国内焦化企业洗脱苯工序的洗苯塔在运行3-5年后，普遍存在填料堵塞、阻力增大问题，或因生产工艺控制不当，造成换热器、管式炉堵塞问题。当洗苯塔阻力增大到3000Pa左右持续不降时，企业通常采取热贫油洗塔和蒸汽吹扫办法降低其阻力，开始可能有一定效果，但频繁吹洗后，洗苯塔阻力仍然居高不下，严重影响到洗苯系统正常运行。据了解，很多企业通常采用更换填料的方法，但因施工周期长、成本高，且存在较大安全隐患，严重影响生产，也有的企业采取从塔内掏出填料用高压清洗（个别用焚烧除油垢）的方式除油垢来解决阻力大问题。清洗上述油垢固然可以采用有机溶剂除垢，但各家都考虑到存在巨大的安全隐患、有机溶剂费用高、数量大及环保因素而不考虑，因而亟需寻求更好的方法。
针对目前焦化行业洗苯塔存在的问题，根据我们多年焦化专业清洗工作经验，在总结太原煤气化集团焦化一厂（70万吨/年）、中煤集团九鑫焦化厂（200万吨/年）等企业的冷鼓横管换热器、粗苯工段换热器、黄血盐解析塔及螺旋板换热器、蒸氨塔及换热器等设备化学清洗技术的基础上，成功开发出一种“二步法化学清洗洗苯塔”技术，较好的解决了这个难题。通过对山西省焦炭集团益兴焦化股份有限公司90万t / a焦化厂洗苯塔清洗的实践，取得了满意的效果。最近，山西、内蒙、河南、河北的十余家焦化企业得知我们用化学法清洗洗苯塔成功后，常与我们联系，咨询洗苯塔阻力增大的成因及其引发的一系列问题的处理方法，有些公司也尝试用化学清洗方法，但目前除我公司外尚无成功案例。下面就我公司对山西省焦炭集团益兴焦化股份有限公司洗苯塔清洗实例进行初步分析，供大家参考：
一、山西省焦炭集团益兴焦化股份有限公司（90万t/a、4.3m焦炉）粗苯回收装置生产中出现洗苯塔阻力大的问题及生产影响
该厂2007年投产开始阶段，洗苯塔阻力为 800-900Pa，煤气量35000-40000Nm3/h，塔后煤气含苯5g/ m3左右。经过一年多运行，洗苯塔总阻力上升到1500Pa左右，塔后煤气含苯2-3g/Nm3，洗苯塔生产运行正常。从2010年上半年开始阻力逐渐上升，到2011年初洗苯塔阻力达2000Pa左右，并开始对生产有所影响。2010年10月至2011年5月份，洗苯塔阻力逐步上升至2800-3500Pa，塔后煤气含苯4-5g/ Nm3（当时为限产期，焦炉出炉数为80–90炉/天，煤气量约30000 Nm3/h），洗苯塔阻力持续偏高，在此期间，该厂虽然频繁采取蒸汽吹扫和热贫油洗塔手段降低阻力，但洗苯塔阻力仍然居高不下，已严重影响到洗苯系统正常运行，同时也影响到冷鼓工段。鼓风机是焦化生产心脏，因风机出口阻力增大，鼓风机负荷达到满负荷，电流增大，润滑油温度高，经常出现报警，为了缓解因洗苯塔阻力升高，给系统造成的影响，不得不打开洗苯塔旁通，来调节煤气量降低塔阻力，以便于鼓风机的正常运行。
二、洗苯塔阻力增大的原因分析
为了尽快解决上述问题，我们对洗脱苯工艺及设备进行了全面检查、分析，造成洗苯塔阻力增大的原因有如下几种可能性：
（洗苯塔结构与规格：塔直径3.5m、高35m、填料层分三段、每段高6m、填料比表面积约32000m2、填料体积180m3、填料形式125#和250#两种不锈钢波纹板，未计算捕雾层填料。）
1、煤气在进入洗塔苯前，煤气中夹带着焦油及管道集结的机械杂质（腐蚀物及硫化物）带入洗苯塔与洗脱苯工艺过程所形成的油垢（暂统称油垢）吸附在填料层表面，垢层逐步增厚，使三段填料层气液传质通道截面积减小；
2、洗苯塔填料塌陷变形；
3、洗苯塔顶部捕雾层污垢堵塞。
上述三种因素都有可能造成通过洗苯塔煤气的压降增大，阻力增大。因此，我们做了开塔检查，但并未发现填料塌陷变形，三段填料层上表面基本干净，捕雾层只有少量黑色薄污垢，排除了填料塌陷、变形因素。于是，我们对洗脱苯工艺及洗苯塔内填料垢样作进一步分析。
4、油垢形成的原因、成分及造成填料层污垢的内外因素：
（1）焦炉煤气夹杂轻重组分焦油、萘、煤粉、焦渣经横管冷却器大部分被除掉，煤气中的大部分轻焦油进入电捕，除焦油后经鼓风机送化产回收加工处理。上述过程中如电捕出现故障，或不开车，其中煤气夹带大量的焦油会吸附在煤气输送管道及设备内。当煤气进入洗苯塔，由于填料层传质面大（30000 m2），沉积在其表面形成粘结力较强焦油垢。
（2）洗油质量不达标、洗苯过程循环洗油量控制不当、再生温度过高排渣不足等原因也会造成中温油垢由循环贫油带入填料层沉积附着。
（3）工艺环境：粗苯工段所用洗油为煤焦油在230-300馏分物，当洗油进入洗苯塔将煤气中苯洗涤后，成为含苯的富油，富油进入管式炉加热至140-150℃后，进入脱苯塔进行脱苯，脱苯后热洗油进入再生塔蒸馏，脱出洗油中经高温脱氢反应聚合的洗油渣，脱渣后的洗油经油–油换热器和两段贫油冷却器，冷却后洗油再进入洗苯塔循环使用。在此工艺过程中，洗油从常温至高温过程中反复加温至140-150℃，当使用一段时间后，会有油垢产生，其中部分随洗油循环吸附在填料层表面形成油垢。
（4）这些沉淀物包含多种成分，是以复合油垢的形式吸附在的填料层内外表面。经定性分析，其中含有轻油垢、油包水淤垢、重油垢、胶质油垢、硫化铁、沥青质焦油垢；其中部分成分为洗油中的芳香类烃与多环烯烃的氮、氧、硫等杂环混合物，脱氢聚合反应形成的高聚物焦油垢，其主要为焦油垢及粘结力很强的沥青质硬垢（在高温下，金属及其氧化物具有催化作用）。
（5）复合垢中轻焦油垢的形成原因：在常温下，洗油在填料表面形成油膜如较长期附着其表面，当循环洗油循环量不足或喷洒分布不均，它不能及时被循环新洗油冲洗带走，被金属催化变硬，形成膜状半固体状轻焦油垢（在常温下，金属及其氧化物对洗油也具有催化作用）。
（6）油包水淤垢的形成原因：煤气在进入洗苯塔前，经终冷塔冷却煤气，煤气中的机械杂质（管道中的腐蚀物）夹带着氨和少量的水分与洗油反应形成具有极性的乳化液滴（带有亲油基），被油包裹，形成”油包水”淤垢吸附在填料层上。
（7）复合油垢中的重油垢、胶油垢、硫化铁垢、沥青垢都是在较高温下形成的较强粘结性油垢，上述复合污垢属憎水型或疏水型有机污垢。
三、洗苯塔的化学清洗
通过对洗苯塔阻力增大的原因分析，结合以往除焦油与除沥青垢经验，我们决定采用“二步法化学清洗洗苯塔”技术。本案的洗苯塔结构复杂、体积庞大、填料堆密度大，结垢成分复杂且分布不均，填料层内外表面及设备筒体表面污垢是以复杂的复合形式存在的，只靠一种清洗工艺，使用一种清洗剂，使污垢完全解离分散去除是很困难的，“二步法化学清洗洗苯塔”技术是根据设备的实际情况、通过对污垢分析，对污垢做溶垢的化学试验为依据，设计出针对特别有害的或某些特定污垢的清洗剂和适宜的清洗工艺，保证清洗工程的可靠性，做到高效、安全、低成本。
1、本案化学清洗前准备工作
（1）在清洗前了解与洗苯塔相关的设备、结构、材质、适用工艺条件、适用时间、工艺介质、温度、介质流速、结垢情况、历次清洗情况分析、垢样分析和塔内污垢数量及分布状况、清洗剂对设备材料的影响，针对具体清洗工艺过程制定中间控制及分析方法制定清洗方案。
（2）清洗剂配方1经过溶垢实验效果不错，小试在烧杯中污垢溶解速度快，在50 C0时，比在常温下提高溶解分散速度10倍以上，且对污垢有很好的润湿性、渗透性、分散性、乳化能力、增溶能力效果不错，经多次试验对清洗部分重油垢、轻油垢、焦油淤垢（油包水型）效果佳；但对粘性高的焦油垢、胶质垢、沥青质硫化铁清洗能力差。配方2是针对配方1的不足而设计的。经多次试验对沥青质焦油垢有很好的清洗效果且低挥发、不易燃、安全。清洗剂对要清洗设备材质做腐蚀试验无腐蚀现象，对清洗后的大量饱和废液进行中和处理达到环保要求。
（3）清洗剂特点：为水基型清洗剂，是以表面活性剂为主要成分，组合多种化学品助剂，采用现代复配技术，研制的一项技术成果（技术方案）。该项技术方案的药剂具有不易燃、低毒、低成本、节能节效，不仅能清除复杂大型设备内部焦油垢，同时可以清除无机盐类污垢，还具有对设备金属表面良好缓蚀防腐效果。
四、化学清洗的优越性
二步法是化学清洗工程常用的一种工业方法，其核心技术是清洗剂配制和不同设备结构的清洗工艺设计的一种解决方案，是我公司科研技术人员经过数年对焦化行业研究、应用、开发、比较完善的解决焦化行业的设备、塔类、换热器、管道等特别是洗苯塔受复合沥青质焦油垢影响生产的较先进的清除垢方案之一。
1、保证了粗苯生产系统的连续稳定运行达到预期清洗的目的；
2、直接经济效益显著。清洗后比清洗前提高回收率（塔后煤气含苯2g/m3），日增产量6-7吨粗苯（厂家统计数据），价值3.5万元，年增加效益1260万元。（理论计算）
3、本清洗方案对设备及填料无腐蚀、无影响。
4、大大降低了因更换填料施工人员进入塔内作业接触有毒有害气体的安全风险。
5、采用本技术方案清洗费用低，费用约49万元（山西省焦炭集团益兴焦化股份有限公司清洗实例），清洗时间一般在6-7天；
6、而更换新填料（一般加班加点至少15天）比化学清洗停产时间长8天，直接损失也很大，按一天25吨（每吨6500元/吨）粗苯，8天要损失130万人民币。
7、更换新填料费用大，仅不锈钢板波纹填料（125#、和250#规格）180m3就需要（4500元/ m3）80余万人民币，化学清洗无此项费用；
8、更换新填料掏装人工费用10余万元；化学清洗无此项费用；
9、综合上述费用：更换新填料比化学清洗多支出（80+10+130）万元-49万元=170万元。
10、掏出清洗时间会更长一般20天（大量污垢难以处理），费用会更大；
11、更换填料或掏出清洗的方法不但施工周期长、成本大且存在难以估测的巨大安全风险因素，在更换过程中存在安全隐患，设备内淤垢中的有害气体易挥发，曾经有报道。山西两家焦化大企业因检修洗苯塔（更换填料），有害气体爆炸造成人员伤亡，河南一家焦化厂因阻力大检查洗苯塔打开人孔盖后，空气进入与塔内硫化物反应自燃的事故。我们在调研中也了解到有些企业用化学药剂（在蒸汽伴热下）进行闭路循环清洗，其效果也不好，反而出现阻力不降反升的现象。
“二步法化学清洗洗苯塔”技术的开发应用，基本解决了国内目前困扰焦化企业因洗苯塔阻力增大而影响正常生产的技术难题，且经济效益显著。我们目前正在研制效率更高的清洗剂和相配套的清洗工艺，（已有很大进展目前已到实验总结阶段）进一步缩短清洗时间，降低清洗成本。