引言
苯的取代反应、加成反应和氧化反应生成的一系列化合物,可作为制造塑料、橡胶、纤维、染料、洗涤剂和农药的原料。约10%的苯用作制造苯系中间体的基本原料。苯和乙烯生产乙苯,乙苯可用于生产塑料用苯乙烯;异丙苯由苯和丙烯形成,可用于异丙苯法生产树脂和粘合剂用丙酮和苯酚;尼龙制成的环己烷;合成马来酸酐;硝基苯用于制造苯胺;用于杀虫剂的各种氯苯;合成用于生产洗涤剂和添加剂的各种烷基苯;对苯二酚、蒽醌及其他化工产品的合成。
一、芳烃抽提装置石油苯质量影响原因
(一)含水量高
苯塔进料由芳烃抽提装置提供,芳烃抽提的核心技术是液液抽提,需要通过水循环回收非芳烃中的溶剂。因此,要充分发挥技术优势,关键是要保证回流罐内始终有3~4t/h的洗涤水,30℃时苯在水中的溶解度可达0.065g/100g左右,说明混合芳烃有一定量的游离水是很常见的。自由水的存在使混合芳烃处于相对饱和状态,其含水量自然居高不下。
(二)空冷冷却负荷不足
这主要是原料中苯含量增加造成的。苯质量指标升级、纯度要求提高后,回流增加,导致苯塔塔顶负荷增加。
(三)回流不理想
通过调查可知,在处于运行状态的苯塔中,石油苯所含甲苯量超出允许范围,这表明装置存在回流量不足的问题。另外,在温度偏高的夏季,回流温度又大幅提高,造成苯塔分离效果下降,产品质量不合格,又成为亟待解决的问题。
(四)混芳纯度不足
抽提系统的汽提塔在冬季塔顶热源可以通过与热媒水换热,来降低回流温度,但是夏季没有热媒水的情况下,回流温度一直居高不下。
二、芳烃抽提装置石油苯质量优化对策
(一)控制进料含水量
控制苯塔饲料含水量的起点是饲料来源。工作人员应确保回流容器的温度不超过40°C。此外,回流容器的液面应提高到55%。降低温度主要是降低与混合芳烃相对应的水的溶解度,而提高液体状态的目的是尽可能延长进料的停留时间,以确保能够衍生出内部明水。管理者的任务是加强混合芳香烃罐中切割的水的管理,确保源头的含水量能大幅减少。
(二)增加冷却负荷
冷却负荷低的问题,首先从空冷着手,在每年的春季,对空冷翅片进行清洗,使用高压水枪将翅片中的泥尘洗去,提高换热效率,并定期检查空冷电机和皮带等附件,确保设备能够长周期运行。
(三)改善苯塔回流
根据分析,造成这一问题的主要原因是流量挡板堵塞。打开挡板法兰后,杆发现挡板上方有大量固体颗粒,其中大部分是块状的。通过分析固体颗粒成分,可以看出粘土是阻挡流动挡板的主要材料。这是因为在白土塔中催化剂的装卸过程中通常会产生大量的灰尘,其中一部分粉尘会以油和水渗入苯塔,然后在低温回流容器到达后大量聚集,然后通过回流泵到达反光板,从而导致反光板堵塞。液体相加氢引入重整装置后,芳香族萃取产品的质量可以满足工业要求,无需使用白色吸尘塔,从而有效地改善了粉尘堵塞引起的回流流量计问题。
(四)提高混芳纯度
为了防止汽提塔顶冷却负荷不足,造成混合芳烃中非芳烃含量超标,在夏季没有热媒水的情况下,通过增加临时流程,给热媒水换热器接入除盐水,来降低汽提塔顶温度,保证塔压力不超过0.16MPa,确保了汽提蒸汽中不含非芳烃,提高混合芳烃纯度,保证了苯产品质量。
三、芳烃联合装置增产石油苯的措施
(一)优化预分馏塔工艺参数增产石油苯
直馏轻石脑油首先进预加氢单元的预分馏塔,通过预分馏塔操作,将石脑油中轻馏分作为抜头油从塔顶采出,塔底物料作为预加氢反应系统原料,在加氢催化剂的作用下,对有机硫化物、氮化物、氧化物、有机金属化合物等进行转化反应,脱除硫、氮、氧、砷、铅等杂质,加氢反应所产生的H2S、NH3、H2O等杂质通过汽提塔操作,从塔顶逸出。经预加氢反应剔除杂质后的精制石脑油进重整单元。
(二)引抽余油进重整单元增产石油苯
改造后的产品由整流塔分离,塔顶端的C6和C7组分进入非罗马碳氢化合物(即炼油)提取装置。芳香烃C6和C7进入BT分馏单元生产苯和甲苯。苯作为最终产品出售,甲苯进入一个不成比例的单位。精炼石油由C6和C7-异丙烯腈和少量c8-异丙烯腈以及C6、C7-合成链石蜡和萘组成,这些物质在改造反应体系中尚未转化。当石脑油不足或重整装置中存在残馀负荷时,将精炼石油引入重整反应系统,以回收精炼石油中的C6、C7生成链石蜡和萘,从而提高重整装置中的石油苯和甲苯产量。
(三)降低重质石脑油初馏点增产石油苯
通常,要求重质石脑油的初馏点大于等于84℃,适当降低重质石脑油的初馏点到80℃,增加芳烃联合装置重整原料中C6直链烷烃、甲基环戊烷、环己烷和苯含量,可提高重整石油苯产率。这需要与上游石脑油生产企业协作完成。
四、优化过程,开展技措提质量
目前在将石油苯质量升级为“石油苯545”方面仍存在一些问题。高温天气和大处理能力仍有一些瓶颈需要改进。高含水量和回流温度引起的石油苯结晶点和甲苯含量高的问题是下一步需要解决的关键问题。优化过程按计划实施技术措施,有效控制产品质量。
(1)为改善回流容器中水和油的分离,技术人员建议引进一个新的回流容器。与传统的回流罐相比,回流罐在两个方面得到了更新:第一,回流罐直径增大,使液体的横截面面积更接近理想水平;第二,终端用作钟口,确保钟口位于油水分离区对面。事实证明,这样做可有效减小进料给水油分离所带来的影响。此外,对捕沫丝网进行安装也极为重要,捕沫丝网的作用,主要是对进料所产生动能进行吸收,并通过凝聚雾状水滴、使其成为大水滴的方式,使沉降游离水的速率得到显著加快。
(2)在上一次抽吸改造中,有关人员根据苯塔的实际冷负荷调整空气冷却面积,但发动机性能达不到预期。考虑到这种情况,技术人员在权衡各种因素后,最后提出了用高效叶片和高性能发动机取代原叶片和发动机的方案,希望通过提高苯塔顶部的实际冷负荷,确保苯塔始终有符合操作要求的冷回流,从而有效控制回流温度,并使产品中甲苯含量自然下降。
(3)按苯产品加入水辅料。苯中的水是在连续阶段以微小的水滴形式存在的,使用传统的分离装置很难去除。加入配电箱后,微小水滴会吸附在纤维上,并在液体的推动下沿纤维运动。小液滴在纤维交点处碰撞,融合成大液滴,最后通过重力与连续相分离。
结束语
针对影响苯产品质量的因素,采取增加沉降时间、清洗空冷翅片、清理堵塞孔板等措施,控制和提高了苯产品质量。进一步分析,在特殊工况下,高温天气、大容量、高含水量、高回流温度存在一些瓶颈。提出了改造回流罐、增加液液聚结器、用风冷替代大功率电机等优化方案,并将有计划地开展技术措施,有效控制产品质量。
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