脫丁烷塔塔底聚合物過(guò)多的原因分析和處理措施

王龍龍 劉楠 宋毅（中國(guó)石油四川石化公司生產(chǎn)四部， 四川 成都 611930）

脫丁烷塔塔底聚合物過(guò)多的原因分析和處理措施

王龍龍 劉楠 宋毅（中國(guó)石油四川石化公司生產(chǎn)四部， 四川 成都 611930）

對(duì)脫丁烷塔底外送泵入口過(guò)濾網(wǎng)頻繁堵塞進(jìn)行分析，主要原因是塔內(nèi)不飽和烴發(fā)生聚合反應(yīng)。為了防止聚合反應(yīng)發(fā)生，采用降低塔底再沸器的溫度，將塔負(fù)荷下移，保證了1，3丁二烯在塔內(nèi)聚合，碳五等重不飽和組分在再沸器聚合，同時(shí)加大阻聚劑的加入量，減少塔內(nèi)自由基的數(shù)量，從根本上阻止聚合反應(yīng)的發(fā)生。

脫丁烷塔；泵；過(guò)濾網(wǎng)

通過(guò)工藝改造，減緩重組分在高溫再沸器發(fā)生聚合，經(jīng)過(guò)實(shí)踐，所采取措施降低了聚合反應(yīng)的速度，減少聚合物的量，脫丁烷塔的操作穩(wěn)定性有了很大程度的提高。

1 脫丁烷塔的系統(tǒng)流程

脫丁烷塔頂分離出碳四產(chǎn)品，塔釜分離出粗裂解汽油。脫丁烷塔的進(jìn)料來(lái)自低壓脫丙烷塔塔底物料，進(jìn)入脫丁烷塔的第44塊塔盤。塔頂氣相在冷凝器里用冷卻水冷凝，經(jīng)過(guò)冷凝的物料送到塔頂回流罐，回流罐中未冷凝的氣相送到裂解氣壓縮機(jī)二段吸入罐。正常時(shí)塔頂罐頂壓力由壓力控制器調(diào)節(jié)冷凝器的旁路控制，當(dāng)罐頂壓力超高時(shí)，由壓力控制器分程控制放火炬，冷凝的液體一部分利用回流/產(chǎn)品泵通過(guò)流量控制器控制作為脫丁烷塔回流輸送回塔，混合C4產(chǎn)品通過(guò)流量控制器和回流罐液位串級(jí)控制送到罐區(qū)。脫丁烷塔再沸器的熱量由低壓蒸汽提供，低壓蒸汽的流量由流量控制器與靈敏板溫度控制器串級(jí)調(diào)節(jié)，塔底的裂解汽油產(chǎn)品經(jīng)脫丁烷塔底泵通過(guò)流量控制器和液位串級(jí)控制送至罐區(qū)。

2 運(yùn)行中存在的問(wèn)題

脫丁烷塔塔底主要組分是粗裂解汽油，在運(yùn)行過(guò)程中，塔內(nèi)聚合物和再沸器形成的聚合物流入到塔底外送泵入口過(guò)濾網(wǎng)，導(dǎo)致入口過(guò)濾網(wǎng)清理頻繁，對(duì)清理出的固體物質(zhì)進(jìn)行分析，多為烴類聚合物。

3 原因分析

（1）1，3丁二烯發(fā)生聚合反應(yīng) 1，3丁二烯發(fā)生聚合反應(yīng)是由于自由基的聚合，聚合產(chǎn)物為聚丁二烯。其分子具有共軛雙鍵結(jié)構(gòu)，化學(xué)性質(zhì)較為活潑，然而它的分子空間結(jié)構(gòu)實(shí)是對(duì)稱的，較難激化成活性聚合基，在較低溫度和沒有引發(fā)劑的作用，聚合速度極慢，且聚合產(chǎn)物大多是分子量較小的丁二烯二聚物，在引發(fā)劑的作用下，操作溫度足夠高，就能形成1，3丁二烯取代基，形成端基聚合物，脫丁烷塔塔底再沸器加熱介質(zhì)為低壓蒸汽，通過(guò)減溫減壓水來(lái)控制再沸器入口溫度，為了減少碳四的損失，未投用減溫減壓水，導(dǎo)致再沸器溫度較高，塔負(fù)荷上移，塔內(nèi)操作溫度較高，給丁二烯、戊二烯等不飽和組分發(fā)生聚合創(chuàng)造了條件，造成聚合物的形成。

（2）碳五及以上重組分發(fā)生聚合反應(yīng) 聚合反應(yīng)是由單體合成分子量較高的化合物的反應(yīng)，一般包括四個(gè)過(guò)程：自由基的形成、鏈引發(fā)、鏈增長(zhǎng)和鏈轉(zhuǎn)移。脫丁烷塔塔底再沸器是通過(guò)熱虹吸形成的動(dòng)力循環(huán)，輕組分受熱變成氣相返回塔內(nèi)，作為汽提蒸汽，再沸器內(nèi)剩余的重組分由于密度差返回到塔底，由于液相在再沸器內(nèi)幾乎接近于靜止?fàn)顟B(tài)，再沸器換熱管表面溫度為脫丁烷系統(tǒng)中溫度最高的地方，因此為不飽和碳五發(fā)生聚合反應(yīng)創(chuàng)造了條件。

4 調(diào)整措施

（1）阻聚劑的調(diào)整 阻聚劑起抑制聚合反應(yīng)的作用，將能終止每個(gè)自由基而使聚合反應(yīng)停止，直到它們完全耗盡的物質(zhì)而只能使自由基活性減弱，減慢聚合反應(yīng)速度，為了防止或減緩丁二烯自聚物的生成與增長(zhǎng)，采取加入阻聚劑，它可以使初級(jí)自由基或鏈自由基轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定分子，或形成活性很低不足以使聚合反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行的穩(wěn)定自由基，失去引發(fā)聚合反應(yīng)的能力，從而達(dá)到減緩或阻聚的目的，通常采用的阻聚劑有：對(duì)叔丁基鄰苯二酚（TBC）、亞硝酸鈉、N、N-二乙基羥胺（DEHA）、復(fù)合型阻聚劑。

在脫丁烷塔系統(tǒng)中，為了減少碳四損失，加大再沸器加熱低壓蒸汽的量，導(dǎo)致塔負(fù)荷向塔頂偏移，塔頂注入的阻聚劑量偏少，導(dǎo)致丁二烯的聚合物在塔內(nèi)積累，因此可以通過(guò)加大阻聚劑的注入量，減少自由基的量，從而阻止聚合反應(yīng)的發(fā)生，使塔內(nèi)聚合物的量有所減少。

（2）流程改進(jìn) 為了增加塔釜再沸器內(nèi)液體的湍動(dòng)程度，減少換熱管壁面上不飽和烴的停留時(shí)間，使再沸器的傳熱系數(shù)提高，通過(guò)減溫減壓水降低再沸器加熱介質(zhì)的溫度，就會(huì)阻止碳五等不飽和重組分在再沸器管壁上發(fā)生聚合反應(yīng)，減小再沸器內(nèi)聚合物生成的量，可以再脫丁烷塔底外送泵后加一條返回再沸器入口的管線，由于泵后壓力較高，物料流入再沸器后會(huì)增加在再沸器內(nèi)液體的湍動(dòng)程度，使得再沸器傳熱能力加大，在塔底不含碳四的情況下，盡量降低脫丁烷塔底溫度，從而達(dá)到降低聚合物形成的目的。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)脫丁烷塔底外送泵入口過(guò)濾網(wǎng)堵塞的原因進(jìn)行分析，查清形成聚合物的原因采取相應(yīng)的調(diào)整措施，脫丁烷塔內(nèi)形成聚合物的量大幅減少，塔底外送泵沒有出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，保證了脫丁烷系統(tǒng)的穩(wěn)定操作。

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