葛豐華

（唐山中潤煤化工有限公司，河北 唐山 063611）

煤化工生產(chǎn)的粗苯是由多種芳烴和其他化合物組成的復(fù)雜混合物，需進行深加工精制出苯、甲苯、二甲苯等才能作為有機化工的原料。在粗苯加氫精制過程中為保持部分工藝的負壓條件需要抽出一定的尾氣產(chǎn)生真空度，抽出的尾氣中不能避免的會含有苯、甲苯、二甲苯等有機物。為降低環(huán)境污染，這種尾氣一般排到火炬系統(tǒng)燒掉，不僅造成了資源的浪費，還帶來大量的污染物排放。目前隨著國家大氣污染治理的推進，化工企業(yè)揮發(fā)性有機物綜合治理已被列入國家的大氣污染防治行動計劃，因此，對尾氣中苯類有機物進行回收，降低有機物含量、減少污染物排放有著十分重要的意義。

1 粗苯加氫工藝

粗苯加氫是將煉焦產(chǎn)生的粗苯提純精制的過程，主要裝置由脫重組分、加氫精制、萃取蒸餾、芳烴精制和公用設(shè)施等單元組成。粗苯首先經(jīng)脫重塔分離為輕苯和重苯，輕苯再經(jīng)連續(xù)蒸發(fā)器和蒸發(fā)塔蒸發(fā)后，在預(yù)反應(yīng)器和主反應(yīng)器進行兩級加氫處理，輕苯中的不純物，如硫、氧、氮化合物經(jīng)催化劑兩級加氫反應(yīng)處理，生成硫化氫、水、氨等物質(zhì)，同時不飽和化合物轉(zhuǎn)化為飽和化合物，然后在穩(wěn)定塔脫氣后得到加氫油。加氫油再經(jīng)萃取蒸餾分離出非芳烴后，依次經(jīng)苯塔、甲苯塔和二甲苯塔分離得到苯、甲苯、二甲苯等產(chǎn)品。流程見圖1所示。

圖1 粗苯加氫工藝流程圖

2 有機尾氣的產(chǎn)生

粗苯精制生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生兩股含苯有機尾氣產(chǎn)生，一股是脫重組分塔、溶劑回收塔真空尾氣，另一股是穩(wěn)定塔尾氣。

2.1 脫重組分塔真空尾氣

工藝生產(chǎn)中，為了保持脫重組分塔、溶劑回收塔內(nèi)部真空度，兩塔頂部均要抽出一定的廢氣。在抽出的廢氣中含有苯、甲苯、二甲苯等污染物。根據(jù)生產(chǎn)實際，脫重組分塔真空排氣中各物質(zhì)組分含量大概為：苯含量27.6%，甲苯9.1%，溶劑回收塔真空排氣中苯含量9.2%，甲苯含量0.2%，二甲苯含量8.1%。為減輕環(huán)境污染，這股尾氣排至火炬系統(tǒng)燒掉。

2.2 穩(wěn)定塔尾氣

該項目穩(wěn)定塔的回流罐排氣含H2S、烴類、H2、NH3等污染物，這股尾氣不能直接燃燒放散，而是送入焦化項目煤氣管道中，同荒煤氣一同進行煤氣凈化，對其進行脫硫、脫氨、脫苯處理，不排放。

3 尾氣回收技術(shù)及應(yīng)用

現(xiàn)有的尾氣回收技術(shù)主要有冷凝法、吸附法和吸收法等，經(jīng)對生產(chǎn)工藝分析，粗苯精制過程是在全封閉環(huán)境中進行的，基本不會造成跑冒滴漏的物料損失，生產(chǎn)中99%的物料得到回收，極少部分損失即主要為上述兩股尾氣帶走的物料損失。脫重塔真空尾氣和穩(wěn)定塔尾氣是在塔頂抽出的部分40℃氣體，排氣量1.2t/h，其中含苯類化合物和環(huán)戊烷等非芳烴、苯等可燃物質(zhì)，隨真空尾氣一同排出。根據(jù)生產(chǎn)工藝、裝置及公輔供應(yīng)特點，可選用冷凝法對尾氣中有機物進行回收處理。

根據(jù)苯類物料特性，當(dāng)尾氣溫度由40℃降低至10℃時，其飽和蒸汽壓將大幅降低，即可有大量的揮發(fā)性苯、甲苯、二甲苯、環(huán)戊烷等非芳烴被冷凝下來，從而可再次被回收到系統(tǒng)中。根據(jù)安托尼（Antoine）方程，可知不同溫度時各種物質(zhì)的飽和蒸汽壓。

式中A、B、C為物性常數(shù)，不同物質(zhì)對應(yīng)于不同的A、B、C的值

其中：P——溫度t對應(yīng)下的純液體飽和蒸汽壓，毫米汞柱

t——溫度，℃

表1 不同物質(zhì)的蒸氣壓

通過分析研究后進行了設(shè)計并實施應(yīng)用，在脫重組分塔和穩(wěn)定塔的真空尾氣出口新增了換熱器，從廠內(nèi)公輔管道引入低溫水作為尾氣的冷卻介質(zhì)，將冷凝下來的液體回收至粗苯罐。回收過程如圖2所示。

圖2 尾氣回收示意圖

4 結(jié)語

該項目利用苯類物料特性，通過降低尾氣溫度來降低其飽和蒸汽壓，從而使揮發(fā)性苯類物質(zhì)被冷凝下來進行回收。該項目投入使用后，年可回收苯類化合物999噸，可大量減少燃燒廢氣及有機物的排放，減輕了環(huán)境污染，有效減少了資源浪費。

［1］趙志偉，杜塏.冷凝法油氣回收技術(shù)中的油氣冷凝特性分析［J］.流體機械，2009，37（9）：67－70.

［2］劉井新.淺談苯蒸汽回收的必要性和方法［J］.煉油與化工，2012，21（2）：20－22.