苯乙烯是一种聚合单体,用途广泛。但是在储存它的过程中,部分单体会因为各种影响因素发生气化反应,使得苯乙烯在储罐中凝结在一起。凝结的苯乙烯发生聚合反应之后,会像冰溜子一样倒挂在储罐内顶上。这对苯乙烯的质量造成了严重的影响,也给以这种材料作为生产原料的行业带来了很大的问题。阻聚技术在苯乙烯的储存过程有很重要的作用,利用阻聚剂能够防止苯乙烯发生聚合反应。
1苯乙烯储存难点
1.1苯乙烯性质
苯乙烯是一种化学性质较为活跃的聚合单体,它能够聚合。不仅如此,它还可以跟丁二烯等物质发生一定程度的聚合反应。在室温环境中,它能进行缓慢的聚合,只有添加一定量的阻聚剂才能防止它聚合。
1.2存储难点
苯乙烯的表面,在一定温度条件下会发生闪然。它的闪点是31.1℃。当周围环境的温度持续高于苯乙烯的闪点并达到较高温度,它就会有爆炸危险。苯乙烯极其容易聚合,聚合过程中会出现聚合物。聚合物不但会对苯乙烯的色度产生影响,还会使它的透明度下降。另外,将含有太多聚合物的苯乙烯装入储罐,也会造成储罐管壁和阀门的堵塞。苯乙烯挥发出来的蒸气会占据整个储罐的罐壁,而且会形成像钟乳石形状的聚合物。[1]这会给苯乙烯的质量带来严重影响。
1.3聚合危害
发生聚合反应的苯乙烯,其质量会大打折扣,会给生产、经营造成一定困难。而且苯乙烯聚合物含量超标时,会对其品质造成实质性的威胁,色度、透明度下降,生产销售必然遭到打击。
上文已经提到,苯乙烯聚合反应是一个放热过程,过程中温度会上升。如果不加以控制,温度持续升高会加快反应速度,达到上限时,很可能造成蒸汽阻塞储罐门阀,更严重的时候会发生储罐破裂。而且,苯乙烯聚合物会使苯乙烯变得粘稠起来,体积不断增大,最终可能引发苯乙烯从储罐顶部渗出来的事故。
2影响苯乙烯存储的因素
2.1温度
苯乙烯是可以发生聚合反应的单体。其聚合反应是一个放热的过程,反应过程中热量不断积聚,热量使温度不断升高, 而较高温度反过来又促进了聚合反应。反应速率持续上升,达到极限时就会发生“爆聚”事故。储存环境的温度,对苯乙烯的质量有很大影响。所以储存苯乙烯时一定要对温度进行控制。国家有关储存苯乙烯的规定明确要求,储存苯乙烯的环境温度不能超过25℃,或者可以直接将它储存在冷藏环境中。在实际操作中,还是要依据储存时间或者添加的阻聚剂的种类来选择合适的储存条件。
2.2阻聚剂
苯乙烯的聚合反应,是自由基反应引起的。在苯乙烯中添加阻聚剂,能够让阻聚剂和自由基发生快速反应。它俩反应能够生成无活性自由基,在这个基础上还会发生歧化反应,最终使苯乙烯的聚合反应停止下来。阻聚剂能够产生很好的阻聚效果。阻聚剂有很多,常用的防止苯乙烯发生聚合反应的阻聚剂主要是对叔丁基邻苯二酚(TBC)。
2.3存储设备
如果苯乙烯的储存设备使用不当,很可能造成苯乙烯温度控制失效。具体表现为,储罐设备对苯乙烯的温度控制失效, 整个储存设备的制冷系统等不能产生有效控制结果。储存设备的工艺管线长度超出范围,整个储存系统不能有效置换,苯乙烯温度上升,品质发生变质。储罐罐顶的形状以及储罐中的各种零部件不能太突出,否则苯乙烯发生气化之后产生的形状似“钟乳石”的产物,会聚集在这些不平滑的突出物上。另外, 亚铁离子和苯乙烯会发生反应,形成苯乙烯过氧化物。这种氧化物对苯乙烯的聚合反应有一定促进作用。
3储存需要采取的重要措施
3.1优化工艺
针对上述储存设备对苯乙烯的影响,想要有理想的储存结果,首先应该将储存工艺改进。苯乙烯的储存设备,应该避免选用跟苯乙烯发生反应的材料。设备中的管线等不能过长并设置保冷。对整个储存设备应该进行定期检查。
3.2合理的储罐选型
苯乙烯储罐,选用固定顶储罐,并设置保冷。而且在储罐内要涂上阻聚层,使储罐内壁变得光滑。在阻聚层中添加一定量的阻聚剂,能够很好的控制苯乙烯的聚合反应。另外,储罐内部应该设置性能良好的搅拌装置,能够使苯乙烯在储存过程中整体保持较为平缓的温度,不会出现局部温度升高而发生聚合反应的情况。[2]储存环境的温度,一定要严格控制在25℃以下。
3.3氮封装置
在储罐顶部设置氮气密封装置,有利于长期储存苯乙烯。 与此同时,还可以考虑为对叔丁基邻苯二酚增加一些空气。因为TBC防止苯乙烯发生聚合反应的过程中,是需要一定量的溶解氧参与的。这样的双向保险有利于安全储存苯乙烯。
3.4强制换热
罐区设置换热器,对储罐进行强制换热,管壁设置多点温度计,当温度超过23℃时,连锁启动循环泵,当罐内温度低于18℃时,循环泵关闭。
4结语
苯乙烯是一种用途较多、储存不易的单体。对其储存产生影响的因素比较多,主要的影响因素是苯乙烯极易发生的聚合反应。为提高储存质量,就对这些影响因素进行有效防止。在储存过程中添加适当阻聚剂,并设置氮封装置。
摘要：苯乙烯是一种有机化合物,在石油化工中有非常重要的作用。但是它的性质较为活跃,储存起来有一定难度。文章从苯乙烯的性质、影响苯乙烯储存的因素出发,总结出储存苯乙烯需要采取的措施。
关键词：苯乙烯,聚合物,储存
参考文献
[1] 姚建军.苯乙烯安全储存方法的分析与研究[J].广州化工,2012,23:192-194.
[2] 王利强,田鹤,刘立军,秦玉洁,姜坤,王旭锋,杨桂云.苯乙烯储存方案设计及保冷计算[J].当代化工,2015,04:821-824.