脫丁烷塔塔底聚合物過多的原因分析和處理措施

王龍龍 劉楠 宋毅（中國石油四川石化公司生產四部， 四川 成都 611930）

脫丁烷塔塔底聚合物過多的原因分析和處理措施

王龍龍 劉楠 宋毅（中國石油四川石化公司生產四部， 四川 成都 611930）

對脫丁烷塔底外送泵入口過濾網頻繁堵塞進行分析，主要原因是塔內不飽和烴發生聚合反應。為了防止聚合反應發生，采用降低塔底再沸器的溫度，將塔負荷下移，保證了1，3丁二烯在塔內聚合，碳五等重不飽和組分在再沸器聚合，同時加大阻聚劑的加入量，減少塔內自由基的數量，從根本上阻止聚合反應的發生。

脫丁烷塔；泵；過濾網

通過工藝改造，減緩重組分在高溫再沸器發生聚合，經過實踐，所采取措施降低了聚合反應的速度，減少聚合物的量，脫丁烷塔的操作穩定性有了很大程度的提高。

1 脫丁烷塔的系統流程

脫丁烷塔頂分離出碳四產品，塔釜分離出粗裂解汽油。脫丁烷塔的進料來自低壓脫丙烷塔塔底物料，進入脫丁烷塔的第44塊塔盤。塔頂氣相在冷凝器里用冷卻水冷凝，經過冷凝的物料送到塔頂回流罐，回流罐中未冷凝的氣相送到裂解氣壓縮機二段吸入罐。正常時塔頂罐頂壓力由壓力控制器調節冷凝器的旁路控制，當罐頂壓力超高時，由壓力控制器分程控制放火炬，冷凝的液體一部分利用回流/產品泵通過流量控制器控制作為脫丁烷塔回流輸送回塔，混合C4產品通過流量控制器和回流罐液位串級控制送到罐區。脫丁烷塔再沸器的熱量由低壓蒸汽提供，低壓蒸汽的流量由流量控制器與靈敏板溫度控制器串級調節，塔底的裂解汽油產品經脫丁烷塔底泵通過流量控制器和液位串級控制送至罐區。

2 運行中存在的問題

脫丁烷塔塔底主要組分是粗裂解汽油，在運行過程中，塔內聚合物和再沸器形成的聚合物流入到塔底外送泵入口過濾網，導致入口過濾網清理頻繁，對清理出的固體物質進行分析，多為烴類聚合物。

3 原因分析

（1）1，3丁二烯發生聚合反應 1，3丁二烯發生聚合反應是由于自由基的聚合，聚合產物為聚丁二烯。其分子具有共軛雙鍵結構，化學性質較為活潑，然而它的分子空間結構實是對稱的，較難激化成活性聚合基，在較低溫度和沒有引發劑的作用，聚合速度極慢，且聚合產物大多是分子量較小的丁二烯二聚物，在引發劑的作用下，操作溫度足夠高，就能形成1，3丁二烯取代基，形成端基聚合物，脫丁烷塔塔底再沸器加熱介質為低壓蒸汽，通過減溫減壓水來控制再沸器入口溫度，為了減少碳四的損失，未投用減溫減壓水，導致再沸器溫度較高，塔負荷上移，塔內操作溫度較高，給丁二烯、戊二烯等不飽和組分發生聚合創造了條件，造成聚合物的形成。

（2）碳五及以上重組分發生聚合反應 聚合反應是由單體合成分子量較高的化合物的反應，一般包括四個過程：自由基的形成、鏈引發、鏈增長和鏈轉移。脫丁烷塔塔底再沸器是通過熱虹吸形成的動力循環，輕組分受熱變成氣相返回塔內，作為汽提蒸汽，再沸器內剩余的重組分由于密度差返回到塔底，由于液相在再沸器內幾乎接近于靜止狀態，再沸器換熱管表面溫度為脫丁烷系統中溫度最高的地方，因此為不飽和碳五發生聚合反應創造了條件。

4 調整措施

（1）阻聚劑的調整 阻聚劑起抑制聚合反應的作用，將能終止每個自由基而使聚合反應停止，直到它們完全耗盡的物質而只能使自由基活性減弱，減慢聚合反應速度，為了防止或減緩丁二烯自聚物的生成與增長，采取加入阻聚劑，它可以使初級自由基或鏈自由基轉化成穩定分子，或形成活性很低不足以使聚合反應繼續進行的穩定自由基，失去引發聚合反應的能力，從而達到減緩或阻聚的目的，通常采用的阻聚劑有：對叔丁基鄰苯二酚（TBC）、亞硝酸鈉、N、N-二乙基羥胺（DEHA）、復合型阻聚劑。

在脫丁烷塔系統中，為了減少碳四損失，加大再沸器加熱低壓蒸汽的量，導致塔負荷向塔頂偏移，塔頂注入的阻聚劑量偏少，導致丁二烯的聚合物在塔內積累，因此可以通過加大阻聚劑的注入量，減少自由基的量，從而阻止聚合反應的發生，使塔內聚合物的量有所減少。

（2）流程改進 為了增加塔釜再沸器內液體的湍動程度，減少換熱管壁面上不飽和烴的停留時間，使再沸器的傳熱系數提高，通過減溫減壓水降低再沸器加熱介質的溫度，就會阻止碳五等不飽和重組分在再沸器管壁上發生聚合反應，減小再沸器內聚合物生成的量，可以再脫丁烷塔底外送泵后加一條返回再沸器入口的管線，由于泵后壓力較高，物料流入再沸器后會增加在再沸器內液體的湍動程度，使得再沸器傳熱能力加大，在塔底不含碳四的情況下，盡量降低脫丁烷塔底溫度，從而達到降低聚合物形成的目的。

5 結語

通過對脫丁烷塔底外送泵入口過濾網堵塞的原因進行分析，查清形成聚合物的原因采取相應的調整措施，脫丁烷塔內形成聚合物的量大幅減少，塔底外送泵沒有出現堵塞現象，保證了脫丁烷系統的穩定操作。

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