《分析影响苯乙烯装置脱氢单元长周期运行的因素》
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摘 要：分析苯乙烯装置脱氢单元长周期运行的影响因素与苯乙烯装置参数,总结影响苯乙烯装置脱氢单元长周期运行的因素与解决建议,旨在提高脱氢单元长周期运行稳定性,提高苯乙烯装置运行质量.
关键词：苯乙烯装置;脱氢单元;长周期运行;影响因素
生产苯乙烯一般会应用乙苯负压绝热脱氢制苯乙烯工艺技术工艺.苯乙烯装置在运行与生产过程中,因为生产比较特殊,所以必须要装置需要长期运行才能够保证生产稳定性.但是苯乙烯装置脱氢单元在长周期运行期间,经常会面临一些因素的影响,降低苯乙烯生产效果.所以,消除长周期运行影响因素是苯乙烯生产中非常重要的工作之一.
一 苯乙烯装置脱氢单元长周期运行的影响因素
苯乙烯装置中的脱氢反应器温度存在异常或者波动较大,三联换热器中第一级过热器换热管和管板之间连接的位置,很容易产生拉裂的现象.壳侧部位乙苯原料发生泄漏,可能会导致全线停车,在苯乙烯生产过程中帶来严重的影响.三联换热器上方1.8米法兰部位,是泄露问题比较常见的部位,除了会导致氧含量超标外,还会直接干扰到热炉运行,如果情节严重还会引发爆炸.
污水汽提处理之后,凝液便可以被当做乙苯脱氢反应用水,脱氢催化剂在生产中应用,直至后期阶段,凝液内部催化剂粉尘量增加,在乙苯/水蒸发器内会产生严重的结垢现象,增加单元加料负荷[1].凝液内包含大量催化剂脱粉,可能会增加精馏系统堵塞的几率,炉油内部催化剂脱粉可能会堵塞精馏单元中粗苯乙烯塔、精苯乙烯塔分布器.
三联泄露和水质这两点干扰因素的存在,对于苯乙烯装置的运行有非常直观的影响,分析其原因如下：
第一,三联泄露原因.组合换热器中第一级乙苯过热器设置条件比较严格,如果乙苯过热器管程的平均壁温已经超过480℃,壳程的平均壁温超过360℃,管程与壳程之间的温差达到120℃,尤其是低温端温差超过210℃,会直接加大双方热膨胀量差.若管程、壳程膨胀差缺乏协调性,还有可能会引发换热器拉裂现象,致使苯乙烯设备失去原有的效用.鉴于此,工业生产中比较常用滑动管板这一装置,将热膨胀均匀性差的问题解决,但该换热器结构面临一些问题,一方面第一级换热器滑动管板会受到换热器管的管束影响,致使滑动管板下方和壳体圆筒产生接触,期间在管板径向膨胀这一作用力下,滑动管板下方与圆筒紧密贴合,影响到正常滑动.另一方面,苯乙烯的聚合性能好,换热器壳体底部位置的聚合物、结垢,会在时间因素的影响下发生改变,这也是滑动管板自由滑动非常重要的影响因素.
第二,水质原因.一方面,脱氢单元内部的相关装置已经存在老化现象,乙苯脱氢单元冷却设备内漏,期间循环水渗透到凝液回收系统当中,凝液当中包含的氯离子与钙镁离子数量增多,导致工艺冷凝液系统内部污染[2].另一方面,脱氢单元中使用的污水汽提塔,受到不同因素影响导致工艺波动异常,从而产生苯系物、聚合物杂质,导致结垢问题,干扰到脱氢单元长周期运行.
二 苯乙烯装置脱氢单元长周期运行优化建议
(一)三联换热器泄露的优化建议
技术人员解决三联换热器泄露这一问题,建议应用“L”型组合式换热器,替换卧式“一”字型组合换热器,可以杜绝乙苯过热器泄漏现象,期间还可以将反应出料高温显热全部回收.组合式换热器中运用到的乙苯过热器,在原本卧式的基础上创新为立式,第一级换热器、第二级换热器的中间部位设置膨胀节,所有换热器组成“L”型.
对比新旧两种方案,发现“L”型组合式换热器的优势如下：第一,乙苯换热器更改成为立式放置的方式,换热管管束热膨胀、换热器自重两个方向相同,换热管管束质量不再影响乙苯过热器中滑动管板的运行,滑动管板、壳体圆筒之间也不会产生直接接触;第二,位于换热器壳体底部的聚合物、结垢,均匀的分布在壳侧周围,不会对滑动管板自由滑动造成干扰;第三,换热器壳体周围的受力均匀性提升,换热器壳体圆度不会面临非常严格的要求,换热器在制造与加工环节效率更高;第四,将传统工艺具有的高热量回收率保留,流程占地面积缩小.
在苯乙烯生产中,“L”型组合式换热器的应用,将以往反应出料显热回收方法存在的泄漏问题解决,并且“L”型换热器组也体现出良好的运行效果.
(二)水质问题的优化建议
对于水质因素的影响,可以采用洁净度高的工艺蒸汽凝水加脱盐水,代替污水处理凝液.作为加热炉对流段的上水,并作为高、低压废热锅炉的上水.作为急冷水对加入空冷器入口进行降温、作为汽轮机乏汽的降温水.保证这些系统水质,防止催化剂粉末的结垢.保证苯乙烯装置的长周期运行.
以上方案在苯乙烯生产中应用,乙苯脱氢催化剂与氯离子相遇之后发生脱粉的现象,控制原料乙苯中的氯含量≤1.0mg/kg十分重要,将催化剂使用期限延长.不同类型的换热器管壁出现高温结垢问题的几率降低,炉油、凝液内部带粉问题得到控制,苯乙烯精馏塔分布器的堵塞问题解决.除此之外,定点加入阻聚剂后系统聚合物数量减少,机泵过滤网发生堵塞现象也得到合理控制,切实保证了苯乙烯装置脱氢单元长周期运行效果.
三 结语
综上所述,苯乙烯生产过程中,脱氢单元长周期运行面临诸多影响因素,其中三联泄露和水质最为常见.需要结合苯乙烯生产现状总结根本原因,并且提出切实可行的优化建议,一方面要提高苯乙烯生产效率,另一方面则要保证脱氢装置长周期运行目标的实现,为今后苯乙烯生产提供有价值的参考.
参考文献：
[1]姜慧.可发性苯乙烯化工装置HAZID分析方法应用与创新[J].化工设计通讯,2020,46（06）：91-92.
[2]康强利.苯乙烯装置腐蚀分析及腐蚀监测设置[J].石油化工设备,2017,46（04）：39-45.
[3]杜建文.新一代节能型乙苯催化脱氢制苯乙烯技术的开发应用[J].石油石化绿色低碳,2016,1（01）：21-25.
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苯乙烯引用文献:
[1] 远志和苯乙烯学年毕业论文范文 关于远志和苯乙烯方面在职毕业论文范文5000字
[2] 苯乙烯研究生毕业论文范文 苯乙烯毕业论文题目范文8000字
