侯衍哲

ABS裝置改造技術(shù)方案及綜合評價

侯衍哲

（中石油吉林化工工程有限公司，吉林 吉林 132000）

ABS樹脂作為化工生產(chǎn)的重要原料，其生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)數(shù)量影響了化工生產(chǎn)。對比其他國家，我國ABS樹脂仍然處在弱勢，對ABS裝置進行改造是對企業(yè)提出的要求。通過對ABS裝置中的各單元進行改造并且對其表現(xiàn)和產(chǎn)品競爭力進行綜合評價，提出一項較為理想的ABS裝置改造技術(shù)。ABS新裝置擴能改造之后能達到每年20萬t的技術(shù)方案，新技術(shù)穩(wěn)定可靠，并且能夠提高產(chǎn)品的質(zhì)量，風(fēng)控到位，抗風(fēng)險能力優(yōu)秀，又能夠保證裝置平穩(wěn)運行并且綠色生產(chǎn)。

ABS裝置；市場需求；綜合評價

ABS樹脂是一種共聚物，由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯共聚而成，苯乙烯在其中占據(jù)50%以上的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。ABS樹脂既具有聚苯乙烯的化學(xué)和物理性能，也有聚丙烯腈的性能，表現(xiàn)為具有光澤、可通電、耐熱耐化學(xué)性。作為全球范圍內(nèi)應(yīng)用最廣泛、應(yīng)用量最大的塑料，ABS樹脂廣泛應(yīng)用于日用品領(lǐng)域，包括各種器材、家電等。而因為ABS樹脂具有較好的包容性，其也能容納各種不同的化學(xué)材料，制成不同性能的塑料，這種高級性能比和低廉的價格決定了ABS樹脂的地位和優(yōu)勢。目前中國ABS的裝置仍處在并不高級的狀態(tài)。與國外產(chǎn)品對比，大部分ABS顆粒的顏色偏黃，存在較大的質(zhì)量差距，這些差距將會影響ABS樹脂的質(zhì)量并影響售出。

從世界范圍來看，ABS樹脂貿(mào)易交易數(shù)量在亞洲穩(wěn)定增加，相反，歐洲雖然出口ABS樹脂但是總體而言ABS樹脂出口數(shù)量不敵進口數(shù)量。歐美是ABS樹脂的產(chǎn)出大國，不過多數(shù)產(chǎn)出國家也是進口國家之一。

圖1 純凈ABS樹脂

1 ABS裝置改造方案的制定

1.1 ABS裝置改造的理由

ABS裝置原本的版本成本較高，對產(chǎn)商不利且資產(chǎn)收益低，只有通過技術(shù)改造重構(gòu)裝置并發(fā)揮新裝置的優(yōu)勢才能實現(xiàn)高產(chǎn)量并盈利。

國內(nèi)ABS裝置發(fā)展落后于國外，作為ABS樹脂的輸出國，不能因為裝置產(chǎn)量低而影響ABS樹脂市場，ABS裝置擴建能夠提高生產(chǎn)效率并擴大產(chǎn)品規(guī)模，帶動經(jīng)濟發(fā)展。

1.2 ABS裝置改在方案的制訂原則

選擇可靠技術(shù)減少成本：在國家法律法規(guī)和技術(shù)規(guī)范的指導(dǎo)下，盡量選擇成熟可靠的新工藝和材料，并確保生產(chǎn)過程中“綠色、優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定、安全”的原則運行。在最大程度降低成本，以降低企業(yè)投資成本。挖掘老廠的實力，重啟重工業(yè)，擴展振興老廠的路子，提高產(chǎn)品質(zhì)量，并生產(chǎn)新產(chǎn)品，順應(yīng)市場需求，引入新的人才和技術(shù)，改善工廠生產(chǎn)結(jié)構(gòu)。

綠色生產(chǎn)原則：在ABS裝置運行中，應(yīng)該保障生產(chǎn)過程中的低能耗，降低成產(chǎn)成本，提高企業(yè)效益。并且在這過程中要多環(huán)節(jié)貫徹生產(chǎn)原則，包括材料輸送、打包、環(huán)保和消防設(shè)計。維護周邊環(huán)境，按時對周邊環(huán)境進行檢測，順應(yīng)行政文件的要求。

2 ABS樹脂裝置改造方案

生產(chǎn)能力：改造后裝置的設(shè)計生產(chǎn)能力為：ABS粉料單元為3.5萬t·a-1，SAN單元為7.8萬t·a-1，摻混單元12萬t·a-1。

PB聚合采用小粒徑PB聚合和化學(xué)附聚技術(shù)生產(chǎn)PB膠乳，該技術(shù)的實驗條件是：溫度控制在60～80 ℃，氣壓控制在0.5～0.9 kPa。在這條件下丁二烯將會發(fā)生聚合反應(yīng)，聚合反應(yīng)的實驗時間持續(xù)15 h，轉(zhuǎn)化率高達99%，得到的產(chǎn)物是70～110 mm的膠乳。后將所得膠乳與附聚劑和化學(xué)藥劑一起在常溫下進行攪拌，攪拌時間持續(xù)3～5 h就可達到大粒徑的膠乳。

接枝聚合技術(shù)采用氧化還原技術(shù)，該技術(shù)目前受到廣泛的使用，其聚合周期可短至8 h，大大縮短了原本的聚合周期，并能大量高效率地實現(xiàn)接枝聚合。凝聚系統(tǒng)采用高膠粉料聚合技術(shù)。

改造前后產(chǎn)品質(zhì)量：改造前后產(chǎn)品質(zhì)量對比如表1，可以得出ABS樹脂裝置新改造方案明顯提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。

表1 改造前后產(chǎn)品質(zhì)量對比

SAN單元：現(xiàn)有的SAN單元采用了間接原料的配置方式，這次改造中將采用連續(xù)配料方式，增加靜態(tài)混合器保證原料進料的均勻性。

節(jié)能、節(jié)水措施一般原則：綠色原則，優(yōu)化流程，盡量采用新技術(shù)；換熱過程中采用高效換熱設(shè)備，并將效率低的設(shè)備換成高效率設(shè)備等；合理設(shè)計新裝置，避免因為儀器出現(xiàn)故障而消耗更多的能量。

3 ABS裝置改造后運行情況及技術(shù)方案綜合評價

3.1 ABS裝置改造后運行情況

產(chǎn)量：產(chǎn)品產(chǎn)量高，質(zhì)量優(yōu)良：拉伸強度到51 MPa，彎曲強度81 MPa，洛氏硬度111R標(biāo)度，沖擊強度215 J·m-1，熱變形溫度90 ℃，熔融指數(shù)30 g·10 min-1ABS改造后的物耗：改造前總物耗為1 030 t，改造后總物耗為1 005 t，其中苯乙烯627.8 kg，丙烯腈234.3 kg，丁二烯143 kg。

能耗：改造前產(chǎn)品能耗200 kg oil， 改造后180 kg oil，其中新鮮水1.5 t，循環(huán)水90 t，脫鹽水1.5 t，工業(yè)風(fēng)32.2 Nm3，儀表風(fēng)91.6 Nm3，氮氣165.1 Nm3，冷凍鹽水10 t，電269.2 kWh。

廢水排放量：改造前5 t，改造后廢水實際排放量為4.4 t。

3.2 技術(shù)方案綜合評價

工業(yè)技術(shù)評價：PB聚合單元平穩(wěn)運行并且生產(chǎn)的膠乳化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)較為穩(wěn)定，裝置改進之后的運行周期與設(shè)想相符，較為理想，當(dāng)所有機器同時運轉(zhuǎn)時，產(chǎn)能可達到13.11萬t顆粒，達到理想狀態(tài)。

附聚單元：該單元與PB單元一樣運行較為平穩(wěn)并且生產(chǎn)的膠乳化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)都較為穩(wěn)定。藥劑配制罐作為新添加的裝置，在此次附聚實驗中起到了巨大的作用，穩(wěn)定了附聚單元的運行。其生產(chǎn)能力相比于改造前高出了200%，生產(chǎn)能力高達900 t，超出實驗預(yù)期，表現(xiàn)優(yōu)秀。

接枝聚合單元：該單元與PB單元一樣運行較為平穩(wěn)并且生產(chǎn)的膠乳化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)都較為穩(wěn)定。16 h就能成產(chǎn)1次，每日可生產(chǎn)12萬t ABS顆粒，與設(shè)想較為符合。

凝聚干燥單元：該單元與PB單元一樣運行較為平穩(wěn)并且生產(chǎn)的膠乳化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)都較為穩(wěn)定。日達13.11萬t，當(dāng)所有機器同時開動運行，該單元在如此高強度負(fù)荷下能夠正常運轉(zhuǎn)并且運行平穩(wěn)，說明此裝置符合理想狀態(tài)，表現(xiàn)優(yōu)秀。

摻合造粒單元：摻合造粒單元保持每小時7 t的運行狀態(tài)，表現(xiàn)良好，而當(dāng)將負(fù)荷提升至每小時8 t時機器出現(xiàn)故障，說明其最高負(fù)荷到每小時7 t，但依舊符合理想狀態(tài)?？傮w每日日產(chǎn)高達250 t，對比原生產(chǎn)產(chǎn)量提高50%，能夠達到要求。

3.3 產(chǎn)品競爭力評價

國內(nèi)ABS市場的特點在于國內(nèi)產(chǎn)品處于弱勢，進口產(chǎn)品大量涌進并占據(jù)了大部分的市場份額，導(dǎo)致國內(nèi)產(chǎn)品的市場份額較低。2018年我國ABS樹脂進口已經(jīng)達到了300萬t，今年來由于疫情影響有所下降，但我國國內(nèi)產(chǎn)量僅有100萬t，對比國外占比較少。我國的ABS樹脂出口市場也不盡如人意，主要出口的國家在東南亞以及臺灣地區(qū)，而出口到臺灣地區(qū)的樹脂量已經(jīng)占到了樹脂出口市場的一半，這可以說外國仍然對我國ABS樹脂的質(zhì)量信賴度一般。

東南亞地區(qū)現(xiàn)如今主要的ABS樹脂生產(chǎn)巨頭集中在我國臺灣、東北以及韓國。其中臺灣地區(qū)的主要ABS生產(chǎn)商的生產(chǎn)能力已經(jīng)超過了每年300萬t，成為東南亞的ABS市場主導(dǎo)者。其中最為強勢的公司為奇美公司，其出品的優(yōu)質(zhì)ABS樹脂已經(jīng)成為東南亞地區(qū)的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，在中國大陸均有投資建廠。而韓國的LG集團也在加緊擴建其ABS樹脂的裝置，其中中國寧波LG化工廠的生產(chǎn)能力已經(jīng)擴大到每年60萬t，其公司仍然計劃在中國大陸建廠，預(yù)計總生產(chǎn)能力將達到每年150萬t，占據(jù)中國國內(nèi)ABS市場。而東北的吉林石化分公司在振興東三角中重啟ABS樹脂裝置，擴能生產(chǎn)之后達到每年50萬t，占據(jù)了一部分中國市場。國內(nèi)ABS市場的特點在于國內(nèi)產(chǎn)品處于弱勢，進口產(chǎn)品大量涌進并占據(jù)了大部分的市場份額，導(dǎo)致國內(nèi)產(chǎn)品的市場份額較低。

4 結(jié) 論

改造后的產(chǎn)品方案能夠達到設(shè)計要求，在進料量上達到12 t·h-1，日產(chǎn)達到262 t·d-1，裝置按照7 300 h來計算的話，年產(chǎn)量可達8萬t，裝置物耗也能達到理想狀態(tài)，總物耗為1 200 kg·t-1，綜合能耗為180 kg oil·t-1，各項參數(shù)達到指標(biāo)，并且設(shè)備運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，能夠滿足8.0萬t·a-1的生產(chǎn)要求。ABS新裝置擴能改造之后能達到每年20萬t的技術(shù)方案，新技術(shù)穩(wěn)定可靠，并且能夠提高產(chǎn)品的質(zhì)量，風(fēng)控到位，抗風(fēng)險能力優(yōu)秀，又能夠保證裝置平穩(wěn)運行并且綠色生產(chǎn)。

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Modification Technology Program and Comprehensive Evaluation of ABS Device

(PetroChina Jilin Chemical Engineering Co., Ltd., Jilin Jilin 132000, China)

ABS resin as an important raw material for chemical production, its production quality and production quantity affect chemical production. Compared with other countries, ABS resin in China is still in a weak position, the transformation of ABS device is a requirement for enterprises. In this paper, a more ideal ABS device transformation technology by transforming the units in ABS device was put forward, and a comprehensive evaluation of its performance and product competitiveness was carried out. New ABS device after capacity expansion can reach 200 kt·a-1, new technology is stable and reliable, and can improve the quality of products, has excellent anti-risk ability, can ensure the smooth operation of the device and green production.

ABS unit; Market demand; Comprehensive evaluation

2021-11-21

侯衍哲（1970-），男，吉林省吉林市人，副高級工程師，1994年畢業(yè)于吉林化工學(xué)院化學(xué)工程系無機化工專業(yè)，研究方向：高分子化工工藝、催化劑、助劑等。

TQ325

A

1004-0935（2022）03-0377-03