不同位置回煉不合格苯乙烯的經(jīng)濟對比分析

王風勇

（海南實華嘉盛化工有限公司，海南 洋浦 578001）

不同位置回煉不合格苯乙烯的經(jīng)濟對比分析

王風勇

（海南實華嘉盛化工有限公司，海南 洋浦 578001）

對不合格苯乙烯3次回煉的實際情況進行綜合分析，表明采用精苯乙烯塔對不合格苯乙烯回煉有多方面經(jīng)濟優(yōu)勢。低壓蒸汽消耗量下降28.34t，耗電量下降15124.28kWh，節(jié)約回煉時間10.2d，可多產(chǎn)苯乙烯653.1264t，經(jīng)濟優(yōu)勢明顯。

不合格苯乙烯；精苯乙烯塔；粗苯乙烯塔；回煉

海南實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和聚合物含量超標，乙苯含量超標的不合格苯乙烯必須通過粗苯乙烯塔回煉，聚合物含量超標的不合格苯乙烯則通過粗苯乙烯塔與精苯乙烯塔回煉均可，物耗能耗有所不同。3次苯乙烯不合格都是聚合物含量超標，在3次回煉過程中，前2次由于進精苯乙烯塔管線發(fā)生聚合堵塞，通過粗苯乙烯塔回煉，造成很大的物耗能耗。最后1次回煉通過精苯乙烯塔回煉，在物耗能耗上有很大的改善。

1 聚合物超標的原因分析

1.1 操作原因

苯乙烯產(chǎn)品通過長達1.7km的管線送至碼頭進行裝船外賣，在不裝船時，此管線要每天進行回流操作，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，沒有及時補充溫度低的苯乙烯產(chǎn)品，導致苯乙烯產(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，導致聚合物上升。

1.3 設(shè)計原因

裝置初期建設(shè)時保溫效果不佳，溴化鋰制冷機組制冷負荷設(shè)計小，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)品大罐采樣點設(shè)計不合理，不能保持流動狀態(tài)。

2 回煉不合格苯乙烯數(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行回煉，對不合格苯乙烯回煉機泵出入口管線進行相應(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煉機泵，將不合格苯乙烯送至脫氫液大罐，使脫氫液含苯乙烯65%～70%送至粗苯乙烯塔進行回煉。相關(guān)操作數(shù)據(jù)列表見表1。

表1 3 次苯乙烯回煉粗苯乙烯塔和精苯乙烯塔操作數(shù)據(jù)

由表1可以看出，粗苯乙烯塔進料負荷減少了27.71%，脫氫液機泵運行電流下降，保證機泵運行良好。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泵的負荷，同時減少加熱蒸汽12.38%，能耗比用粗苯乙烯塔回煉有很大的改善。由于用精苯乙烯塔回煉，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)適當調(diào)整再沸器蒸汽，使塔的回流量達到原來的量。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。為保護乙苯蒸發(fā)器的正常運行，第一、二次不合格苯乙烯回煉，乙苯蒸發(fā)器排放相比高82.22%，但是仍存在一定的風險性。

2.2 回煉時對精餾塔分離的影響

用粗苯乙烯塔回煉時，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次回煉時進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，粗苯乙烯進料組分對精餾塔操作的影響顯而易見，進料中關(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)，嚴重影響乙苯蒸發(fā)器的安全運行。

圖1 第1次不合格苯乙烯回煉（用粗苯乙烯塔）

圖2 第2次不合格苯乙烯回煉（用粗苯乙烯塔）

圖3 第3次不合格苯乙烯回煉（用精苯乙烯塔）

2.3 化驗分析數(shù)據(jù)對比

粗苯乙烯塔原設(shè)計塔直徑4.0m，后經(jīng)過蘇爾壽公司計算將塔直徑改至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，此塔運行已明顯改良，但還是不能達到最初的設(shè)計要求，在滿負荷下塔頂苯乙烯含量仍然比原設(shè)計高0.5%以上?；谠O(shè)計原因，回煉時處于滿負荷下，塔運行情況不容樂觀，現(xiàn)將塔化驗分析列于表2、表3和表4。

表2 第1次回煉粗苯乙烯塔塔頂化驗分析數(shù)據(jù)

表3 第2次回煉粗苯乙烯塔塔頂化驗分析數(shù)據(jù)

表4 第3次回煉粗苯乙烯塔塔頂化驗分析數(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料苯乙烯含量的影響曾最高帶苯乙烯高達18.23%，嚴重影響乙苯蒸發(fā)器的安全運行和催化劑的壽命。進料組分變重導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，那么苯乙烯會隨乙苯進入乙苯回收塔，進而作為乙苯脫氫單元的進料，嚴重影響乙苯蒸發(fā)器的安全運行，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，回煉不合格苯乙烯最大的物耗是苯乙烯，粗苯乙烯塔頂苯乙烯含量平均高達2.00%，造成極高的物耗，使循環(huán)乙苯中苯乙烯含量高達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次回煉時，由于經(jīng)驗不足粗苯乙烯塔頂苯乙烯含量高于第2次回煉，同時很明顯，用精苯乙烯塔回煉不合格苯乙烯具有優(yōu)越性。

圖4 3次回煉粗苯乙烯塔頂苯乙烯含量

3 指標分析

3.1 物耗分析

由于用粗苯乙烯塔回煉，粗苯乙烯塔負荷受影響，回煉量大約2.5t·h-1，而用精苯乙烯塔回煉，精苯乙烯塔的設(shè)計負荷能夠滿足，回煉量大約6.5t·h-1，以1000t不合格苯乙烯回煉量例子，計算如下：

回煉所用時間：1000÷24÷2.5=16.6d，1000÷ 24÷6.5=6.4d

回煉多用蒸汽：16.6×1.9-6.4×0.5=28.34t

回煉時粗苯乙烯塔塔頂浪費苯乙烯：16.6× 24×6.6×2.0%=39.44t

注：6.6t是用粗苯乙烯塔回煉時塔頂采出量。

3.2 能耗分析

從物耗分析得出，以回煉1000t不合格苯乙烯為例，浪費苯乙烯總量為39.44t，當前苯乙烯價格為12000元，損失47.328萬元。由于用粗苯乙烯塔回煉和精苯乙烯塔回煉負荷的不同，脫氫液機泵1h增加電能大約33.33%，粗苯乙烯塔回流機泵1h增加電能大約22.08%。以1000t不合格苯乙烯計算如下：

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

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

47.0t·h-1粗苯乙烯塔回煉機泵1h耗電量：69÷99.8×55×1=38.02kWh

粗苯乙烯塔回煉機泵耗電量：31.14×24×6.4= 4783.10kWh

38.02×24×16.6=15147.17kWh

脫氫液機泵和粗苯乙烯塔回煉機泵總共多消耗電量：(6697.10-1936.89)+(15147.17-4783.10)=15124.28kWh

3.3 經(jīng)濟效益分析

因為用粗苯乙烯塔回煉不合格苯乙烯所用的時間相差10.2d，如用精苯乙烯塔回煉裝置能夠多產(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)和化驗分析數(shù)據(jù)分析可以看出，用精苯乙烯塔回煉具有很大的經(jīng)濟優(yōu)勢，為今后不合格苯乙烯回煉提供了數(shù)據(jù)參考。對不合格原因進行分析，建議大檢修時對高含量苯乙烯的管線重新保溫，單獨設(shè)置一組制冷機組為苯乙烯產(chǎn)品大罐進行循環(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