許健 劉揚 王紅麗（陜西延長石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司延安石油化工廠，陜西延安727406）

聚丙烯裝置節(jié)能降耗淺析

許健 劉揚 王紅麗（陜西延長石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司延安石油化工廠，陜西延安727406）

本文從對聚丙烯裝置能耗組成分析入手，得出裝置能耗主要集中在蒸汽、循環(huán)水、氮氣、電能、和非計劃開停工五個方面。通過優(yōu)化操作、技術(shù)改造、精細(xì)化管理等措施，降低裝置能耗，達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。

聚丙烯；能耗；優(yōu)化

延安石油化工廠聚丙烯裝置采用國產(chǎn)化第二代雙環(huán)管法聚丙烯液相本體（SPHERIPOL）工藝技術(shù)，以氣體分餾裝置提供的精丙烯為原料，設(shè)計年運行時間8000小時，加工能力為年產(chǎn)本色聚丙烯粒料20萬噸，于2009年7月投產(chǎn)。

1 裝置能耗狀況分析

聚丙烯裝置能耗主要集中在蒸汽、循環(huán)水、電能三個方面，綜合裝置的生產(chǎn)消耗情況還有氮氣和非計劃開停工兩方面。因此，降低能耗也應(yīng)從上述幾點著手。

1.1 蒸汽

該裝置的蒸汽消耗有一閃線和二閃線裝置，汽蒸器、干燥器以及各個丙烯蒸發(fā)器、管線伴熱等裝置。因此，在該環(huán)節(jié)中，我們可以通過對設(shè)備中的某些參數(shù)進(jìn)行調(diào)整來降低蒸汽用量。

1.2 循環(huán)水

本環(huán)節(jié)的能耗大部分集中在幾個冷卻器的部位，所以我們可以通過增大換熱面積等方法來將冷卻器的循環(huán)水量降低以達(dá)到降低能耗的目的。

1.3 氮氣

通常情況下，氮氣的消耗大部分集中在丙烯干燥塔熱氮氣的再生環(huán)節(jié)，或者是相關(guān)的檢修置換吹掃環(huán)節(jié)，因此我們可以采用循環(huán)利用氮氣的方案來降低能耗。

1.4 電能

電能的損耗一般是可以通過在某些時候停運某些不必要的設(shè)備來降低損耗的。停運一些不必要的電能設(shè)備，可以降低機泵的輸出功率，降低電能損耗。

2 優(yōu)化措施和效果

2.1 蒸汽用量優(yōu)化措施

2.1.1 降低一閃線蒸汽用量

一閃線的主要工作是加熱閃蒸從環(huán)管反應(yīng)器中輸送出來的聚丙烯顆粒和液相丙烯混合漿料，加熱閃蒸后把這些漿料通過特定的渠道輸送到D301進(jìn)行氣固分離。因為丙烯D301內(nèi)經(jīng)過高壓閃蒸后，必須輸送至高壓丙烯洗滌塔T301，再由E301把氣相丙烯冷凝為液相[1]。一旦經(jīng)過D301閃蒸之后的氣相丙烯的溫度超高，其閃蒸的效果雖好，但E301環(huán)節(jié)所需的循環(huán)水耗量會大幅度增加，增加了能耗。因此需要將閃蒸線蒸汽量合理地調(diào)低，同時需要對D301的溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制，如此一來，不僅能保證丙烯的閃蒸效果，還能減少E301的冷卻水量，有效降低能耗。除此之外，我們在實際操作中，為了確切保障一閃線的暢通，還需要通過FIC244對一閃線進(jìn)行液相丙烯補充。但是如此一來，一閃線對蒸汽的消耗量會顯著增加，丙烯80℃汽化潛熱為172.95kj/kg，0.3MPa蒸汽汽化潛熱為2163.7kj/kg。經(jīng)實驗表明，F(xiàn)IC244流量每降低1000kg/h，就可以節(jié)約蒸汽量79.9kg/h，由此可見，在確保裝置運行正常的前提條件下，我們應(yīng)盡量將FIC244的量降至最低。

2.1.2 將裝置部分蒸汽伴熱調(diào)小

裝置蒸汽伴熱一般最常用且用量最大的用戶是火炬排放系統(tǒng)D601、D602和D603伴熱。我們可以在非防凍時期把D602的盤管蒸汽調(diào)小來達(dá)到降低能耗的目的，也可以在一定程度上將D601的夾套蒸汽適當(dāng)調(diào)小，以降低能耗。

2.1.3 降低干燥器D502循環(huán)氮氣溫度

從汽蒸罐D(zhuǎn)501出來的聚丙烯粉料中含有3.0%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))表面凝結(jié)水，該凝結(jié)水需要在流化床干燥器D502里面利用熱氮氣進(jìn)行干燥脫除。而熱氮氣的加熱源為E503的低壓蒸汽，熱氮氣的溫度經(jīng)TIC531控制在115℃。我們可以在確保粉料干燥效果的基礎(chǔ)之上，將TIC531的溫度逐步降至105℃，可以達(dá)到節(jié)約蒸汽的目的。

2.2 循環(huán)冷卻水的節(jié)約

裝置在高負(fù)荷生產(chǎn)時，第一環(huán)管反應(yīng)器負(fù)荷高，換熱器E208的循環(huán)水進(jìn)水TV242A開度至75%，接近E208撤熱能力極限。而通過將板式換熱器E208換熱板數(shù)目增加和增添備用換熱器的措施，使其換熱能力增強。目前，在同樣工況下TV242A開度為45%左右。

2.3 優(yōu)化氮氣用量設(shè)置

聚丙烯裝置包括原料丙烯脫水塔6個，即T001A/B/C/D和T703A/B。如果塔中3A分子篩的吸水能力無法滿足生產(chǎn)需求時，我們可以對其進(jìn)行250℃熱氮氣干燥再生操作，該環(huán)節(jié)中夾帶水分的熱氮氣會通過生產(chǎn)特定管道被排放至大氣當(dāng)中。但是該再生環(huán)節(jié)過程中的氮氣消耗很大，甚至可能高達(dá)1500m3/h，時間持續(xù)7d。所以可以考慮改造分子篩再生系統(tǒng)，或者增設(shè)冷卻器、氣水分離罐、增設(shè)風(fēng)機等，從而達(dá)到氮氣循環(huán)利用的目的。

2.4 裝置用電優(yōu)化

2.4.1 環(huán)管夾套水系統(tǒng)運行優(yōu)化

根據(jù)環(huán)管反應(yīng)器的加工量需求，特別是在裝置停工期間，可以對環(huán)管反應(yīng)器的溫度進(jìn)行調(diào)整，保持其70℃的溫度，此時可以將環(huán)管夾套水循環(huán)泵P205和P206的出口流量調(diào)整至合適的位置，以達(dá)到降低電功率的目的。

2.4.2 制氫站運行優(yōu)化

根據(jù)裝置的運行負(fù)荷合理調(diào)節(jié)制氫站的運行電流，水解制氫電流由2500A降為2000A，一月按運行720h，可節(jié)約電量為105×500×720×10-3=37800kWh。

2.4.3 根據(jù)熔融指數(shù)的定義為在230℃和2.316Kg壓力下，熱塑性樹脂熔體在10分鐘內(nèi)通過標(biāo)準(zhǔn)口模的重量，以g/10min表示[2]。可知造粒擠壓機功率與產(chǎn)品的熔融指數(shù)成反比?？赏ㄟ^加強熔融指數(shù)質(zhì)量控制手段，將產(chǎn)品的熔融指數(shù)控制在優(yōu)質(zhì)品指標(biāo)的上限范圍。這樣可降低擠壓造粒機的電量消耗。

2.5 精細(xì)化管理

車間應(yīng)對操作人員加強培訓(xùn)，提高操作人員技能，規(guī)范操作，減少非計劃停工次數(shù)。同時增強職工節(jié)能意識，加強宣傳，加強現(xiàn)場巡檢，對現(xiàn)場出現(xiàn)的“跑冒滴漏”現(xiàn)象，做到及時發(fā)現(xiàn)、及時治理。加強設(shè)備管理，對各個工藝管道和設(shè)備的入口過濾器及時清理，減少機泵輸出功率的浪費。

3 結(jié)語

延安石油化工廠20萬噸/年聚丙烯裝置通過生產(chǎn)中摸索，分析出影響裝置能耗的關(guān)鍵因素，主要針對蒸汽、循環(huán)水、氮氣、電能、和非計劃開停工五個方面進(jìn)行了優(yōu)化工藝操作，技術(shù)改造和精細(xì)化管理，實現(xiàn)了裝置節(jié)能降耗的目標(biāo)，降低了裝置運行成本。

[1]薛南錦.聚丙烯裝置操作工[M].北京:中國石化出版社, 2006:54.

[2]傅強,黃銳.高分子材料科學(xué)與工程[M].1999.15(4):69.