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

【摘 要】苯乙烯在实际的生产过程中由于具有易聚合的特性，因而比较容易发生聚合，进而影响苯乙烯装置的正常运行。因此，对苯乙烯聚合物的控制是确保苯乙烯装置正常运行的关键。化工三剂是控制苯乙烯聚合物的重要有效手段。基于此，本研究在概述化工三剂相关理论的基础上，以某公司为例，探究了降低苯乙烯装置化工三剂消耗成本的技术优化举措，以希望为同类公司实现苯乙烯装置降低成本，并提高效能提供借鉴和参考。

【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.

【关键词】苯乙烯装置；化工三剂；消耗成本；优化举措

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

【中图分类号】TQ241 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2018）09-0148-02

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。

為实现双赢，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。

方程式1：2C6H5C2H3→C10H11C6H5

C10H11C6H5+C6H5C2H3→C10H11C6H5+C6H5C=CH3

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。

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劑的消耗，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。