不锈钢鲍尔环在烟道气酚盐分解制取粗酚中的应用

焦化厂通过对烟道气酚盐分解制取粗酚工艺中分解塔填料类型的探索及实践运行，证明不锈钢鲍尔环填料比塑料花环填料及轻瓷材质填料更适合该工艺条件 。应用不锈钢鲍尔环，避免了分解塔发生堵塞事故，同时提高了粗酚收率。

北方某焦化厂2005年建成投产的15万t/a焦油加工装置采用烟道气分解和硫酸调质相结合的粗酚制取工艺，2008 年以前粗酚的收率仅维持在理论收率的 6.8% ,造成企业成本上升、环境污染、设备老化加剧等问题。分解塔是生产粗酚的关键设备，而填料是分解塔的重要组成部分，是酚钠与烟道气有效成分反应的载体。因此合理选择填料对提高粗酚产量起至关重要的作用。

1、问题分析

2008年 8月对分解塔的填料进行全方位调查，发现分解塔内堵塞严重，塑料花环填料有明显变形、聚合、结块等外部特征。对附着在填料表面的固体物进行化验分析后确定是碳酸钠结晶和微量粗酚。经分析，分解反应产生的热量使塑料花环填料软化变形并发生热聚合，减小了比表面积，生成的碳酸钠不能及时排出，在高温下脱水形成结晶并附着在塑料花环填料表面，进一步减少了比表面积，造成恶性循环，因此塑料花环的软化特性不适合高温下的分解反应。

2、更换填料

2.1 改塑料花环填料为轻瓷材质填料

2009 年采用耐高温的轻瓷材质填料替代原有塑料花环填料。为使碳酸钠溶液顺利排出分解塔，采用3层填料模式，详见表 1。经计算，改造后的轻瓷填料表面积比原塑料花环填料多1850m2 , 分解反应更彻底，大大缓解了分解塔堵塞状况。粗酚收率提升到0.54% ,达到理论收率的54%。但 2010年11月对分解塔进行年修时发现部分轻瓷填料因气流、液流的长期冲刷侵蚀和酸性物质腐蚀，发生粉化现象，且粉化后填料强度降低，容易破裂成碎片，使填料比表面积急剧缩小、塔内阻力增加、粗酚收率降低，因此需要更换不易粉化的填料。

2.2、改轻瓷材质填料为不锈钢鲍尔环填料

不锈钢鲍尔环填料由不锈钢薄板冲压卷制而成，在环壁上开出2排带有内伸舌叶的窗孔。同一水平面每排窗孔有5个舌叶，每个舌叶弯向环内，指向环心，在中心处几乎相通，上下2层窗孔的位置相互错开，一般开孔总面积约为整个环壁面积的35%,使塔内气体和液体能够从窗口顺畅通过。这种不锈钢材料既能防止软化结块，又能避免因冲击和腐蚀而粉化，同时其独特的设计可增大比表面积，充分解决气液交换传质传热的需要，使反应更彻底。改进填料后，粗酚收率大大提高，2005 —2012 年粗酚收率折线图如下图所示。

3、结论

更换不锈钢鲍尔环填料后，分解塔未发生过堵塞事故，粗酚收率 2011年跃升至0.86% ,2012年跃升至0.91,达到理论收率的90%以上。实践表明，不锈钢鲍尔环填料能够满足烟道气分解制取粗酚工艺的要求，适于推广应用。