丁二烯抽提装置精馏系统的钝化

一、装置介绍
大庆石化公司丁二烯抽提二套装置采用日本瑞翁公司的GPB技术,以二甲基甲酰胺(DMF)作为萃取剂,通过两段萃取的工艺方法从裂解碳四馏份中萃取出高纯度的1,3丁二烯。装置包括五部分:即第一萃取精馏系统,第二萃取精馏系统,二甲胺脱除系统,精馏系统和溶剂精制系统。
二、聚合物的生成机理
丁二烯抽提装置精馏系统中的聚合物主要为爆米花状聚合物。一般认为,过氧化物和活性氧是爆米花状聚合物生成的必要条件。1,3丁二烯在氧等作用下,活化为有机过氧化物,过氧化物极不稳定,在加热的情况下可断裂成活性的自由基,该自由基与丁二烯分子作用,通过1,4位或1,2位聚合,形成爆米花状聚合物。
三、影响聚合物生成的因素
通过对爆米花状聚合物的产生机理进行分析得到:影响其生成的主要因素是系统内的氧、水和铁离子。
1.氧的影响
氧是形成过氧化物的必要条件,在丁二烯装置中除丁二烯二聚物外,丁二烯其它聚合物的产生都需要有氧的存在。根据日本瑞翁公司的实验,在50℃时,当氧分压大于4.933KPa时,主要生成过氧化物,当氧分压小于4.933KPa 时,氧化速度降低,其生成物主要为端聚物,下表为瑞翁公司对气相氧含量对丁二烯过氧化反应影响的实验数据: 当气相氧含量降到0.11%以下时,无过氧化物生成,因此,控制丁二烯气相氧含量可达到防止过氧化物产生的目的。丁二烯装置精馏系统的丁二烯聚合,其根本原因是系统中的氧未能得到很好的控制而造成的。另据瑞翁公司的实验,当气相氧含量增加时,由于过氧化物生成量相应增加,聚合反应速率剧增,最后导致丁二烯暴聚。
2.水和铁离子的影响
从丁二烯过氧化物的分解反应式可以看出,水和铁锈参与了过氧化物的分解反应,促进了过氧自由基的形成,故水和铁锈可看作过氧化物分解的催化剂。对于丁二烯生产和储运设备,主要杂质为铁锈(由设备腐蚀而产生,主成
分为Fe2O3)。铁锈的存在,会以铁锈中的
铁离子为活性中心,削弱丁二烯双键键
能,诱发丁二烯聚合。
因此,避免丁二烯系统中氧、水和
铁锈的存在是避免丁二烯聚合物形成的
根本方法。
四、钝化的目的
为了避免丁二烯在氧的作用下,活
化为有机过氧化物,从而引发丁二烯聚
合,必须对丁二烯抽提装置系统内的氧
含量进行严格控制。除了日常设备检修
清理后要进行严格彻底的氮气置换,装
置在检修开工前进行亚硝酸钠水溶液钝腾飞担保公司
化是一个重要手段。通过亚硝酸钠水溶
液对精馏系统进行清洗、钝化,清除系
统置换后所残留的微量氧,以消除系统
中的丁二烯过氧化物及其分解产生的活
性自由基;清除装置检修后系统残留的
杂质及所产生的部分铁锈;同时在设备
内表面形成一种非水溶性保护膜。
五、钝化的原理
关于公立医院改革试点的指导意见除氧:亚硝酸钠水溶液与系统内的
微量氧反应生成硝酸钠。
NaNO2 + O2 → NaNO3
除铁锈:2价铁与亚硝酸钠反应生成
3价铁。
NO2- + Fe2++ H+→ Fe3++ NO+ H2O
钝化:铁与亚硝酸钠反应生成
Na2FeO2(次铁酸钠)和NaFeO2(亚铁酸
钠),水解后生成致密的Fe3O4保护模。
Fe+NaNO2+ H+ → Fe3++ N2+ H2O +
Na+
Fe+NaNO2+NaOH→ Na2FeO2+ NH3+
H2O
Na2FeO2 + NaNO2 + H2O → NaFeO2+
NH3+ NaOH
Na2FeO2+ NaFeO2+H2O → Fe3O4+
NaOH
六、钝化方法
1.建立钝化流程。
2.利用除氧水将亚硝酸钠配制成
3%~5%的水溶液。
3.控制塔釜温度在70~80℃。
4.保持钝化时间在12h~48h。
5.钝化过程中,要将仪表引压管、
液位计等全部投用,保证各死角部位全
部得到钝化。
6.钝化过程中各塔不能出现负压,
压力较低时,可由塔底通入氮气充压。
7.废液排入废液罐,禁止现场排放
七、结束语
索尼dsct9002015年丁二烯抽提二套装置在检
修后对精馏系统进行了亚硝酸钠水溶液
南山铝业可转债钝化,钝化效果良好。至2018年装置检
修,精馏系统的水冷器、再沸器未发生
因聚合物堵塞造成设备切换或装置停
工。2018年装置检修期间对精馏系统的
管线、设备打开后发现,精馏系统内的
各部位基本不存在爆米花状聚合物。注意力测试
通过对丁二烯装置精馏系统钝化后
的效果跟踪分析,精馏系统用亚硝酸钠
水溶液进行钝化处理后能有效的降低系
统内爆米花状聚合物的生成,有利于装
置的长周期运行。
参考文献:
[1]日本瑞翁公司.丁二烯装置技术资料,1976.
[2]刘其真.合成橡胶工业,1988,第11期.
[3]石田君.燕山油化,1988,第3期.
[4]张学发.丁二烯装置的钝化,清洗世界,2004年11
月.
[5]左鸿志.乙烯工业,2001,13(3).
作者简介:唐雨,男,工程师,2003年毕业于大
豪杰解霸3000庆石油学院,2003年获得大庆石油学院建筑环境
与设备工程专业学士学位,现从事生产技术管理
工作。
丁二烯抽提装置精馏系统的钝化
唐 雨  大庆石化公司化工一厂
【摘 要】本文通过分析丁二烯抽提装置爆米花状聚合物的生成机理,来介绍精馏系统利用亚硝酸钠水溶液进行钝化的原理、方法和效果评价。【关键词】丁二烯;亚硝酸钠;精馏系统;钝化
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