高先明 ， 洪　波

(河南神馬尼龍化工有限責(zé)任公司 , 河南 平頂山　467013)

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己二胺生產(chǎn)工藝中熱水系統(tǒng)的優(yōu)化改造

高先明 ， 洪波*

(河南神馬尼龍化工有限責(zé)任公司 , 河南 平頂山467013)

摘要：對(duì)熱水系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)中存在的問(wèn)題，進(jìn)行優(yōu)化改造，在補(bǔ)水管道上設(shè)置壓力表，增加自動(dòng)調(diào)節(jié)閥，有效地降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和脫鹽水的消耗，確保熱水系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：熱水系統(tǒng) ； 優(yōu)化改造 ； 穩(wěn)定運(yùn)行

0前言

己二胺是合成材料中非常重要的中間體，主要用于生產(chǎn)尼龍66及尼龍610，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和化工新材料的不斷開(kāi)發(fā)，其應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣。目前，己二胺在透明尼龍樹(shù)脂、聚亞胺羧酸泡沫塑料、涂料、黏合劑、橡膠助劑和漂白劑等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用，尤其是在生產(chǎn)高性能聚氨酯領(lǐng)域，其用量大幅增加，這將給己二胺帶來(lái)突破性的發(fā)展[1]。河南神馬尼龍化工有限責(zé)任公司的己二胺生產(chǎn)工藝采用低壓法，裝置自建成投產(chǎn)以來(lái)，一直在不斷地創(chuàng)新、挖潛，再創(chuàng)新，走出了一條綠色環(huán)保和節(jié)能降耗的發(fā)展之路。新建裝置部分設(shè)備在設(shè)計(jì)上進(jìn)行了放大，在裝置投產(chǎn)后發(fā)現(xiàn)熱水系統(tǒng)存在問(wèn)題。本文根據(jù)實(shí)際工藝數(shù)據(jù)，對(duì)己二胺的熱水系統(tǒng)進(jìn)行分析整理，并做出優(yōu)化改造，達(dá)到減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)約能源的目的。

1己二胺熱水系統(tǒng)

1.1設(shè)置目的

己二胺的物理性質(zhì)決定它在常壓下，如果溫度降至40.5 ℃及以下時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)物料凝固現(xiàn)象，這將對(duì)流體輸送帶來(lái)麻煩。因此，對(duì)含有己二胺的塔頂冷凝器需要通入45 ℃的熱水(WH45)，對(duì)己二胺氣相進(jìn)行冷卻變?yōu)橐合?，然后回流或采出；此外，己二胺輸送管道設(shè)計(jì)為夾套管線，夾套外管流通60 ℃的熱水(WH60)，以防止己二胺物料結(jié)晶影響輸送。

1.2熱水系統(tǒng)的工藝流程

己二腈在過(guò)量H2的條件下以乙醇作為稀釋劑，氫氧化鈉作為助催化劑，鐳尼鎳作為催化劑，在壓力約2.2 MPa，溫度73～79 ℃條件下，進(jìn)行加氫反應(yīng)生成己二胺，在負(fù)壓精餾下制出精己二胺產(chǎn)品[2]。常溫常壓下，純己二胺的結(jié)晶點(diǎn)為40.5 ℃，因此在己二胺生產(chǎn)過(guò)程中需使用伴熱系統(tǒng)，以防止

解決方案：①調(diào)整鍋爐負(fù)荷，保持恰當(dāng)?shù)腟CR反應(yīng)器溫度(設(shè)計(jì)最佳反應(yīng)溫度為385 ℃)，使NH3與NOx反應(yīng)效率保持較高水平，使有效反應(yīng)的氨量增加，減少氨逃逸；②運(yùn)行操作人員根據(jù)SCR反應(yīng)器入口的NOx濃度變化，在煙囪NOx排放指標(biāo)不超過(guò)環(huán)保要求的前提下，及時(shí)調(diào)整噴氨量，嚴(yán)格控制氨逃逸量，減少灰中氨含量。

6結(jié)論

1#鍋爐采用的選擇性催化還原脫硝技術(shù)具有成熟穩(wěn)定、安全可靠、運(yùn)行成本低、脫硝效果好等優(yōu)點(diǎn)，改造后鍋爐NOx排放濃度能夠達(dá)到國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，改善了周?chē)用竦纳瞽h(huán)境，取得了良好的社會(huì)效益，具有廣闊的應(yīng)用價(jià)值。

物料結(jié)晶堵塞管線影響生產(chǎn)。

循環(huán)水泵將WH45熱水分別送至己二胺生產(chǎn)中相關(guān)的冷凝器，經(jīng)過(guò)冷凝器后WH45被溫度較高的己二胺氣相物料加熱，再送往加熱器進(jìn)行溫度補(bǔ)償，制成WH60，供給至WH60系統(tǒng)用戶(hù)使用。從WH60系統(tǒng)用戶(hù)回來(lái)的水進(jìn)入冷卻器，制成WH45，被循環(huán)水泵送至WH45的各個(gè)用戶(hù)，構(gòu)成一個(gè)循環(huán)的熱水系統(tǒng)。熱水系統(tǒng)水量的損耗通過(guò)循環(huán)水泵入口的脫鹽水管線加以補(bǔ)充。熱水系統(tǒng)在生產(chǎn)裝置的最高點(diǎn)設(shè)有高點(diǎn)溢流，可使熱水系統(tǒng)的壓力隨工況的變化而保持穩(wěn)定。

工藝流程圖如圖1所示。

圖1　己二胺熱水系統(tǒng)流程圖

2熱水系統(tǒng)存在的問(wèn)題

2.1脫鹽水的補(bǔ)水手閥開(kāi)關(guān)頻率高

己二胺的熱水系統(tǒng)由于在運(yùn)行過(guò)程中使用消耗、熱水溢流等原因?qū)е聼崴到y(tǒng)壓力出現(xiàn)波動(dòng)。當(dāng)系統(tǒng)壓力低時(shí)，將會(huì)造成裝置高點(diǎn)的用戶(hù)由于熱水不足而出現(xiàn)生產(chǎn)異常。同時(shí)，由于管材大部分為碳鋼材質(zhì)，壓力低時(shí)空氣由高點(diǎn)放空口進(jìn)入，會(huì)加速管道的氧化銹蝕。當(dāng)系統(tǒng)壓力高時(shí)，脫鹽水自高點(diǎn)溢流到地溝然后進(jìn)入雨水系統(tǒng)流走，造成較大的浪費(fèi)。這就需要不斷地調(diào)整脫鹽水補(bǔ)水閥閥門(mén)開(kāi)度。表1為連續(xù)5天內(nèi)補(bǔ)水手閥開(kāi)關(guān)的次數(shù)。

表1　脫鹽水補(bǔ)水閥開(kāi)關(guān)次數(shù)

平均每天脫鹽水補(bǔ)水閥打開(kāi)的次數(shù)約12次。

2.2脫鹽水使用量大

由于外來(lái)脫鹽水系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定以及己二胺熱水系統(tǒng)用水量的波動(dòng)，補(bǔ)水手閥需要間斷地開(kāi)關(guān)。每個(gè)人打開(kāi)補(bǔ)水手閥的開(kāi)度不一樣，關(guān)閉的時(shí)間也不盡相同，經(jīng)常導(dǎo)致大量的脫鹽水從WH60高點(diǎn)溢流至地溝，造成脫鹽水的浪費(fèi)，間接地增加了生產(chǎn)成本。統(tǒng)計(jì)連續(xù)5天內(nèi)脫鹽水的消耗量如表2所示。

表2　脫鹽水使用量

平均脫鹽水的使用量約為4.9 t/h。

3解決措施

3.1脫鹽水增設(shè)旁路，安裝自動(dòng)調(diào)節(jié)閥

由于脫鹽水的補(bǔ)水閥每天開(kāi)關(guān)的次數(shù)平均達(dá)到12次，不但增加了現(xiàn)場(chǎng)操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且頻繁地開(kāi)關(guān)閥門(mén)，也將加速閥門(mén)的損壞。如果正常生產(chǎn)時(shí)，補(bǔ)水閥出現(xiàn)問(wèn)題，會(huì)因熱水系統(tǒng)運(yùn)行故障，而造成部分工序的停車(chē)。于是，考慮在補(bǔ)水閥增設(shè)旁路，安裝自動(dòng)調(diào)節(jié)閥。這樣可以起到一舉兩得的效果，既減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度又保證了熱水系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，而且還可以節(jié)省脫鹽水的消耗。記錄安裝自動(dòng)調(diào)節(jié)閥后連續(xù)5天內(nèi)補(bǔ)水手閥開(kāi)關(guān)的次數(shù)均為0次。所以脫鹽水增設(shè)旁路安裝自動(dòng)調(diào)節(jié)閥后，補(bǔ)水手閥基本上不用了。

3.2循環(huán)水泵入口前加裝壓力表

雖然在脫鹽水增設(shè)旁路安裝自動(dòng)調(diào)節(jié)閥，降低了補(bǔ)水閥的開(kāi)關(guān)次數(shù)，但脫鹽水的使用量還是比較高。于是就在循環(huán)水泵進(jìn)口前安裝一個(gè)壓力表，通過(guò)調(diào)整脫鹽水用量的多少來(lái)控制循環(huán)泵進(jìn)口的壓力。讓壓力和調(diào)節(jié)閥聯(lián)動(dòng)，使其自動(dòng)調(diào)節(jié)。在不同壓力下脫鹽水的消耗量如表3所示。

表3　不同壓力下脫鹽水消耗量

從表3可以看出，當(dāng)循環(huán)泵進(jìn)口壓力設(shè)置小于0.2 MPa時(shí)，脫鹽水基本不用，可能會(huì)造成熱水系統(tǒng)缺水現(xiàn)象的產(chǎn)生。當(dāng)循環(huán)泵進(jìn)口壓力設(shè)置大于0.2 MPa時(shí)，脫鹽水用量明顯增加。當(dāng)循環(huán)泵進(jìn)口壓力設(shè)置為0.2 MPa時(shí)，只消耗了少量的脫鹽水。同時(shí)，觀察熱水系統(tǒng)的高點(diǎn)溢流，發(fā)現(xiàn)只有少量的水流出。所以，循環(huán)泵進(jìn)口壓力設(shè)置為0.2 MPa最為合理。

3.3熱水系統(tǒng)優(yōu)化改造后的流程圖

利用己二胺裝置停車(chē)小修的機(jī)會(huì)，在熱水系統(tǒng)循環(huán)泵進(jìn)口增加壓力表和補(bǔ)水管線增加自動(dòng)調(diào)節(jié)閥后，補(bǔ)水操作由手動(dòng)變?yōu)樽詣?dòng)。在保證熱水系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，既降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，又減少了脫鹽水的用量，降低了生產(chǎn)成本。優(yōu)化改造后的工藝流程如圖2所示。

圖2　己二胺熱水系統(tǒng)優(yōu)化改造后流程圖

4效果檢查

在己二胺熱水系統(tǒng)優(yōu)化改造后，熱水系統(tǒng)運(yùn)行比較穩(wěn)定，采集連續(xù)5天內(nèi)的數(shù)據(jù)如表4所示。

表4　優(yōu)化改造后采集數(shù)據(jù)

對(duì)表1、表2和表4作對(duì)比，我們可以發(fā)現(xiàn)熱水系統(tǒng)脫鹽水補(bǔ)水手閥開(kāi)關(guān)的次數(shù)和脫鹽水的用量明顯減少，基本達(dá)到預(yù)期值，實(shí)現(xiàn)了降低勞動(dòng)強(qiáng)度和脫鹽水消耗的目的。

5能耗對(duì)比

己二胺裝置年運(yùn)行時(shí)間約8 000 h，根據(jù)脫鹽水在公司生產(chǎn)中的實(shí)際價(jià)格，計(jì)算優(yōu)化前后的能源消耗，結(jié)果如表5所示。

表5　優(yōu)化前后能耗對(duì)比

由表5可見(jiàn)，對(duì)己二胺熱水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造后每年可直接節(jié)約30萬(wàn)元。同時(shí)，還減輕了操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度，杜絕了因熱水系統(tǒng)不穩(wěn)定而引起的系統(tǒng)停車(chē)，實(shí)現(xiàn)了小投入、大收益的效果。

6結(jié)論

根據(jù)己二胺熱水系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)的情況，通過(guò)在脫鹽水補(bǔ)水管線上增加旁路，安裝自動(dòng)調(diào)節(jié)閥，設(shè)置壓力表，使手動(dòng)操作變?yōu)樽詣?dòng)調(diào)節(jié)，有效地降低了熱水系統(tǒng)能量的消耗。同時(shí)，減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了生產(chǎn)穩(wěn)定，降低了生產(chǎn)成本，經(jīng)濟(jì)效益比較明顯。

參考文獻(xiàn)：

[1]李文杰.己二胺的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].化工管理,2007(8):54-58.

[2]胡延韶.己二腈催化加氫制己二胺[J].化工生產(chǎn)與技術(shù),2005,12(1):43-44.

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ050.2，TQ226.32

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1003-3467(2016)05-0045-03

收稿日期：2016-02-27

作者簡(jiǎn)介：高先明(1971-)，男，工程師，從事化工生產(chǎn)管理工作；聯(lián)系人：洪波(1986-)，男，助理工程師，從事化工生產(chǎn)工作，電話：15938905924。