摘要：PO/SM联产技术是行业生产过程中必不可少的实现技术，目前产品聚合问题是实现科学发展、高效益生产的最大限制因素。文章立足于现状，首先介绍了聚合物的形成原因，其次对异常生产情况的发生机理进行了探讨，最后则就基于PO/SM联产聚合的过程进行分析，希望可以有效提升PO/SM联产技术的应用效果，为进一步调整环氧化反应设备生产条件，提升甲醛设备的聚合水平创造条件。
关键词：环氧丙烷；苯乙烯；聚合现象
引言
作为化工生产中重要的原材料，苯乙烯、环氧丙烷的生产一直是行业普遍关心的问题。环氧丙烷、苯乙烯联产技术最早出现于美国，该技术通过甲基苄醇脱水吸热处理的方式来进行生产，由于整个过程不需要经过高温加热，所以能够满足低能源需求的生产特征，这也使得该技术同时满足了环保效益与经济效益两个层面的要求，相比于其他类型的生产工艺更具有应用价值。为了进一步探讨环氧丙烷、苯乙烯联产技术的聚合过程，现就聚合物的形成机理简单介绍如下。
一、聚合物的形成原因
在环氧丙烷、苯乙烯联产技术应用过程中，单元聚合问题一直是产品质量参差不齐的主要矛盾。在设备运行过程中，聚合物一旦出现，会导致换热壳程、回流泵入口叶轮出现聚合反应，严重时会导致设备无法继续使用。所以，针对聚合物的形成原因进行分析，要做好技术调整来满足生产的实际需求。
1.杂质含量变化
针对聚合物的形成前后实际情况进行排查可以找到引发异常的主要原因。在生产波动分析方面，杂质含量异常增加导致超出设计值的问题十分突出。其中，副产物乙醛主要经过催化分解的方式出现，受到三元环的张力影响而逐渐出现碳氢键断裂的问题，过渡态碳正离子稳定性下降，导致反应产物的副产物比例较高，影响产品的整体质量。杂质含量变化如图1：
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图1：杂质含量变化图
2.粗环氧丙烷塔超负荷
生产过程中，粗环氧丙烷塔是生产实现组分分离的主要部分，其设计过程中存在设计负荷普遍较低的情况，这也是目前制约装置生产效率的主要因素。在设计过程中选择采出量、回流量匹配的模式，实际生产过程中采出量、回流量的和一直维持在稳定值，精馏环节的分解效果不达标会出现工艺波动问题，严重时会发生淹塔。
二、异常生产情况分析
聚合物出现后，分析经过衡沸精馏处理后可以将水、乙醇去除，而在工艺实现过程中，通过分离粗甲醛与环氧化反应可以实现组分的分离，此时可以得到较为纯净的产品。根据白色聚合物的发生严重程度，分析其主要集中于产品塔的塔顶区域，包括冷凝部分以及塔回流部分，这证明聚合物的单体组分与甲苯组分挥发度不高，应该纳入到轻组分的范畴内。在聚合反应发生后，另外部分的乙醛轻组分进入到后续的系统当中，乙醛聚合后反应强烈，操作条件为触发该反应的条件，综合上述内容，判断聚合物单体作为轻组分，且该反应主要集中于体系内完成。
三、基于PO/SM联产装置的聚合过程分析
做环氧丙烷、苯乙烯联产技术的应用，需要考虑到联产聚合过程中的反应机理，根据反应机理来进行聚合装置技术改造，具体机理分析如下。
1.甲醛产生机理
混合物在二氧化硅催化物的影响下发生化学反应，该反应过程中分子结构存在不稳定特征，出现大量的副反应，进而引发分子内部的分解等情况。分子反应根据动力学特征进行分析，在催化剂的催化影响下出现氧原子的还原变化，此时碳原子出现碳碳键的断裂，而苯环本身属于共轭效应，整体更倾向于甲醇的生成。在环氧丙烷的物质特征上我们不难发现，该物质的化学活泼性较强，所以容易发生聚类反应。
2.甲醛分子转移过程
混合物经过组分分离后，气相存在负荷较大的情况，有机酸组分分离，气相负荷则较大，整体表现为不稳定，同时引入大量的有机酸组分。从工艺设计的角度上来看，丁烷作为共沸剂，可以通过共沸精馏的处理模式来解决大部分的组分，包括甲醛、水等都可以予以去除。在去除后，其他组分的含量相应的增加，此时甲醛水合物组分会进入到体系当中，受热后气相甲醛在塔顶系统聚集，随后发生聚合反应。
3.聚合物生成与结构验证
聚合物的生产主要体现在PO溶剂体系当中，该过程主要包括两种反应，一个是分子结构单一的聚合物，没有碳碳键，另外一种则是相对复杂的共聚反应，系统当中的微量金属离子在催化作用下形成复杂的聚合物类型。
四、基于PO/SM联产装置聚合改造技术
对环氧丙烷、苯乙烯联产技术进行升级改造，主要包括采出线添加与工艺流程调整两个方面。
1.增加采出线
从客观上来看，目前生产设备的技术条件受到限制，如果不进行技术升级，可以说聚合物的生成是难以避免的。但是，通过科学控制甲醛在生产过程中的顶部浓度，同时避免出现液相浓度聚合，就可以显著降低聚合物的产生率，考虑到这个层面的特征，可以通过在回流系统当中增设采出线的方式来去除大部分的甲醛物质。除此之外，回流样品本身采用了分析控制技术，借助于调整采出量进行回流系统甲醛控制，效果显著。
2.调整工艺流程
对环氧丙烷、苯乙烯联产工艺流程进行调整，主要针对气相负荷较高的问题进行升级，避免反应过程中温度较高。另外，为了确保操作整体温度，设计负荷应该满足规定值。环氧反应器的出口部分样品分析应该添加甲醛项目分析检测部分，该过程中可以对甲醛生成量的关键指标进行分析。通过避免催化剂高温环境下长期运行出现故障，需要进一步做好装置平稳生产的运行保护工作。
总结
综上所述，在环氧丙烷、苯乙烯联产技术应用过程中，需要优先做好氧化反应器操控温度的调整工作，通过反应器出口甲醛含量的科学控制，能够有效降低进料负荷水平，同时提升环氧丙烷、苯乙烯联产技术的生产经济效益与稳定性。另外，塔顶回流系统经过改造后未出现聚合问题，产品质量达标，建议业内推广使用该技术。
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