影响苯乙烯抽提装置长周期运行的因素及措施分析

2020-01-14吕鸿博中海油东方石化有限责任公司海南东方572600

化工管理 2020年3期

吕鸿博（中海油东方石化有限责任公司，海南东方572600）

1 苯乙烯提抽装置简介

苯乙烯提抽装置是依据苯乙烯提抽技术进行设计的一个生产装置。主要单元包括预处理单元、提抽单元、溶剂再生单元等。经过提抽装置，苯乙烯会精馏萃取，得到二甲苯、苯乙烯等。苯乙烯提抽装置的生产稳定性较高、能耗低，能够有效完成混合二甲苯和苯乙烯及溶剂环丁砜的分离、苯乙烯与溶剂环丁砜的分离；苯乙烯提抽装置也能够对溶剂环丁砜的显热进行充分回收；在负压操作的环境中操作，生产条件更佳；与传统的乙苯脱氢相比，其过程没有明显的放热现象；此外，也使用统一操作回收冷凝水，并将其用于冬季伴热、装置脱盐水，大大降低了热能消耗，而且还减少了水资源的消耗。

2 影响苯乙烯提抽装置长周期运行的主要因素

2.1 C8/C9分离塔250Y型填料的堵塞

在这一分离系统中，由于单烯烃、双烯烃等活性度较高的物质的存在，烯烃类物质很容易发生聚合，进而使250Y型填料发生堵塞，严重影响了提抽装置的分离和换热，而且这些聚合体也很难有效清理。

C8/C9混合料是一组成分复杂的混合体，主要由单烯烃、苯乙烯、二甲基双环戊二烯等，而且还有上游带来的过氧化氢异丙苯，使得分离塔在预热的过程中，这些物料在高温环境中的聚合反应速率加快，聚合物数量逐渐增多，使填料发生堵塞，使塔釜提馏段理论塔板数量降低，乙烯损失较大，进而使苯乙烯抽提装置无法实现长周期运行。

2.2 苯乙炔加氢环节的处理不彻底

苯乙炔的加氢处理过程中，由于其转换效率低，同时苯乙烯的损失率又偏高，因此使苯乙烯产品的质量较低，苯乙烯的单程收率较低，进而影响了抽提装置的长周期运行。

苯乙炔的含量波动范围大，有的与设计值有较大的偏差，因此就造成了苯乙炔加氢反应器不能够实现完全加氢，而工艺造作要求苯乙炔含量≤0.01%，进而使入口温度升高，这样在以缩短苯乙烯和催化剂为代价的苯乙炔加氧使苯乙炔反应器的催化周期变短，进而也导致了苯乙烯提抽装置的运行周期短。

2.3 环丁砜的污染

在苯乙烯提抽装置的运行过程中使用了环丁砜作为萃取溶剂。在实际运行中，由于苯乙烯聚合物、二聚物等杂质的长期存在和积累，时间长了之后会影响环丁砜的萃取效果，进而降低苯乙烯产品质量，影响了设备的运行周期。

造成环丁砜污染的主要原因有两个：一是苯乙烯聚合物的出现。萃取精馏过程中留存有一定浓度的苯乙烯单体，其在萃取精馏环节会有一定的停留时间，进而使苯乙烯聚合物产生，使苯乙烯二聚体和苯乙烯三聚体生成，当其进入环丁砜溶剂中就会发生污染，苯乙烯的挥发度降低。二是外界因素影响环丁砜溶剂的性能。苯乙烯抽提过程中的环丁砜溶剂会发生劣化，影响劣化的主要原因有：①温度。温度的上升会提高环丁砜的分解度，产生酸性腐蚀性物质。另外，高温还使聚合物产生，溶剂变质。因此，在操作过程中应严格控制系统温度，特别是热源温度，使蒸汽温度不超过230℃。②氧化。在遇到空气后，环丁砜会变黄，而且其pH 值会降低，使溶剂劣化。因此，要密封好溶剂，发现泄露及时解决，要保持好真空度，避免氧的进入。③氯离子。环丁砜容易与氯离子发生反应，使其变成酸性介质，在高温中与烯烃产生聚合物，系统中的pH值下降。氯离子通常来自于原料油带水。为了避免氯离子与环丁砜发生反应，应避免冷却器发生泄漏，还应改变水源。④添加剂。添加剂应按时、按量地加入，否则会损失溶剂，导致环丁砜溶剂的性能下降。常使用的添加剂有纯胺类化合物、硅油、阻聚剂等。

2.4 蒸汽发生器的稳定性

蒸汽发生器是一种搜集设备运行过程中所产生的水并再次进行蒸发循环使用的重要单元。但由于设计等方面的原因，解析塔塔釜的汽提气的产出不稳定，使贫溶剂中容易留下苯乙烯残留。

在苯乙烯抽提装置中，蒸汽发生器是其核心设备，其运行状态对苯乙烯的解析有直接的影响，否则会使环丁砜贫溶剂中带有一定的苯乙烯含量，进而导致分离效果差，使苯乙烯的溶剂系统受到恶性循环，进而影响苯乙烯抽提装置的长周期运行。

2.5 公用工程的影响

在苯乙烯抽提装置的运行过程中，以中压蒸汽作为反映的主要热源。因此，中压蒸汽压力和温度也能够影响苯乙烯抽提装置的长周期运行。当中压蒸汽压力和温度发生剧烈的变化时，使萃取塔塔釜再沸器和解析塔再沸器的管束聚合结焦，使聚合物堵塞过滤器以及其他部位，影响装置的长周期运行。另外，由于一些公用工程的存在，一些装置会被迫停车，但由于苯乙烯的热敏性高，在非正常停车中的苯乙烯无法从系统中脱除，使其在溶剂中的停留时间过长，会使苯乙烯聚合，降低环丁砜质量，使后期处理的消耗量大。

苯乙烯抽提装置的公用工程多来自外部单位。当公用工程单位生产出现故障或者发生变动时，下游也会受到影响，特别是在停水、停电时苯乙烯会长时间停留，污染溶剂。

2.6 C9和苯乙烯组合的不稳定性

C9对苯乙烯装置的影响很大，容易使产品质量不符合标准，而且还会在溶剂中积累，使溶剂循环系统中的溶液受到严重污染，萃取效果受到严重影响。另外，苯乙烯含量起伏变化较大时，溶剂比也会剧烈变化，苯乙烯的质量也会受到严重影响，收率也会发生较大的波动，进而难以满足苯乙烯抽提装置长周期运行的要求。

3 苯乙烯抽提装置长周期运行的保障对策

3.1 消除C8/C9分离塔填料堵塞

在C8/C9原料进入预热换热器之间，应加入阻聚剂，防止在预热过程中产生过多的聚合物。同时，还应在进料工艺管道上配置精密的过滤器，以避免机械杂质的进入。还应增大冷凝器的换热面积、提高气相流通通道的宽度，缩短高温气相停留时间，促进低压环境操作的实现。降低釜操作温度，使其下降到120℃以下。

3.2 避免苯乙炔加氢处理不彻底问题

应将两台苯乙炔反应器联合起来，将他们改造成为催化剂数量多、反应温度低的环节，使使催化剂的处理压力降低，尽量确保苯乙烯的量，同时也能够提高生产能力。

3.3 避免萃取溶剂环丁砜污染

应定期对设备进行检修，进行氮气的置换。严格控制原料中有外来游离水的进入，如果条件允许的话应安装聚结脱水器。还应努力提高汽提系统的稳定性，实现苯乙烯和贫溶剂的有效分离。还要确保水洗系统的稳定性，提高对苯乙烯二聚体、三聚体以及其他杂质的脱除效率。还要避免高温蒸汽和溶剂的换热；禁止添加去离子水以外的任何水，以降低溶剂环丁砜中苯乙烯二聚体和三聚体的含量。