乙苯-苯乙烯裝置在線分析小屋排液線改造

陳起峰 王新成(中海油東方石化有限責任公司， 海南 東方 572600)

乙苯-苯乙烯裝置在線分析小屋排液線改造

陳起峰 王新成(中海油東方石化有限責任公司， 海南 東方 572600)

本文主要對乙苯-苯乙烯裝置生產污水池水質質量下降進行原因排查，最終確認分析小屋在線液相色譜分析儀的排液是造成污水池水質污染的主要原因。為解決問題，部門結合實際，通過討論研究，提出可行性改造方案，達到改善了污水水質的目的，并取得了一定環保效益和經濟效益。

分析小屋;在線色譜分析;排液線改造效益

1 乙苯-苯乙烯裝置流程簡介

東方石化乙苯裝置生產規模為12.72萬噸/年，利用催化裂解裝置副產的干氣為原料，采用稀乙烯氣相烷基化制乙苯法，為苯乙烯裝置提供原料乙苯；苯乙烯裝置采用兩級絕熱負壓脫氫制苯乙烯技術，在GS系列催化劑的作用下，發生脫氫反應生成粗苯乙烯，再經過負壓精餾，最終得到質量分數為99.8%的苯乙烯產品[1]。

乙苯-苯乙烯裝置共用一個生產污水池，接收裝置產生的生產污水，再經污水泵送往界外污水廠，污水來源為：乙苯裝置干氣分液罐和蒸汽發生器的排污水；苯乙烯裝置汽包排污、廢熱鍋爐排污、工藝凝液過濾器排水、DNBP廢水、阻聚劑卸料區地面排水、分析小屋排液、水封罐溢流水、地下罐集水坑排水和換熱器循環水排水等，具體見圖1。

2 流程改造背景

自2015年3月苯乙烯裝置首次開工后，生產污水池內水質質量較差，異味大，水面浮油較多，取樣存在分層，取樣分析結果見表1。

表1 改造前生產污水池樣品分析

如圖1所示，生產污水樣品分析 COD值和石油類物質含量逐漸上漲，取上層浮油再次分析，含油物質存在苯乙烯、乙苯、苯等苯系物，這些物質均為難生化降解有機物，具有生物毒性，使污水處理廠菌體內的酶變質并失活，會影響污水處理廠生化處理效果和穩定運行[2]。

圖1 生產污水池排放源

3 原因分析

根據污水的排放來源，進行逐一排查。

3.1 乙苯裝置

(1)干氣分液罐排液取樣分析合格，干氣帶油原因排除。(2)四個蒸汽發生器排放污水取樣進行分析，結果均符合標準，蒸汽發生器泄漏原因排除。

生產污水池的水質質量變差是在苯乙烯裝置開工后發現，在此之前，乙苯裝置開工已經完成，綜合取樣化驗結果，基本排除了乙苯裝置排放源對生產污水池的影響。

3.2 苯乙烯裝置

(1)汽包排污、廢熱鍋爐排污取樣分析合格，物料泄漏至鍋爐水原因排除。

(2)尾氣水封罐取樣分析合格，基本是溢流的新鮮水，尾氣帶油原因排除。

(3)換熱器的循環水排液分析合格，和循環水管網數值相差不大，并且是間期排水，換熱器泄漏原因排除。

(4)脫氫尾氣密封罐和工藝凝液過濾器未投用，該設備排液污染原因排除。

(5)兩個地下罐集水坑均無水，且積水坑輸水泵未啟動過，積水坑廢水污染原因排除。

(6)壓縮機汽輪機疏水和增壓機水站排水處于關閉狀態，壓縮機排水污染原因排除。

(7)阻聚劑卸車區和配料區的地面排水自開工以來先收集至DNBP廢水罐，抽浮油后經 DNBP廢水泵P6001抽出DNBP吸附器F6002吸附處理后送去生產污水池Z-6003，在F6002后取樣分析合格，阻聚劑廢水污染原因排除。

(8)取分析小屋的排液進行分析，有機物含量超標，把分析小屋排液暫時改用現場廢料桶收集，一段時間后，污水質量有所改善。

經過分析排除，最終確認苯乙烯裝置分析小屋的排液是造成生產污水池水質質量下降的主要原因。

4 在線分析小屋設備簡介

色譜分離原理是利用待分離的各種物質在兩相中的分配系數、吸附能力的不同在兩相間進行分配，其中一相固定不動的，稱為固定相；另一相是流動的，稱為流動相。混合物借助流動相的推動，順流動相的流向而遷移。分配系數大的或吸附能大的組分停留在固定相中時間長，從色譜柱中流出的時間晚。分配系數或吸附能小的組分在固定相中停留時間短，先從柱中流出。從而使混合物中各個組分得以分離[3]。

圖2 在線色譜分析儀結構簡圖

該裝置在線分析小屋色譜整套設備由愛文思控制系統工程(上海)有限公司提供，結構如圖2所示；分別在粗苯乙烯塔回流、粗苯乙烯塔中間塔盤與精苯乙烯塔回流設置樣品采集點，每隔10分鐘對物料進行采集分析，并將關鍵分析數據傳送到操作員DCS控制系統畫面，為生產操作者提供重要參考依據，保證精餾塔分離效果，確保苯乙烯產品的合格。該設備滿足裝置生產中安全可靠、平穩運行、實時分析、維護簡便等基本要求，其分析結束后所產生的廢液匯集后通過管線排至生產污水池。

5 改造思路分析

根據色譜設計資料，分析小屋廢液排放不可避免，若解決生產污水池水質問題，必須尋求新排放路徑或收集手段。我們在制定改造方案時，考慮到了以下幾點：

(1)裝置正在運行，必須在不影響正常生產情況下進行改造。

(2)為節約改造成本，縮短施工時間，改造設計盡量利用原有設備和原有管線。

(3)改造后要確保分析小屋排液順暢，保證液相色譜分析儀能夠正常工作。

6 排液流程改造前后

圖3 流程改造前

圖4 流程改造后

根據改造思路，經設計院、公司技術部門、車間等討論研究，最終決定將分析小屋的排液由原來去生產污水池Z6003改排至地下污油罐D6002，如圖3、4所示。我們現場選擇最近污油密閉排放管線上的導淋作為接口進行排液改線；實際生產中地下污油罐D6002壓力為微正壓約5kPaG，低于廢液排放壓力28kPaG，不影響廢液排放；廢液經地下污油罐D6002油水分離后，利用原有的地下污油罐排液泵P6003將油相送入苯乙烯脫氫液罐TK7005，作為苯乙烯精餾單元的進料，利用苯乙烯精餾單元，分離回收其中的苯乙烯產品,以達到改造目的。這一流程改造簡單實用，利用了原來的管線和設備，投入成本較低，施工周期短，改造期間分析小屋暫時改為廢液桶收集，不影響在線分析儀正常工作和裝置正常生產。

7 生產污水分析結果前后對比

經流程改造，裝置生產運行一段時間后，現場生產污水池浮油消失，取樣無分層情況，取樣分析結果見表2。

表2 改造后生產污水池樣品分析

8 流程改善效果

從環保意義來說，一方面減少了生產污水池污水排放量以及石油類污染物的排放量，緩解了污水廠對烴類物質的處理，達到節能減排效果。另一方面大大改善了污水水質狀況，降低了污水處理費用；緩解了裝置現場異味，改善了操作人員作業環境。

從經濟效益來說，分析小屋排液量約6kg/h,按年開工8000h計算，可回收苯乙烯產品約45t，若苯乙烯按8300元/t計，每年可增加經濟效益約40萬元，達到降本增效的目的。

9 結語

通過對裝置現場污水池水質質量下降進行原因排查，找出分析小屋排液為污染原因，結合實際對現場分析小屋排液線的改造，有效緩解了現場異味，提高了污水品質，改善了操作人員工作環境，同時回收排液廢料，增加產品效益，達到了實際預期目標，響應了國家煉化工業“十三五”節能減排、改善環境、低碳生產的政策號召；這一流程改造可以廣泛適用于類似裝置生產在線分析小屋中。

[1]苯乙烯裝置操作規程[S].

[2]王禹，鐘大輝.Fenton氧化法處理苯乙烯裝置廢水[J].化學工程 2014，5.

[3]何華，倪坤.現在色譜分析[J].化學工業出版社,2004.