苯乙烯装置的生产运行优化

摘 要：依据苯乙烯装置现状及特点进行运行优化控制，对装置主要单元进行了优化应用，在确保装置整体运行稳定的前提下实现产量提高及能源消耗降低。

关键词：苯乙烯 生产运行优化 先进控制

齐鲁苯乙烯装置2004年完成了20万吨/年改扩建工作，随着近几年的生产应用，影响装置经济运行的因素相继显现，尤其装置物耗、能耗水平需要进一步提高。齐鲁苯乙烯装置与同行业水平最好的茂名苯乙烯相比较能耗高约20千克标油/吨，其主要原因是装置蒸汽用量大，因此在2012年6月开始在装置四个主要单元实施优化控制，以便实现装置产量的提高和经济技术指标的提升。

一、工艺流程介绍及生产运行优化目标

1.工艺流程简介

苯和乙烯在液相分子筛催化剂作用下通过烷基化反应生成乙苯；含有乙苯的烷基化产物送到乙苯精馏系统4个精馏塔进行分离，分离出未反应的苯及中间产物乙苯；精馏后的乙苯在负压、绝热条件下通过脱氢催化剂反应生成苯乙烯；含有苯乙烯的脱氢产物进入苯乙烯精馏单元分离出产品苯乙烯。

苯乙烯能耗主要是蒸汽、脱盐水、氮气及电的消耗，其中蒸汽消耗占能耗指标的82%左右，因此降低装置蒸汽消耗成为装置降耗的主要手段。

2.优化目标

实施的范围包括：烷基化反应、乙苯精馏、乙苯脱氢反应和苯乙烯精馏等四个主要生产单元。

优化运行目标为：

2.1符合所有工艺条件；

2.2能实现优化控制/原有控制方式的安全切换；

2.3实现产品质量的卡边控制，产品收率提高0.2%以上，获得最大的装置产量；

2.4不增加其他投资的前提下降低能耗1%，最大程度地回收能量。

3.控制系统介绍

苯乙烯装置控制系统为爱默生的Deltav操控系统，增设的优化控制系统能够与原系统兼容，能够实现控制方式的安全切换。

根据苯乙烯装置特点及运行状况，优化控制系统共设置4个控制器，分别为烷基化单元控制器、乙苯精馏单元控制器、乙苯脱氢单元（包含A/B两条线）控制器和苯乙烯精馏单元控制器，各个控制器之间通过软测量和工艺计算系统进行连接。

二、优化运行过程及分析

优化对象设定为烷基化反应单元、乙苯精馏单元、乙苯脱氢反应单元和苯乙烯精馏单元等四个部分，根据目前苯乙烯装置特点及运行状况，优化运行共设置4个控制系统，分别为烷基化单元优化控制、乙苯精馏单元优化控制、乙苯脱氢单元优化控制和苯乙烯精馏单元优化控制。

1.烷基化反应单元

烷基化反应单元为包括按串联形式排列的三台烷基化反应器R101/R102/R103、一台烷基转移反应器R104；R103和R104的出料均送至苯塔T201，以回收反应产物中未反应的苯。优化过程将苯进料量从原先的86 t/h降低到83 t/h，乙烯量保持不变。优化后烷基化反应器出口温度升高1℃，说明反应深度提高，通过调整烷基化液中乙苯浓度含量提高0.38%。

2.乙苯精馏单元

乙苯精馏单元由苯塔T201、脱非芳塔T204、乙苯塔T202和多乙苯塔T203组成。苯塔（T201）为乙苯单元产品质量的关键控制设备。T201进料来自烷基化单元生产的烃化液，塔顶产物回送烷基化单元作为烷基化反应原料苯，塔釜的粗乙苯通过自压送至T202，而其回流罐的气相在流量控制下进入T204的底部。优化过程将T-201苯塔的回流量降低5.0m3/h， T201塔温优化结果如下：

优化操作后，该塔能够满足精馏质量要求，因降低苯量减少蒸汽用量0.5t/h。

3.乙苯脱氢反应单元

乙苯脱氢反应单元由A＼B两条流程组成，分别包括两段脱氢反应、蒸汽过热、尾气压缩等流程，脱氢反应器为保证产品收率的关键设备。

4.苯乙烯精馏单元

三、结束语

齐鲁苯乙烯装置实施优化控制进行生产优化以来，提高了装置关键工艺参数的平稳性、提高了苯乙烯产品收率0.2%、降低了装置能耗5千克标油/吨，从而进一步挖掘了装置的经济和社会效益。

作者简介：刘桂军，1971.4，学士，工程师，负责齐鲁苯乙烯装置技术工作。