苯乙烯装置焦油产量的影响因素研究

殷振华

摘要：苯乙烯焦油是苯乙烯装置精馏提纯后的残油，其主要化学成份是苯乙烯的低聚物，是一种黄色有刺激性气味液体，聚合度为几十到几百.常温下是一种高度粘稠的物质。焦油产量是对苯乙烯装置物料耗损影响最大的因素。我们从分析中可以得出，要想对焦油量产量进行降低，就要从焦油中苯乙烯含量和装置聚合物的生成量方面开始进行。基于此，本文主要对苯乙烯装置焦油产量的影响因素进行分析探讨。

关键词：苯乙烯装置;焦油产量;影响因素

1、项目简介

苯乙烯车间每年约产生500吨焦油副产品。焦油属于危废，危废的处置一直由渤海公司用槽车运送至环保科技，经加工處理后出厂。由于环保科技生产许可证即将到期，将无法继续处理此部分苯乙烯焦油，所以对苯乙烯焦油系统的改造刻不容缓。改造内容为：苯乙烯装置产生的苯乙烯焦油与丙苯、高沸物1：1混合后送至焦化装置进行处理。在苯乙烯装置的精馏单元东北侧新增一个100m3苯乙烯焦油的立式储存罐及两台流量为8m?/h的掺炼泵。该储存罐采用密闭储存，罐顶设置氮封，采用分程控制来保证罐内压力在一定范围。当罐内压力过高时排气阀调节罐内压力，排气高点放空，压力过低时通过调节阀向罐内补充氮气。

因苯乙烯焦油中含有一定量的苯乙烯，苯乙烯沸点为145℃，在热、光或过氧化物作用下容易聚合，聚合时放出大量的热，有引起爆炸的危险。所以新增罐内的苯乙烯焦油不宜输送至焦化原料罐内或者原料泵出口。本次改造将罐内的苯乙烯焦油混合物定期输送至焦炭塔C-1/7，8入口处，苯乙烯焦油随焦化油一起进入焦炭塔内。因苯乙烯焦油混合物在低温下粘度较大，流动性差，为保证苯乙烯焦油的顺利输送，新增的苯乙烯储存罐设置外伴热，维持罐内的苯乙烯焦油混合物在70℃左右，输送管线亦采用蒸汽伴热。

2、主要创新项

在苯乙烯装置内新增一座苯乙烯焦油罐，配套掺炼泵，将苯乙烯装置产生的苯乙烯焦油与丙苯、高沸物1：1混合后送至焦化装置的焦炭塔C-1/7，8内进行生焦处理，彻底解决了苯乙烯副产品、危废物品-焦油的处置问题，也达到了治理现场焦油装车有异味的目的，同时还带来了部分经济效益。

3、苯乙烯装置焦油量介绍

苯乙烯单体是基础化工中非常重要的原料，用于对聚苯乙烯进行合成，丁苯橡胶和ABS树脂。苯乙烯主要的生产方法，就是进行乙苯脱氢以及乙苯、丙苯共同氧化的方式。在现在的市场上，大概有85%的苯乙烯，是经过乙苯脱氢的方式进行氧化法的生产工艺。由苯乙烯深加工生产得来的塑料，能加工成我们在日常生活中所应用的塑料以及工程上的塑料，用途非常的广泛。焦油量的产生，是需要利用薄膜蒸发器进行温度的控制，精苯乙烯塔釜温度，是对焦油之中的苯乙烯含量有非常大影响的温度。可以通过对物料组成和温度进行建立拟合的关系方程式，与生产的实际情况进行结合，能够找到薄膜蒸发器对温度进行控制的范围。温度基本需要保持在65-70℃。薄膜蒸发器进料中苯乙烯的含量可以控制在40%以下的范围内，精苯乙烯塔塔釜温度可以保持在70-85℃的范围之间，这个时候的焦油苯乙烯含量能够降低30%上下，焦油可以有非常好的流动性。在苯乙烯精制过程中，特别容易发生聚合反应，并且热聚合反应能力也非常强。在苯乙烯的精制过程中，精馏的温度和苯乙烯的含量非常高，能够让聚合反应的速度更快，这也是加快聚合反应速度的主要原因。聚合反应的聚合物是以苯乙烯焦油的方式进行系统的排除的。苯乙烯焦油的产量，对苯乙烯产品物料的消耗有非常大的影响，所以要降低苯乙烯焦油产量，就要尽可能的对产品的物耗进行降低。

我们以锦西石化公司为例。锦西石化公司的平均年产为6万吨/a，苯乙烯装置就是现在最主要的加工工艺。苯乙烯装置的精馏是包含了粗苯乙烯塔、精苯乙烯塔、乙苯回收塔、苯甲苯塔几部分。由脱氢液作为原料，通过粗苯乙烯塔、精苯乙烯塔精制分离，能够得到苯乙烯产品。苯乙烯装置工艺之中，苯乙烯物料受到了高温的影响，非常容易产生聚合，以产生聚合的区域，是对焦油产量进行有效控制的最主要对象，包含了粗苯乙烯塔、精苯乙烯塔和薄膜蒸发器几个部分。

4、焦油产量的影响原因及解决办法

在ABBLummus/UOP工艺之中，薄膜蒸发器能够对温度进行控制，焦油循环比是对焦油产量影响最大的因素。阻聚剂是苯乙烯精馏系统中，能够延缓和控制聚合反应的最有效方式。阻聚剂的加入，也是对焦油产量影响最大的因素之一。同时精苯乙烯塔塔釜温度也是对焦油产量影响较大的因素。我们在了解了影响因素，对影响的因素和苯乙烯焦油产量的关系进行分析，可以对焦油循环比以及精苯乙烯塔塔釜温度的指标进行控制和优化，可以对高精细化的流程进行提升，让焦油产量进行降低。

（1）精苯乙烯塔塔釜温度的优化。薄膜蒸发器的进料由精苯乙烯塔塔釜来，塔釜来料苯乙烯的含量可以控制在39%以下的范围内，精苯乙烯塔塔釜温度可以保持在70-85℃的范围之间，经过薄膜蒸发器再次蒸发调整，焦油中苯乙烯含量能够降低20%上下。

（2）薄膜蒸发器温度控制的优化。薄膜蒸发器的进料中，苯乙烯的含量是由薄膜蒸发器负荷进行影响的，并能够对焦油产量有一定的影响。在精馏单元负荷增加的时候，薄膜蒸发器进料中苯乙烯的含量变化，对于焦油产量的影响会有一定程度的增加。薄膜蒸发器进料中，苯乙烯含量和焦油中苯乙烯含量的变化，相符或者吻合是最理想的。薄膜蒸发器进料中，苯乙烯的含量要尽可能的控制在39%以下，经过薄膜蒸发器蒸发调整，薄膜蒸发器温度稳定在65-70℃，薄膜蒸发器转子控制在70转左右，焦油内苯乙烯含量会降到20%之下。

在应用的工艺之中，精苯乙烯塔塔压能够对薄膜蒸发器的压力进行直接的影响以及控制。在精苯乙烯塔压力比较稳定的情况下，精苯乙烯塔和焦油中苯乙烯的含量是有一定的联系的，精苯乙烯塔和焦油中苯乙烯的含基本都在比较低的水平线上。但是精苯乙烯塔温度如果保持较高，聚合反应的速度也有有所增加，并且能够对焦油的产量有一定的影响。对焦油产量进行降低，就需要将精苯乙烯塔的温度控制在合理的范围之内，并对焦油中的苯乙烯含量进行有效的降低。对于DCS数据的收集，将历史数据和焦油里苯乙烯的含量数据进行对比和分析，我们可以利用专业的软件对其进行模拟实验，可以找到精苯乙烯塔温度和焦油中苯乙烯含量的联系。焦油循环比是对焦油产量有非常大影响的因素。和Fina/Badger相比较，ABBLummus/UOP的工艺中，焦油循环比能够更有效的对苯乙烯的损失进行降低，所以可以不利用焦油蒸发温度的提升对焦油的苯乙烯进行回收。这样能够对苯乙烯的损失进行有效的降低，同时也可以让焦油流动性变差的情况有所缓解，让装置堵塞的风险也可以尽量的避免。焦油循环比是对焦油产量进行降低的重要考虑，同时也要对阻聚剂的消耗量进行考虑，让阻聚剂消耗能够尽可能的降低。

5、结语

薄膜蒸发器的温度控制，精苯乙烯塔塔釜温度以及焦油循环比，包括系统阻聚剂的含量，都是对焦油产量有一定影响的因素。对苯乙烯装置焦油产量进行控制，能够达到节能降耗的目的。

参考文献

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