降低苯乙烯装置化工三剂消耗成本的技术优化举措

肖文彬

（锦西石化公司，辽宁葫芦岛 125001）

1 引言

一直以来，防止苯乙烯聚合，并降低化工三剂的消耗成本均是我国重点研究的领域。这主要是由苯乙烯的特性决定的，即容易聚合的特性。正是由于这种特性，将其应用到实际的生产过程中，不仅会严重影响相应装置的运行，还会在很大程度上增加装置维修的成本，同时也会影响生产的效率和进度。优质的苯乙烯产品对聚合物的控制要求比较严格，一般来说，应小于10ppm以下。在存储的过程中和运输的过程中，一旦与实际的控制标准不符，就会产生聚合，从而导致聚合物超出规定的范围，进而对产品的出售价格造成影响，从而造成经济损失。因此，苯乙烯装置在实际的生产和运行过程中，对聚合物的控制是十分关键和必要的。同时，对苯乙烯装置聚合物的控制也是工作的重点和难点。目前，在聚合物控制的过程中，化工三剂的加入是较为有效的控制方式之一。然而，过多的加入，其不仅会造成浪费，还难以达到最佳的效果。因此，探究化工三剂的加入量，使其处于最佳的阻聚效果，并获得较大的经济效益是研究的重点领域。

为实现双赢，本研究选取了某公司苯乙烯装置于2017年5月至2018年5月运行期间，采用的降低化工三剂消耗成本的技术进行了分析，并提出了技术优化举措。

2 化工三剂相关理论概述

苯乙烯自聚会发生在精馏、储存的过程中，苯乙烯自聚的基本反应是自由基的产生，抑制和氧化。苯乙烯自由基的热激发生成机理是通过两个步骤完成的，即先生成苯乙烯的二聚物，然后二聚物与另一苯乙烯分子反应生成自由基。反应方程式，如方程式1所示。

化工三剂主要是指DNBP缓聚剂、TBC产品阻聚剂以及纳尔科真阻聚剂。DNBP缓聚剂，也就是50%的乙苯溶液，其化学名称为2,6-二硝基-4叔丁基苯酚。DNBP缓聚剂的分子式为C10H10N2O5，分子量和相对密度分别为240、1.205kg/m3。该阻聚剂的液体是深褐色，且透明。纳尔科真阻聚剂的密度为0.95g/cm3至1.15g/cm3之间。该阻聚剂的颜色是橙色，且透明的液体，pH值在6至11之间。TBC产品阻聚剂，学名为叔丁基邻苯儿酚，其具体的参数，如表1所示。

表1 TBC产品阻聚剂参数

不同的化工三剂在实际的应用过程中，其机理也是各不相同的。其中，DNBP缓聚剂主要广泛应用在脱氢液分馏过程中，以有效抑制苯乙烯自聚。这种缓聚剂的作用仅能够起到降低聚合反应速率的效果，并不能够终止反应。在这种阻聚剂应用的过程中，苯乙烯自由基的产生速度会变慢，进而降低聚合物的产生。TBC产品阻聚剂被广泛应用于储运过程中，以抑制苯乙烯聚合的产生。这种阻聚剂是一种效果较好的抗氧化剂，在有氧的情况下，能够迅速氧化苯乙烯自由基，且能够快速终止自由基。有试验对该阻聚剂加入过量的影响展开了研究，研究表明，在过量的情况下，苯乙烯的含氧量会在10ppm以下，此时就能够观察到聚合物的沉淀。苯乙烯中的氧会导致苯甲醛等杂质生成。因此，在实际的应用过程中，应将该阻聚剂氧含量进行控制，将其控制在10ppm至20ppm之间是最佳的，且苯乙烯液面上蒸汽空间中氧含量应在5（V）%至7（V）%之间。纳尔科真阻聚剂是一种真阻聚剂，能够终止苯乙烯的聚合反应。

3 工程概况

某公司苯乙烯装置是于2017年5月正式开始启动运行的，运行至今，一直在不断探索化工三剂的注入量。在正式启动运行的过程中，化工三剂的注入量参照的标准主要是依据参照设计值进行设定的，设计值范围在10ppm至15ppm。其中，TBC产品阻聚剂的含量控制范围在13ppm左右。在苯乙烯装置运行后，通过不断摸索和尝试，对化工三剂的注入量进行了优化。优化后，通过统计2017年苯乙烯阻聚剂的单耗情况，研究发现，化工三剂中DNBP缓聚剂、TBC产品阻聚剂以及纳尔科真阻聚剂的累计单耗分别为859.56g/t、30.29g/t、247.68g/t苯乙烯，累计消耗的成本为40.37元/吨苯乙烯，且化工三剂的累计单耗和消耗成本依然有进一步降低的空间。通过对成本的核算，年节约化工三剂的消耗成本将近344.25万元。

4 降低苯乙烯装置化工三剂消耗成本的技术优化举措

4.1 注重科学合理利用DNBP

为进一步降低消耗成本，可通过科学合理利用DNPB缓聚剂的方式进行，尤其是应科学合理利用苯乙烯装置P408泵出口焦油中的DNPB缓聚剂。在回收和利用DNPB缓聚剂的过程中，应以设计值作为重要参考，并注重在不同的生产负荷再设置循环焦油量。与此同时，还应注重提升相关作业人员的技术水平，以确保焦油外送压力的稳定，并能够依据脱氢液进料压力的变化情况，进行稳定补入等，以有效降低新鲜DNPB向精馏系统中的加入量。

4.2 注重阻聚剂的最佳配合注入量

在实际的生产过程中，可通过DNPB缓聚剂与精馏阻聚剂配合的方式，防止苯乙烯自聚。在苯乙烯装置注入阻聚剂的过程中，阻聚剂的注入量应考虑季节性因素。例如，在冬季，气温是比较低的，在注入阻聚剂的过程中，注入量应降低，并将其控制在650ppm左右。而在夏季，气温是比较高的，在注入阻聚剂的过程中，注入量应有所提高，并将其控制在900ppm左右。只有将季节因素考虑其中，才能实现注入量的最佳状态，才能实现双赢。

4.3 注重优化并控制TBC的含量

在控制TBC含量的过程中，也应将季节性因素考虑在内。在冬季应将TBC的含量控制在11.50ppm左右，在夏季应将其控制在13.50ppm左右。同时，还应与每次TBC的溶液配制浓度进行结合以对注入量进行调整，从而最大限度减低TBC的消耗成本。

4.4 注重降低阻聚剂和三剂的消耗

为实现双赢，还应注重减低阻聚剂和化工三剂的消耗。在降低阻聚剂消耗的过程中，可通过降低操作压力等方式，减少阻聚剂的消耗。在降低化工三剂消耗的过程中，可通过新型波纹板填料的选择，降低苯乙烯精馏系统塔的压降。

4.5 注重并加强对生产技术的管理

除了采取以上的技术措施外，还应注重并加强对生产技术的管理。首先可通过成立研究小组，然后对小组成员进行明确分工后，收集数据，并采取各种优化手段，以形成生产技术管理的报告，进而为实际生产和应用提供指导。另外，还应对操作人员进行培训，重点提高降本增效的意识，以对化工三剂的消耗成本给予更多的关注和重视。最后，还应做好反馈工作，以促使技术人员能够及时做出调整，进而实现降低化工三剂消耗成本的目的。

5 结论

综上所述，在防止苯乙烯聚合的过程中，加入化工三剂是十分重要的手段。通过对某公司的分析可知，为最大限度降低化工三剂的消耗成本，应注重科学合理利用DNBP、注重阻聚剂的最佳配合注入量，也应注重优化并控制TBC的含量，还应注重降低阻聚剂和三剂的消耗，更应注重并加强对生产技术的管理。只有从多方面出发，才能实现双赢。