为中性（纯苯质量要求） 3.2 提高氢氧化钠碱油中和反应时间，降低碱液消耗碱油反应时间原设计仅有 12 分钟，造成碱液消耗的增加，我们把碱油分离器做为碱油中和器，中和反应时间由 12 分钟增加到 132 分钟已洗混合份直接进 17＃、18＃已洗混合份中间槽 （济钢焦化厂已洗混合份中间槽有两个，编号为 17＃和 18＃） 。

17＃、18＃已洗中间槽倒换使用，替代碱油分离器，每 2.5h 倒换一次，使废碱液与苯充分静止分离17＃18＃已洗混合份槽废碱液放入成品地下池的油水池，用气泵送成品油水分离器，经过 24h 静止分离后，废碱放入废水地下池，此时废碱含苯 5～10％；废水地下池废碱送洗涤蒸釜回收苯，回收的苯回到未洗混合份槽，废水排入洗涤地下池，送煤厂配煤由于酸碱反应时间增加了 120 分钟，吨轻苯碱液消耗降低 0.3kg 左右，同时每月少产生废水 5 吨4.降低再生酸浓度，达到降低氢氧化钠碱液消耗的目的洗涤酸洗工艺过程中，为了停止浓硫酸与苯的反应，需要加水把 98％的浓硫酸稀释为 45～60％的再生酸；每天产生再生酸 6 吨，再生酸送煤场进行配煤处理济钢焦化厂精苯车间已经实施了废水综合利用零排放项目，废水（废碱液、苯分离水等工艺水）经过直接蒸汽蒸釜回收苯后，替代洗涤用新水，用来稀释浓硫酸停止其苯的反应，流量 130～150kg/h 降低再生酸的浓度，就等于降低苯中的硫酸浓度，达到降低中和碱液的目的，但是会增加再生酸的产生量，污染环境我们在酸反应器底部取出 100～150kg/h 浓硫酸（含浓硫酸 75％，酸焦油 25％） ，直接进入再生酸沉淀槽。

酸油分离器放出的再生酸浓度为 25～35％，排入再生酸沉淀槽，用来稀释酸反应器排入的浓硫酸，最终形成 45～60％的再生酸，再生酸的总量没有增加由于苯中含硫酸的降低，使吨轻苯碱液消耗下降 0.7kg 左右同时每月少产生废水 7 吨5.废碱液的二次利用，降低新碱液的消耗废碱液经过直接蒸汽蒸釜回收苯后，含氢氧化钠 6～10％，一部分用于稀释终止浓硫酸与苯的反应，另一部分（120～130kg/h）用于中和苯中的硫酸使吨轻苯碱液消耗下降 0.4kg 左右同时每月少产生废水 6 吨5.1 产品质量分析2008 年第二届中国焦化技术及生产大会 2008 年 6 月 24 日—26日2纯苯、甲苯的质量指标（2007 年 1 月） 表 1纯苯 残油 甲苯时间 初馏℃ 馏程℃ 干点℃ 比色 反应 初馏℃ 比色 初馏℃ 馏程℃ 干点℃ 比色 反应5 日 79.88 0.41 80.36 0.15 中性 113.50 0.9 110.21 0.72 110.98 0.15 中性6 日 79.86 0.44 80.35 0.30 中性 113.46 0.9 110.31 0.82 111.18 0.25 中性7 日 79.87 0.43 80.35 0.15 中性 113.40 0.9 110.40 0.72 111.17 0.15 中性8 日 79.89 0.42 80.36 0.20 中性 113.63 0.9 110.39 0.52 110.96 0.15 中性9 日 79.87 0.44 80.37 0.2 中性 113.48 1.0 110.38 0.53 110.96 0.30 中性10日 79.85 0.4380.330.25中性112.95 1.0110.27 0.72111.040.25中性11日 79.87 0.4380.350.30中性113.10 0.9110.26 0.66110.970.15中性12日 79.81 0.4380.390.15中性113.12 0.9110.28 0.63110.960.25中性13日 79.85 0.4880.300.25中性113.25 0.9110.21 0.72110.980.25中性14日 79.82 0.4380.300.15中性113.52 0.9110.31 0.82111.180.15中性由表 2 可以看出，产品质量稳定且符合国家标准 GB2293-97。

纯苯、纯苯残油、甲苯酸碱性均为中性6.效果吨轻苯碱液（100％氢氧化钠计算）消耗由 4.95kg 降低到 3.2kg，每月氢氧化钠溶液（浓度30％）消耗量由 49.5 吨，降低到 32 吨，全年节约氢氧化钠溶液（浓度 30％）210 吨，价值 25.2万元，同时少产生废碱液 1428 吨，减轻了对环境的压力；轻苯总精制率达到 95.5％，三苯收率达到 89％，均创造了良好的经济效益。