脱丁烷塔塔底聚合物过多的原因分析和处理措施

王龙龙 刘楠 宋毅（中国石油四川石化公司生产四部， 四川 成都 611930）

脱丁烷塔塔底聚合物过多的原因分析和处理措施

王龙龙 刘楠 宋毅（中国石油四川石化公司生产四部， 四川 成都 611930）

对脱丁烷塔底外送泵入口过滤网频繁堵塞进行分析，主要原因是塔内不饱和烃发生聚合反应。为了防止聚合反应发生，采用降低塔底再沸器的温度，将塔负荷下移，保证了1，3丁二烯在塔内聚合，碳五等重不饱和组分在再沸器聚合，同时加大阻聚剂的加入量，减少塔内自由基的数量，从根本上阻止聚合反应的发生。

脱丁烷塔；泵；过滤网

通过工艺改造，减缓重组分在高温再沸器发生聚合，经过实践，所采取措施降低了聚合反应的速度，减少聚合物的量，脱丁烷塔的操作稳定性有了很大程度的提高。

1 脱丁烷塔的系统流程

脱丁烷塔顶分离出碳四产品，塔釜分离出粗裂解汽油。脱丁烷塔的进料来自低压脱丙烷塔塔底物料，进入脱丁烷塔的第44块塔盘。塔顶气相在冷凝器里用冷却水冷凝，经过冷凝的物料送到塔顶回流罐，回流罐中未冷凝的气相送到裂解气压缩机二段吸入罐。正常时塔顶罐顶压力由压力控制器调节冷凝器的旁路控制，当罐顶压力超高时，由压力控制器分程控制放火炬，冷凝的液体一部分利用回流/产品泵通过流量控制器控制作为脱丁烷塔回流输送回塔，混合C4产品通过流量控制器和回流罐液位串级控制送到罐区。脱丁烷塔再沸器的热量由低压蒸汽提供，低压蒸汽的流量由流量控制器与灵敏板温度控制器串级调节，塔底的裂解汽油产品经脱丁烷塔底泵通过流量控制器和液位串级控制送至罐区。

2 运行中存在的问题

脱丁烷塔塔底主要组分是粗裂解汽油，在运行过程中，塔内聚合物和再沸器形成的聚合物流入到塔底外送泵入口过滤网，导致入口过滤网清理频繁，对清理出的固体物质进行分析，多为烃类聚合物。

3 原因分析

（1）1，3丁二烯发生聚合反应 1，3丁二烯发生聚合反应是由于自由基的聚合，聚合产物为聚丁二烯。其分子具有共轭双键结构，化学性质较为活泼，然而它的分子空间结构实是对称的，较难激化成活性聚合基，在较低温度和没有引发剂的作用，聚合速度极慢，且聚合产物大多是分子量较小的丁二烯二聚物，在引发剂的作用下，操作温度足够高，就能形成1，3丁二烯取代基，形成端基聚合物，脱丁烷塔塔底再沸器加热介质为低压蒸汽，通过减温减压水来控制再沸器入口温度，为了减少碳四的损失，未投用减温减压水，导致再沸器温度较高，塔负荷上移，塔内操作温度较高，给丁二烯、戊二烯等不饱和组分发生聚合创造了条件，造成聚合物的形成。

（2）碳五及以上重组分发生聚合反应 聚合反应是由单体合成分子量较高的化合物的反应，一般包括四个过程：自由基的形成、链引发、链增长和链转移。脱丁烷塔塔底再沸器是通过热虹吸形成的动力循环，轻组分受热变成气相返回塔内，作为汽提蒸汽，再沸器内剩余的重组分由于密度差返回到塔底，由于液相在再沸器内几乎接近于静止状态，再沸器换热管表面温度为脱丁烷系统中温度最高的地方，因此为不饱和碳五发生聚合反应创造了条件。

4 调整措施

（1）阻聚剂的调整 阻聚剂起抑制聚合反应的作用，将能终止每个自由基而使聚合反应停止，直到它们完全耗尽的物质而只能使自由基活性减弱，减慢聚合反应速度，为了防止或减缓丁二烯自聚物的生成与增长，采取加入阻聚剂，它可以使初级自由基或链自由基转化成稳定分子，或形成活性很低不足以使聚合反应继续进行的稳定自由基，失去引发聚合反应的能力，从而达到减缓或阻聚的目的，通常采用的阻聚剂有：对叔丁基邻苯二酚（TBC）、亚硝酸钠、N、N-二乙基羟胺（DEHA）、复合型阻聚剂。

在脱丁烷塔系统中，为了减少碳四损失，加大再沸器加热低压蒸汽的量，导致塔负荷向塔顶偏移，塔顶注入的阻聚剂量偏少，导致丁二烯的聚合物在塔内积累，因此可以通过加大阻聚剂的注入量，减少自由基的量，从而阻止聚合反应的发生，使塔内聚合物的量有所减少。

（2）流程改进 为了增加塔釜再沸器内液体的湍动程度，减少换热管壁面上不饱和烃的停留时间，使再沸器的传热系数提高，通过减温减压水降低再沸器加热介质的温度，就会阻止碳五等不饱和重组分在再沸器管壁上发生聚合反应，减小再沸器内聚合物生成的量，可以再脱丁烷塔底外送泵后加一条返回再沸器入口的管线，由于泵后压力较高，物料流入再沸器后会增加在再沸器内液体的湍动程度，使得再沸器传热能力加大，在塔底不含碳四的情况下，尽量降低脱丁烷塔底温度，从而达到降低聚合物形成的目的。

5 结语

通过对脱丁烷塔底外送泵入口过滤网堵塞的原因进行分析，查清形成聚合物的原因采取相应的调整措施，脱丁烷塔内形成聚合物的量大幅减少，塔底外送泵没有出现堵塞现象，保证了脱丁烷系统的稳定操作。

［1］陈文礼，赵曼宇.丁二烯产品中二聚物超标和预防措施［J］.沈阳化工，2000，29（3）：152-156.

［2］沈映宇，林成换，李春宰，等.1，3-丁二烯的阻聚剂以及通过引入该阻聚剂抑制1，3-丁二烯聚合反应的方法［S］.中国，101107274［P］.2008-01-16.

［3］张艳霞.热旁路分程控制在精馏塔压力控制中的应用［J］.石油与天然气化工，2004，（05）.

［4］宫钦月，房炳昌.脱丁烷塔碳四产品质量波动原因及处理［J］.乙烯工业，2011，（01）.