降低苯乙烯裝置化工三劑消耗成本的技術優化舉措

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重點研究的領域。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，將其應用到實際的生產過程中，不僅會嚴重影響相應裝置的運行，還會在很大程度上增加裝置維修的成本，同時也會影響生產的效率和進度。優質的苯乙烯產品對聚合物的控制要求比較嚴格，一般來說，應小于10ppm以下。在存儲的過程中和運輸的過程中，一旦與實際的控制標準不符，就會產生聚合，從而導致聚合物超出規定的范圍，進而對產品的出售價格造成影響，從而造成經濟損失。因此，苯乙烯裝置在實際的生產和運行過程中，對聚合物的控制是十分關鍵和必要的。同時，對苯乙烯裝置聚合物的控制也是工作的重點和難點。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，其不僅會造成浪費，還難以達到最佳的效果。因此，探究化工三劑的加入量，使其處于最佳的阻聚效果，并獲得較大的經濟效益是研究的重點領域。

為實現雙贏，本研究選取了某公司苯乙烯裝置于2017年5月至2018年5月運行期間，采用的降低化工三劑消耗成本的技術進行了分析，并提出了技術優化舉措。

2 化工三劑相關理論概述

苯乙烯自聚會發生在精餾、儲存的過程中，苯乙烯自聚的基本反應是自由基的產生，抑制和氧化。苯乙烯自由基的熱激發生成機理是通過兩個步驟完成的，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生成自由基。反應方程式，如方程式1所示。

化工三劑主要是指DNBP緩聚劑、TBC產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產品阻聚劑，學名為叔丁基鄰苯兒酚，其具體的參數，如表1所示。

表1 TBC產品阻聚劑參數

不同的化工三劑在實際的應用過程中，其機理也是各不相同的。其中，DNBP緩聚劑主要廣泛應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速率的效果，并不能夠終止反應。在這種阻聚劑應用的過程中，苯乙烯自由基的產生速度會變慢，進而降低聚合物的產生。TBC產品阻聚劑被廣泛應用于儲運過程中，以抑制苯乙烯聚合的產生。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。有試驗對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，苯乙烯的含氧量會在10ppm以下，此時就能夠觀察到聚合物的沉淀。苯乙烯中的氧會導致苯甲醛等雜質生成。因此，在實際的應用過程中，應將該阻聚劑氧含量進行控制，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。

3 工程概況

某公司苯乙烯裝置是于2017年5月正式開始啟動運行的，運行至今，一直在不斷探索化工三劑的注入量。在正式啟動運行的過程中，化工三劑的注入量參照的標準主要是依據參照設計值進行設定的，設計值范圍在10ppm至15ppm。其中，TBC產品阻聚劑的含量控制范圍在13ppm左右。在苯乙烯裝置運行后，通過不斷摸索和嘗試，對化工三劑的注入量進行了優化。優化后，通過統計2017年苯乙烯阻聚劑的單耗情況，研究發現，化工三劑中DNBP緩聚劑、TBC產品阻聚劑以及納爾科真阻聚劑的累計單耗分別為859.56g/t、30.29g/t、247.68g/t苯乙烯，累計消耗的成本為40.37元/噸苯乙烯，且化工三劑的累計單耗和消耗成本依然有進一步降低的空間。通過對成本的核算，年節約化工三劑的消耗成本將近344.25萬元。

4 降低苯乙烯裝置化工三劑消耗成本的技術優化舉措

4.1 注重科學合理利用DNBP

為進一步降低消耗成本，可通過科學合理利用DNPB緩聚劑的方式進行，尤其是應科學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，應以設計值作為重要參考，并注重在不同的生產負荷再設置循環焦油量。與此同時，還應注重提升相關作業人員的技術水平，以確保焦油外送壓力的穩定，并能夠依據脫氫液進料壓力的變化情況，進行穩定補入等，以有效降低新鮮DNPB向精餾系統中的加入量。

4.2 注重阻聚劑的最佳配合注入量

在實際的生產過程中，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，阻聚劑的注入量應考慮季節性因素。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，注入量應有所提高，并將其控制在900ppm左右。只有將季節因素考慮其中，才能實現注入量的最佳狀態，才能實現雙贏。

4.3 注重優化并控制TBC的含量

在控制TBC含量的過程中，也應將季節性因素考慮在內。在冬季應將TBC的含量控制在11.50ppm左右，在夏季應將其控制在13.50ppm左右。同時，還應與每次TBC的溶液配制濃度進行結合以對注入量進行調整，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

為實現雙贏，還應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塔的壓降。

4.5 注重并加強對生產技術的管理

除了采取以上的技術措施外，還應注重并加強對生產技術的管理。首先可通過成立研究小組，然后對小組成員進行明確分工后，收集數據，并采取各種優化手段，以形成生產技術管理的報告，進而為實際生產和應用提供指導。另外，還應對操作人員進行培訓，重點提高降本增效的意識，以對化工三劑的消耗成本給予更多的關注和重視。最后，還應做好反饋工作，以促使技術人員能夠及時做出調整，進而實現降低化工三劑消耗成本的目的。

5 結論

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，應注重科學合理利用DNBP、注重阻聚劑的最佳配合注入量，也應注重優化并控制TBC的含量，還應注重降低阻聚劑和三劑的消耗，更應注重并加強對生產技術的管理。只有從多方面出發，才能實現雙贏。