苯抽提装置运行中的问题及优化改造

马衍峰

摘要：近年来，我国的经济速度稳步发展，工业化进度加快，大量工业废气产生。其中挥发性有机化合物（VOCs）在我国的环境污染中占据的比例越来越大，逐步成为环境中的主要污染物之一。一直以来，苯抽提装置都是石油化工企业中的重要生产装置，产品附加值高而且是下游芳烃类装置原料来源。为了保证天津石化炼油部80.0万 t/a 苯抽提装置（A/B系列）在高负荷运行工况下，针对环保要求高，产品质量管控程度加强，进料温度偏高，设备腐蚀等问题，本文对当前我国石油化工企业苯抽提装置中的问题进行分析。

关键词：苯抽提装置;运行问题;优化改造

1 概述

随着化工行业面临环保压力，挥发性有机物整治要求不断提高，废气处理技术成为化工企业的必然选择。通常企业往往重视废气处理效率，而在废气处理工艺环节中，由于设计不当、安全管理缺乏等因素导致处理系统爆炸事故发生，造成人员伤亡和财产损失，特别是涉及到多种混合废气爆炸事故过程中更为复杂。因此，有效的预防和控制有机废气处理工艺中发生的安全事故，加强处理系统的安全管理和风险评估是函待解决的课题。

2 苯抽提装置运行中的问题及改造措施

2.1 存在的问题

随着当下炼化产业产品质量升级的要求和产品方案的局部调整，总流程的物料分配比例发生了一定变化，在实际生产中所加工的原料性质与原设计的原料性质存在较大差别，造成苯抽提部分超负荷运行。

2.2 改造措施

2.2.1 传感器监测法

化工企业废气监测广泛使用的一种方法是传感器监测法，具有监测效率高、覆盖范围广与监测种类多的优点。传感器监测包括多种传感器监测手段，如超声波监测，红外监测，温度。根据其原理不同，又可分为气相色谱式、电化学式、热学式与磁学式等。传感器监测技术不仅能够判断可燃、易燃、有毒气体是否存在，还能够测定废气中各组分的浓度，以及相关气体的排放量。传感器系统优点可归纳为：监测范围比较广，监测区域可覆盖整个化工厂区;传感器精度与准确性较高;能够监测多种类型废气。近年来，我国许多地区通过引入高精度传感监测仪器，对环境污染源中的废气进行有效监测。祝新鹏等人设计了一种由多个可拓展传感器接口的监测节点组成的无线传感器网络系统，该系统可与后端数据中心进行无线通信，通过可扩展传感器接口实现对企业厂区的实时监测。

2.2.2 红外吸收光谱法

红外吸收光谱法常用于监测化工废气中的有毒气体，苯等气态污染物，具有操作简便、测定快速的特点，且在测定过程中能不破坏被测物质，是化工企业废气监测较全面且有效的监测技术之一。其原理是当使用红外辐射（1～25μm）照射气态分子时会吸收各自特征波长的红外光，从而引起转动能级的跃迁与分子振动，形成红外吸收光谱。一定浓度范围内，气态物质浓度与吸收光谱的峰值，即吸光度之间的关系符合朗伯—比耳定律，即测其吸光度值即可确定气态物质浓度。红外吸收光谱技术为现场废气采集，利用双连橡皮球将空气送入聚乙烯薄膜采样袋内，使之充满后放掉，清洗 3 ～ 4 次，再进行正常的采集废气，最后密封保存。采样时需当场记录采样地点、采样人姓名、日期与时间、温度与湿度、采气袋编号。红外吸收光谱监测技术具有不受空气环境因素影响的优点，通过红外吸收光谱分析能够避免因废气中包含多种类型的气体污染物而导致的气体成分复杂而出现的监测错误或漏测等现象。

2.2.3 电化学反应法

某些化工企业产生的苯中含有大量颗粒污染物，据相关文献报道，颗粒污染物如 PM2.5浓度达到一定标准后会对生物体的健康带來严重危害，因此必须严格监测化工企业废气中颗粒污染物的种类、排放持续时间及排放量。目前，能够有效监测化工企业废气颗粒污染物浓度的技术主要为电化学反应监测法。电化学反应法的主要原理是企业废气中包含的颗粒污染物如硝烟灰尘等能够与电极或者化学物质如氯化铜等发生电化学反应，检测出相关目标颗粒污染物的浓度，并将其与国家规定的企业废气相关物质排放标准进行对比，从而做出相关工艺调整或者设备更新，并对违规的化工企业有针对性地进行处罚。利用电化学反应法进行颗粒物采样时需注意，在进行颗粒物采样时需遵循等速采样和多点采样两项原则。在将废气采样管从采样孔插入废气通道中时，需将采样嘴置于测点上，按等速采样的原理，正对气流，抽取一定量的含尘气体。由于大气颗粒物本身具有一定的质量，在废气通道中会由于惯性作用而不能与气流方向完全一致，因此，需进行等速采样取得具有代表性的颗粒污染物样品，即采样点的废气速度与废气进入采样嘴的速度保持相同，并保证相对误差小于 10%。由于颗粒物在废气通道中分布不均匀，而多设置采样点可以取得有代表性的废气样品，因此多点采样原则是指进行气体样品采集时在管道断面按照一定的规则多设置采样点。

中国石化石油化工科学研究院的离子交换技术是解决苯抽提溶剂劣化的一项专利技术，采用阴离子交换树脂脱除环丁砜中腐蚀性阴离子，将溶液中的阴离子与离子交换树脂上的碱性基团发生交换反应，或与树脂上的氨基发生成盐反应，从而使阴离子得以脱除。溶剂净化流程。净化后，环丁砜pH值（平均为6.68）满足了生产工艺指标要求，氯含量降低至0.74ppm，减缓了设备腐蚀。目前中石化天津分公司已正式批准固定式环丁砜脱氯项目，预计2020年大修后投入系统。

2.2.4 回收治理中间储罐VOC项目的建设

针对本装置三个中间储罐呼吸阀对大气排放的现状，中石化天津分公司于2018年正式申请中间储罐VOC回收治理项目，并于2019年初正式施工。该项目将重整抽提装置三个中间储罐D-501、D-551、D-601罐顶所产苯、甲苯、CC非芳的混合气与氮气以3：7的比例混合，再由罗茨风机送入二甲苯塔塔底重沸炉F-401主火嘴进行伴烧。经厂家和设计院核算，该混合气进入F-401后，不会对该加热炉燃烧情况以及加热炉烟气尾气VOC和氮氧化物含量造成影响。

3 结束语

以某石化公司为例对苯抽提装置运行中的问题及优化进行了认真细致的分析，综上所述，要提高苯抽提装置的能力，还多办法，因此相关工作人员要不断进行探究，对苯抽提装置进行优化。

参考文献：

[1]钟丽娟.苯抽提装置存在的危害性及防护措施探讨[J].石化技术，2017，24（2）：234.

[2]王彩琴，白博进.苯抽提装置运行中存在的危害性及防护策略[J].化工管理，2015（15）：67.