丁苯橡膠生產中酸系統的優化改造

王 彤，秦傳高，楊立陶

（中國石油蘭州石化公司合成橡膠廠，甘肅 蘭州 730060）

丁苯橡膠生產中酸系統的優化改造

王 彤，秦傳高，楊立陶

（中國石油蘭州石化公司合成橡膠廠，甘肅 蘭州 730060）

針對10萬t·a－1丁苯橡膠裝置酸系統存在的問題進行了系統的分析，并提出了相應的解決辦法，解決了丁苯橡膠凝聚工序酸系統腐蝕、酸加入量波動及頻繁停車處理的難題。

硫酸;管線;優化改造

丁苯橡膠凝聚工序需要加入硫酸，使凝聚體系在適宜的pH范圍內，加入硫酸的作用一是降低體系的pH值，使膠乳體系的表面張力升高，破壞膠乳的穩定性;二是與乳化劑發生反應，使其轉化為有機酸。硫酸加入量少，凝聚pH值偏高，皂轉化不完全，膠粒發黏且不呈多孔性，使膠粒干燥困難。硫酸加入量過多，凝聚pH值偏低，凝聚速率過快，使膠粒發硬且不呈多孔性，也難以干燥。生產中控制凝聚 pH 值控制在 2．5～4．5[1]。生產中我們通過將硫酸與母液稀釋后再加入到凝聚槽來控制凝聚pH值，凝聚工藝流程如圖1所示。

圖1 丁苯橡膠生產凝聚工藝流程

1 凝聚工序硫酸系統存在的問題

蘭州石化公司合成橡膠廠100kt·a－1丁苯橡膠裝置自2008年3月開車運行2年多來，凝聚工序酸系統存在以下幾個問題需要解決。

（1）管線腐蝕嚴重，經常要對酸管線泄漏部位進行補焊;

（2）酸在母液稀釋過程中產生不凝酸氣，阻隔流體的輸送，導致凝聚p H值控制不穩，造成工藝波動，產生的花膠、次品膠增多。每當出現此問題時，需要通過倒淋閥進行人工排氣，排氣過程中硫酸易飛濺到人身體上，帶來了極大的安全隱患。

（3）硫酸流量計易被酸泥堵塞，當出現此問題時，需要停車處理，影響裝置的平穩運行，同時凝聚工序頻繁停車造成了大量能耗和物耗。

2 原因分析及解決措施

2．1 硫酸管線的腐蝕原因與防護措施

在一般情況下，濃硫酸的輸送管線一般都選擇碳鋼管線，因為濃硫酸會在罐壁上形成一層鈍化膜，防止腐蝕的繼續發展，因此，用碳鋼管線輸送濃硫酸不會產生腐蝕問題[2]。但是，在生產上常常會發生硫酸管線的腐蝕減薄泄漏及其它影響生產的現象。經過現場觀察與分析，找出了問題的原因，一是由于管線上的儀表和過濾網檢修和清理比較頻繁，為保證安全，都要對管線進行水洗，造成了濃硫酸的稀釋;二是在停車時管線內的濃硫酸和儲槽內的液體發生對流擴散，管線內的濃硫酸被稀釋成稀酸，稀酸對碳鋼具有強烈的腐蝕作用。

因此，我們對硫酸輸送管線內襯聚四氟乙烯保護材料，有效地防止了硫酸腐蝕管線而出現泄漏的事故。

2．2 硫酸管線的酸霧產生原因與防護措施

濃硫酸的加入點在母液泵入口管線處，濃硫酸管線直接插入母液管線內，濃硫酸和母液直接接觸，由于濃硫酸溶入水的水合過程放出大量熱，造成母液中的水形成蒸汽蒸發，因此硫酸管線內產生酸霧，從而阻隔硫酸的輸送，導致凝聚p H值控制不穩，造成工藝波動，產生的花膠、次品膠增多。

針對硫酸稀釋產生酸霧的問題，必須避免濃硫酸和母液直接接觸，現采取在母液泵入口前原管線內加裝直角尼龍斜口管，硫酸直角管的方向反向于母液，管口端傾斜45°向上，內孔徑調整為?10。通過實踐檢驗，硫酸直角管的加裝，使得濃硫酸和母液接觸起到了緩沖作用，減輕了酸霧的產生。

針對母液泵的倒淋閥進行人工排酸氣易造成人身傷害的問題，通過工藝優化即在硫酸計量表FICQ－6014表后的管線彎頭處新配一段管線，該管線與凝聚三樓V－608頂部的氣相連通，可以很好地避免人身傷害的問題，同時可以減少污染物的排放。工藝優化前后的流程圖如圖2所示。

圖2 硫酸管線優化前后的工藝優化圖

2．3 硫酸管線上的計量表易堵塞的原因與防護措施

由于硫酸流量計表芯口徑（?6）要遠小于硫酸管線管徑（?40），從而造成硫酸中的酸泥等雜質堵塞表芯。

針對硫酸計量表表芯經常性堵塞，造成硫酸量不夠，工藝波動，花膠、次品膠增多的問題，我們在計量表前加裝過濾器，過濾器的過濾網網眼設計為?5，原計量表表芯孔徑?6，可以有效地防止酸泥堵塞硫酸計量表。同時，過濾器整體設計為“籃式”結構，以便于過濾網的定期清理。

3 實施效果

自2010年6月裝置檢修期間，通過采取以上一系列措施，有效地防止了酸管線的腐蝕，減輕了酸霧的產生，避免了因人工排酸氣而造成人身傷害的問題，消除了安全隱患，同時減少了凝聚工序非計劃停車次數，降低了能耗和物耗的損失，保證了裝置穩定運行。

在采取措施前，凝聚工序因酸系統原因造成的非計劃停車次數月平均為20次，優化改造后，目前因酸系統原因造成的非計劃停車次數每月為2～3次。每次產生水撈膠等殘次品約為0．1t／次，且造成能耗物耗損失在1000元／次，殘次品與成品膠的價格相差1萬元／t計算，全年11個月可挽回經濟損失37．4萬元。

4 結語

對丁苯橡膠生產中酸系統進行優化改造后，有效地解決了丁苯橡膠凝聚工序酸系統腐蝕、酸加入量波動及頻繁停車處理的問題，既消除了安全隱患，又提高了凝聚生產工藝的穩定性，同時減少了凝聚工序非計劃停車次數，降低了能物耗損失，每年可增效37．4萬元，取得了較好的社會效益和經濟效益。

[1] 趙旭濤，劉大華．合成橡膠工業手冊（第二版）[M]．北京:化學工業出版社，2006．

[2] 陳匡民．過程設備腐蝕與防護[M]．北京:化學工業出版社，2001．

Optimization of Transformation in SBR Acid System

WANGTong，QINChuan-gao， YANGLi-tao
（Synthetic rubber plant of Lanzhou Petrochemical Company，PetroChina，Lanzhou 730060，China）

TQ 333.1

B

1671-9905（2011）07-0039-02

2011-03-18