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工作报告
一、乙烯焦油组分简介
乙烯焦油是乙烯生产中的副产品,乙烯焦油占乙烯产量的15%左右。
乙烯焦油由各种烷烃、C8~C15的芳烃、芳烯烃及含N、S、O等元素的杂环化合物等组成。
乙烯裂解焦油的组成较为复杂,其中含量较高的茚、甲茚及其同系物,萘、甲基萘、乙基萘、二甲基萘以及蒽、苊、菲等组分。
1、茚(Indene):
C9H8
相对密度:
1.038g/cm3熔点:
-5--3℃
凝固点:
-1.8℃沸点:
182.6℃
闪点:
78.33℃折射率:
1.5762(20℃)
(1)理化性质
茚是一种芳香烃,常温下为无色透明油状液体,从煤油中提取,重要用于生产茚-古马隆树脂。
不溶于水,可溶于醇、醚、丙酮、苯、吡啶等大多数有机溶剂。
在空气中易氧化,暴露在空气和日光中能形成聚合物。
在与硫酸、三氯化铝(AlCl3)和其他路易斯酸接触时,得无色树脂。
2,3-位双键易加成,如加氢、加氯化氢、加氯。
亚甲基有酸性,可得钠、锂等金属衍生物。
(2)来源
在高温焦油中,茚含量0.25%-0.3%,主要存在于沸点168-175℃的煤焦油及粗苯馏分中,在200℃以前的重质苯中,古马隆和茚约占40%以上。
以重苯为原料在具有44块理论塔板的分馏塔上进行精馏,控制回流比为15-20:
1,切取塔顶温度为180.6-181.1℃馏分,含茚可达98%。
另一种提取茚的方法,是以重苯和粗溶剂的油为原料,用糠醛作为共沸剂进行共沸蒸馏。
由于糠醛或者甲醛能与重苯中烃类组分形成共沸物,但与茚不形成共沸物,因而可制取纯产品。
高温下将四氢萘通过SiO2/Al2O3也可制得。
(3)用途
主要用于生产茚-古马隆树脂。
茚-古马隆树脂的原料是重苯和轻油馏分中蒸馏切取的160-215℃的馏分,大致含苯乙烯6%、古马隆4%、茚40%、4-甲基苯乙烯5%和少量二甲苯、甲苯等化合物,树脂总量占原料的60-70%。
在氯化铝、氟化硼或者浓硫酸等催化剂作用下,将茚、古马隆馏分在加压或不加压下聚合,即生成茚-古马隆树脂。
可与其他液态烃混合作涂料溶剂。
也可杀虫剂的中间体或与其他液态烃混合作涂料溶剂。
2、萘(Naphthalene):
C10H8
密度:
1.162g/cm3熔点:
80.5℃
沸点:
217.9℃凝固点:
80.5℃
闪点:
78.89℃折射率:
1.58212(100℃)
恒容燃烧热:
40.19KJ/g(标准大气压,298.15K)
(1)理化性质
白色,易挥发并有特殊气味的晶体.从炼焦的副产品煤焦油中大量生产,而用于合成染料、树脂等。
通常的卫生球就是用萘制成的。
不溶于水,溶于乙醇和乙醚等,易挥发,易升华。
溶于乙醇后,将其滴入水中,会出现白色浑浊。
①萘的氧化:
温和氧化剂得醌,强烈氧化剂得酸酐。
萘环比侧链更易氧化,所以不能用侧链氧化法制萘甲酸。
电子云密度高的环易被氧化。
②萘的还原:
萘可与5个H2加成生成十氢化萘。
③萘的加成
④萘的亲电取代:
萘的α-位比β-位更易发生亲电取代反应。
α-位取代两个共振式都有完整的苯环。
β-位取代只有一个共振式有完整的苯环。
(2)生产方法
①由石油烃制得:
催化重质重整油,催化裂化轻循环油,裂解制乙烯的副产焦油等;
②由煤焦油分离,高温煤焦油中萘约占8%-12%,将煤焦油蒸馏,切取煤油,经脱
酚,脱喹啉,蒸馏得成品萘。
每吨萘消耗10t煤焦油;③降膜分步结晶法 结晶法
生产过程由产品生产工艺系统、能源系统、氮气密封系统和计算机控制系统等组成。
(3)用途
纯萘为具有香樟木气味的白色晶体,熔点80.5℃。
主要用于生产邻苯二甲酸酐、染料中间体、橡胶助剂和杀虫剂等。
萘的用途分配,各国有所不同,大致用于生产邻苯二甲酸酐约占70%,染料中间体(如β-萘酚)和橡胶加工助剂约占15%,杀虫剂约占6%,鞣革剂约占4%,染料生产较少的国家,如美国则用于生产杀虫剂的比例较大。
3、甲基萘(Methylnaphthalene):
C11H10
密度:
1.016g/cm3
沸点:
242.8°Cat760mmHg
闪点:
82.2°C
蒸汽压:
0.0518mmHgat25°C
(1)用途
甲基萘是生产分散染料助剂(分散剂)的主要原料,还可作热载体和溶剂,表面活性剂,硫磺提取剂,也可用生产增塑剂,纤维助染剂,还可用于测定烷值和十六烷值的标准燃料。
(2)贮存
甲基萘遇高热、火种、氧化剂等易燃,应贮存于阴凉通风仓库内,温度不宜超过30℃。
4、1-乙基萘(1-Ethylnaphthalene):
C12H12
密度:
1.008g/mL,25℃
熔点:
-13.88ºC
沸点:
258~260ºC,常压
相对密度:
1.0043,25℃,4℃
折射率:
1.6062n20/D
闪点:
111ºC
5、2-乙基萘(2-Ethylnaphthalene):
C12H12
密度:
0.992g/mL,25℃
熔点:
-70ºC
沸点:
251~252ºC,常压
折射率:
1.599n20/D
闪点:
104ºC
6、二甲基萘(Dimethylnaphthalene):
C12H12
二甲基萘有多种同分异构体,上述分子式为其中的一种。
性状:
深褐色液体
密度:
1.01g/mL,25℃
熔点:
106~110ºC
沸点:
262ºC,常压
折射率:
1.6088n20/D
闪点:
>110ºC
7、蒽(anthracene):
C14H10
相对密度1.283(25℃),熔点217℃,
沸点342℃,闪点196.1,121.1(闭式)
蒸汽压0.13kPa/145℃
蒽存在于煤焦油中。
蒽的三个环的中心在一条直线上,是菲的同分异构体。
蒽为无色片状晶体;有蓝紫色荧光,容易升华;不溶于水,难溶于乙醇和乙醚,易溶于热苯。
蒽分子中9,10位的化学活性较高,用硝酸氧化,生成9,10-蒽醌,是合成蒽醌染料的重要中间体;用钠和乙醇还原,生成9,10-二氢化蒽;加氯生成9,10-二氯化蒽,后者加热失去一分子氯化氢,变成9-氯蒽;蒽还可以作为共轭二烯,与顺丁烯二酐等在9,10位发生狄尔斯-阿尔德反应。
工业上从分馏煤焦油所得蒽油馏分中用结晶法分出粗蒽,再经升华提纯。
高纯度蒽可用作闪烁计数器的闪烁剂。
用于制造蒽醌和染料等。
也用作杀虫剂、杀菌剂、汽油阻凝剂等。
8、苊(Acenaphthene):
C12H10
熔点(℃):
95相对密度(水=1):
1.02(20℃)
沸点(℃):
277.5相对蒸气密度(空气=1):
5.32
饱和蒸气压(kPa):
1.33(131.2℃)摩尔折射率:
51.65
等张比容(90.2K):
357.2表面张力(dyne/cm):
49.2
有机化合物,无色针状结晶,溶于热酒精,能溶于甲苯、冰醋酸、氯仿和石油醚。
可做媒染剂。
该物质易燃,对眼睛、皮肤、粘膜和上呼吸道有刺激性。
遇高热,有燃烧爆炸的危险。
在高温焦油中,约含苊1.2%-1.8%。
以煤焦油蒸馏分出的洗油,用精馏方法再分成各个窄馏分,从270-280℃馏分制取工业苊。
9、菲(Dimethylnaphthalene):
C14H10
密度:
1.179g/mL(25°C)熔点:
101°C
沸点:
340°C闪点:
171°C
折射率:
1.59427
类白色粉状结晶体,菲的化学性质介于萘和蒽之间,它也可以在9、10位起加成反应,但没有蒽那么容易。
菲可由煤焦油的蒽油中分离出来。
它是带有光泽的无色晶体。
不溶于水,溶于乙醇、苯和乙醚中,溶液有蓝色的荧光。
可用于合成树脂、植物生长激素、还原染料、鞣料等方面,菲经氢化制得全氢菲可用于生产喷气飞机的燃料。
溶液有蓝色荧光。
用于制造染料和农药等,并用作无烟火药的稳定剂。
二、关于减少真空带料的思路
真空泵带料一直是生产过程中存在的问题,有时候物料会被带进真空管道,那些熔点高的组分会在真空管道中冷凝,直接影响真空泵的真空度,有时甚至大量物料被带进真空往复泵,严重影响了真空泵的使用寿命。
因此必须认清真空带料的原因,才能更好的解决这个问题。
首先研究了乙烯焦油的组成以及各组分的物性,乙烯裂解焦油的组成较为复杂,其中含量较高的茚、甲茚及其同系物,萘、甲基萘、乙基萘、二甲基萘以及蒽、苊、菲等组分。
重点了解各组分的熔点和沸点,在乙烯焦油进入粗分减压塔后,各组分在塔内进行多级减压蒸馏,沸点低的轻组分从塔顶分离出来,经过冷凝形成精致原料油,塔底重油经过卧罐进入造粒厂房造粒。
表2.1乙烯焦油各组分的基本物性
Table2.1Thebasicpropertiesofthecomponentsinethylenetar
项目
成分
密度g/cm3
熔点℃
沸点℃
闪点
茚
1.038
-5~3
182.6
78.33
萘
1.162
80.5
217.9
78.89
甲基萘
1.016
-22&35
242.8
82.2
1-乙基萘
1.008
-13.88
259~260
111
2-乙基萘
0.992
-70
251~252
104
二甲基萘
1.01
106~110
262
>110
蒽
1.283
217
342
196
苊
1.02
95
277.5
125
菲
1.179
101
340
110
目前粗分塔塔顶的温度一般控制在175℃左右,塔顶绝对压强4Kpa,塔釜温度245℃左右,塔釜绝对压强7.5Kpa左右,换算成常压下的温度,塔顶温度约为320℃,塔底温度约为375℃,由表1.1可知,除蒽、菲、胶质和沥青质等很少被蒸馏出塔顶外,其余各组分经塔顶蒸出,经冷凝器冷凝后,形成精致原料油。
对精致原料油做蒸馏馏程实验,各馏分段收率及组成如图2.1。
表2.2精致原料油各馏分段收率及组成
Table2.2Yieldandcompositionofeachfractionaboutrefinedrawoil
温度℃
188
208
214
222
228
234
240
248
260
280
319
354
358
收率
初馏点
5%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
95%
终馏点
含量
10%
40%
40%
10%
主要
成分
茚及同系物
萘
甲基萘、乙基萘、二甲基萘、苊
蒽、菲
由表2.1可知精致原料油中含有大量沸点较低的轻组分,其中萘含量比较大,沸点较高的蒽、菲含量较低。
由表2.2知,常压下精致原料油中大部分组分沸点均高于180℃,塔顶轻组分经过塔顶冷凝器进入后冷凝器的温度为44℃,换算成常压下的温度为170℃,经过后冷凝器塔顶整齐的出口温度约为120℃(常压),显然冷凝器内轻组分的蒸汽温度比120℃要高,即使蒸汽温度为150℃左右,此时的蒸汽温度也明显低于塔内各组分的沸点。
由于真空泵组的持续低压,但是塔顶后冷凝器部分热蒸汽还没有完全冷凝下来,就被带入真空通道之中。
塔顶真空度越大,被带入真空管路的组分越多,被带入真空管路的组分,随着温度的降低,逐渐冷凝下来,有时候甚至会堵塞管路,有时候也会带入到真空泵组中,会对生产造成影响,影响真空泵组的使用寿命。
考虑可以对真空泵带出物料进行蒸馏实验,确定带出物料的馏程,推测带出物料为沸点相对较低的组分混合物。
减小真空度,可以减少蒸汽的流动速度,从而减少真空带料,但是此法不可行,因为真空度降低,必然要靠减少物料进料量,才能维持正常树脂软化点。
所以考虑应该再增加一个塔后冷凝器,增大冷凝器的冷凝能力,这样热蒸汽可以在冷凝器冷凝下来,而不至于被带入真空管路。
三、关于增加产能的想法
一、从进料量着手增加产能可行性
首先从增大进料量上进行分析,进料量增加,轻组分从乙烯焦油中分离能力变弱,若要维持现有树脂的软化点,必须增大粗分塔内真空度,但是现有真空设备抽真空能力有限,不能达到大幅度增加真空度的要求,真空度达不到要求,重油和树脂的软化点就会越低,达不到生产要求。
若是增大真空设备功率,可以一定程度上提高产能,但是其它设备也要进行适当的调整。
二、从现有设备着手增加产能可行性
粗分塔就是利用精馏的原理,利用组分沸点的不同,将轻重组分分离开来。
粗分塔和甲基萘塔是填料塔,粗分塔和甲基萘塔同样都是减压操作,是可以考虑把甲基萘塔改造成粗分塔,
将原本的甲基萘塔用以处理乙烯焦油后,甲基萘塔和粗分塔可以并联使用,最后在生产的精致原料油汇至同一管路送至储运车间,同样重油可以进入卧罐,然后送至造粒车间生产树脂。
同时,装置中的设备要需要做适当的调整,不过调整幅度不大,两塔同时开的话,造粒车间也需要增加造粒机。
四、本月工作总结
一、关于质检部的几点建议:
1、加大培训力度
质检部化验分析人员不仅要会化验,会分析,还要懂所用仪器的工作原理,只有懂得仪器的秉性,才能保证仪器的正常工作,才能得出精确的分析结果。
分析人员还要加强自己化学专业知识的学习,要有扎实的化学基础知识,全面提高自己的化验分析能力。
由部门内化学理论知识较强的人员,对部室内的所有员工进行培训,《仪器分析》这本书是一本专业性较强的分析人员学习书籍,另外《石油化学》是一本全面介绍石油专业基础知识的书籍,另外还有《水处理工艺》和《环境工程》等都是不错的学习资料,建议部室内组织员工进行全面的学习,另外由部室内摸索培训的时间和安排事宜。
2、加强实验室仪器和药剂的管理
增加仪器设备管理人员,负责所有仪器的定期检查、定期保养,有设备管理员管理所有仪器的购买厂家和售后厂家相关信息,负责存档保修单、维修记录单以及其它仪器管理文件,每台仪器有专人管理,所有仪器有专人负责,这样既保证了仪器不易受损以及实验能顺利开展。
增加药剂管理员,药剂管理员每天都要登记新入实验室库存的的药剂,以及药剂损耗量(瓶计),要建立药剂管理台账,要把每个橱柜编号,药剂摆放规整,在做药剂存档记录时候,确保能根据台账很快找到药剂的存放部位,极大提高工作效率。
3、加强实验技能考试
化验分析要求数据精度较高,所以这就要求操作者在化验过程中,要严格按照国标操作步骤进行实验,有时候很小的失误或者不留意就会造成数据的不准确,进而给生产带来了一些风险和麻烦,所以要定期举办实验技能操作大赛,并给与先进者精神和物质奖励。
二、关于生产部的几点建议:
1、建立系统的生产培训体系
在外操室增加报告题板,每个班组在装置正常生产的闲暇时,有班长对外操所有员工,进行实际操作的讲解,根据生产情况,每个班组每班拿出约一个小时的时间来培训;白班可由我或者其他技术人员对员工进行《化工单元操作》和《石油化学》等理论的培训,地点在外操室,每班培训时间约为一小时,装置相关人员尽量参加;这是一个探索方案,如果施行效果良好,可将外操培训方案扩展到生产各部门借鉴,从而全面营造一个学习的浪潮。
2、建立生产节能减排奖励制度
工业生产中会有很多平时我们不注意的细节,往往影响了生产,增加了生产成本,我人多力量是巨大的,鼓励车间生产人员发现问题,比如跑冒滴漏现象,物料浪费情况,奖励生产人员创新思维来改造问题,比如一个小小的创意往往会节约很大的生产成本,对于这些人员要视贡献的大小予以奖励。
公司要加大这方面宣传力度,全面营造一个节能减排的氛围。