摘 " " "要： 研究了阻聚劑在乙腈萃取法碳五分離裝置中的應(yīng)用，通過在脫碳四塔、乙腈萃取系統(tǒng)、碳五預(yù)處理系統(tǒng)中加入一定含量的新型阻聚劑，通過控制塔內(nèi)操作溫度、塔壓差等條件，減少聚合物的生成，可減少阻聚劑的用量及蒸汽耗量，降低生產(chǎn)的成本，并減少塔底過濾器的清理頻次，有效地延長裝置的運行周期。

關(guān) "鍵 "詞：碳五分離；乙腈萃取；阻聚劑；運行周期

中圖分類號：TQ028 " " "文獻標(biāo)識碼： A " " "文章編號： 1004-0935（2023）07-1069-03

碳五餾分是石油烴裂解制乙烯過程中的副產(chǎn)物，碳五是一種寶貴資源，其主要組分為利用價值最高的3種雙烯烴（異戊二烯，間戊二烯和環(huán)戊二烯），但環(huán)戊二烯是以二聚體雙環(huán)戊二烯的形式存在。撫順伊科思新材料有限公司擁有國內(nèi)首套乙腈法碳五分離裝置[1]，是采用乙腈作為溶劑進行萃取精餾分離，設(shè)計年處理碳五15萬t。經(jīng)過生產(chǎn)實踐研究，不同阻聚劑改變其注入位置，可提高阻聚 " 效果。

1 "阻聚效果影響因素

碳五餾分中含有多種不飽和烴（見表1），在碳五分離過程中，聚合反應(yīng)是不可避免的，影響聚合的因素有很多，例如上游的裂解碳五原料質(zhì)量，含有多種不飽和雙烯烴。筆者公司碳五原料的80%來自中國石油撫順石化公司80萬t乙烯裝置，雙烯烴約占碳五餾分質(zhì)量的40%～60%[2-3]，是碳五分離裝置易聚合、運行周期短的主要原因[4-6]。

其次，C4等烯烴含量增加，易生成交聯(lián)聚合物；過氧化物的含量、系統(tǒng)中游離的氧含量也是影響因素；在維修和運行過程中的鐵銹也易引發(fā)聚合物的生成；還有塔內(nèi)的反應(yīng)溫度影響較大，一般溫度上升10 ℃，反應(yīng)速度增大1倍。

但為了減少生產(chǎn)過程中單體的聚合損失及聚合造成檢修時間增加，設(shè)備及管路堵塞，為保證分離精餾系統(tǒng)正常進行，必須在精餾過程中加入阻 " "聚劑[7-10]。

2 "聚合過程

撫順伊科思碳五分離裝置，首先對碳五原料進行脫碳四處理，再進行萃取精餾。烯烴的熱聚合是結(jié)垢的主要因素，碳四及碳五中都含有不飽和烯烴及雙烯烴，容易產(chǎn)生自由基。

有氧存在或者系統(tǒng)夾帶了過氧化物的條件下發(fā)生如下反應(yīng)。

自由基一旦產(chǎn)生，反應(yīng)速度將會非常快的連續(xù)下去，并生成長鏈化合物。

單環(huán)戊二烯、環(huán)戊二烯與異戊二烯交聯(lián)聚合，在碳四、碳五濃度高的區(qū)域甚至形成爆米花。

3 "阻聚機理

阻聚反應(yīng)是鏈增長反應(yīng)的競爭反應(yīng)，阻聚劑的加入，可通過鏈加成和鏈轉(zhuǎn)移兩種形式終止體系中的自由基。為減少聚合反應(yīng)的產(chǎn)生，伊科思采用了一種能夠有效抑制自由基生成聚合物的新型阻聚劑，此阻聚劑比常規(guī)的阻聚劑優(yōu)越。

2R·→RR " " " " " "≌109 M-1·s-1（限速）；

R·+Nalco抑制劑 " " "≌107～108 M-1·s-1；

R·+羥胺類 " " " " " ≌105 M-1·s-1；

R·+AOH（抗氧劑） " ≌103～104 M-1·s-1。

4 "技術(shù)操作及效果

4.1 "阻聚劑注入種類、注入點及注入量

優(yōu)化前：在脫碳四塔和乙腈萃取精餾塔加入阻聚劑1#，在碳五預(yù)處理塔加入阻聚劑6#，1#及6#阻聚劑均為撫順伊科思自主研制，注入點及注入量見表2。

1#阻聚劑用量為48～66 t·a-1，6#阻聚劑用量為13～16 t·a-1。

優(yōu)化后：在脫碳四塔加入高效復(fù)合阻聚劑A1，帶有分散和阻聚功能，在乙腈萃取精餾塔加入高效復(fù)合阻聚劑A2，在碳五預(yù)處理塔加入高效復(fù)合阻聚劑B，以達到最佳的應(yīng)用效果。優(yōu)化后阻聚劑的種類及理化特性如表3所示，優(yōu)化后阻聚劑的注入點及注入量如表4所示。

A1 用量為10～14 t·a-1，A2用量為12～26 t·a-1，B用量為4～8 t·a-1。從表2與表4可以看出，基準(zhǔn)流量和加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變的情況下，使用新型阻聚劑，改變其注入點，小時用量及年用量均有大幅下降，綜合年阻聚用量減少一半，約30 t·a-1，且產(chǎn)品品質(zhì)無變化，對下游客戶產(chǎn)品質(zhì)量也未造成影響。使用新型阻聚劑的成本每月節(jié)省7萬左右，每年可節(jié)省84萬的加工成本費用。

4.2 "各塔控制參數(shù)

各塔控制參數(shù)如表5所示。

優(yōu)化前后各塔的進料組成（雙烯烴含量約50%）、溶劑品質(zhì)（溶劑品質(zhì)對設(shè)備運行周期及溶劑萃取再沸器清理有較大影響）、塔頂塔底溫度、塔壓差大致相同的情況下，對比優(yōu)化前后各塔的蒸汽用量、塔底過濾器清理頻次、聚合物量及塔底再沸器的清理頻次等項目，具體數(shù)據(jù)見表6。

由表6可以看出，新型阻聚劑的加入，每月各塔共可以節(jié)約蒸汽120 t，年可節(jié)約蒸汽成本約 " 50萬元，對于各塔底過濾器的清理頻次均可延長一定的時間，對于各塔底再沸器的運行周期變化效果尤為明顯，可延長1～2年。根據(jù)伊科思生產(chǎn)實際，裝置于2017年6月和2019年7月進行檢修，采用新型阻聚劑后至今裝置未進行過檢修，運行周期長達3年6個月。

5 "結(jié) 論

實踐證明，在實際生產(chǎn)過程中，撫順伊科思采用的新型阻聚劑與優(yōu)化前的阻聚劑相比，能夠減少阻聚劑的注入點、使用量，每年節(jié)省使用成本約 " 84萬元，在進料組成、溶劑品質(zhì)及操作參數(shù)大致相同的情況下，改用新型阻聚劑每月可節(jié)約蒸汽 " 120 t，年可節(jié)約蒸汽成本約50萬元，并可有效減少塔底過濾器的清理頻次，碳五分離裝置的運行周期能夠大幅提升，具有可連續(xù)穩(wěn)定操作、生產(chǎn)能耗降低、經(jīng)濟效益提高等優(yōu)點。

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Application of Inhibitor System in C5 Separation Unit

With Acetonitrile Extraction Method

NIE Rong-jian， GAO Hui， WANG Tao

（Fushun Yikesi New Material Co.， Ltd.， Fushun Liaoning 113004， China）

Abstract： The application of inhibitor in the C5 separation unit with acetonitrile extraction method was studied. By adding a certain amount of new inhibitor in the C4 removal tower， acetonitrile extraction system and C5 pretreatment system， and by controlling the operating temperature in the tower， tower pressure difference and other conditions to reduce the generation of polymer， the amount of inhibitor and steam consumption was reduced， the production cost was reduced， the cleaning frequency of the tower bottom filter was reduced and the operation cycle of the unit was effectively extended.

Key words： "C5 separation; Acetonitrile extraction; Inhibitor; Operation period