苯乙烯裝置焦油產(chǎn)量的影響因素研究

殷振華

摘要：苯乙烯焦油是苯乙烯裝置精餾提純后的殘油，其主要化學(xué)成份是苯乙烯的低聚物，是一種黃色有刺激性氣味液體，聚合度為幾十到幾百.常溫下是一種高度粘稠的物質(zhì)。焦油產(chǎn)量是對苯乙烯裝置物料耗損影響最大的因素。我們從分析中可以得出，要想對焦油量產(chǎn)量進行降低，就要從焦油中苯乙烯含量和裝置聚合物的生成量方面開始進行?；诖?，本文主要對苯乙烯裝置焦油產(chǎn)量的影響因素進行分析探討。

關(guān)鍵詞：苯乙烯裝置;焦油產(chǎn)量;影響因素

1、項目簡介

苯乙烯車間每年約產(chǎn)生500噸焦油副產(chǎn)品。焦油屬于危廢，危廢的處置一直由渤海公司用槽車運送至環(huán)?？萍迹?jīng)加工處理后出廠。由于環(huán)?？萍忌a(chǎn)許可證即將到期，將無法繼續(xù)處理此部分苯乙烯焦油，所以對苯乙烯焦油系統(tǒng)的改造刻不容緩。改造內(nèi)容為：苯乙烯裝置產(chǎn)生的苯乙烯焦油與丙苯、高沸物1：1混合后送至焦化裝置進行處理。在苯乙烯裝置的精餾單元東北側(cè)新增一個100m3苯乙烯焦油的立式儲存罐及兩臺流量為8m?/h的摻煉泵。該儲存罐采用密閉儲存，罐頂設(shè)置氮封，采用分程控制來保證罐內(nèi)壓力在一定范圍。當(dāng)罐內(nèi)壓力過高時排氣閥調(diào)節(jié)罐內(nèi)壓力，排氣高點放空，壓力過低時通過調(diào)節(jié)閥向罐內(nèi)補充氮氣。

因苯乙烯焦油中含有一定量的苯乙烯，苯乙烯沸點為145℃，在熱、光或過氧化物作用下容易聚合，聚合時放出大量的熱，有引起爆炸的危險。所以新增罐內(nèi)的苯乙烯焦油不宜輸送至焦化原料罐內(nèi)或者原料泵出口。本次改造將罐內(nèi)的苯乙烯焦油混合物定期輸送至焦炭塔C-1/7，8入口處，苯乙烯焦油隨焦化油一起進入焦炭塔內(nèi)。因苯乙烯焦油混合物在低溫下粘度較大，流動性差，為保證苯乙烯焦油的順利輸送，新增的苯乙烯儲存罐設(shè)置外伴熱，維持罐內(nèi)的苯乙烯焦油混合物在70℃左右，輸送管線亦采用蒸汽伴熱。

2、主要創(chuàng)新項

在苯乙烯裝置內(nèi)新增一座苯乙烯焦油罐，配套摻煉泵，將苯乙烯裝置產(chǎn)生的苯乙烯焦油與丙苯、高沸物1：1混合后送至焦化裝置的焦炭塔C-1/7，8內(nèi)進行生焦處理，徹底解決了苯乙烯副產(chǎn)品、危廢物品-焦油的處置問題，也達到了治理現(xiàn)場焦油裝車有異味的目的，同時還帶來了部分經(jīng)濟效益。

3、苯乙烯裝置焦油量介紹

苯乙烯單體是基礎(chǔ)化工中非常重要的原料，用于對聚苯乙烯進行合成，丁苯橡膠和ABS樹脂。苯乙烯主要的生產(chǎn)方法，就是進行乙苯脫氫以及乙苯、丙苯共同氧化的方式。在現(xiàn)在的市場上，大概有85%的苯乙烯，是經(jīng)過乙苯脫氫的方式進行氧化法的生產(chǎn)工藝。由苯乙烯深加工生產(chǎn)得來的塑料，能加工成我們在日常生活中所應(yīng)用的塑料以及工程上的塑料，用途非常的廣泛。焦油量的產(chǎn)生，是需要利用薄膜蒸發(fā)器進行溫度的控制，精苯乙烯塔釜溫度，是對焦油之中的苯乙烯含量有非常大影響的溫度。可以通過對物料組成和溫度進行建立擬合的關(guān)系方程式，與生產(chǎn)的實際情況進行結(jié)合，能夠找到薄膜蒸發(fā)器對溫度進行控制的范圍。溫度基本需要保持在65-70℃。薄膜蒸發(fā)器進料中苯乙烯的含量可以控制在40%以下的范圍內(nèi)，精苯乙烯塔塔釜溫度可以保持在70-85℃的范圍之間，這個時候的焦油苯乙烯含量能夠降低30%上下，焦油可以有非常好的流動性。在苯乙烯精制過程中，特別容易發(fā)生聚合反應(yīng)，并且熱聚合反應(yīng)能力也非常強。在苯乙烯的精制過程中，精餾的溫度和苯乙烯的含量非常高，能夠讓聚合反應(yīng)的速度更快，這也是加快聚合反應(yīng)速度的主要原因。聚合反應(yīng)的聚合物是以苯乙烯焦油的方式進行系統(tǒng)的排除的。苯乙烯焦油的產(chǎn)量，對苯乙烯產(chǎn)品物料的消耗有非常大的影響，所以要降低苯乙烯焦油產(chǎn)量，就要盡可能的對產(chǎn)品的物耗進行降低。

我們以錦西石化公司為例。錦西石化公司的平均年產(chǎn)為6萬噸/a，苯乙烯裝置就是現(xiàn)在最主要的加工工藝。苯乙烯裝置的精餾是包含了粗苯乙烯塔、精苯乙烯塔、乙苯回收塔、苯甲苯塔幾部分。由脫氫液作為原料，通過粗苯乙烯塔、精苯乙烯塔精制分離，能夠得到苯乙烯產(chǎn)品。苯乙烯裝置工藝之中，苯乙烯物料受到了高溫的影響，非常容易產(chǎn)生聚合，以產(chǎn)生聚合的區(qū)域，是對焦油產(chǎn)量進行有效控制的最主要對象，包含了粗苯乙烯塔、精苯乙烯塔和薄膜蒸發(fā)器幾個部分。

4、焦油產(chǎn)量的影響原因及解決辦法

在ABBLummus/UOP工藝之中，薄膜蒸發(fā)器能夠?qū)囟冗M行控制，焦油循環(huán)比是對焦油產(chǎn)量影響最大的因素。阻聚劑是苯乙烯精餾系統(tǒng)中，能夠延緩和控制聚合反應(yīng)的最有效方式。阻聚劑的加入，也是對焦油產(chǎn)量影響最大的因素之一。同時精苯乙烯塔塔釜溫度也是對焦油產(chǎn)量影響較大的因素。我們在了解了影響因素，對影響的因素和苯乙烯焦油產(chǎn)量的關(guān)系進行分析，可以對焦油循環(huán)比以及精苯乙烯塔塔釜溫度的指標(biāo)進行控制和優(yōu)化，可以對高精細化的流程進行提升，讓焦油產(chǎn)量進行降低。

（1）精苯乙烯塔塔釜溫度的優(yōu)化。薄膜蒸發(fā)器的進料由精苯乙烯塔塔釜來，塔釜來料苯乙烯的含量可以控制在39%以下的范圍內(nèi)，精苯乙烯塔塔釜溫度可以保持在70-85℃的范圍之間，經(jīng)過薄膜蒸發(fā)器再次蒸發(fā)調(diào)整，焦油中苯乙烯含量能夠降低20%上下。

（2）薄膜蒸發(fā)器溫度控制的優(yōu)化。薄膜蒸發(fā)器的進料中，苯乙烯的含量是由薄膜蒸發(fā)器負荷進行影響的，并能夠?qū)褂彤a(chǎn)量有一定的影響。在精餾單元負荷增加的時候，薄膜蒸發(fā)器進料中苯乙烯的含量變化，對于焦油產(chǎn)量的影響會有一定程度的增加。薄膜蒸發(fā)器進料中，苯乙烯含量和焦油中苯乙烯含量的變化，相符或者吻合是最理想的。薄膜蒸發(fā)器進料中，苯乙烯的含量要盡可能的控制在39%以下，經(jīng)過薄膜蒸發(fā)器蒸發(fā)調(diào)整，薄膜蒸發(fā)器溫度穩(wěn)定在65-70℃，薄膜蒸發(fā)器轉(zhuǎn)子控制在70轉(zhuǎn)左右，焦油內(nèi)苯乙烯含量會降到20%之下。

在應(yīng)用的工藝之中，精苯乙烯塔塔壓能夠?qū)Ρ∧ふ舭l(fā)器的壓力進行直接的影響以及控制。在精苯乙烯塔壓力比較穩(wěn)定的情況下，精苯乙烯塔和焦油中苯乙烯的含量是有一定的聯(lián)系的，精苯乙烯塔和焦油中苯乙烯的含基本都在比較低的水平線上。但是精苯乙烯塔溫度如果保持較高，聚合反應(yīng)的速度也有有所增加，并且能夠?qū)褂偷漠a(chǎn)量有一定的影響。對焦油產(chǎn)量進行降低，就需要將精苯乙烯塔的溫度控制在合理的范圍之內(nèi)，并對焦油中的苯乙烯含量進行有效的降低。對于DCS數(shù)據(jù)的收集，將歷史數(shù)據(jù)和焦油里苯乙烯的含量數(shù)據(jù)進行對比和分析，我們可以利用專業(yè)的軟件對其進行模擬實驗，可以找到精苯乙烯塔溫度和焦油中苯乙烯含量的聯(lián)系。焦油循環(huán)比是對焦油產(chǎn)量有非常大影響的因素。和Fina/Badger相比較，ABBLummus/UOP的工藝中，焦油循環(huán)比能夠更有效的對苯乙烯的損失進行降低，所以可以不利用焦油蒸發(fā)溫度的提升對焦油的苯乙烯進行回收。這樣能夠?qū)Ρ揭蚁┑膿p失進行有效的降低，同時也可以讓焦油流動性變差的情況有所緩解，讓裝置堵塞的風(fēng)險也可以盡量的避免。焦油循環(huán)比是對焦油產(chǎn)量進行降低的重要考慮，同時也要對阻聚劑的消耗量進行考慮，讓阻聚劑消耗能夠盡可能的降低。

5、結(jié)語

薄膜蒸發(fā)器的溫度控制，精苯乙烯塔塔釜溫度以及焦油循環(huán)比，包括系統(tǒng)阻聚劑的含量，都是對焦油產(chǎn)量有一定影響的因素。對苯乙烯裝置焦油產(chǎn)量進行控制，能夠達到節(jié)能降耗的目的。

參考文獻

[1]王長文.節(jié)能型苯乙烯精餾裝置與常規(guī)裝置的對比與分析[J].山東化工，2014，（8）.

[2]闞昊，李建韜，于宸，金熙俊.苯乙烯裝置的節(jié)能方案探討[J].當(dāng)代化工，2016，（2）.

[3]徐舟.苯乙烯裝置節(jié)能優(yōu)化[J].石油石化綠色低碳，2017，（5）.