降低苯乙烯裝置化工三劑消耗成本的技術優化舉措

肖文彬

【摘 要】苯乙烯在實際的生產過程中由于具有易聚合的特性，因而比較容易發生聚合，進而影響苯乙烯裝置的正常運行。因此，對苯乙烯聚合物的控制是確保苯乙烯裝置正常運行的關鍵。化工三劑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劑相關理論的基礎上，以某公司為例，探究了降低苯乙烯裝置化工三劑消耗成本的技術優化舉措，以希望為同類公司實現苯乙烯裝置降低成本，并提高效能提供借鑒和參考。

【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.

【關鍵詞】苯乙烯裝置；化工三劑；消耗成本；優化舉措

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

【中圖分類號】TQ241 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2018）09-0148-02

1 引言

一直以來，防止苯乙烯聚合，并降低化工三劑的消耗成本均是我國重點研究的領域。這主要是由苯乙烯的特性決定的，即容易聚合的特性。正是由于這種特性，將其應用到實際的生產過程中，不僅會嚴重影響相應裝置的運行，還會在很大程度上增加裝置維修的成本，同時也會影響生產的效率和進度。優質的苯乙烯產品對聚合物的控制要求比較嚴格，一般來說，應小于10ppm以下。在存儲的過程中和運輸的過程中，一旦與實際的控制標準不符，就會產生聚合，從而導致聚合物超出規定的范圍，進而對產品的出售價格造成影響，從而造成經濟損失。因此，苯乙烯裝置在實際的生產和運行過程中，對聚合物的控制是十分關鍵和必要的。同時，對苯乙烯裝置聚合物的控制也是工作的重點和難點。目前，在聚合物控制的過程中，化工三劑的加入是較為有效的控制方式之一。然而，過多的加入，其不僅會造成浪費，還難以達到最佳的效果。因此，探究化工三劑的加入量，使其處于最佳的阻聚效果，并獲得較大的經濟效益是研究的重點領域。

為實現雙贏，本研究選取了某公司苯乙烯裝置于2017年5月至2018年5月運行期間，采用的降低化工三劑消耗成本的技術進行了分析，并提出了技術優化舉措。

2 化工三劑相關理論概述

苯乙烯自聚會發生在精餾、儲存的過程中，苯乙烯自聚的基本反應是自由基的產生，抑制和氧化。苯乙烯自由基的熱激發生成機理是通過兩個步驟完成的，即先生成苯乙烯的二聚物，然后二聚物與另一苯乙烯分子反應生成自由基。反應方程式，如方程式1所示。

方程式1：2C6H5C2H3→C10H11C6H5

C10H11C6H5+C6H5C2H3→C10H11C6H5+C6H5C=CH3

化工三劑主要是指DNBP緩聚劑、TBC產品阻聚劑以及納爾科真阻聚劑。DNBP緩聚劑，也就是50%的乙苯溶液，其化學名稱為2，6-二硝基-4叔丁基苯酚。DNBP緩聚劑的分子式為C10H10N2O5，分子量和相對密度分別為240、1.205kg/m3。該阻聚劑的液體是深褐色，且透明。納爾科真阻聚劑的密度為0.95g/cm3至1.15g/cm3之間。該阻聚劑的顏色是橙色，且透明的液體，pH值在6至11之間。TBC產品阻聚劑，學名為叔丁基鄰苯兒酚，其具體的參數，如表1所示。

不同的化工三劑在實際的應用過程中，其機理也是各不相同的。其中，DNBP緩聚劑主要廣泛應用在脫氫液分餾過程中，以有效抑制苯乙烯自聚。這種緩聚劑的作用僅能夠起到降低聚合反應速率的效果，并不能夠終止反應。在這種阻聚劑應用的過程中，苯乙烯自由基的產生速度會變慢，進而降低聚合物的產生。TBC產品阻聚劑被廣泛應用于儲運過程中，以抑制苯乙烯聚合的產生。這種阻聚劑是一種效果較好的抗氧化劑，在有氧的情況下，能夠迅速氧化苯乙烯自由基，且能夠快速終止自由基。有試驗對該阻聚劑加入過量的影響展開了研究，研究表明，在過量的情況下，苯乙烯的含氧量會在10ppm以下，此時就能夠觀察到聚合物的沉淀。苯乙烯中的氧會導致苯甲醛等雜質生成。因此，在實際的應用過程中，應將該阻聚劑氧含量進行控制，將其控制在10ppm至20ppm之間是最佳的，且苯乙烯液面上蒸汽空間中氧含量應在5（V）%至7（V）%之間。納爾科真阻聚劑是一種真阻聚劑，能夠終止苯乙烯的聚合反應。

3 工程概況

某公司苯乙烯裝置是于2017年5月正式開始啟動運行的，運行至今，一直在不斷探索化工三劑的注入量。在正式啟動運行的過程中，化工三劑的注入量參照的標準主要是依據參照設計值進行設定的，設計值范圍在10ppm至15ppm。其中，TBC產品阻聚劑的含量控制范圍在13ppm左右。在苯乙烯裝置運行后，通過不斷摸索和嘗試，對化工三劑的注入量進行了優化。優化后，通過統計2017年苯乙烯阻聚劑的單耗情況，研究發現，化工三劑中DNBP緩聚劑、TBC產品阻聚劑以及納爾科真阻聚劑的累計單耗分別為859.56g/t、30.29g/t、247.68g/t苯乙烯，累計消耗的成本為40.37元/噸苯乙烯，且化工三劑的累計單耗和消耗成本依然有進一步降低的空間。通過對成本的核算，年節約化工三劑的消耗成本將近344.25萬元。

4 降低苯乙烯裝置化工三劑消耗成本的技術優化舉措

4.1 注重科學合理利用DNBP

為進一步降低消耗成本，可通過科學合理利用DNPB緩聚劑的方式進行，尤其是應科學合理利用苯乙烯裝置P408泵出口焦油中的DNPB緩聚劑。在回收和利用DNPB緩聚劑的過程中，應以設計值作為重要參考，并注重在不同的生產負荷再設置循環焦油量。與此同時，還應注重提升相關作業人員的技術水平，以確保焦油外送壓力的穩定，并能夠依據脫氫液進料壓力的變化情況，進行穩定補入等，以有效降低新鮮DNPB向精餾系統中的加入量。

4.2 注重阻聚劑的最佳配合注入量

在實際的生產過程中，可通過DNPB緩聚劑與精餾阻聚劑配合的方式，防止苯乙烯自聚。在苯乙烯裝置注入阻聚劑的過程中，阻聚劑的注入量應考慮季節性因素。例如，在冬季，氣溫是比較低的，在注入阻聚劑的過程中，注入量應降低，并將其控制在650ppm左右。而在夏季，氣溫是比較高的，在注入阻聚劑的過程中，注入量應有所提高，并將其控制在900ppm左右。只有將季節因素考慮其中，才能實現注入量的最佳狀態，才能實現雙贏。

4.3 注重優化并控制TBC的含量

在控制TBC含量的過程中，也應將季節性因素考慮在內。在冬季應將TBC的含量控制在11.50ppm左右，在夏季應將其控制在13.50ppm左右。同時，還應與每次TBC的溶液配制濃度進行結合以對注入量進行調整，從而最大限度減低TBC的消耗成本。

4.4 注重降低阻聚劑和三劑的消耗

為實現雙贏，還應注重減低阻聚劑和化工三劑的消耗。在降低阻聚劑消耗的過程中，可通過降低操作壓力等方式，減少阻聚劑的消耗。在降低化工三劑消耗的過程中，可通過新型波紋板填料的選擇，降低苯乙烯精餾系統塔的壓降。

4.5注重并加強對生產技術的管理

除了采取以上的技術措施外，還應注重并加強對生產技術的管理。首先可通過成立研究小組，然后對小組成員進行明確分工后，收集數據，并采取各種優化手段，以形成生產技術管理的報告，進而為實際生產和應用提供指導。另外，還應對操作人員進行培訓，重點提高降本增效的意識，以對化工三劑的消耗成本給予更多的關注和重視。最后，還應做好反饋工作，以促使技術人員能夠及時做出調整，進而實現降低化工三劑消耗成本的目的。

5 結論

綜上所述，在防止苯乙烯聚合的過程中，加入化工三劑是十分重要的手段。通過對某公司的分析可知，為最大限度降低化工三劑的消耗成本，應注重科學合理利用DNBP、注重阻聚劑的最佳配合注入量，也應注重優化并控制TBC的含量，還應注重降低阻聚劑和三劑的消耗，更應注重并加強對生產技術的管理。只有從多方面出發，才能實現雙贏。