Processmässig statusbedömning och optimering av bensenverket vid SSAB Oxelösund AB
SSAB Oxelösund producerar järn i masugnsprocessen. Som bränsle och reduceringsmedel av järnmalmen används koks. Koks bildas genom torrdestillering av stenkol, s.k. koksning. Som en biprodukt vid koksning bildas koksugnsgas. Innan koksugnsgasen kan användas för uppvärmning av stålverk, valsverk och koksverk renas den från bl.a. BTX (bensen, toluen och xylen) och naftalen. Bensenutvinningen sker i tre steg med en skrubber, en avdrivare och en fraktioneringskolonn. Urtvättningen av BTX och naftalen sker i motström i en skrubber med en petroleumolja, men verket är konstruerat för en mineralolja som användes tidigare. Vid byte av oljesort förlorades en del av förståelsen för processen. Oljans viskositet ökar med tiden eftersom den polymeriseras. Viskositetsökningen leder till minskad produktion eftersom cirkulationspumparna inte orkar pumpa runt oljan. När oljans viskositet blir för hög måste verket stoppas och oljan bytas ut. Detta sker 2- 3gånger/år och medför en stor kostnad både p.g.a. att ny olja måste köpas in och företaget går miste om inkomsterna från bensenproduktionen under stoppet. Det försvinner ungefär 3m3 tjärolja ur systemet varje vecka. Det är möjligt att den försvinner i naftalenavdraget på fraktioneringskolonnen. Examensarbetet syftar till att ge ökad förståelse för bensenproduktionen, både urtvättningen och efterbehandlingen. Först gjordes en processmässig statusbedömning av bensenverket och sedan gjordes ett optimeringsförsök. Under statusbedömningen gjordes mätningar av sammansättningen för det som lämnar systemet via naftalenbotten. De visade att ungefär 16kg/h olja (2,3m3/vecka)lämnade systemet via fraktioneringskolonnens naftalenavdrag. För att minska oljeförlusten och motverka ansamlingen av naftalen i tjäroljan gjordes försök att höja temperaturen på naftalenbotten. En höjning av naftalenhalten på fraktioneringskolonnens naftalenavdrag åstadkoms genom en höjning av temperaturen på naftalenbotten. Även en hög temperatur ovan naftalenbotten och en liten skillnad i temperaturen ovan och under naftalenbotten visade sig ha en positiv inverkan på naftalenhalten. Naftalenkoncentrationen i naftalenavdraget ökade från 20- 30% till 50 % när temperaturen på naftalenbotten ökades från 128°C till 135° C. För att undersöka viskositetens påverkan på urtvättningen mättes viskositeten på tjäroljan samt halterna BTX och naftalen i avdriven respektive anrikad tjärolja. Det visade sig att BTX halterna och urtvättningen av BTX minskade med ökande viskositet. Naftalenhalterna i tjäroljan ökar med viskositeten, vilket tyder på en ansamling av naftalen i tjäroljan. Detta stämmer väl överens med mätningarna som gjordes på fraktioneringskolonnen, där endast 4kg/h naftalen lämnade systemet. Naftalenurtvättningen gick inte att statistiskt säkerställa. Vid vissa tillfällen var urtvättningen positiv medan den vid andra tillfällen var negativ, alltså naftalen överfördes från den avdrivna tjäroljan till den renade koksugnsgasen. För att öka förståelsen för Bensenavdrivaren samt för att försöka minska oljeförlusten men ändå behålla samma bensenproduktion utförs ett 23- fullfaktorförsök på dess börvärden. En hög topptemperatur och en låg ingående temperatur i kombination med ett lågt ångflöde gav en god avdrivning av BTX och en låg avdrivning av de lätta fraktionerna av tjäroljan. Sammanfattningsvis resulterade examensarbetet i en ökad förståelse för bensenanläggningen. Temperaturen på naftalenbotten ökades från 125C till 135C.