摘要：粗苯乙烯塔由于粗塔冷凝器管束堵塞降低冷却效果使得塔压随环境影响昼夜波动大。通过温度和压力对应关系用另一种方法对粗苯乙烯塔调整了操作保证了质量维持了生产，在消缺时疏通了换热器管束解决了问题。
关键词：粗苯乙烯塔 塔顶压力波动大 温度和压力对应关系
1 前言
苯乙烯精馏单元中，T-1401（粗苯乙烯塔）顶含有苯、甲苯、乙苯、少量非芳的送至乙苯回收塔。T-1401（粗苯乙烯塔）底的含有大量苯乙烯，少量焦油、少量DNBP的物料送至精苯乙烯塔分馏，精苯乙烯塔顶物料为含99.5%以上的苯乙烯的产品，送至油品苯乙烯储罐。
2 -1401粗苯乙烯塔的作用原理
T-1401粗苯乙烯塔为一个填料塔，利用物质相对挥发度的不同来分离，乙苯和苯乙烯这两个关键组分，并且向乙苯回收塔和精苯乙烯塔输送原料。
3 发现问题
3.1 T-1401粗苯乙烯塔主要承担分离乙苯和苯乙烯这两种关键组分，为精苯乙烯塔输送原料粗苯乙烯。粗苯乙烯塔顶压力设计值为16Kpa(a)，由于装置负荷低优化操作后，塔顶压力调整为12Kpa(a)后能够满足生产需求。2014年初到2015年4月份，T-1401塔顶压力在缓慢升高，最高能上升到18Kpa(a)，已超出设计值。塔顶压力受环境温度影响波动极大，塔顶压控阀PICAHL-1401无法控制塔顶压力在一个定值，波动范围在13Kpa(a)至18Kpa(a)之间。
3.2 塔顶压力的波动使得T-1401粗苯乙烯塔的各段温度也随之波动，操作工按原有的操作法很难找到操作的平衡点，产品的合格率和收率都受到影响。
4 分析问题原因
4.1 P-1403是液环式真空泵，为粗苯乙烯塔T-1401提供负压。通过检查P-1403工作状态良好。
4.2 粗苯乙烯塔T-1401顶气相线组分中苯乙烯的浓度都在1%以下，所以气相线管线聚合堵塞的可能性很小，并且通过现场各处压力表之间的压差推断管线畅通。
4.3 粗塔冷凝器E-1402（图中红色设备）的冷后温度由原来的45℃上升至53℃，可以判断E-1402的冷却效果不好使得气相组分增多塔压升高，晚上环境温度下降塔压也随之下降，从而造成了塔压昼夜波动大。影响E-1402冷却效果的因素有：冷介质的温度、换热面积、冷介质流量。E-1402的冷介质为循环水，循环水温度在22℃至25℃之间在设计范围内。有可能是换热面积发生了变化，E-1402和精塔冷凝器E-1410在循环水上为串联（可见T-1401流程图）。E-1410循环水入口上的压力表由0.2Mpa上升至0.25Mpa，由此判断E-1410和E-1402内部分循环水管束堵塞减少了换热面积，部分管束的堵塞也减少了循环水的流量。
5 解决问题
5.1 E-1402和E-1410管束的疏通计划在装置消缺时进行，在装置消缺前塔顶压力波动大，很难找到平衡点，T-1401产品合格平稳操作就是个难点。在平时操作中我们发现热电偶TI-1437的温度对T-1401产品质量影响较大，因此只要知道不同压力下对应的TI-1437的温度就可以保证T-1401产品的合格。
液体的沸点与外界施加于液体表面的压力有关。沸点与于压力的关系式近似地可表达为：
式中P—液体表面的蒸汽压：
T—液体沸腾时的热力学温度；
A.B—常数
由式可以近似的认为lgP和1/T为递增一次函数。根据这个趋势我们通过实践来找出不同压力下对应的TI-1437的温度。
我们参照正常时T-1401塔顶压力在12Kpa(a)对应的TI-1437温度为82℃进行实践，并采集大量样单数据。由于在取样和化验样子时无法避免人为误差和仪器误差，在原始数据上运用二次指数平滑法消除误差对数据的影响。以下是处理后数据汇总表：
表格 1 T-1401顶压13Kpa(a)TI-1437不同温度下塔顶塔底关键组分含量
5.2 通过按照表格5的工艺指标操作，不仅减少了苯乙烯在塔顶的损失提高了苯乙烯的收率，而且也最大限度的提高了乙苯的回收率。
5.3 苯乙烯精馏装置在2015年4月份消缺时对E-1402和E-1410的管束进行了疏通。E-1402管束75%有不同程度的堵塞，用了4天时间疏通完毕。E-1410管束30%不同程度堵塞，用了半天时间疏通完毕。
5.4 开工后粗苯乙烯塔T-1401压力恢复正常稳定在12KPa(a),E-1402冷后温度降至45℃，E-1410入口处的循环水压力降至0.2Mpa。
6 分析E-1402管束堵塞的原因和建议
6.1 循环水车间供给循环水压力比设计值较小；
6.2 E-1402离地面52m,E-1402和E-1410串联，循环水经过E-1410后压降较大，循环水进入E-1402流速慢杂物很容易留在管束中堵塞管束影响冷却。
6.3 建议改善循环水水质，减少循环水中的杂物。
7结束语
粗苯乙烯塔压力高波动大的问题已找到并解决，而且找到了TI-1437温度和塔压的对应关系，在原有操作方法的基础上摸索出了另一种全新的粗笨乙烯塔操作法，在以后的精馏塔操作中如果塔顶压力无法固定，或者塔釜温度无法固定就可以借鉴此操作法，使装置在短期内可以平稳运行。
参考文献：
[1]延安炼油厂联合三车间.《12万吨/年乙苯-苯乙烯操作规程》.2011.
[2]南京大学化学化工学院 傅献彩 等编《物理化学》 第五版 高等教育出版社
论文作者:雷金,寇延鹏,宋钦,张秋芳
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第17期
论文发表时间:2017/11/22
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