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丁二烯儲罐儲存安全措施分析

文檔作者：吳非舒立瑩文檔來源：北方華錦化學(xué)工業(yè)集團(tuán)乙烯分公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2020年12月09日
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化 工 設(shè) 計 通 訊 新材料與新技術(shù)
chemical engineering design communications New material and New Technology
·65·
第43卷第10期
2017年10月
1 乙烯公司儲運(yùn)現(xiàn)狀
丁二烯是八大化工基礎(chǔ)有機(jī)原料之一及合成橡膠單體，
是性質(zhì)極為活潑的共軛烯烴，容易出現(xiàn)聚合現(xiàn)象，在儲運(yùn)過
程中存在安全隱患。丁二烯產(chǎn)品在壓力儲運(yùn)狀態(tài)下以液態(tài)形
式存在，由于丁二烯存在特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)（共軛），具有強(qiáng)聚
合性。丁二烯發(fā)生聚合后，體積迅速膨脹并伴隨發(fā)熱現(xiàn)象出現(xiàn)，
可能導(dǎo)致設(shè)備管路堵塞，嚴(yán)重情況下發(fā)生爆炸。其聚合物主
要有丁二烯二聚物、橡膠狀聚合物、丁二烯過氧化物及丁二
烯端基聚合物等。
2 丁二烯自聚合分析
2.1 丁二烯自聚物的生成機(jī)理
2.1.1 丁二烯二聚物
丁二烯在受熱情況下發(fā)生二聚反應(yīng)，其反應(yīng)速率與溫度
成正比，且該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，隨著二聚反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)
速度會逐步加劇。
2.1.2 橡膠狀自聚物
丁二烯中的自由基由于性質(zhì)原因出現(xiàn)自由基聚合現(xiàn)象，
進(jìn)而形成橡膠狀自聚物，固態(tài)且體積膨脹，堵塞管路。
2.1.3 丁二烯過氧化自聚物
過氧化自聚物的形成主要分為兩個階段。①丁二烯與儲
罐內(nèi)的氧發(fā)生氧化反應(yīng)，生成過氧化物；②丁二烯過氧化物
發(fā)生自催化反應(yīng)，迅速自聚，生成丁二烯過氧化自聚物。
2.1.4 丁二烯端聚物
丁二烯氧化物斷鏈后出現(xiàn)活性自由基，或者丁二烯氧化
物在鐵銹、水等物質(zhì)的催化下發(fā)生分解反應(yīng)出現(xiàn)活性自由基。
當(dāng)丁二烯遇到活性自由基時，發(fā)生聚合反應(yīng)，生成丁二烯端
基聚合物。
2.2 丁二烯聚合的影響因素
丁二烯聚合的影響因素主要有氧氣、水、鐵銹等，氧氣、水、
鐵銹的存在會直接誘發(fā)丁二烯自聚物的生成。同時聚合也與
丁二烯濃度、儲運(yùn)過程中的溫度有關(guān)，丁二烯濃度越高聚合
反應(yīng)的可能性越大安全隱患越高；儲運(yùn)過程中儲存溫度越高，
聚合反應(yīng)越劇烈，反應(yīng)亦隨著聚合放熱不斷加劇。
3 預(yù)防丁二烯聚合物生成及日常操作維護(hù)的安全措施
3.1 冷循環(huán)操作
丁二烯儲存過程中，使用丁二烯泵進(jìn)行冷媒循環(huán)，進(jìn)而
降低罐內(nèi)溫度。物料濃度越高，對其溫度控制越要重視，在
溫度接近設(shè)定范圍邊界時，便開始冷循環(huán)，保證儲存溫度一
直在可控范圍內(nèi)。丁二烯冷媒循環(huán)采用以下操作流程：
丁二烯儲罐系統(tǒng)冷媒循環(huán)主要利用丁二烯裝車泵1300-
P041A/b、淺冷冰機(jī)c032 進(jìn)行操作，P041A/b 泵為了滿足冷
媒循環(huán)條件，除裝車付料所需的最小流量回流線外，還設(shè)有
冷媒循環(huán)回流管線。當(dāng)接到調(diào)度下達(dá)的丁二烯冷循環(huán)指令后，
操作人員先按操作規(guī)程啟動淺冷冰機(jī)c032，而后啟動冷媒循
環(huán)泵1300-P110A/b 進(jìn)行冷媒介質(zhì)循環(huán)，接著將1300-e002A/b
冷媒手閥開啟，并根據(jù)需要冷循環(huán)儲罐A/b 使用1300-e002A/
b，最后對應(yīng)儲罐A/b 啟動只開啟冷媒循環(huán)回流閥門的1300-
P041A/b。淺冷冰機(jī)主要是通過單級螺桿對制冷劑丙烯進(jìn)行壓
縮液化，液化丙烯進(jìn)入1300-e008 與冷媒乙二醇進(jìn)行換熱，儲
存于1300-V026 冷媒儲罐內(nèi)，低溫乙二醇再通過1300-P110A/
b 輸送至1300-e002A/b 與丁二烯進(jìn)行換熱，換熱后回到e008
進(jìn)行降溫?fù)Q熱處理，完成冷媒循環(huán)過程。淺冷冰機(jī)設(shè)定溫度
為-10℃，能夠合理迅速控制丁二烯溫度保持在安全設(shè)定溫度
范圍內(nèi)。
3.2 氧含量檢測
定期檢測罐內(nèi)氧含量，如氧含量高于0.2%，應(yīng)及時除氧
操作，使用氮氣進(jìn)行氣相置換，防止氧化物形成。
3.3 儲存時間過長處理措施
丁二烯儲存周期不宜過長，如需要儲存時間延長，適時
通知上游裝置投入阻聚劑以防發(fā)生丁二烯聚合現(xiàn)象出現(xiàn)，并
且期間要定期進(jìn)行循環(huán)操作，避免物料長期靜止。阻聚劑主
要有NaNo3、高效阻聚劑對叔丁基鄰苯二酚、二乙基羥胺。
丁二烯如長期不使用付料裝車管線，為防止管線保溫性
能不佳、物料靜止，導(dǎo)致丁二烯物料出現(xiàn)聚合現(xiàn)象，需通過
位于現(xiàn)場的管線導(dǎo)淋連接氮氣進(jìn)行反向掃線，使用泵最小流
量回流管線使管內(nèi)吹掃回的物料進(jìn)入罐內(nèi)。
3.4 清罐操作安全事項
清罐作業(yè)前要在排空物料后使用氮氣置換，而后使用空氣
置換，當(dāng)檢測氧含量達(dá)到18% 后，可攜帶防毒面具、木質(zhì)工具，
進(jìn)入罐內(nèi)進(jìn)行罐內(nèi)清污。清污過程注意仔細(xì)，留意“死角”。在
完成后對罐內(nèi)壁進(jìn)行鈍化處理。每次清罐維修后，“死角”處涂
抹高效阻聚劑Tbc，以防自聚現(xiàn)象出現(xiàn)，造成安全隱患。由于
Tbc 的性質(zhì)，注意Tbc 在使用時，要穿戴好防護(hù)用品，勿直接
接觸及現(xiàn)場出現(xiàn)鐵質(zhì)工具，出現(xiàn)危險及時按應(yīng)急預(yù)案處理。
4 結(jié)語
丁二烯聚合物主要呈固態(tài)，體積較液態(tài)丁二烯大，會阻
塞管道，造成管內(nèi)壓力過高，有爆炸等安全生產(chǎn)隱患。同時
丁二烯聚合物的存在也會對下游丁苯橡膠裝置有一定影響，
摘 要：介紹了丁二烯及其聚合物的特性，根據(jù)北方華錦乙烯分公司現(xiàn)狀，簡述了丁二烯聚合物，如二聚物、橡膠狀自聚物、
過氧化物、端聚物的生成機(jī)理，分析了儲運(yùn)過程中存在的氧氣、水等影響丁二烯安全儲存的危險因素，論述了在保證安全生產(chǎn)
的前提下，預(yù)防、處理丁二烯聚合物的措施方法，同時也對儲運(yùn)丁二烯物料中常用的冷媒循環(huán)做了較為詳細(xì)的介紹。
關(guān)鍵詞：丁二烯；儲存；措施
中圖分類號：TQ086.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：b 文章編號：1003–6490（2017）10–0065–02
Analysis of Storage Safety Measures of Butadiene Storage Tank
Wu Fei，Shu Li-ying
Abstract ：butadiene and its characteristics of the polymer are introduced，according to the situation of Northern huajin chemical
industries group ethylene corporation，this paper expounds the types of butadiene polymer ：dimer，rubber autopolymer generating
mechanism of the polymer，peroxide，end，and analysis was made on the problems of storage and transportation process of oxygen，
water and other risk factors affecting the safe storage of the butadiene，on the premise of guarantee the safety in production are
discussed，the method of prevention and treatment measures of butadiene polymer.meanwhile，for storage and transportation butadiene
materials commonly used in refrigerant cycle made a detailed introduction.
Key words ：butadiene ；storage ；measure
丁二烯儲罐儲存安全措施分析
吳 非，舒立瑩
（北方華錦化學(xué)工業(yè)集團(tuán)乙烯分公司，遼寧盤錦 124000）
收稿日期：2017–07–13
作者簡介： 吳非（1992—），男，遼寧錦州人，助理工程師，主要從
事油氣儲運(yùn)工藝流程操作工作。
萬方數(shù)據(jù)
新材料與新技術(shù)化 工 設(shè) 計 通 訊
New material and New Technology chemical engineering design communications
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第43卷第10期
2017年10月
丁二烯聚合物的含量愈高，丁苯橡膠產(chǎn)品合格率也會相應(yīng)下
降。因此，預(yù)防丁二烯聚合物生成，既能夠保障裝置安全生產(chǎn)，
也能夠提高成品率，降低不必要損耗從而節(jié)約資源。
參考文獻(xiàn)
[1] 張鐵. 丁二烯球罐中聚合物形成的影響因素[J]. 安全技術(shù)，2014，
14（11）：13-19.
膽堿類離子液體本質(zhì)為離子液體，可通過人工方法合成，
功能多樣，應(yīng)用價值顯著。本文主要將膽堿類離子液體作為
研究對象，綜合大量學(xué)者的研究成果，對膽堿類離子的合成
以及應(yīng)用問題進(jìn)行了深入探討及綜合闡述，并對該類物質(zhì)未
來的發(fā)展應(yīng)用方向進(jìn)行展望。
1 膽堿類離子液體的合成
1.1 離子液體
離子液體，簡單的講，即由離子所構(gòu)成的液體。如該物
質(zhì)在室溫環(huán)境下呈液體狀態(tài)，則可稱為室溫離子液體。離子
液體由陰離子與陽離子兩部分構(gòu)成，根據(jù)兩種離子組合方式
的不同，可將離子液體分為不同類型。當(dāng)陰離子為變量時，
離子液體可劃分為氯鋁酸鹽離子液體、固定組成的離子液體
兩種。兩者的區(qū)別在于，前者具有不穩(wěn)定的特點，而后者則
可于空氣或水分中穩(wěn)定存在。離子液體的合成過程相對復(fù)雜，
大致可分為兩大階段，首先生成目標(biāo)陽離子，進(jìn)而進(jìn)行陰離
子交換，最終使離子液體得以形成。
1.2 膽堿類離子液體的合成
1.2.1 膽堿類離子液體的合成思路
膽堿類離子液體屬于人工合成的離子液體中的一種，具
有較強(qiáng)的生物可降解性，與其他離子液體相比，在環(huán)保領(lǐng)域
以及催化應(yīng)用領(lǐng)域，具有更大的優(yōu)勢?？衫肗，N- 二甲基
乙醇胺，合成鹵代膽堿類離子液體，通過液體交換，最終獲
得膽堿類離子液體。
1.2.2 膽堿類離子液體的合成
有學(xué)者通過實驗的方法，合成了膽堿離子液體。合成步驟
如下：①試劑準(zhǔn)備：準(zhǔn)備陰離子交換樹脂、溴代正丁烷、草酸、
檸檬酸、谷氨酸、磷酸以及乳酸等試劑。實驗用水以二次蒸
餾水為主。②實驗儀器：恒溫磁力攪拌器、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、核
磁共振儀等。③合成過程：應(yīng)用N，N- 二甲基乙醇胺，合成
鹵代膽堿類離子液體（合成路線如圖1），合成公式：R=c4h9，
c6h13，c8h17，c10h21，c12h25，X=c1，br。應(yīng)首先稱取一定
量的N，N- 二甲基乙醇胺，將其加入燒瓶中，取乙醇適量添
加其中。恒溫油浴加熱，回流后攪拌3h，待固體產(chǎn)物析出后，
繼續(xù)攪拌10h，使之充分反映。其次，將所得到的物質(zhì)，置于
真空環(huán)境下，于60℃的溫度下干燥，得到產(chǎn)物icn-cholinc-X1
（n=4、6、8、10、12）
N N
R
X
oh oh
+ RX
圖1 鹵代膽堿類離子液體的合成
2 膽堿類離子液體在化工領(lǐng)域的應(yīng)用
李云云等[1] 學(xué)者指出，膽堿類離子液體- 羥基，具有協(xié)
助催化化學(xué)固定co2合成環(huán)碳酸酯的作用。co2屬于溫室氣體，
目前，化學(xué)固定二氧化碳的問題，已經(jīng)得到了社會的廣泛關(guān)注。
膽堿類離子液體具有結(jié)構(gòu)簡單、環(huán)保性強(qiáng)的特點，可將其進(jìn)
一步開發(fā)，使之成為催化將固定co2 的主要物質(zhì)，以提高催
化反應(yīng)效率，確?；瘜W(xué)固定co2 的過程能夠有效完成。該學(xué)
者通過環(huán)氧化合物與co2偶聯(lián)反應(yīng)的途徑，得到了相應(yīng)反應(yīng)物。
將0.5mmol la 的10mL 水溶液中，加入0.5mmolAhbf4 后，于
室溫下攪拌12h，過濾干燥后，即可得到1d 的離子液體。在
實驗中，該學(xué)者觀察了溫度、壓力、反應(yīng)時間、不同結(jié)構(gòu)催化劑、
不同環(huán)氧化合物與co2的偶聯(lián)反應(yīng)對催化效果的影響。
得出結(jié)論如下：①將偶聯(lián)反應(yīng)溫度控制在140℃時，以膽
堿類離子液體作為催化劑，所催化的Pc 以及co2 偶聯(lián)反應(yīng)可
達(dá)到最好，其中Pc 收率最高可達(dá)96%。②將偶聯(lián)反應(yīng)壓力控
制在1.2mPa 時，Pc 產(chǎn)率可達(dá)96%，催化效果可達(dá)最好。③隨
著催化時間的延長，Pc 產(chǎn)率逐漸增高。當(dāng)催化時間為1h 時，
Pc 產(chǎn)率為66%。當(dāng)催化時間達(dá)5h 時，Pc 產(chǎn)率增加至96%。
但當(dāng)催化時間繼續(xù)延長時，Pc 產(chǎn)率則呈下降趨勢。因此，可
將催化時間控制為5h。④將膽堿離子液體作為催化劑，可得
到羥基，具有促進(jìn)催化的作用，協(xié)助效果顯著，Pc 產(chǎn)率可達(dá)
96%。⑤不同環(huán)氧化合物與co2 的偶聯(lián)反應(yīng)：為拓展催化劑應(yīng)
用范圍，觀察了膽堿類離子液體的催化性能，發(fā)現(xiàn)，該離子
液體催化活性最高可達(dá)98%。結(jié)論指出：膽堿類離子液體具有
結(jié)構(gòu)簡單、環(huán)保性強(qiáng)的特點?？蓪⑵鋺?yīng)用到co2 的化學(xué)固定
過程中，使其中的羥基發(fā)揮催化劑的作用，提高co2 固定的
催化效率。
參考文獻(xiàn)
[1] 李云云，柏東升. 膽堿類離子液體- 羥基協(xié)助催化化學(xué)固定co2 合
成環(huán)碳酸酯[J]. 科技展望，2014，（16）：25-26.
[2] 張盈盈，吉曉燕. 膽堿類低共融溶劑在co2 捕集與分離中的應(yīng)用[J].
化工學(xué)報，2014，（5）：1721-1728.
[3] 王明月. 功能化離子液體的合成及其在某些催化反應(yīng)中的應(yīng)用[d].
新鄉(xiāng)：河南師范大學(xué)，2016.
摘 要：離子液體屬于反應(yīng)介質(zhì)的一種，目前在能量存儲、萃取分離等領(lǐng)域，均有所應(yīng)用。膽堿類離子液體本質(zhì)為離子液體，
可通過人工方法合成，功能多樣，應(yīng)用價值顯著。
關(guān)鍵詞：膽堿類離子液體；合成；化工領(lǐng)域
中圖分類號：o621.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1003–6490（2017）10–0066–01
Synthesis of Choline Ionic Liquids and Its Application in Chemical Industry
Zhang Bo，Yin Li-ping，Liu Sen
Abstract ：ionic liquids belong to the reaction medium，and are currently used in energy storage，extraction and separation.
choline ionic liquid is essentially ionic liquid，which can be synthesized by artificial method，and its function is obvious.
Key words ：choline ionic liquid ；synthesis ；chemical field
膽堿類離子液體的合成及在化工領(lǐng)域的應(yīng)用
張 博1，殷麗萍2，劉 森3
（1.沈陽師范大學(xué)，遼寧沈陽 110034；2.東北師范大學(xué)，吉林長春 130024；
3.沈陽師范大學(xué)遼寧古生物博物館，遼寧沈陽 110034）
收稿日期：2017–07–03
作者簡介： 張博（1993—），男，遼寧燈塔人，沈陽師范大學(xué)化學(xué)化
工學(xué)院分析化學(xué)專業(yè)碩士研究生，主要研究方向離子液體
溶解分離生物質(zhì)。
萬方數(shù)據(jù)

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