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

【摘 要】苯乙烯在實(shí)際的生產(chǎn)過程中由于具有易聚合的特性，因而比較容易發(fā)生聚合，進(jìn)而影響苯乙烯裝置的正常運(yùn)行。因此，對苯乙烯聚合物的控制是確保苯乙烯裝置正常運(yùn)行的關(guān)鍵?；と齽┦强刂票揭蚁┚酆衔锏闹匾行侄?。基于此，本研究在概述化工三劑相關(guān)理論的基礎(chǔ)上，以某公司為例，探究了降低苯乙烯裝置化工三劑消耗成本的技術(shù)優(yōu)化舉措，以希望為同類公司實(shí)現(xiàn)苯乙烯裝置降低成本，并提高效能提供借鑒和參考。

【Abstract】In the actual production process， styrene has the property of easy to polymerize， therefore， it is easy to polymerize， which will affect the normal operation of styrene plant. Therefore， the control of styrene polymer is the key to ensure the normal operation of styrene plant. The chemical three agents is an important and effective way to control the styrene polymer. On this basis， based on summarizing the related theories of chemical three agents， taking a company as an example， the technical optimization measures to reduce the cost of chemical three agents consumption of styrene unit are explored . Hoping to provide some reference for similar companies to reduce the cost of styrene plant and improve efficiency.

【關(guān)鍵詞】苯乙烯裝置；化工三劑；消耗成本；優(yōu)化舉措

【Keywords】styrene plant； chemical three agents； consumption cost； optimization measures

【中圖分類號(hào)】TQ241 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2018）09-0148-02

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(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，對聚合物的控制是十分關(guān)鍵和必要的。同時(shí)，對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。

方程式1：2C6H5C2H3→C10H11C6H5

C10H11C6H5+C6H5C2H3→C10H11C6H5+C6H5C=CH3

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。

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。通過對成本的核算，年節(jié)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(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)對生產(chǎn)技術(shù)的管理。首先可通過成立研究小組，然后對小組成員進(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。