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(duì)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(duì)焦油量產(chǎn)量進(jìn)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(jìn)行?；诖?，本文主要對(duì)苯乙烯裝置焦油產(chǎn)量的影響因素進(jìn)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(xiàng)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(yùn)送至環(huán)?？萍?，經(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(duì)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(jìn)行處理。在苯乙烯裝置的精餾單元東北側(cè)新增一個(gè)100m3苯乙烯焦油的立式儲(chǔ)存罐及兩臺(tái)流量為8m?/h的摻煉泵。該儲(chǔ)存罐采用密閉儲(chǔ)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(shí)排氣閥調(diào)節(jié)罐內(nèi)壓力，排氣高點(diǎn)放空，壓力過低時(shí)通過調(diào)節(jié)閥向罐內(nèi)補(bǔ)充氮?dú)狻?/p>

因苯乙烯焦油中含有一定量的苯乙烯，苯乙烯沸點(diǎn)為145℃，在熱、光或過氧化物作用下容易聚合，聚合時(shí)放出大量的熱，有引起爆炸的危險(xiǎn)。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(jìn)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(dòng)性差，為保證苯乙烯焦油的順利輸送，新增的苯乙烯儲(chǔ)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?jiǎng)?chuàng)新項(xiàng)

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(jìn)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(dá)到了治理現(xiàn)場(chǎng)焦油裝車有異味的目的，同時(shí)還帶來了部分經(jīng)濟(jì)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(duì)聚苯乙烯進(jìn)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(jìn)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(chǎng)上，大概有85%的苯乙烯，是經(jīng)過乙苯脫氫的方式進(jìn)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?cè)谌粘Ｉ钪兴鶓?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(jìn)行溫度的控制，精苯乙烯塔釜溫度，是對(duì)焦油之中的苯乙烯含量有非常大影響的溫度?？梢酝ㄟ^對(duì)物料組成和溫度進(jìn)行建立擬合的關(guān)系方程式，與生產(chǎn)的實(shí)際情況進(jìn)行結(jié)合，能夠找到薄膜蒸發(fā)器對(duì)溫度進(jìn)行控制的范圍。溫度基本需要保持在65-70℃。薄膜蒸發(fā)器進(jìn)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(gè)時(shí)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(dòng)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(qiáng)。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(jìn)行系統(tǒng)的排除的。苯乙烯焦油的產(chǎn)量，對(duì)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(duì)產(chǎn)品的物耗進(jìn)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(duì)焦油產(chǎn)量進(jìn)行有效控制的最主要對(duì)象，包含了粗苯乙烯塔、精苯乙烯塔和薄膜蒸發(fā)器幾個(gè)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(jìn)行控制，焦油循環(huán)比是對(duì)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(duì)焦油產(chǎn)量影響最大的因素之一。同時(shí)精苯乙烯塔塔釜溫度也是對(duì)焦油產(chǎn)量影響較大的因素。我們?cè)诹私饬擞绊懸蛩?，?duì)影響的因素和苯乙烯焦油產(chǎn)量的關(guān)系進(jìn)行分析，可以對(duì)焦油循環(huán)比以及精苯乙烯塔塔釜溫度的指標(biāo)進(jìn)行控制和優(yōu)化，可以對(duì)高精細(xì)化的流程進(jìn)行提升，讓焦油產(chǎn)量進(jìn)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(jìn)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(jìn)料中，苯乙烯的含量是由薄膜蒸發(fā)器負(fù)荷進(jìn)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(fù)荷增加的時(shí)候，薄膜蒸發(fā)器進(jìn)料中苯乙烯的含量變化，對(duì)于焦油產(chǎn)量的影響會(huì)有一定程度的增加。薄膜蒸發(fā)器進(jìn)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(jìn)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(huì)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(jìn)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(duì)焦油產(chǎn)量進(jìn)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(duì)焦油中的苯乙烯含量進(jìn)行有效的降低。對(duì)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(jìn)行對(duì)比和分析，我們可以利用專業(yè)的軟件對(duì)其進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，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(duì)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(duì)苯乙烯的損失進(jìn)行降低，所以可以不利用焦油蒸發(fā)溫度的提升對(duì)焦油的苯乙烯進(jìn)行回收。這樣能夠?qū)Ρ揭蚁┑膿p失進(jìn)行有效的降低，同時(shí)也可以讓焦油流動(dòng)性變差的情況有所緩解，讓裝置堵塞的風(fēng)險(xiǎn)也可以盡量的避免。焦油循環(huán)比是對(duì)焦油產(chǎn)量進(jìn)行降低的重要考慮，同時(shí)也要對(duì)阻聚劑的消耗量進(jìn)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(duì)焦油產(chǎn)量有一定影響的因素。對(duì)苯乙烯裝置焦油產(chǎn)量進(jìn)行控制，能夠達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

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（作者單位：中國石油錦西石化分公司）