王風(fēng)勇

（海南實(shí)華嘉盛化工有限公司，海南 洋浦 578001）

不同位置回?zé)挷缓细癖揭蚁┑慕?jīng)濟(jì)對比分析

王風(fēng)勇

（海南實(shí)華嘉盛化工有限公司，海南 洋浦 578001）

對不合格苯乙烯3次回?zé)挼膶?shí)際情況進(jìn)行綜合分析，表明采用精苯乙烯塔對不合格苯乙烯回?zé)捰卸喾矫娼?jīng)濟(jì)優(yōu)勢。低壓蒸汽消耗量下降28.34t，耗電量下降15124.28kWh，節(jié)約回?zé)挄r間10.2d，可多產(chǎn)苯乙烯653.1264t，經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢明顯。

不合格苯乙烯；精苯乙烯塔；粗苯乙烯塔；回?zé)?/p>

海南實(shí)華嘉盛化工有限公司8.5萬t·a-1苯乙烯裝置自開工到現(xiàn)在已經(jīng)平穩(wěn)運(yùn)行近7年，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良，能夠滿足下游產(chǎn)品的要求。由于操作、環(huán)境及設(shè)計(jì)等原因，苯乙烯大罐中苯乙烯在儲存過程中發(fā)生聚合物偏高事故。苯乙烯不合格類型包含乙苯含量超標(biāo)和聚合物含量超標(biāo)，乙苯含量超標(biāo)的不合格苯乙烯必須通過粗苯乙烯塔回?zé)?，聚合物含量超?biāo)的不合格苯乙烯則通過粗苯乙烯塔與精苯乙烯塔回?zé)捑?，物耗能耗有所不同?次苯乙烯不合格都是聚合物含量超標(biāo)，在3次回?zé)掃^程中，前2次由于進(jìn)精苯乙烯塔管線發(fā)生聚合堵塞，通過粗苯乙烯塔回?zé)挘斐珊艽蟮奈锖哪芎?。最?次回?zé)捦ㄟ^精苯乙烯塔回?zé)挘谖锖哪芎纳嫌泻艽蟮母纳啤?/p>

1 聚合物超標(biāo)的原因分析

1.1 操作原因

苯乙烯產(chǎn)品通過長達(dá)1.7km的管線送至碼頭進(jìn)行裝船外賣，在不裝船時，此管線要每天進(jìn)行回流操作，防止苯乙烯產(chǎn)品在管線中發(fā)生聚合，在回流時，苯乙烯大罐溫度上升，沒有及時補(bǔ)充溫度低的苯乙烯產(chǎn)品，導(dǎo)致苯乙烯產(chǎn)品大罐聚合物上升。

1.2 環(huán)境原因

苯乙烯裝置地處海南省洋浦經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，此地區(qū)長時間少雨，白天溫度極高，苯乙烯儲存時間過久，產(chǎn)品的溫度上升，導(dǎo)致聚合物上升。

1.3 設(shè)計(jì)原因

裝置初期建設(shè)時保溫效果不佳，溴化鋰制冷機(jī)組制冷負(fù)荷設(shè)計(jì)小，在環(huán)境溫度偏高時，系統(tǒng)物料的溫度降不下來，一直處于上限位置。苯乙烯產(chǎn)品大罐采樣點(diǎn)設(shè)計(jì)不合理，不能保持流動狀態(tài)。

2 回?zé)挷缓细癖揭蚁?shù)據(jù)分析

2.1 操作數(shù)據(jù)對比

針對不合格苯乙烯管線精苯乙烯塔聚合堵塞，無法使用精苯乙烯塔進(jìn)行回?zé)?，對不合格苯乙烯回?zé)挋C(jī)泵出入口管線進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)改造，入口直接連接苯乙烯產(chǎn)品大罐，出口連接至脫氫液大罐，開啟不合格苯乙烯回?zé)挋C(jī)泵，將不合格苯乙烯送至脫氫液大罐，使脫氫液含苯乙烯65%～70%送至粗苯乙烯塔進(jìn)行回?zé)?。相關(guān)操作數(shù)據(jù)列表見表1。

表1 3 次苯乙烯回?zé)挻直揭蚁┧途揭蚁┧僮鲾?shù)據(jù)

由表1可以看出，粗苯乙烯塔進(jìn)料負(fù)荷減少了27.71%，脫氫液機(jī)泵運(yùn)行電流下降，保證機(jī)泵運(yùn)行良好。粗苯乙烯塔的回流量下降了18.08%，減輕了粗苯乙烯塔回流機(jī)泵的負(fù)荷，同時減少加熱蒸汽12.38%，能耗比用粗苯乙烯塔回?zé)捰泻艽蟮母纳?。由于用精苯乙烯塔回?zé)?，物料直接來源于苯乙烯產(chǎn)品大罐，物料溫度較低（20℃左右），冷進(jìn)料時，料液入塔后在加料板上與提餾段上升的蒸汽相遇，即被加熱至飽和溫度。與此同時，上升蒸汽有一部分被冷凝下來，精餾段塔板數(shù)過多，提餾段板數(shù)不足，會造成釜液損失增加。這時在操作上，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整再沸器蒸汽，使塔的回流量達(dá)到原來的量。精苯乙烯塔耗蒸汽相比高出15.15%，但從蒸汽流量上看只有500kg·h-1。為保護(hù)乙苯蒸發(fā)器的正常運(yùn)行，第一、二次不合格苯乙烯回?zé)?，乙苯蒸發(fā)器排放相比高82.22%，但是仍存在一定的風(fēng)險(xiǎn)性。

2.2 回?zé)挄r對精餾塔分離的影響

用粗苯乙烯塔回?zé)挄r，將脫氫液罐的苯乙烯含量由原來的59%左右提高至65%～70%，對粗苯乙烯塔分離產(chǎn)生一定的影響，使精餾塔的精餾段負(fù)荷增加。只有增加蒸汽用量，提高精餾塔的回流比，提高精餾塔的傳熱傳質(zhì)負(fù)荷，才能保證精餾塔塔頂組分的合格。圖1、圖2和圖3分別是3次回?zé)挄r進(jìn)料組分對精餾塔塔頂和粗苯乙烯塔塔頂苯乙烯含量的影響。

由圖1、圖2和圖3可知，粗苯乙烯進(jìn)料組分對精餾塔操作的影響顯而易見，進(jìn)料中關(guān)鍵重組分苯乙烯的含量直接影響著粗苯乙烯塔塔頂苯乙烯的含量，并且精餾塔操作處于波動狀態(tài)，嚴(yán)重影響乙苯蒸發(fā)器的安全運(yùn)行。

圖1 第1次不合格苯乙烯回?zé)挘ㄓ么直揭蚁┧?/p>

圖2 第2次不合格苯乙烯回?zé)挘ㄓ么直揭蚁┧?/p>

圖3 第3次不合格苯乙烯回?zé)挘ㄓ镁揭蚁┧?/p>

2.3 化驗(yàn)分析數(shù)據(jù)對比

粗苯乙烯塔原設(shè)計(jì)塔直徑4.0m，后經(jīng)過蘇爾壽公司計(jì)算將塔直徑改至3.0m，使粗苯乙烯塔空塔氣速大幅提高，增加了液泛的可能性。經(jīng)過后來的增設(shè)進(jìn)料加熱器以及減小塔底再沸器換熱面積等改造措施，此塔運(yùn)行已明顯改良，但還是不能達(dá)到最初的設(shè)計(jì)要求，在滿負(fù)荷下塔頂苯乙烯含量仍然比原設(shè)計(jì)高0.5%以上?；谠O(shè)計(jì)原因，回?zé)挄r處于滿負(fù)荷下，塔運(yùn)行情況不容樂觀，現(xiàn)將塔化驗(yàn)分析列于表2、表3和表4。

表2 第1次回?zé)挻直揭蚁┧敾?yàn)分析數(shù)據(jù)

表3 第2次回?zé)挻直揭蚁┧敾?yàn)分析數(shù)據(jù)

表4 第3次回?zé)挻直揭蚁┧敾?yàn)分析數(shù)據(jù)

表2、表3和表4分析數(shù)據(jù)都是在操作相對穩(wěn)定后的分析，在其間粗苯乙烯塔塔頂受進(jìn)料苯乙烯含量的影響曾最高帶苯乙烯高達(dá)18.23%，嚴(yán)重影響乙苯蒸發(fā)器的安全運(yùn)行和催化劑的壽命。進(jìn)料組分變重導(dǎo)致苯乙烯精餾單元粗苯乙烯塔塔分離效率下降。如果粗苯乙烯塔塔頂乙苯中所含的苯乙烯超標(biāo)，那么苯乙烯會隨乙苯進(jìn)入乙苯回收塔，進(jìn)而作為乙苯脫氫單元的進(jìn)料，嚴(yán)重影響乙苯蒸發(fā)器的安全運(yùn)行，雖然增大了排放流量，仍然存在安全隱患，還增加了乙苯進(jìn)料中苯乙烯的含量，脫氫單元苯乙烯選擇性下降。乙苯蒸發(fā)器出口苯乙烯含量的增加，也影響到脫氫催化劑的安全運(yùn)行，而且促使副反應(yīng)發(fā)生并增加了甲苯和焦油的生成量。乙苯脫氫單元發(fā)生的副反應(yīng)還會增加催化劑的積炭量，降低催化劑的活性，縮短催化劑的使用壽命。粗苯乙烯塔塔頂苯乙烯含量超標(biāo)還可能造成填料及塔內(nèi)件被苯乙烯聚合物堵塞，影響產(chǎn)品質(zhì)量還增加了裝置的物耗和能耗。由表2、表3和表4可以看出，回?zé)挷缓细癖揭蚁┳畲蟮奈锖氖潜揭蚁?，粗苯乙烯塔頂苯乙烯含量平均高達(dá)2.00%，造成極高的物耗，使循環(huán)乙苯中苯乙烯含量高達(dá)2.00%。結(jié)合表2、表3和表4繪制圖4。由圖4可以看出第1次回?zé)挄r，由于經(jīng)驗(yàn)不足粗苯乙烯塔頂苯乙烯含量高于第2次回?zé)?，同時很明顯，用精苯乙烯塔回?zé)挷缓细癖揭蚁┚哂袃?yōu)越性。

圖4 3次回?zé)挻直揭蚁┧敱揭蚁┖?/p>

3 指標(biāo)分析

3.1 物耗分析

由于用粗苯乙烯塔回?zé)?，粗苯乙烯塔?fù)荷受影響，回?zé)捔看蠹s2.5t·h-1，而用精苯乙烯塔回?zé)?，精苯乙烯塔的設(shè)計(jì)負(fù)荷能夠滿足，回?zé)捔看蠹s6.5t·h-1，以1000t不合格苯乙烯回?zé)捔坷樱?jì)算如下：

回?zé)捤脮r間：1000÷24÷2.5=16.6d，1000÷ 24÷6.5=6.4d

回?zé)挾嘤谜羝?6.6×1.9-6.4×0.5=28.34t

回?zé)挄r粗苯乙烯塔塔頂浪費(fèi)苯乙烯：16.6× 24×6.6×2.0%=39.44t

注：6.6t是用粗苯乙烯塔回?zé)挄r塔頂采出量。

3.2 能耗分析

從物耗分析得出，以回?zé)?000t不合格苯乙烯為例，浪費(fèi)苯乙烯總量為39.44t，當(dāng)前苯乙烯價(jià)格為12000元，損失47.328萬元。由于用粗苯乙烯塔回?zé)捄途揭蚁┧責(zé)捸?fù)荷的不同，脫氫液機(jī)泵1h增加電能大約33.33%，粗苯乙烯塔回流機(jī)泵1h增加電能大約22.08%。以1000t不合格苯乙烯計(jì)算如下：

16.6t·h-1脫氫液機(jī)泵1h耗電量：37.5÷58× 26×1=16.81kWh

脫氫液機(jī)泵耗電量：12.61×24×6.4=1936.89kWh 16.81×24×16.6=6697.10kWh

47.0t·h-1粗苯乙烯塔回?zé)挋C(jī)泵1h耗電量：69÷99.8×55×1=38.02kWh

粗苯乙烯塔回?zé)挋C(jī)泵耗電量：31.14×24×6.4= 4783.10kWh

38.02×24×16.6=15147.17kWh

脫氫液機(jī)泵和粗苯乙烯塔回?zé)挋C(jī)泵總共多消耗電量：(6697.10-1936.89)+(15147.17-4783.10)=15124.28kWh

3.3 經(jīng)濟(jì)效益分析

因?yàn)橛么直揭蚁┧責(zé)挷缓细癖揭蚁┧玫臅r間相差10.2d，如用精苯乙烯塔回?zé)捬b置能夠多產(chǎn)苯乙烯大約：10.2×24×(16600-12000)×0.58=653.1264t，按苯乙烯能產(chǎn)生300元的經(jīng)濟(jì)效益，共損失19.59萬元。

4 總結(jié)

經(jīng)過對操作參數(shù)和化驗(yàn)分析數(shù)據(jù)分析可以看出，用精苯乙烯塔回?zé)捑哂泻艽蟮慕?jīng)濟(jì)優(yōu)勢，為今后不合格苯乙烯回?zé)捥峁┝藬?shù)據(jù)參考。對不合格原因進(jìn)行分析，建議大檢修時對高含量苯乙烯的管線重新保溫，單獨(dú)設(shè)置一組制冷機(jī)組為苯乙烯產(chǎn)品大罐進(jìn)行循環(huán)冷卻，保證苯乙烯處于低溫下儲存。

[1] 王明福．齊魯粗苯乙烯分離塔的改造與優(yōu)化[J]．齊魯石油化工，2006，34(3)：283-286．

[2] 馬獻(xiàn)波，馮建東.乙苯/苯乙烯分餾塔的問題及對策[J].煉油技術(shù)與工程，2011，41（6）：34-35．

[3] 王剛.進(jìn)料組成變化對乙苯/苯乙烯分離塔的影響[J].石化技術(shù)，2013，20(1)：28-31．

Economic Contrast Analysis of Rejected Styrene Reprocessing in Different Reaction Still

WANG Feng-yong
(Hainan Shihua Jiasheng Chemical Co., Ltd., Yangpu 578001, China)

TQ 241.2+1

B

1671-9905(2014)03-0055-03

2014-01-06