降低苯乙烯裝置化工三劑消耗成本的技術(shù)優(yōu)化舉措

肖文彬

（錦西石化公司，遼寧葫蘆島 125001）

1 引言

一直以來，防止苯乙烯聚合，并降低化工三劑的消耗成本均是我國(guó)重點(diǎn)研究的領(lǐng)域。這主要是由苯乙烯的特性決定的，即容易聚合的特性。正是由于這種特性，將其應(yīng)用到實(shí)際的生產(chǎn)過程中，不僅會(huì)嚴(yán)重影響相應(yīng)裝置的運(yùn)行，還會(huì)在很大程度上增加裝置維修的成本，同時(shí)也會(huì)影響生產(chǎn)的效率和進(jìn)度。優(yōu)質(zhì)的苯乙烯產(chǎn)品對(duì)聚合物的控制要求比較嚴(yán)格，一般來說，應(yīng)小于10ppm以下。在存儲(chǔ)的過程中和運(yùn)輸?shù)倪^程中，一旦與實(shí)際的控制標(biāo)準(zhǔn)不符，就會(huì)產(chǎn)生聚合，從而導(dǎo)致聚合物超出規(guī)定的范圍，進(jìn)而對(duì)產(chǎn)品的出售價(jià)格造成影響，從而造成經(jīng)濟(jì)損失。因此，苯乙烯裝置在實(shí)際的生產(chǎn)和運(yùn)行過程中，對(duì)聚合物的控制是十分關(guān)鍵和必要的。同時(shí)，對(duì)苯乙烯裝置聚合物的控制也是工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)。目前，在聚合物控制的過程中，化工三劑的加入是較為有效的控制方式之一。然而，過多的加入，其不僅會(huì)造成浪費(fèi)，還難以達(dá)到最佳的效果。因此，探究化工三劑的加入量，使其處于最佳的阻聚效果，并獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益是研究的重點(diǎn)領(lǐng)域。

為實(shí)現(xiàn)雙贏，本研究選取了某公司苯乙烯裝置于2017年5月至2018年5月運(yùn)行期間，采用的降低化工三劑消耗成本的技術(shù)進(jìn)行了分析，并提出了技術(shù)優(yōu)化舉措。

2 化工三劑相關(guān)理論概述

苯乙烯自聚會(huì)發(fā)生在精餾、儲(chǔ)存的過程中，苯乙烯自聚的基本反應(yīng)是自由基的產(chǎn)生，抑制和氧化。苯乙烯自由基的熱激發(fā)生成機(jī)理是通過兩個(gè)步驟完成的，即先生成苯乙烯的二聚物，然后二聚物與另一苯乙烯分子反應(yīng)生成自由基。反應(yīng)方程式，如方程式1所示。

化工三劑主要是指DNBP緩聚劑、TBC產(chǎn)品阻聚劑以及納爾科真阻聚劑。DNBP緩聚劑，也就是50%的乙苯溶液，其化學(xué)名稱為2,6-二硝基-4叔丁基苯酚。DNBP緩聚劑的分子式為C10H10N2O5，分子量和相對(duì)密度分別為240、1.205kg/m3。該阻聚劑的液體是深褐色，且透明。納爾科真阻聚劑的密度為0.95g/cm3至1.15g/cm3之間。該阻聚劑的顏色是橙色，且透明的液體，pH值在6至11之間。TBC產(chǎn)品阻聚劑，學(xué)名為叔丁基鄰苯兒酚，其具體的參數(shù)，如表1所示。

表1 TBC產(chǎn)品阻聚劑參數(shù)

不同的化工三劑在實(shí)際的應(yīng)用過程中，其機(jī)理也是各不相同的。其中，DNBP緩聚劑主要廣泛應(yīng)用在脫氫液分餾過程中，以有效抑制苯乙烯自聚。這種緩聚劑的作用僅能夠起到降低聚合反應(yīng)速率的效果，并不能夠終止反應(yīng)。在這種阻聚劑應(yīng)用的過程中，苯乙烯自由基的產(chǎn)生速度會(huì)變慢，進(jìn)而降低聚合物的產(chǎn)生。TBC產(chǎn)品阻聚劑被廣泛應(yīng)用于儲(chǔ)運(yùn)過程中，以抑制苯乙烯聚合的產(chǎn)生。這種阻聚劑是一種效果較好的抗氧化劑，在有氧的情況下，能夠迅速氧化苯乙烯自由基，且能夠快速終止自由基。有試驗(yàn)對(duì)該阻聚劑加入過量的影響展開了研究，研究表明，在過量的情況下，苯乙烯的含氧量會(huì)在10ppm以下，此時(shí)就能夠觀察到聚合物的沉淀。苯乙烯中的氧會(huì)導(dǎo)致苯甲醛等雜質(zhì)生成。因此，在實(shí)際的應(yīng)用過程中，應(yīng)將該阻聚劑氧含量進(jìn)行控制，將其控制在10ppm至20ppm之間是最佳的，且苯乙烯液面上蒸汽空間中氧含量應(yīng)在5（V）%至7（V）%之間。納爾科真阻聚劑是一種真阻聚劑，能夠終止苯乙烯的聚合反應(yīng)。

3 工程概況

某公司苯乙烯裝置是于2017年5月正式開始啟動(dòng)運(yùn)行的，運(yùn)行至今，一直在不斷探索化工三劑的注入量。在正式啟動(dòng)運(yùn)行的過程中，化工三劑的注入量參照的標(biāo)準(zhǔn)主要是依據(jù)參照設(shè)計(jì)值進(jìn)行設(shè)定的，設(shè)計(jì)值范圍在10ppm至15ppm。其中，TBC產(chǎn)品阻聚劑的含量控制范圍在13ppm左右。在苯乙烯裝置運(yùn)行后，通過不斷摸索和嘗試，對(duì)化工三劑的注入量進(jìn)行了優(yōu)化。優(yōu)化后，通過統(tǒng)計(jì)2017年苯乙烯阻聚劑的單耗情況，研究發(fā)現(xiàn)，化工三劑中DNBP緩聚劑、TBC產(chǎn)品阻聚劑以及納爾科真阻聚劑的累計(jì)單耗分別為859.56g/t、30.29g/t、247.68g/t苯乙烯，累計(jì)消耗的成本為40.37元/噸苯乙烯，且化工三劑的累計(jì)單耗和消耗成本依然有進(jìn)一步降低的空間。通過對(duì)成本的核算，年節(jié)約化工三劑的消耗成本將近344.25萬(wàn)元。

4 降低苯乙烯裝置化工三劑消耗成本的技術(shù)優(yōu)化舉措

4.1 注重科學(xué)合理利用DNBP

為進(jìn)一步降低消耗成本，可通過科學(xué)合理利用DNPB緩聚劑的方式進(jìn)行，尤其是應(yīng)科學(xué)合理利用苯乙烯裝置P408泵出口焦油中的DNPB緩聚劑。在回收和利用DNPB緩聚劑的過程中，應(yīng)以設(shè)計(jì)值作為重要參考，并注重在不同的生產(chǎn)負(fù)荷再設(shè)置循環(huán)焦油量。與此同時(shí)，還應(yīng)注重提升相關(guān)作業(yè)人員的技術(shù)水平，以確保焦油外送壓力的穩(wěn)定，并能夠依據(jù)脫氫液進(jìn)料壓力的變化情況，進(jìn)行穩(wěn)定補(bǔ)入等，以有效降低新鮮DNPB向精餾系統(tǒng)中的加入量。

4.2 注重阻聚劑的最佳配合注入量

在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，可通過DNPB緩聚劑與精餾阻聚劑配合的方式，防止苯乙烯自聚。在苯乙烯裝置注入阻聚劑的過程中，阻聚劑的注入量應(yīng)考慮季節(jié)性因素。例如，在冬季，氣溫是比較低的，在注入阻聚劑的過程中，注入量應(yīng)降低，并將其控制在650ppm左右。而在夏季，氣溫是比較高的，在注入阻聚劑的過程中，注入量應(yīng)有所提高，并將其控制在900ppm左右。只有將季節(jié)因素考慮其中，才能實(shí)現(xiàn)注入量的最佳狀態(tài)，才能實(shí)現(xiàn)雙贏。

4.3 注重優(yōu)化并控制TBC的含量

在控制TBC含量的過程中，也應(yīng)將季節(jié)性因素考慮在內(nèi)。在冬季應(yīng)將TBC的含量控制在11.50ppm左右，在夏季應(yīng)將其控制在13.50ppm左右。同時(shí)，還應(yīng)與每次TBC的溶液配制濃度進(jìn)行結(jié)合以對(duì)注入量進(jìn)行調(diào)整，從而最大限度減低TBC的消耗成本。

4.4 注重降低阻聚劑和三劑的消耗

為實(shí)現(xiàn)雙贏，還應(yīng)注重減低阻聚劑和化工三劑的消耗。在降低阻聚劑消耗的過程中，可通過降低操作壓力等方式，減少阻聚劑的消耗。在降低化工三劑消耗的過程中，可通過新型波紋板填料的選擇，降低苯乙烯精餾系統(tǒng)塔的壓降。

4.5 注重并加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)技術(shù)的管理

除了采取以上的技術(shù)措施外，還應(yīng)注重并加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)技術(shù)的管理。首先可通過成立研究小組，然后對(duì)小組成員進(jìn)行明確分工后，收集數(shù)據(jù)，并采取各種優(yōu)化手段，以形成生產(chǎn)技術(shù)管理的報(bào)告，進(jìn)而為實(shí)際生產(chǎn)和應(yīng)用提供指導(dǎo)。另外，還應(yīng)對(duì)操作人員進(jìn)行培訓(xùn)，重點(diǎn)提高降本增效的意識(shí)，以對(duì)化工三劑的消耗成本給予更多的關(guān)注和重視。最后，還應(yīng)做好反饋工作，以促使技術(shù)人員能夠及時(shí)做出調(diào)整，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)降低化工三劑消耗成本的目的。

5 結(jié)論

綜上所述，在防止苯乙烯聚合的過程中，加入化工三劑是十分重要的手段。通過對(duì)某公司的分析可知，為最大限度降低化工三劑的消耗成本，應(yīng)注重科學(xué)合理利用DNBP、注重阻聚劑的最佳配合注入量，也應(yīng)注重優(yōu)化并控制TBC的含量，還應(yīng)注重降低阻聚劑和三劑的消耗，更應(yīng)注重并加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)技術(shù)的管理。只有從多方面出發(fā)，才能實(shí)現(xiàn)雙贏。