徐永華,郭堂山,王 維,孫娜娜
(新疆中泰化學阜康能源股份有限公司,新疆 烏魯木齊 830009)
新疆中泰化學(集團)股份有限公司聚氯乙烯車間2套裝置80萬t/a PVC于2012年11月投入生產(chǎn),目前產(chǎn)量、質量均達到了設計要求,并實現(xiàn)了安全生產(chǎn)。自投產(chǎn)以來,該公司通過技術創(chuàng)新,加快產(chǎn)品轉型升級,進一步優(yōu)化資源配置、落實供給側改革、不斷完善全產(chǎn)業(yè)鏈經(jīng)營,進一步增強了企業(yè)的核心競爭力。
新疆中泰化學阜康能源有限公司聚氯乙烯車間2017年實現(xiàn)生產(chǎn)裝置滿負荷運行,產(chǎn)量、質量、物耗、能耗、安全環(huán)保、工藝指標控制、設備管理等各項目標均按照考核指標完成。2017年計劃產(chǎn)量805900 t,實際共生產(chǎn)樹脂870505.805 t,完成年度產(chǎn)量計劃的108%,較2016年同期增加40504.971 t,同比增長4.88%。
該公司聚氯乙烯車間2016年在以提升裝置產(chǎn)能為目的主導下推進的技術創(chuàng)新工作,主要有改變壓力降和變溫技術,2017年將繼續(xù)做為核心工作。
該公司從2012年投產(chǎn)以來,產(chǎn)生了一些問題,促使其加快技術創(chuàng)新的步伐,主要體現(xiàn)在以下2個方面。
(1)回收單體量大導致回收單體精餾裝置能力下降,造成回收單體質量差。這樣的回收單體在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán),經(jīng)過精餾再處理,增加了精餾裝置的壓力。
(2)分散劑、引發(fā)劑、終止劑的使用量持續(xù)偏高導致助劑成本及各類單耗高。引起這些問題的主要原因是聚合釜轉化率低,通過提高轉化率降低回收單體的量,這樣既可以降低精餾裝置的壓力也可以降低助劑成本。因此,新的重點工作放在提高轉化率上。
為改善公司的生產(chǎn)現(xiàn)狀,該公司主要從3方面著手展開技術創(chuàng)新工作。
2.2.1 改變壓力降以提升裝置產(chǎn)能
從2016年4月,受到回收單體精餾負荷影響,為減少回收單體產(chǎn)量,聚氯乙烯車間開始調整聚合釜出料壓力降,由前期的P0調整到P1,在5月又進行了再次調整,由P1調整到P2,回收單體量明顯下降,轉化率得到了提升,經(jīng)核算轉化率由82%提升至84.5%左右。
改變壓力降除了轉化率得到提升還對助劑成本有著很大的影響,見表1。SG-5樹脂助劑成本節(jié)約了4.8元,SG-8樹脂成本節(jié)約了7.06元。
表1 改變壓力降對助劑成本的影響
改變壓力降取得了一定的成績,但是仍然存在一些問題:(1)反應時間有所延長;(2)為了縮短反應時間,引發(fā)劑的用量有所增加。為解決這些問題繼續(xù)進行技術攻關。
2.2.2 采用變溫技術以提升裝置產(chǎn)能
為進一步提高聚合釜轉化率,借鑒華泰公司后期自加熱技術及相關文獻資料,編制方案和編寫程序,最終于9月28日在2#裝置A線進行聚合釜反應變溫技術的試驗,至9月30日,在此期間汽提流量保持在90 m3/h,根據(jù)出料槽試用前后液位計算,過汽提漿料為36釜,產(chǎn)量為1231.5 t,平均每釜產(chǎn)量34.21 t,轉化率為87.71%。
2.2.3 優(yōu)化控制程序以提升裝置產(chǎn)能
2017年,該公司繼續(xù)以提升裝置產(chǎn)能為重點,優(yōu)化程序控制,節(jié)約生產(chǎn)成本,提升裝備利用率。
現(xiàn)聚合釜出料時間在45~50 min,出料時間較長,聚合釜一個反應周期較長,通過技術攻關對出料程序進行改進優(yōu)化,將出料時間控制在30 min以內(nèi),每個反應周期節(jié)約反應時間15~20 min,提高設備利用率,全年可增加產(chǎn)量12445 t。
該公司進行的一系列的技術創(chuàng)新效果驗證主要體現(xiàn)在產(chǎn)品質量和經(jīng)濟效益2個方面。
產(chǎn)品質量方面的成效體現(xiàn)在全年共生產(chǎn)樹脂870505.805 t,其中優(yōu)級品 856884.005 t,占 98.44%,一級品6720 t,占0.77%,合格品6901.8 t,占0.79%。優(yōu)級品率較2015年96.59%提升了1.85%。
經(jīng)濟效益方面體現(xiàn)在以下方面。
(1)助劑加入量不變,單釜轉化率提升7%,每噸PVC助劑成本下降8.02元,按照每年生產(chǎn)60萬t SG-5型樹脂計算,每年節(jié)約助劑成本481萬元。
(2)在變溫技術啟用階段,將循環(huán)水閥門關閉,聚合釜循環(huán)泵也停止運行,按平均每釜循環(huán)泵停止運行25 min計算,聚合釜自循環(huán)泵電機為90 kW,按照3條線生產(chǎn)5型樹脂計算,每月可節(jié)約電耗67500 kW·h,按 0.15元/kW·h計算,每月可節(jié)約10125元,每年節(jié)約121500元。
(3)變溫技術使引發(fā)劑殘留量降低,出料時可以進一步降低終止劑加入量,降低助劑成本?,F(xiàn)每釜減少終止劑1 kg,每噸樹脂成本下降0.54元,按照每年生產(chǎn)60萬t SG-5型樹脂計算,每年節(jié)約助劑成本32.4萬元。
(4)綜合上述計算,按照每年生產(chǎn)60萬tSG-5型樹脂計算,每年可節(jié)約各類成本525.5萬元。其次,因轉化率提升,漿料濃度增加,各類設備利用率也會提高,各類單耗也會進一步降低,從而降低樹脂生產(chǎn)成本。
2016年,在單體產(chǎn)量不足影響聚合釜進料量的情況下,有效保障了聚氯乙烯樹脂產(chǎn)量,為阜康能源完成樹脂產(chǎn)量任務及效益提升奠定了堅實的基礎,并將產(chǎn)能提升到86萬t/a,為2017年完成87萬t產(chǎn)量奠定了基礎。
該公司的技術創(chuàng)新應用性強,便與操作且效益明顯,具有很高的推廣價值。通過技術創(chuàng)新提升轉化率后,聚合裝置年產(chǎn)能可達到88萬t裝置產(chǎn)能,在原設計基礎上提升了10%。