浅析焦炉煤气系统除萘

摘 要：本文通过对酒钢焦化厂煤气净化和回收系统的理论和实践分析，论述了除萘对煤气系统运行、化产品的质量和产量的重要性，结合实际生产状况对生产工艺的剖析，阐述了萘在系统中存在的状态和流向，解决煤气系统除萘的问题。

关键词：焦炉煤气净化；萘；化工回收

1 概述

本文通过对萘性质的分析，结合酒钢焦化厂实践运行经验，总结出煤气系统净化回收过程中萘在系统存在的状态以及流向，剖析煤气系统除萘的根源问题，解决煤气系统除萘，提高产品质量和产量，提高系统运行效率。

2 萘的特性

2.1 萘的化学特性

萘是一种有机化合物，分子式C10H8，白色，易挥发并有特殊气味的晶体，密度1.162、熔点80.5℃、沸点217.9℃。不溶于水，能溶于有机物中，易升华、易挥发。具有刺激作用，高浓度致溶血性贫血及肝、肾损害。会导致贫血或红细胞数、血色素和血细胞数显著减少。对皮肤敏感者，萘会引起一些严重的皮肤病。

2.2 萘在工业上的特性

①萘具有不流动性。在焦炉煤气中，一定压力下萘的饱和含量随温度的变化而变化。不同温度下的煤气中总会含有一定量的萘，当煤气温度下降时，过饱和的萘就会凝华出来，凝华的萘沉积附着在四壁和管道内部，增大煤气输送阻力。进入其他工段中，妨碍生产，破坏产品质量。

②萘具有迁移性。已凝华出来的萘以蒸汽进行清扫，会使其迁移到新的地方，在温度下降时重新凝华。如果煤气温度发生变化，也会使萘迁移到别处。故萘在初冷后就清除，是人们追求的目标。

③清除萘的关键。根据萘的特性，在冷却的基础上，通过洗涤的方法是除去萘的关键。只有冷却到一定温度下，萘才能充分凝华出来，高温度是无法从气相中除去萘的。通过合适的洗涤剂和工艺，以溶解和吸收萘，并将被脱除的萘移除设备，回收利用。避免煤气中含萘不再增加，加强电捕操作，减少煤气中焦油雾粒。焦油雾粒含萘高达40%，当温度升高时，萘会升华再次进入煤气中。

3 萘在生产工艺过程中的影响因素分析

根据生产工艺情况，萘对后续工段的主要影响如下：

3.1 萘对风机的影响

①增大了焦油中萘含量。

②堵塞洗萘塔换热器，导致换热效率下降。

3.2 萘对脱硫的影响

①1#脱硫塔堵塔。由于萘和焦油具有消泡、破坏催化剂和加剧脱硫液副盐产生的功能，使1#脱硫塔产生硫泡沫被消除，导致生成的单质硫随循环脱硫液进入脱硫塔填料层，进而发生堵塔现象。

②预冷塔后煤气温度下降，萘发生沉积，导致煤气管道堵塞，严重时会导致煤气截流。

③堵塞氨水换热器，使职工频繁用蒸汽清扫换热器。

④降低了硫化氢的吸收率。

3.3 萘对硫铵的影响

硫铵产量和质量下降。蒸氨来的浓氨水中含有大量的萘，随浓氨水补入饱和器中，破坏硫铵结晶环境，增加晶体长大阻力，导致产生小颗粒结晶，进而使硫铵产量下降。

3.4 萘对粗苯的影响

①破坏洗油，降低了粗苯回收率。

②堵塞煤气管道。

4 萘流向分析

图1 酒钢焦化厂煤气系统萘流向图

5 结论

结合萘的理化特性：在焦炉煤气中，一定压力下萘的饱和含量随温度的变化而变化，煤气温度下降时，过饱和的萘就会凝华出来和相似相容原理。将酒钢焦化厂氨水和煤气中的萘走向和含量进行分析归纳，总结如下：

5.1 氨水中萘的流向

自焦炉来的80℃～90℃荒煤气通过气液分离器后，进入初冷器将煤气温度冷却至22℃～32℃后进入电捕。煤气温度显著下降，萘溶于焦油中随氨水在初冷器中、低温段沉降，被喷洒泵喷出的氨水洗涤后进入卧式槽中，多余的氨水、焦油、萘混合物满流至冷凝液槽，通过冷凝液泵打入机械化澄清槽中，导致剩余氨水罐中氨水和焦油池的焦油含萘增加。只有少量的萘随蒸氨塔中的浓氨水排出氨水系统，但又在硫铵工段补入煤气系统，另一部分萘随焦油外送，但造成焦油中含萘升高。如此长久累积，萘不断随煤气进入回收的氨水系统，但没有被及时、有效地分离排出，导致氨水系统中萘含量不断增加，进而造成上面所提到的对回收工段的影响。

为避免上述现象发生，只有将自初冷器出来后流入卧式槽中的含有大量萘的焦油和氨水经过澄清、冷却、洗涤后被重新打入系统中，这样可以将萘及时排出氨水系统，降低焦油中萘含量并减少萘对后续工段的影响。（从原始部位开始除萘。）

5.2 煤气中萘的流向

在焦炉煤气中，一定压力下萘的饱和含量随温度的变化而变化，煤气温度下降时，过饱和的萘就会凝华出来，而煤气温度升高后萘又重新升华进入煤气系统中。80℃～90℃煤气通过气液分离器后进入初冷器温度降到22℃～32℃，此时煤气中大部分萘结晶随焦油和氨水流出。经过风机和电捕后煤气温度上升至40℃～45℃，进入洗萘塔与氨水逆流接触后温度进一步降低，然后通过预冷塔温度降低到40℃以下。在此过程中，煤气由原来22℃～32℃时的饱和萘含量，变为约40℃时的饱和萘含量，且剩余氨水中萘含量在不断上升，故认为煤气通过洗萘塔和预冷塔后萘含量上升。煤气通过脱硫塔后进入饱和器，此时在满流槽处补入含有萘的浓氨水，导致煤气萘含量进一步增加。

故只有将初冷器后冷凝液中的萘不间断地排出系统，这样使氨水系统中萘含量减少，煤气系统中的萘才能控制在合适的范围内，提高煤气输送能力和降低设备设施的萘堵塞现象，减少萘对其余化工产品的回收。