乙苯-苯乙烯装置在线分析小屋排液线改造

陈起峰 王新成(中海油东方石化有限责任公司， 海南 东方 572600)

乙苯-苯乙烯装置在线分析小屋排液线改造

陈起峰 王新成(中海油东方石化有限责任公司， 海南 东方 572600)

本文主要对乙苯-苯乙烯装置生产污水池水质质量下降进行原因排查，最终确认分析小屋在线液相色谱分析仪的排液是造成污水池水质污染的主要原因。为解决问题，部门结合实际，通过讨论研究，提出可行性改造方案，达到改善了污水水质的目的，并取得了一定环保效益和经济效益。

分析小屋;在线色谱分析;排液线改造效益

1 乙苯-苯乙烯装置流程简介

东方石化乙苯装置生产规模为12.72万吨/年，利用催化裂解装置副产的干气为原料，采用稀乙烯气相烷基化制乙苯法，为苯乙烯装置提供原料乙苯；苯乙烯装置采用两级绝热负压脱氢制苯乙烯技术，在GS系列催化剂的作用下，发生脱氢反应生成粗苯乙烯，再经过负压精馏，最终得到质量分数为99.8%的苯乙烯产品[1]。

乙苯-苯乙烯装置共用一个生产污水池，接收装置产生的生产污水，再经污水泵送往界外污水厂，污水来源为：乙苯装置干气分液罐和蒸汽发生器的排污水；苯乙烯装置汽包排污、废热锅炉排污、工艺凝液过滤器排水、DNBP废水、阻聚剂卸料区地面排水、分析小屋排液、水封罐溢流水、地下罐集水坑排水和换热器循环水排水等，具体见图1。

2 流程改造背景

自2015年3月苯乙烯装置首次开工后，生产污水池内水质质量较差，异味大，水面浮油较多，取样存在分层，取样分析结果见表1。

表1 改造前生产污水池样品分析

如图1所示，生产污水样品分析 COD值和石油类物质含量逐渐上涨，取上层浮油再次分析，含油物质存在苯乙烯、乙苯、苯等苯系物，这些物质均为难生化降解有机物，具有生物毒性，使污水处理厂菌体内的酶变质并失活，会影响污水处理厂生化处理效果和稳定运行[2]。

图1 生产污水池排放源

3 原因分析

根据污水的排放来源，进行逐一排查。

3.1 乙苯装置

(1)干气分液罐排液取样分析合格，干气带油原因排除。(2)四个蒸汽发生器排放污水取样进行分析，结果均符合标准，蒸汽发生器泄漏原因排除。

生产污水池的水质质量变差是在苯乙烯装置开工后发现，在此之前，乙苯装置开工已经完成，综合取样化验结果，基本排除了乙苯装置排放源对生产污水池的影响。

3.2 苯乙烯装置

(1)汽包排污、废热锅炉排污取样分析合格，物料泄漏至锅炉水原因排除。

(2)尾气水封罐取样分析合格，基本是溢流的新鲜水，尾气带油原因排除。

(3)换热器的循环水排液分析合格，和循环水管网数值相差不大，并且是间期排水，换热器泄漏原因排除。

(4)脱氢尾气密封罐和工艺凝液过滤器未投用，该设备排液污染原因排除。

(5)两个地下罐集水坑均无水，且积水坑输水泵未启动过，积水坑废水污染原因排除。

(6)压缩机汽轮机疏水和增压机水站排水处于关闭状态，压缩机排水污染原因排除。

(7)阻聚剂卸车区和配料区的地面排水自开工以来先收集至DNBP废水罐，抽浮油后经 DNBP废水泵P6001抽出DNBP吸附器F6002吸附处理后送去生产污水池Z-6003，在F6002后取样分析合格，阻聚剂废水污染原因排除。

(8)取分析小屋的排液进行分析，有机物含量超标，把分析小屋排液暂时改用现场废料桶收集，一段时间后，污水质量有所改善。

经过分析排除，最终确认苯乙烯装置分析小屋的排液是造成生产污水池水质质量下降的主要原因。

4 在线分析小屋设备简介

色谱分离原理是利用待分离的各种物质在两相中的分配系数、吸附能力的不同在两相间进行分配，其中一相固定不动的，称为固定相；另一相是流动的，称为流动相。混合物借助流动相的推动，顺流动相的流向而迁移。分配系数大的或吸附能大的组分停留在固定相中时间长，从色谱柱中流出的时间晚。分配系数或吸附能小的组分在固定相中停留时间短，先从柱中流出。从而使混合物中各个组分得以分离[3]。

图2 在线色谱分析仪结构简图

该装置在线分析小屋色谱整套设备由爱文思控制系统工程(上海)有限公司提供，结构如图2所示；分别在粗苯乙烯塔回流、粗苯乙烯塔中间塔盘与精苯乙烯塔回流设置样品采集点，每隔10分钟对物料进行采集分析，并将关键分析数据传送到操作员DCS控制系统画面，为生产操作者提供重要参考依据，保证精馏塔分离效果，确保苯乙烯产品的合格。该设备满足装置生产中安全可靠、平稳运行、实时分析、维护简便等基本要求，其分析结束后所产生的废液汇集后通过管线排至生产污水池。

5 改造思路分析

根据色谱设计资料，分析小屋废液排放不可避免，若解决生产污水池水质问题，必须寻求新排放路径或收集手段。我们在制定改造方案时，考虑到了以下几点：

(1)装置正在运行，必须在不影响正常生产情况下进行改造。

(2)为节约改造成本，缩短施工时间，改造设计尽量利用原有设备和原有管线。

(3)改造后要确保分析小屋排液顺畅，保证液相色谱分析仪能够正常工作。

6 排液流程改造前后

图3 流程改造前

图4 流程改造后

根据改造思路，经设计院、公司技术部门、车间等讨论研究，最终决定将分析小屋的排液由原来去生产污水池Z6003改排至地下污油罐D6002，如图3、4所示。我们现场选择最近污油密闭排放管线上的导淋作为接口进行排液改线；实际生产中地下污油罐D6002压力为微正压约5kPaG，低于废液排放压力28kPaG，不影响废液排放；废液经地下污油罐D6002油水分离后，利用原有的地下污油罐排液泵P6003将油相送入苯乙烯脱氢液罐TK7005，作为苯乙烯精馏单元的进料，利用苯乙烯精馏单元，分离回收其中的苯乙烯产品,以达到改造目的。这一流程改造简单实用，利用了原来的管线和设备，投入成本较低，施工周期短，改造期间分析小屋暂时改为废液桶收集，不影响在线分析仪正常工作和装置正常生产。

7 生产污水分析结果前后对比

经流程改造，装置生产运行一段时间后，现场生产污水池浮油消失，取样无分层情况，取样分析结果见表2。

表2 改造后生产污水池样品分析

8 流程改善效果

从环保意义来说，一方面减少了生产污水池污水排放量以及石油类污染物的排放量，缓解了污水厂对烃类物质的处理，达到节能减排效果。另一方面大大改善了污水水质状况，降低了污水处理费用；缓解了装置现场异味，改善了操作人员作业环境。

从经济效益来说，分析小屋排液量约6kg/h,按年开工8000h计算，可回收苯乙烯产品约45t，若苯乙烯按8300元/t计，每年可增加经济效益约40万元，达到降本增效的目的。

9 结语

通过对装置现场污水池水质质量下降进行原因排查，找出分析小屋排液为污染原因，结合实际对现场分析小屋排液线的改造，有效缓解了现场异味，提高了污水品质，改善了操作人员工作环境，同时回收排液废料，增加产品效益，达到了实际预期目标，响应了国家炼化工业“十三五”节能减排、改善环境、低碳生产的政策号召；这一流程改造可以广泛适用于类似装置生产在线分析小屋中。

[1]苯乙烯装置操作规程[S].

[2]王禹，钟大辉.Fenton氧化法处理苯乙烯装置废水[J].化学工程 2014，5.

[3]何华，倪坤.现在色谱分析[J].化学工业出版社,2004.