苯抽提裝置運(yùn)行中的問題及優(yōu)化改造

馬衍峰

摘要：近年來，我國的經(jīng)濟(jì)速度穩(wěn)步發(fā)展，工業(yè)化進(jìn)度加快，大量工業(yè)廢氣產(chǎn)生。其中揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）在我國的環(huán)境污染中占據(jù)的比例越來越大，逐步成為環(huán)境中的主要污染物之一。一直以來，苯抽提裝置都是石油化工企業(yè)中的重要生產(chǎn)裝置，產(chǎn)品附加值高而且是下游芳烴類裝置原料來源。為了保證天津石化煉油部80.0萬 t/a 苯抽提裝置（A/B系列）在高負(fù)荷運(yùn)行工況下，針對環(huán)保要求高，產(chǎn)品質(zhì)量管控程度加強(qiáng)，進(jìn)料溫度偏高，設(shè)備腐蝕等問題，本文對當(dāng)前我國石油化工企業(yè)苯抽提裝置中的問題進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：苯抽提裝置;運(yùn)行問題;優(yōu)化改造

1 概述

隨著化工行業(yè)面臨環(huán)保壓力，揮發(fā)性有機(jī)物整治要求不斷提高，廢氣處理技術(shù)成為化工企業(yè)的必然選擇。通常企業(yè)往往重視廢氣處理效率，而在廢氣處理工藝環(huán)節(jié)中，由于設(shè)計(jì)不當(dāng)、安全管理缺乏等因素導(dǎo)致處理系統(tǒng)爆炸事故發(fā)生，造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，特別是涉及到多種混合廢氣爆炸事故過程中更為復(fù)雜。因此，有效的預(yù)防和控制有機(jī)廢氣處理工藝中發(fā)生的安全事故，加強(qiáng)處理系統(tǒng)的安全管理和風(fēng)險(xiǎn)評估是函待解決的課題。

2 苯抽提裝置運(yùn)行中的問題及改造措施

2.1 存在的問題

隨著當(dāng)下煉化產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量升級的要求和產(chǎn)品方案的局部調(diào)整，總流程的物料分配比例發(fā)生了一定變化，在實(shí)際生產(chǎn)中所加工的原料性質(zhì)與原設(shè)計(jì)的原料性質(zhì)存在較大差別，造成苯抽提部分超負(fù)荷運(yùn)行。

2.2 改造措施

2.2.1 傳感器監(jiān)測法

化工企業(yè)廢氣監(jiān)測廣泛使用的一種方法是傳感器監(jiān)測法，具有監(jiān)測效率高、覆蓋范圍廣與監(jiān)測種類多的優(yōu)點(diǎn)。傳感器監(jiān)測包括多種傳感器監(jiān)測手段，如超聲波監(jiān)測，紅外監(jiān)測，溫度。根據(jù)其原理不同，又可分為氣相色譜式、電化學(xué)式、熱學(xué)式與磁學(xué)式等。傳感器監(jiān)測技術(shù)不僅能夠判斷可燃、易燃、有毒氣體是否存在，還能夠測定廢氣中各組分的濃度，以及相關(guān)氣體的排放量。傳感器系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)可歸納為：監(jiān)測范圍比較廣，監(jiān)測區(qū)域可覆蓋整個(gè)化工廠區(qū);傳感器精度與準(zhǔn)確性較高;能夠監(jiān)測多種類型廢氣。近年來，我國許多地區(qū)通過引入高精度傳感監(jiān)測儀器，對環(huán)境污染源中的廢氣進(jìn)行有效監(jiān)測。祝新鵬等人設(shè)計(jì)了一種由多個(gè)可拓展傳感器接口的監(jiān)測節(jié)點(diǎn)組成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可與后端數(shù)據(jù)中心進(jìn)行無線通信，通過可擴(kuò)展傳感器接口實(shí)現(xiàn)對企業(yè)廠區(qū)的實(shí)時(shí)監(jiān)測。

2.2.2 紅外吸收光譜法

紅外吸收光譜法常用于監(jiān)測化工廢氣中的有毒氣體，苯等氣態(tài)污染物，具有操作簡便、測定快速的特點(diǎn)，且在測定過程中能不破壞被測物質(zhì)，是化工企業(yè)廢氣監(jiān)測較全面且有效的監(jiān)測技術(shù)之一。其原理是當(dāng)使用紅外輻射（1～25μm）照射氣態(tài)分子時(shí)會吸收各自特征波長的紅外光，從而引起轉(zhuǎn)動能級的躍遷與分子振動，形成紅外吸收光譜。一定濃度范圍內(nèi)，氣態(tài)物質(zhì)濃度與吸收光譜的峰值，即吸光度之間的關(guān)系符合朗伯—比耳定律，即測其吸光度值即可確定氣態(tài)物質(zhì)濃度。紅外吸收光譜技術(shù)為現(xiàn)場廢氣采集，利用雙連橡皮球?qū)⒖諝馑腿刖垡蚁┍∧げ蓸哟鼉?nèi)，使之充滿后放掉，清洗 3 ～ 4 次，再進(jìn)行正常的采集廢氣，最后密封保存。采樣時(shí)需當(dāng)場記錄采樣地點(diǎn)、采樣人姓名、日期與時(shí)間、溫度與濕度、采氣袋編號。紅外吸收光譜監(jiān)測技術(shù)具有不受空氣環(huán)境因素影響的優(yōu)點(diǎn)，通過紅外吸收光譜分析能夠避免因廢氣中包含多種類型的氣體污染物而導(dǎo)致的氣體成分復(fù)雜而出現(xiàn)的監(jiān)測錯(cuò)誤或漏測等現(xiàn)象。

2.2.3 電化學(xué)反應(yīng)法

某些化工企業(yè)產(chǎn)生的苯中含有大量顆粒污染物，據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，顆粒污染物如 PM2.5濃度達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)后會對生物體的健康帶來嚴(yán)重危害，因此必須嚴(yán)格監(jiān)測化工企業(yè)廢氣中顆粒污染物的種類、排放持續(xù)時(shí)間及排放量。目前，能夠有效監(jiān)測化工企業(yè)廢氣顆粒污染物濃度的技術(shù)主要為電化學(xué)反應(yīng)監(jiān)測法。電化學(xué)反應(yīng)法的主要原理是企業(yè)廢氣中包含的顆粒污染物如硝煙灰塵等能夠與電極或者化學(xué)物質(zhì)如氯化銅等發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，檢測出相關(guān)目標(biāo)顆粒污染物的濃度，并將其與國家規(guī)定的企業(yè)廢氣相關(guān)物質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比，從而做出相關(guān)工藝調(diào)整或者設(shè)備更新，并對違規(guī)的化工企業(yè)有針對性地進(jìn)行處罰。利用電化學(xué)反應(yīng)法進(jìn)行顆粒物采樣時(shí)需注意，在進(jìn)行顆粒物采樣時(shí)需遵循等速采樣和多點(diǎn)采樣兩項(xiàng)原則。在將廢氣采樣管從采樣孔插入廢氣通道中時(shí)，需將采樣嘴置于測點(diǎn)上，按等速采樣的原理，正對氣流，抽取一定量的含塵氣體。由于大氣顆粒物本身具有一定的質(zhì)量，在廢氣通道中會由于慣性作用而不能與氣流方向完全一致，因此，需進(jìn)行等速采樣取得具有代表性的顆粒污染物樣品，即采樣點(diǎn)的廢氣速度與廢氣進(jìn)入采樣嘴的速度保持相同，并保證相對誤差小于 10%。由于顆粒物在廢氣通道中分布不均勻，而多設(shè)置采樣點(diǎn)可以取得有代表性的廢氣樣品，因此多點(diǎn)采樣原則是指進(jìn)行氣體樣品采集時(shí)在管道斷面按照一定的規(guī)則多設(shè)置采樣點(diǎn)。

中國石化石油化工科學(xué)研究院的離子交換技術(shù)是解決苯抽提溶劑劣化的一項(xiàng)專利技術(shù)，采用陰離子交換樹脂脫除環(huán)丁砜中腐蝕性陰離子，將溶液中的陰離子與離子交換樹脂上的堿性基團(tuán)發(fā)生交換反應(yīng)，或與樹脂上的氨基發(fā)生成鹽反應(yīng)，從而使陰離子得以脫除。溶劑凈化流程。凈化后，環(huán)丁砜pH值（平均為6.68）滿足了生產(chǎn)工藝指標(biāo)要求，氯含量降低至0.74ppm，減緩了設(shè)備腐蝕。目前中石化天津分公司已正式批準(zhǔn)固定式環(huán)丁砜脫氯項(xiàng)目，預(yù)計(jì)2020年大修后投入系統(tǒng)。

2.2.4 回收治理中間儲罐VOC項(xiàng)目的建設(shè)

針對本裝置三個(gè)中間儲罐呼吸閥對大氣排放的現(xiàn)狀，中石化天津分公司于2018年正式申請中間儲罐VOC回收治理項(xiàng)目，并于2019年初正式施工。該項(xiàng)目將重整抽提裝置三個(gè)中間儲罐D(zhuǎn)-501、D-551、D-601罐頂所產(chǎn)苯、甲苯、CC非芳的混合氣與氮?dú)庖?：7的比例混合，再由羅茨風(fēng)機(jī)送入二甲苯塔塔底重沸爐F-401主火嘴進(jìn)行伴燒。經(jīng)廠家和設(shè)計(jì)院核算，該混合氣進(jìn)入F-401后，不會對該加熱爐燃燒情況以及加熱爐煙氣尾氣VOC和氮氧化物含量造成影響。

3 結(jié)束語

以某石化公司為例對苯抽提裝置運(yùn)行中的問題及優(yōu)化進(jìn)行了認(rèn)真細(xì)致的分析，綜上所述，要提高苯抽提裝置的能力，還多辦法，因此相關(guān)工作人員要不斷進(jìn)行探究，對苯抽提裝置進(jìn)行優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)：

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