公司乙苯反应岗位操作规程.doc

公司乙苯反应岗位操作规程

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2020年4月19日
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阿贝尔化学(江苏)有限公司
ABEI-SC-SCJS-001- -01

乙苯反应岗位操作规程

阿贝尔化学(江苏)有限公司
二零一六年六月

编制: 王方伟 张羽鹏 李赛英

审核: 兰 烜

审定: 刘 巍 陈晓弘

批准: 刘玉珍

发放使用范围:苯乙烯装置乙苯反应岗位

发布时间: 7月

执行日期: 10月

受控状态:受控

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ABEI-SC-SCJS-001- -01
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乙苯反应岗位操作规程
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目录
第一章 概述 1
1.1装置概况 1
1.2岗位简介 1
第二章 岗位任务及管理范围 3
2.1 岗位任务 3
2.2 管理范围 3
2.3 岗位职权与责任 4
第三章 原料产品及原辅料的性质规格 5
3.1 物化性质 5
3.2 原(辅)材料规格 6
3.3公用工程规格及界区条件 8
第四章 工艺过程说明 10
4.1 生产工艺原理 10
4.2 生产工艺过程和关键控制 11
4.3 工艺参数一览表 14
第五章 开车前的准备工作 14
5.1开车前应具备的条件 14
5.2系统开车前的工艺准备工作 15
5.3初次开车系统准备工作 16
5.4 详细开车步骤 16
5.5 详细开车步骤和方法 18
第六章正常操作及控制 20
第七章 正常停车 21
7.1岗位系统正常停车 21
7.2 紧急停车 22
第八章异常现象分析及处理 23
8.1 蒸汽故障 23
8.2 冷凝液故障 23
8.3 循环水故障 23
8.4 电源故障(晃电、临时停电) 24
8.5仪表空气故障 25
8.6 氮气故障 25
8.7 异常现象、产生原因和处理办法 25
8.8 紧急停车后系统开车步骤和方法 26
第九章 工艺联锁系统 27
第十章 设备基础操作 32
10.1动设备的操作步骤 32
10.2静设备的投用步骤 33
10.3 设备使用注意事项及正常维护保养 33
10.4设备一览表 34
10.5分析一览表 34
10.6安全阀一览表 36
第十一章安全、卫生、环保 36
11.1可能受到职业危害的人数 36
11.2 生产过程中的高温、高压、易燃、易爆、振动、噪音等有害作业生产部位、程度。 36
11.3 生产过程中危险因素较大的设备种类、数量 37
11.4 职业安全卫生设计中采取的主要防范措施 37
11.5 噪声控制标准 38
11.6 工作场所的浓度限制(TJ36-79) 38

第一章 概述
1.1装置概况
本装置的建设采用常州瑞华化工工程技术有限公司乙苯、苯乙烯装置成套技术工艺包,该技术包括烷基化反应烷基转移反应、乙苯精制、乙苯脱氢、苯乙烯精馏四个工艺单元及装置内公用工程和配套设施等。
(1)阿贝尔化学(江苏)有限公司25万吨/年乙苯、苯乙烯成套技术工艺包转让及工程设计合同。
(2)阿贝尔化学(江苏)有限公司与中国寰球工程公司辽宁分公司与签订的<阿贝尔化学(江苏)有限公司50 万吨/年苯乙烯项目25 万吨/年苯乙烯装置(一)及配套的公用工程系统>设计合同及附件。
(3)阿贝尔化学(江苏)有限公司与常州瑞华化工工程技术有限公司签订的技术服务合同
(4)阿贝尔化学(江苏)有限公司提供的其它基础数据及资料。
本工艺包按<中国石油化工集团公司石油化工成套技术工艺包内容的规定>( )进行设计,并遵循以下设计原则:
(1)大力推进科技进步,积极采用新工艺新技术,提高装置技术含量,降低物耗、能耗,尽可能节省建设投资。
(2)装置设计要做到技术先进、安全可靠,严格执行国家现行的有关标准规范和安全法规。
(3)加强装置内污染物的治理,采用新工艺、新技术,确保装置投产后污染物处理和环境保护达标。
1.2岗位简介
苯液相烷基化反应是:在分子筛催化剂的催化作用条件下,呈液相的苯与乙烯发生烷基化反应,生成乙苯及多乙苯。在烷基化反应器中,同时发生一次烷基化反应和多烷基化反应,它们都是强放热减分子反应。至于这两种反应谁占优势, 则取决于催化剂性能和反应条件以及生产的目的。在过量苯的条件下,即苯烯比较大(设计为摩尔比: 3.5)时,一次烷基化反应占优势, 以生成更多目的产物乙苯。如果苯烯比较低或者进料中含有较多的乙苯则主要以多烷 基化反应为主,产物也主要是多乙苯。苯与乙烯的液相烷基化反应,在过量苯的条件下,乙苯是主要产品,同时生成少量二乙苯和更少量的三乙苯。这些多乙苯产物能够经过与苯进行烷基转移反应转化成 目的产物乙苯(即反烃化反应)。烷基转移反应比烷基化反应慢得多,而且由于受到化学平衡的限制,多乙苯不可能全部转化成乙苯,反应器流出物的组成最多也只能接近化学平衡组成。烷基转移反应的热效应非常小,基本上呈等温反应,因此烷基转移反应器中催化剂只需连续装填成二层。反应器要在足够的压力下操作,以维持反应在全液相状态下进行。烷基转移反应器的进料包括来自乙苯精馏工段的回收苯、多乙苯混合物、以及少量的水。这些物料的混合物经高压蒸汽加热后,进入烷基转移反应器中进行反应。烷基转移反应的反应热很小,整个催化剂床层的温度几乎相同,反应器出料直接送入乙苯精馏工段。 除以上的反应外,主要的副反应有乙烯与两个苯环发生耦合反应生成二苯基乙烷,乙烯、苯或芳烃自聚生成多环化合物等重质物。显然,这些物质的生成将降低乙苯产品的收率,增加物耗,因此要最大可能地减少这些副反应的发生。产品乙苯中二甲苯含量小于50mg/l,一般不必从乙苯产品中将其分离即可用于生产苯乙烯。高温下最终导致生成二苯化合物,如二苯甲烷和二苯乙烷,这是乙苯生产过程中的主要重质馏分,它们不但加速催化剂结焦失活,而且造成乙苯损失。另外,一般的苯原料中不可避免含有少量苯的共沸物,它们包括环己烷、水等。在反应过程中,经过乙烯齐聚反应也会产生这些共沸物。如果它们不能被有效除去,将会在反应系统中积累,影响乙苯产品纯度。在分子筛液相烃化工艺条件下,烷基化反应和烷基转移反应均在200℃左右和 3.8MPaG以下进行,烷基化反应过程中产生的C9～C11重质芳烃以多乙苯塔塔底残液排出,苯的共沸物环己烷等以尾气和脱轻塔塔顶液的形式排出系统,避免了它们在反应系统中积累,反应进料中水含量的控制很重要,它直接影响催化剂的寿命。开工期间苯中水含量约为500～600mg/l,正常操作时为100～200mg/l。原料苯中的水含量对催化剂寿命和反应结果影响较大,需严格控制。
烃化反应和反烃化反应系统:
该系统包括烃化(烷基化)反应器R-101,反烃化反应器R-102,保护反应器R-103, 以及换热器E-101和苯进料加热器E-102,蒸汽发生器E-103、E-104、E-105、E-108,反烃化加热器E-106。在R-101中,苯和乙烯于200-250℃、4.0MPa的条件下进行烷基化反应,在催化剂床层中发生烷基化反应生成乙苯及少量二乙苯、多乙苯等。R-101反应器由8段催化剂床层串联而成,苯和乙烯首先经过一、二两段催化剂床层。反应后烃化液升温233℃左右引出反应器,经过采出蒸汽冷却到200℃,再通入乙烯溶解后进入反应器第三,第四床层反应,在R-101反应器的其它床层重复以上工艺流程,依次经过第三、 四,第五、六,第七、八催化床,最后温度233℃、压力3.0-3.8Mpa的反应物料从第八床层出反应器,进入苯回收塔进行处理。 从界外引入的乙烯被分成8股,第一、三、五、七股乙烯分别在流量调节阀控制下,同苯在静态混合器汇合后,一起进入反应器床层。其余4股乙烯也在各自流量调节阀控制下分别进入反应器床层段间的分布器参与反应。 由于烷基化反应是强放热反应,本工艺为了控制催化剂床层中的绝热温升,采取了将催化剂床层分成8段的措施,并经过两段床层反应后引出发生蒸汽,自身降温至200℃左右的方法来实现温度控制。 每段催化床层由三层固定床层组成,自下而上为支承层(Ф3惰性氧化铝瓷球)、 催化剂层和压紧层(Ф3,Ф6,Ф10惰性氧化铝瓷球)。催化剂床层都插入测温元件。 物流进入每段床层时测得的温度即代表该段的反应物料入口温度,并将它作为该段的控制温度。 来自精馏工段回收的循环苯部分经过E-101、E-102加热到200℃后,进入烃化反应器R-101进行烃化反应。还有一部分不经过E-101加热直接做为反烃化反应用苯,和多乙苯混合后经过E-106加热至170℃-220℃,去反烃化反应器R-102进行烷基转移反应。
在R-101中,苯和乙烯发生烷基化反应,生成乙苯及少量二乙苯、多乙苯等。反应器出料依次经过E-101和蒸汽发生器E-103、E-104、E-105回收热能,然后进入 苯回收塔T-201进行精馏分离。 在R-103中,PEB同苯发生烷基转移反应生成乙苯,进而也被导入苯塔T-201。
第二章 岗位任务及管理范围
2.1 岗位任务
乙苯反应岗位的任务是,将界区外来的乙烯和来自苯回收塔塔顶采出的苯,按一定比率通入三个立式串联操作的反应器(烃化反应器R-101)中,加热至200℃后,在分子筛催化剂AEB-6及作用下,进行烃化反应生成粗乙苯,另外原料苯,首先在苯预处理器V-210A/B和保护反应器R-103中脱除苯中的碱性氮催化剂毒物,对烃化反应器R-101和转烷基烃化反应器R-102中的催化剂,起到保护作用。而乙苯精馏单元回收的多乙苯和苯,按比率加入转烷基烃化反应器R-102中,加热至190℃后在分子筛催化剂AEB-1作用下,发生反烃化反应生成粗乙苯。反应生成的烃化混合液和反烃化混合液,送至苯回收塔T-201,进行苯回收及粗乙苯分离,粗乙苯在乙苯回收塔T-203,进行精制得高纯度中间产品乙苯,乙苯回收塔T-203塔釜液,去多乙苯回收塔T-204进行多乙苯回收。
本岗位还负责烃化/转烷基烃化催化剂离线再生任务。经过以氮气作热载体,除去催化剂内的物料,使催化剂安全卸出离线再生。
2.2 管理范围
苯乙烯装置乙苯单元由100号、200号二个单元组成。100号是烃化反应和反烃化反应系统。
本岗位管理范围主要包括下列工艺设备:
烃化反应器R-101,转烷基烃化反应器R-102、保护反应器R-103、烃化反应进出料预热器E-101、苯进料加热器E-102、苯换热器E-103A/B、烃化反应蒸汽发生器E-104/E-105、反烃化进料加热器E-106、氮气加热器E-107、静态混合器X-101、 苯进料加热器E-102。
2.3 岗位职权与责任
(1)严格按岗位操作规程,及安全技术规程操作,并遵守各项生产管理规章制度。
(2) 按作业计划完成产量、质量指标,不得随意增减负荷,严禁不合格品进入下道工序。
(3) 正确操作和维护好本岗位所属的一切设备,当发生故障或发现异常现象时,必须按程序联系钳工、电工、仪表工等检查修理。
(4) 按时、认真、准确地填写岗位原始记录和交接班记录,并保持其清洁和完整。
(5)按班长的指令开、停车及切换设备等。
(6) 当发生异常现象或事故时,必须采取积极的抢救措施。并报告值班长,不得擅自离开本岗位。
(7)负责本岗位动火或检修前的设备倒空,加堵盲板、清洗、蒸煮、置换、分析直至合格交出检修,并负责现场监护及检修后的验收。
(8) 未经车间允许,不得任意改变操作程序及工艺条件进行试验性工作。
(9) 在紧急情况下(如发生危及人身或安全生产的险情,若拖延时间即可造成重大事故)有权通知前后工序,并立即停车处理,立即报告班长。
(10) 在巡回检查中,发现威胁生产,影响安全,阻碍交通,有损环保的现象和问题,有权上报,并协同有关人员妥善处理。
(11)对不符合安全规定的操作、检修及动火等工作,有权令其停止工作,并立即报告班长。
(12) 对新工人和实习生,必须按合同进行包教工作。
2.3 岗位职权与责任
(1)严格按岗位操作规程,及安全技术规程操作,并遵守各项生产管理规章制度。
(2) 按作业计划完成产量、质量指标,不得随意增减负荷,严禁不合格品进入下道工序。
(3) 正确操作和维护好本岗位所属的一切设备,当发生故障或发现异常现象时,必须按程序联系钳工、电工、仪表工等检查修理。
(4) 按时、认真、准确地填写岗位原始记录和交接班记录,并保持其清洁和完整。
(5)按班长的指令开、停车及切换设备等。
(6) 当发生异常现象或事故时,必须采取积极的抢救措施。并报告值班长,不得擅自离开本岗位。
(7)负责本岗位动火或检修前的设备倒空,加堵盲板、清洗、蒸煮、置换、分析直至合格交出检修,并负责现场监护及检修后的验收。
(8) 未经车间允许,不得任意改变操作程序及工艺条件进行试验性工作。
(9) 在紧急情况下(如发生危及人身或安全生产的险情,若拖延时间即可造成重大事故)有权通知前后工序,并立即停车处理,立即报告班长。
(10) 在巡回检查中,发现威胁生产,影响安全,阻碍交通,有损环保的现象和问题,有权上报,并协同有关人员妥善处理。
(11)对不符合安全规定的操作、检修及动火等工作,有权令其停止工作,并立即报告班长。
(12) 对新工人和实习生,必须按合同进行包教工作。

第三章 原料产品及原辅料的性质规格
3.1 物化性质
3.1.1 物理性质:
① 苯
项目
常数值
备注
溶点
沸点
折光率
密度
粘度
在水中溶解度

5.53℃
80.1℃
49792
870.70kg/m3
0.0006010NSm-2
1.79 kg/m3
1.80 kg/m3
1.92 kg/m3
2.57 kg/m3
空气中1.01325巴
标准状态下
液体25℃
9.4℃
24℃
38℃
65.4℃
100℃
水在苯中的溶解度 (mol%)

爆炸极限
闪点
0.133
180
252
300
19
1.4-7.1%
562℃
0℃
10℃
20℃
25℃
70.0℃
在空气中

② 乙烯
项目
常数值
备注
沸点
临界温度
临界压力
爆炸极限
自然点
闪点
-103.77℃
9.20℃
49.73atm
2.7-36vol%
490.0℃

在空气中

3.1.2化学性质
① 苯
第一、卤化
在三卤化铁或三氯化铝等催化剂作用下,苯比较容易地与卤素作用,生成卤化苯。
第二、硝化
苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物于50～60℃反应,苯环上的一个氢原子被硝基取代,生成硝基苯。
第三、烃化
在分子筛催化剂(无水AlCl3或其它)作用下,苯与卤烷(或烯烃)反应生成烷基苯。
② 乙烯
第一、乙烯加氢反应生成乙烷。
第二、乙烯在130~250℃ 催化剂作用下发生卤化反应生成卤化乙烷。
第三、乙烯在催化剂作用下发生水合反应生成乙醇。
第四、乙烯可在催化剂及温度作用下发生聚合反应生成聚乙烯。
第五、乙烯在催化剂及高温作用下发生烃化反应生成乙苯。
3.2 原(辅)材料规格
3.2.1原料规格
(1) 苯
外观和气味:带有芳香气味的无色洁净的液体,无游离水。
控制项目
控制指标
分析方法
苯%(wt)
99.9min

甲苯10-6(wt)
500max

非芳烃10-6(wt)
1000max

比重(20℃/4℃)
0.882-0.886

馏程(包含80.1℃)
1max(干燥样品)

凝固点(干基)℃
5.39min

颜色(Pt-CO)
20max

总氮化物10-6(wt)
1max

总硫10-6(wt)
1max

噻吩10-6(wt)
0.6max

氯化物(以CL计)10-6(wt)
0.5max

酸度
无游离酸

铜腐蚀
经过实验

(2)乙烯
外观和气味:无色有甜味的气体
控制项目
控制指标
分析方法
乙烯%(wt)
99.95min

甲烷+乙烷%(wt)
0.05max

C3及C3以上10-6(vol)
10max

乙炔10-6(vol)
2max

CO10-6(vol)
0.5max

CO210-6(vol)
3max

氧10-6(vol)
1max

氢10-6(vol)
5max

总硫10-6(vol)
1max

氯化物(以CL-计) 10-6(vol)
1max

总羰基(以MEK计) 10-6(vol)
1max

甲醇10-6(vol)
1max

水10-6(vol)
3 max

总氮10-6(vol)
5 max

甲基乙炔10-6(vol)
5 max

丙二烯10-6(vol)
2 max

氨10-6(vol)
0.2 max

砷10-6(vol)
0.03 max

有机氧化物10-6(vol)
5 max

3.2.2其它主要原材料规格
3.2.2.1烃化催化剂
型号:AEB-6
形状:三叶草条
直径:1.7mm
长度:5～10mm
Na2O,wt％ : ≤0.10
堆密度(kg/m3): 450～550
孔容,ml/g :≥0.40
比表面积,m2/g :≥420
耐压强度,kg/cm(径向):≥10
催化剂第一运转周期:2年
催化剂使用寿命: 6年。
初次装填量:8.8吨
3.2.2.2 转烷基化催化剂
型号:AEB-1
形状:三叶草条
直径:1.8mm
长度:5～10mm
Na2O,wt％ : ≤0.10
堆密度(kg/m3): 500～580
孔容,ml/g :≥0.40
比表面积,m2/g :≥520
耐压强度,kg/cm(径向):≥10
催化剂第一运转周期:2年
催化剂使用寿命: 6年。
初次装填量:7.475 吨。
3.2.2.3 白土
白土(又称硅藻土),该产品一般以白色和粉红色为主,无臭无味,无毒,活性较好,吸附性强,在空气中容易吸潮,如放置太久或受潮会降低其吸附功能,使用时宜加热(以80—100度为宜)复活,若加热至300度以上开始失去结晶水,本身结构发生变化。
3.3公用工程规格及界区条件
(1)中压蒸汽
温度 184℃+10℃
压力 1.0 MPaG
(2)高压蒸汽
温度 450℃±10℃ (330℃±10℃)
压力 4.0MPaG
(3)低压蒸汽
温度 146℃
压力 0.35MPaG
(4)低低压蒸汽
温度 110℃
压力 0.04MPaG
(5)脱盐水(二级脱盐水)
硬度 0
电导率 ＜0.2us/cm
SiO2 ＜0.02mg/l
铁离子 ＜0.02mg/l
铜离子 ＜0.01mg/l
PH值 6.5～7
压力(MPaG) 0.4
温度(℃) 环境
(6)循环冷却水
温度(上水) 33℃
(回水) 43℃
压力 (上水) 0.45MPaG
(回水) 0.25MPaG
(7)新鲜水
温度 环境
压力 0.2～0.4MPaG
(8)仪表空气
温度 常温
压力 0.5～0.6MPaG
露点 －40℃(0.6MPaG压力下)
(9)装置空气
温度 常温
压力 0.6MPaG
(10) 氮气
温度 常温
压力 0.6MPaG
纯度 ≥99.9％(vol)
氧气 ≤10ppm(vol)
水 ≤5ppm(vol)
露点 -60℃
油、尘 无
(11)供电电压及其变动范围:
6000V:交流三相三线制,中性点不接地或经消弧线圈接地系统。电压波动范围:±7%;
380/220V:三相四线制,中性点直接接地系统。
频率及其波动范围:50±1.5Hz;
短路容量:6000V时最大350MVA;最小100MVA。
电压选择:电动机＞70KW采用采用低压软启动的方案。
电动机＜150KW采用380V交流。
谐波电流:＜5%
(12)冷冻水
55%乙二醇水溶液;
温度 (上水) 0℃
(回水) 5℃
压力 0.4 MpaG
第四章 工艺过程说明
4.1 生产工艺原理
4.1.1 烃化反应
在催化剂EBZ-500存在的情况下,苯和乙烯在200℃进行烃化反应生成乙苯:
C2H4+C6H6→C2H5C6H5
烃化不只停留在乙苯,烃化还接着发生,理论上生成整个系列的多乙苯,即:
C2H4+C2H5C6H5→(C2H5)2C6H4(二乙基苯)
C2H4+(C2H5)2C6H4→(C2H5)3C6H3(三乙基苯)
C2H4+(C2H5)3C6H3→(C2H5)4C6H2(四乙基苯)
C2H4+(C2H5)4C6H2→(C2H5)5C6H(五乙基苯)
C2H4+(C2H5)5C6H→(C2H5)6C6 (六乙基苯)
这些反应都是快速的一级不可逆反应,在存在酸时,反应几乎同时发生。烃化反应采用沸石AEB-6催化剂,这种催化剂含有酸性的”活性点”,整个系统内的反应物经过催化剂的微孔扩散到活性点,发生反应后,产物经过微孔通道扩散出来进入流动的物流中。主要的副反应是两个苯环经过一个乙基连接而结合起来,生成物是1,1—二苯乙烷。苯基也可能是先前已经烃化的而生成如1,1—乙基二苯乙烷一类的化合物,还发生很小程度的环缩合反应,生成烃化蒽等物质。
4.1.2 反烃化反应
反烃化反应指的是将乙基从一个苯环转移到另一个苯环上的过程:
C6H6+(C2H5)2C6H4→2C2H5C6H5
C2H5C6H5+(C2H5)3C6H3→2(C2H5)2C6H4
(C2H5)2C6H4+(C2H5)4C6H2→2(C2H5)3C6H3
反烃化反应是可逆的,在动力学上是二级反应,而且接近于热动力平衡。如同在烃化中一样,反烃化反应也发生在沸石催化剂的酸性活性点上,而且