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摘要：在乙苯催化脱氢生产苯乙烯的工艺，经过多年的发展，已经较为成熟，但仍存在一定的提升瓶颈，限制了苯乙烯装置的正常运行，也影响了装置的物耗和能耗。本文综合述了目前对苯乙烯装置节能减排技术的研究及应用。通过新技术应用和对装置的改造来提高装置的稳定性，提高装置的产量和降低装置的物耗和能耗。
关键词：苯乙烯装置；乙苯；苯乙烯；节能；减排
苯乙烯（Styrene），分子式为C8H8，是乙烯基的电子与苯环共扼的一種有机化合物，在水中不溶解，可溶解在乙醚、乙醇等有机溶剂中，在空气中暴露后会逐渐发生聚合并且氧化。
苯乙烯作为重要的工业原料是合成橡胶、树脂等的重要化工原料[1]。目前世界上85%以上的苯乙稀装置都采用负压绝热催化脱氢法工艺，但由于乙苯脱氢反应本身的特点以及后续精馈操作过程的要求，装置的能耗一般都较高。目前苯乙稀生产工艺的主要研究对象是流程优化、改进中元操作和改善催化剂的性能等。乙苯脱氧制苯乙烯反应主反应是一个分子数增加的强吸热反应。从热力学度分析，反应温度的提高和反应压力的降低有利于反应的进行。在苯乙稀的生产过程中以过热的蒸汽为脱氢介质，蒸汽的消耗占苯乙烯生产工艺能耗的66.7%，所以降低蒸汽的消耗成为了减少苯乙烯生产过程屮的主要方法。随着装置的大型化，能耗问题日益突出，它一直困扰着苯乙烯工业的健康发展。下面介绍下苯乙烯装置节能减排技术研究进展。
1.设备节能减排技术
1.1苯乙烯装置蒸汽过热炉节能减排技术改造
宋守刚[2]研究发现蒸汽过热炉是是苯乙烯装置的主要耗能部位，在对装置进行能耗原因分析的基础上，通过在蒸汽过热炉炉底燃烧器入口处增加空气预热器、采用装置低温工艺凝液预热助燃空气等措施，从而节省燃料，达到蒸汽过热炉节能降耗的目的。通过该技术改造利用装置工艺凝液（78℃）加热助燃空气，是常温空气进入蒸汽过热炉的温度达到60℃，减少燃料气用量50kg/h。按3003元/吨燃料气，年操作8000h，计算每年可带来120万元的经济效益。
1.2苯乙烯装置氢气压缩机节能减排技术改造
王效敏[3].研究表明：苯乙烯装置氢气压缩机冷却分离器产生的凝液中含有部分物料，且排液时易夹带氢气，直接去生产废水处理系统，浪费物料，造成污水处理费用增加，且存在安全隐患和环境污染。为了解决这些问题，通过增加氢气压缩机到油水分离器的排液管线，达到节能减排、消除环境污染和安全隐患的目的。
2工艺节能减排技术
2.1苯乙烯生产装置乙苯区节能技术
张晓宇[4]首先，通过从乙苯回收塔塔顶采出的乙苯经锅炉水换热后约160℃，经原料苯预热器换热后约110℃，这部分乙苯如先回到储罐再进乙苯脱氢单元进料，此过程需要先冷却至约30℃。若直接作为热乙苯进入脱氢单元，可节省部分热能。其次，通过降低一定的苯烯比条件下，苯在乙苯单元尤其是精馏部分循环量大幅减少，过程中分离苯与其他组分所消耗的蒸汽热能大幅减少，从而实现能耗降低。目前本公司使用的烷基化催化剂供应商为美孚，实际控制苯烯比为2.2-2.5。
虞海波[5]通过对某大型苯乙烯装置乙苯回收塔的运行的实际情况，分析存在的主要问题，借助流程模拟软件模拟优化，由此改善操作条件，达到节能降耗的目的。同时分析了苯乙烯装置中渣油的生成条件和原因，并对装置渣油排放总量的现状进行了分析，最终，通过对装置的优化，苯乙烯的产量增加，物耗和能耗相对下降，装置的经济效益显著提高。
金力强[6]对苯乙烯装置苯乙烯部分的换热网络进行了研究，结合苯乙烯部分的实际换热网络流程，提出了苯乙烯部分的节能方案。此方案以脱氢气为乙苯回收塔再沸器供热充分利用其高品位的能量，需要新增2个换热器。计算结果表明，采用此方案可以节省冷却水，节省中压蒸汽2.5t/h。通过采用夹点技术对笨乙烯装置的用能方案进行调优处理，提出了全流程能量集成的节能改造方案。此方案以炕基化产物代替中压蒸汽为乙苯回收塔再沸器供热，以脱氢产物代替高压蒸汽为乙苯塔再沸器供热，需要移动台换热器的位置。计算结果表明，在改造工程量较小的情况下，此方案可以节省高压蒸汽7.8t/h、节省中压蒸汽3.8t/h，效益可达720.7万元/年。
2.2苯乙烯生产装置乙苯脱氢区节能技术
刘文杰[7]通过模拟计算，发现原换热网络能量利用不尽合理，可采取回收尾气压缩机出口热量和降低吸收塔操作温度的办法加以改进，脱氢尾气回收系统的换热网络优化后，仅需增加2台小换热器，该流程优点在于：①增加尾气/脱氢液换热器，可提高去精馏单元脱氢液温度，减少乙苯/苯乙烯分离塔再沸器蒸汽用量，同时减少原流程尾气冷却器冷却水用量；②增加尾气后冷器和降低吸收塔温度，可减少进吸收塔尾气中的芳烃含量和吸收塔液气比，从而节省能耗，同时可减少吸收塔塔径，降低设备投资。缺点在于需耗冷冻水。经计算，采用优化流程后，该尾气吸收系统冷却水用量减少47%，低压蒸汽用量减少6%，综合能耗降低4250MJ/h，合170MJ/tSM。
张晓亮[8]通过对中国賽球迁宁分公司江苏新阳科技集团有限公司60万吨/年乙苯30万吨/年苯乙烯联合装置项目为研究对象，对常州瑞华化工王程技术有限公司提供的工艺包进行了优化，提出了下面的苯乙烯装置的工艺优化方案。（1）将脱盐水引入蒸汽过热炉中对流段，吸收烟气热量，烟气温度从216℃降低到160℃（TC，节省热量2481MJ/h，装置能耗下降了66MJ/t苯乙稀，折合标准油为59.3kgEO/h，达到了节能増效的目的。（2）利用原来排放到大气中的"废气"0.04MPa蒸汽引入到乙苯蒸发器中，节约了0.732MPaG/h的0.32MPaG蒸汽，折合成标准油为48.3KgEO/h；回收了0.931t/h的0.04MPaG蒸汽，折合成标准油为51.2 KgEO/h。总计回收利用的能耗折合标准油为99.5KgEO/h，起到了变废为宝、降低能耗的作用。（3）増设尾气盐冷器来减少尾气压缩机的处理量，烟气温度从6931Kg/h降低到4456Kg/h，压缩机的功率减小了534.82kw，设备投资费用减少了170万人民币，虽著地减少了生产所需的投资成本。
2.3苯乙烯生产装置精馏区节能技术
洪纯芬[9]通过分析苯乙烯生产中的能耗分布，反应区能耗约占66.7%，精馏区约占33.3%。经过对国内外技术认真分析、评估和模拟计算，结合国内苯乙烯成套技术特点，开发了当今苯乙烯分离流程中最先进的热集成和恒沸热回收2种技术。通过综合比较并考虑设备投资和各种经济因素，热集成技术更适合于低水比催化剂和低公用工程价格体系。
3.结论
目前工业上采用的苯乙烯生产工艺技术主要为乙苯脱氢工艺技术方法。而在实际运用该种方法时，采用的工艺装置不同，获得的技术优势也并不相同，同时也会产生不同的生产问题。因此，还应结合实际工艺生产条件展开研究，从而通过优化改造提高装置反应效果，并降低装置生产能耗，进而更好地实现苯乙烯生产。
参考文献：
[1]崔小明，李明.乙烯国内外生产技术进展[J].中国石油和化工，2004（09）：40-44.
[2]宋守刚，于美红.苯乙烯装置蒸汽过热炉节能技术改进[J]河南化工2009（10）：46-47.
[3]王效敏，苯乙烯装置氢气压缩机凝液排放改造[J]齐鲁石油化工， 2008，36（3）：205～207.
[4]张晓宇，苯乙烯装置节能措施研究.橡塑资源利用.2014.31-37.
[5]虞海波，苯乙烯装置装置的节能分析与优化，华东理工大学，2013.
[6]金力强，苯乙烯装置节能技术研究，青岛科技大学，2006.
[7]刘文杰，苯乙烯装置节能工艺研究.石油化工设计.2008，25（4）47-49.
[8]张晓亮，北京化工大学，苯乙烯工艺优化方案研究，2010.
[9]洪纯芬，苯乙烯生产装置精馏区节能流程开发.化学工程.2010（10）47-51.
关键词：苯乙烯装置；乙苯；苯乙烯；节能；减排
苯乙烯（Styrene），分子式为C8H8，是乙烯基的电子与苯环共扼的一種有机化合物，在水中不溶解，可溶解在乙醚、乙醇等有机溶剂中，在空气中暴露后会逐渐发生聚合并且氧化。
苯乙烯作为重要的工业原料是合成橡胶、树脂等的重要化工原料[1]。目前世界上85%以上的苯乙稀装置都采用负压绝热催化脱氢法工艺，但由于乙苯脱氢反应本身的特点以及后续精馈操作过程的要求，装置的能耗一般都较高。目前苯乙稀生产工艺的主要研究对象是流程优化、改进中元操作和改善催化剂的性能等。乙苯脱氧制苯乙烯反应主反应是一个分子数增加的强吸热反应。从热力学度分析，反应温度的提高和反应压力的降低有利于反应的进行。在苯乙稀的生产过程中以过热的蒸汽为脱氢介质，蒸汽的消耗占苯乙烯生产工艺能耗的66.7%，所以降低蒸汽的消耗成为了减少苯乙烯生产过程屮的主要方法。随着装置的大型化，能耗问题日益突出，它一直困扰着苯乙烯工业的健康发展。下面介绍下苯乙烯装置节能减排技术研究进展。
1.设备节能减排技术
1.1苯乙烯装置蒸汽过热炉节能减排技术改造
宋守刚[2]研究发现蒸汽过热炉是是苯乙烯装置的主要耗能部位，在对装置进行能耗原因分析的基础上，通过在蒸汽过热炉炉底燃烧器入口处增加空气预热器、采用装置低温工艺凝液预热助燃空气等措施，从而节省燃料，达到蒸汽过热炉节能降耗的目的。通过该技术改造利用装置工艺凝液（78℃）加热助燃空气，是常温空气进入蒸汽过热炉的温度达到60℃，减少燃料气用量50kg/h。按3003元/吨燃料气，年操作8000h，计算每年可带来120万元的经济效益。
1.2苯乙烯装置氢气压缩机节能减排技术改造
王效敏[3].研究表明：苯乙烯装置氢气压缩机冷却分离器产生的凝液中含有部分物料，且排液时易夹带氢气，直接去生产废水处理系统，浪费物料，造成污水处理费用增加，且存在安全隐患和环境污染。为了解决这些问题，通过增加氢气压缩机到油水分离器的排液管线，达到节能减排、消除环境污染和安全隐患的目的。
2工艺节能减排技术
2.1苯乙烯生产装置乙苯区节能技术
张晓宇[4]首先，通过从乙苯回收塔塔顶采出的乙苯经锅炉水换热后约160℃，经原料苯预热器换热后约110℃，这部分乙苯如先回到储罐再进乙苯脱氢单元进料，此过程需要先冷却至约30℃。若直接作为热乙苯进入脱氢单元，可节省部分热能。其次，通过降低一定的苯烯比条件下，苯在乙苯单元尤其是精馏部分循环量大幅减少，过程中分离苯与其他组分所消耗的蒸汽热能大幅减少，从而实现能耗降低。目前本公司使用的烷基化催化剂供应商为美孚，实际控制苯烯比为2.2-2.5。
虞海波[5]通过对某大型苯乙烯装置乙苯回收塔的运行的实际情况，分析存在的主要问题，借助流程模拟软件模拟优化，由此改善操作条件，达到节能降耗的目的。同时分析了苯乙烯装置中渣油的生成条件和原因，并对装置渣油排放总量的现状进行了分析，最终，通过对装置的优化，苯乙烯的产量增加，物耗和能耗相对下降，装置的经济效益显著提高。
金力强[6]对苯乙烯装置苯乙烯部分的换热网络进行了研究，结合苯乙烯部分的实际换热网络流程，提出了苯乙烯部分的节能方案。此方案以脱氢气为乙苯回收塔再沸器供热充分利用其高品位的能量，需要新增2个换热器。计算结果表明，采用此方案可以节省冷却水，节省中压蒸汽2.5t/h。通过采用夹点技术对笨乙烯装置的用能方案进行调优处理，提出了全流程能量集成的节能改造方案。此方案以炕基化产物代替中压蒸汽为乙苯回收塔再沸器供热，以脱氢产物代替高压蒸汽为乙苯塔再沸器供热，需要移动台换热器的位置。计算结果表明，在改造工程量较小的情况下，此方案可以节省高压蒸汽7.8t/h、节省中压蒸汽3.8t/h，效益可达720.7万元/年。
2.2苯乙烯生产装置乙苯脱氢区节能技术
刘文杰[7]通过模拟计算，发现原换热网络能量利用不尽合理，可采取回收尾气压缩机出口热量和降低吸收塔操作温度的办法加以改进，脱氢尾气回收系统的换热网络优化后，仅需增加2台小换热器，该流程优点在于：①增加尾气/脱氢液换热器，可提高去精馏单元脱氢液温度，减少乙苯/苯乙烯分离塔再沸器蒸汽用量，同时减少原流程尾气冷却器冷却水用量；②增加尾气后冷器和降低吸收塔温度，可减少进吸收塔尾气中的芳烃含量和吸收塔液气比，从而节省能耗，同时可减少吸收塔塔径，降低设备投资。缺点在于需耗冷冻水。经计算，采用优化流程后，该尾气吸收系统冷却水用量减少47%，低压蒸汽用量减少6%，综合能耗降低4250MJ/h，合170MJ/tSM。
张晓亮[8]通过对中国賽球迁宁分公司江苏新阳科技集团有限公司60万吨/年乙苯30万吨/年苯乙烯联合装置项目为研究对象，对常州瑞华化工王程技术有限公司提供的工艺包进行了优化，提出了下面的苯乙烯装置的工艺优化方案。（1）将脱盐水引入蒸汽过热炉中对流段，吸收烟气热量，烟气温度从216℃降低到160℃（TC，节省热量2481MJ/h，装置能耗下降了66MJ/t苯乙稀，折合标准油为59.3kgEO/h，达到了节能増效的目的。（2）利用原来排放到大气中的"废气"0.04MPa蒸汽引入到乙苯蒸发器中，节约了0.732MPaG/h的0.32MPaG蒸汽，折合成标准油为48.3KgEO/h；回收了0.931t/h的0.04MPaG蒸汽，折合成标准油为51.2 KgEO/h。总计回收利用的能耗折合标准油为99.5KgEO/h，起到了变废为宝、降低能耗的作用。（3）増设尾气盐冷器来减少尾气压缩机的处理量，烟气温度从6931Kg/h降低到4456Kg/h，压缩机的功率减小了534.82kw，设备投资费用减少了170万人民币，虽著地减少了生产所需的投资成本。
2.3苯乙烯生产装置精馏区节能技术
洪纯芬[9]通过分析苯乙烯生产中的能耗分布，反应区能耗约占66.7%，精馏区约占33.3%。经过对国内外技术认真分析、评估和模拟计算，结合国内苯乙烯成套技术特点，开发了当今苯乙烯分离流程中最先进的热集成和恒沸热回收2种技术。通过综合比较并考虑设备投资和各种经济因素，热集成技术更适合于低水比催化剂和低公用工程价格体系。
3.结论
目前工业上采用的苯乙烯生产工艺技术主要为乙苯脱氢工艺技术方法。而在实际运用该种方法时，采用的工艺装置不同，获得的技术优势也并不相同，同时也会产生不同的生产问题。因此，还应结合实际工艺生产条件展开研究，从而通过优化改造提高装置反应效果，并降低装置生产能耗，进而更好地实现苯乙烯生产。
参考文献：
[1]崔小明，李明.乙烯国内外生产技术进展[J].中国石油和化工，2004（09）：40-44.
[2]宋守刚，于美红.苯乙烯装置蒸汽过热炉节能技术改进[J]河南化工2009（10）：46-47.
[3]王效敏，苯乙烯装置氢气压缩机凝液排放改造[J]齐鲁石油化工， 2008，36（3）：205～207.
[4]张晓宇，苯乙烯装置节能措施研究.橡塑资源利用.2014.31-37.
[5]虞海波，苯乙烯装置装置的节能分析与优化，华东理工大学，2013.
[6]金力强，苯乙烯装置节能技术研究，青岛科技大学，2006.
[7]刘文杰，苯乙烯装置节能工艺研究.石油化工设计.2008，25（4）47-49.
[8]张晓亮，北京化工大学，苯乙烯工艺优化方案研究，2010.
[9]洪纯芬，苯乙烯生产装置精馏区节能流程开发.化学工程.2010（10）47-51.