绿色环保阻聚方案在苯乙烯装置的应用

杨继伟（天津大沽化工股份有限公司，天津 300452）

绿色环保阻聚方案在苯乙烯装置的应用

杨继伟
（天津大沽化工股份有限公司，天津 300452）

苯乙烯是一种用途广泛的化工原料。苯乙烯单体具有自聚性质,常温下就可发生聚合,温度越高,聚合速度越快。为了减少苯乙烯精馏过程中苯乙烯单体的聚合损失,保证精馏系统正常进行,必须在精馏过程中加入阻聚剂。本文分析了某苯乙烯装置绿色环保阻聚方案试用结果，并将绿色环保阻聚方案与DNBP与真阻聚剂A协同阻聚方案进行了对比。

苯乙烯、阻聚剂、聚合物。

苯乙烯作为一种用途广泛的化工原料，近年来国内发展很快。由于苯乙烯的双键非常活泼，在精馏过程中，由热引发而产生自由基聚合形成高聚物，不仅消耗了苯乙烯单体，影响产品质量，而且严重威胁连续生产过程的进行。为减少苯乙烯自聚，除采用负压操作以降低精馏温度外，通常还需要加入阻聚剂。自苯乙烯工业化生产以来，人们不断地进行苯乙烯精馏阻聚剂的开发。至今，苯乙烯阻聚剂已经历了数次更新换代。最早国内外一般使用 2，4-二硝基苯酚（DNP）作为苯乙烯精馏阻聚剂。上世纪 80年代以后，人们通过在DNP结构中引入甲基、乙基、丁基等基团，降低阻聚剂的毒性，提高其在苯乙烯中的溶解度，2，6-二硝基对甲酚（DNPC）、4，6-二硝基-2-仲丁基苯酚（DNBP）开始在苯乙烯装置中使用。上世纪90年代开始，人们研发了一些新型、低毒阻聚剂开始和DNBP协同使用，形成协同阻聚方案，大大降低了DNBP的使用量，节省成本的同时阻聚效率也得到了很大提高。某年产50万吨苯乙烯装置目前使用的是DNBP与真阻聚剂A协同阻聚方案（方案1），考虑到DNBP毒性较大，影响操作人员身体健康，且排放物中含大量氮元素，对环境有污染，为了改善操作环境，做好安全环保工作，该装置对绿色环保阻聚方案（方案2）进行了试用，使用绿色环保阻聚剂完全替代 DNBP，并对该方案进行评价。

1、苯乙烯精馏系统流程简介

脱氢反应产生的粗苯乙烯经过粗苯乙烯进料预热器TT-1239预热后进入苯/甲苯塔AS-1201。脱氢反应副产的苯和甲苯通过苯/甲苯塔AS-1201分离，从塔顶采出到苯/甲苯处理系统。苯/甲苯塔AS-1201塔釜为脱氢系统未反应的乙苯、脱氢系统产生的苯乙烯以及焦油重组分，塔釜物料分为两股，分别进入低压乙苯回收塔AS-1202和高压乙苯回收塔 AS-1281。低压乙苯回收塔 AS-1202和高压乙苯回收塔AS-1281塔顶采出乙苯，乙苯回到脱氢系统进行反应，塔釜为脱氢系统产生的苯乙烯以及焦油重组分，塔釜物料进入苯乙烯产品塔AS-1203。苯乙烯产品塔AS-1203塔顶采出合格苯乙烯产品，塔釜的少量苯乙烯和焦油重组分进入焦油闪蒸罐 MS-1226。苯乙烯从焦油闪蒸罐MS-1226闪蒸回到苯乙烯产品塔AS-1203，其余焦油重组分一部分采出到中间罐，另一部循环回到苯/甲苯塔AS-1201。

装置正常生产使用的是DNBP与真阻聚剂A协同阻聚方案（方案1）：DNBP作为缓聚剂加入粗苯乙烯进料预热器TT-1239和高压乙苯回收塔AS-1281，真阻聚剂 A 加入低压乙苯回收塔AS-1202和高压乙苯回收塔AS-1281。

2、绿色环保阻聚方案内容

绿色环保阻聚方案（方案2）由三种阻聚剂组成：绿色缓聚剂B代替DNBP加入粗苯乙烯进料预热器TT-1239和高压乙苯回收塔AS-1281，真阻聚剂C加入粗苯乙烯进料预热器TT-1239，真阻聚剂D加入高压乙苯回收塔AS-1281。绿色缓聚剂B、真阻聚剂C、真阻聚剂D三种阻聚剂协同实现苯乙烯阻聚作用。

3、绿色环保阻聚方案试用过程

9月23日，真阻聚剂C开始加入粗苯乙烯进料预热器TT-1239，9月24日，绿色缓聚剂B代替DNBP加入粗苯乙烯进料预热器TT-1239和高压乙苯回收塔AS-1281，9月25日，真阻聚剂D代替真阻聚剂A加入高压乙苯回收塔AS-1281，同时停止真阻聚剂 A加入低压乙苯回收塔AS-1202。

经过对绿色缓聚剂 B、真阻聚剂 C、真阻聚剂D三种阻聚剂加药量进行调整，10月17日各阻聚剂用量达到稳定。

10月25日，绿色环保阻聚方案（方案2）试用结束，装置切回到DNBP与真阻聚剂A协同阻聚方案（方案1）。

4、工艺控制参数分析

4.1各精馏塔操作参数

绿色环保阻聚方案（方案2）试用前及试用期间，装置工艺参数保持基本稳定。装置生产负荷保持稳定，蒸汽、氮气、循环水、冷冻水保持稳定。方案1与方案2具备对比条件。

4.1.1苯/甲苯塔AS-1201

表1、苯/甲苯塔AS-1201方案1与方案2参数对比

由上表可知，苯/甲苯塔AS-1201在使用方案1和方案2期间，粗苯乙烯进料量、塔顶压力、塔釜压力、塔顶温度、塔釜温度均保持稳定。

4.1.2低压乙苯回收塔AS-1202

表2、低压乙苯回收塔AS-1202方案1与方案2参数对比

由上表可知，低压乙苯回收塔AS-1202在使用方案1和方案2期间，塔顶压力、塔釜压力、塔顶温度、塔釜温度均保持稳定。

4.1.3高压乙苯回收塔AS-1281

表3、高压乙苯回收塔AS-1281方案1与方案2参数对比

由上表可知，高压乙苯回收塔AS-1281在使用方案1和方案2期间，塔顶压力、塔釜压力、塔顶温度、塔釜温度均保持稳定。

4.1.4苯乙烯产品塔AS-1203

表4、苯乙烯产品塔AS-1203方案1与方案2参数对比

由上表可知，苯乙烯产品塔AS-1203在使用方案1和方案2期间，塔顶压力、塔釜压力、塔顶温度、塔釜温度均保持稳定。

4.1.5焦油闪蒸罐MS-1226

表5、焦油闪蒸罐MS-1226方案1与方案2参数对比

由上表可知，焦油闪蒸罐MS-1226在使用方案1和方案2期间，顶部压力、底部温度、焦油循环量均保持稳定。

4.2各精馏塔聚合物含量

苯乙烯精馏塔塔釜聚合物含量为检验阻聚剂效果的重要指标。塔釜聚合物含量越低，就表明了阻聚剂的阻聚效果越好。

4.2.1苯/甲苯塔AS-1201塔釜聚合物含量

由上图可得，方案 1使用期间苯/甲苯塔AS-1201塔釜聚合物含量稳定在0.15wt%左右，9 月23日方案2开始试用后聚合物含量有所波动，最高达到0.21wt%，后期降低至0.15wt%以下，体现了良好的阻聚效果。

4.2.2低压乙苯回收塔AS-1202塔釜聚合物含量

由上图可得，方案1使用期间低压乙苯回收塔AS-1202塔釜聚合物含量稳定在0.2wt%左右，9月23日方案2开始试用后聚合物含量有所波动，最高达到0.32 wt%，后期降低至0.23wt%左右，试用期间始终未超过技术协议规定的0.35 wt%，体现了较好的阻聚效果。

4.2.3高压乙苯回收塔AS-1281塔釜聚合物含量

由上图可得，方案1使用期间高压乙苯回收塔AS-1281塔釜聚合物含量稳定在0.25wt%左右，9月23日方案2试用开始后聚合物含量有明显上升趋势，最高达到0.45 wt%，分析原因后认为新的阻聚剂进入系统后需要一段时间才能达到最佳阻聚效果，聚合物含量在试用后期降低至0.3wt%左右，试用期间聚合物含量始终未超过聚合物控制指标的0.5 wt%，并且在打开AS-1281塔釜机泵的管道过滤器后，并未发现明显聚合物，体现了较好的阻聚效果。

4.2.4焦油闪蒸罐MS-1226聚合物含量

由上图可得，方案 1使用期间焦油闪蒸罐MS-1226聚合物含量稳定在35wt%左右，9月23日方案2试用开始后聚合物含量有明显上升趋势，最高达到49 wt%，平均为45 wt%。聚合物含量有升高趋势。与供货商技术人员分析原因后认为，增多的聚合物部分为小分子量聚合物，不会影响正常生产。

4.3焦油闪蒸罐MS-1226焦油采出量

由上图可得，焦油闪蒸罐MS-1226焦油采出量在使用方案1期间平均为610kg/h，9月23日方案2试用开始后焦油采出量基本保持稳定，到方案2试用后期有升高趋势，平均为640 kg/h，增长了30 kg/h，与焦油闪蒸罐MS-1226聚合物含量升高的现象基本可以吻合，表明了聚合物增多。

5.方案1与方案2阻聚剂用量对比

为了更客观地比较两方案，选取方案2稳定期阻聚剂用量与方案1生产稳定期间阻聚剂用量做对比。

方案1生产稳定期间阻聚剂单耗

方案2稳定期各阻聚剂单耗

6. 结论

绿色环保阻聚方案在试用过程中较DNBP与真阻聚剂A协同阻聚方案对比如下：

（1）从苯乙烯精馏单元各塔釜聚合物分析结果得出：绿色环保阻聚方案试用期间聚合物含量相对于方案1使用期间偏高，但是聚合物含量在控制指标范围内，且未在塔釜机泵的管道过滤器内发现聚合物，可以在苯乙烯装置上使用。

（2）从焦油闪蒸罐MS-1226焦油采出量曲线图可知，绿色环保阻聚方案试用期间焦油采出量相对于方案1使用期间有所增长，焦油采出量的增长会导致苯和乙烯的单耗增加，苯乙烯的生产成本会有所增加。

（3）从阻聚剂使用成本上，绿色环保阻聚方案试用期间需要的阻聚剂总量相对于方案1使用期间偏多，且绿色环保阻聚方案的三种阻聚剂售价相对于DNBP和真阻聚剂A较高，绿色环保阻聚方案的阻聚剂使用成本高于DNBP与真阻聚剂A协同阻聚方案。

（4）绿色环保阻聚方案具有最大的优点，也是DNBP与真阻聚剂 A协同阻聚方案不具备的优点，含氮量少，低毒，环保，为环境友好型阻聚剂。

杨继伟，男，28岁，就职于天津大沽化工股份有限公司，从事苯乙烯装置技术管理工作。