趙 瑞

(河南神馬尼龍化工有限責任公司 , 河南 平頂山 467013)

己二酸作為一種有機合成中間體,主要用于合成尼龍66(鹽)、聚氨酯和增塑劑,還可用于生產(chǎn)高級潤滑油、食品添加劑、醫(yī)藥中間體、黏合劑、殺蟲劑、染料等。河南神馬尼龍化工有限責任公司采用硝酸氧化KA油的方法制備己二酸,主要工序有氧化反應、精制提純、亞硝氣吸收、母液酸濃縮回收、二元酸分離回收、催化劑回收、硝酸回收、廢二元酸蒸發(fā)結片、流化干燥、冷卻包裝等。本文通過對己二酸裝置成品輸送系統(tǒng)的分析,總結當前系統(tǒng)在實際生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題,提出了設計優(yōu)化方案。

1 固體己二酸輸送系統(tǒng)現(xiàn)狀

1.1 現(xiàn)系統(tǒng)運轉(zhuǎn)情況

傳統(tǒng)的成品己二酸輸送系統(tǒng)采用氣力輸送的方式進行。干燥冷卻后的己二酸從流化床出來后進入由氮氣密封保護的高壓旋轉(zhuǎn)卸料器,再進入一個氣力加速器;同時,從閉路系統(tǒng)循環(huán)回來的氮氣經(jīng)過過濾器凈化,前冷卻器冷卻,氮壓機壓縮,后冷卻器冷卻,以及除濕器和穩(wěn)壓罐后進入氣力輸送系統(tǒng),輸送氮氣隨輸送量的大小而進行自動調(diào)整。物料被壓縮氮氣密相輸送至脈動流化料倉和返料料倉,被輸送至流化料倉的己二酸經(jīng)過旋轉(zhuǎn)下料閥進入包裝機,由包裝程序控制進行稱重和包裝,被輸送至返料料倉的己二酸經(jīng)旋轉(zhuǎn)下料閥輸送至雙軸混合器與濕料進行混合,混合后的己二酸送往流化床干燥器進行干燥。從料倉頂部排出的廢氮氣先經(jīng)過袋式除塵器一次凈化及高效凈化器二次凈化,再經(jīng)循環(huán)風機抽吸進入氮壓機系統(tǒng),調(diào)整至合格穩(wěn)定壓力后送入穩(wěn)壓罐進行循環(huán)利用。

1.2 存在問題

1.2.1泄漏點多存在安全風險

氣流輸送采用的是氮氣循環(huán)密相輸送系統(tǒng),由于干燥己二酸存在粉塵爆炸的風險,爆炸極限為3.94%～7.9%,在輸送系統(tǒng)投用前需要先用氮氣進行置換。為保證輸送管線暢通,管線多采用坡度較小的管道布置,且輸送系統(tǒng)維持一定的正壓壓力,目前為0.3 MPa左右,在法蘭連接、密封面處極易造成粉塵泄漏。為保證整條輸送管道的暢通,在豎直管道上每隔2 m開口設置助推裝置,當管道壓力增值設定值后,系統(tǒng)會自動判斷此處管道存在堵塞風險,同時打開助推裝置,瞬間射出高壓氮氣沖擊堵塞部位,造成干料泄漏風險增大。由于輸送管線較長,系統(tǒng)設備臺套數(shù)多的原因也造成了泄漏點多的問題。

1.2.2操作流程長,建設成本、運行成本高

氣流輸送系統(tǒng)包括成品輸送管線、返料輸送管線、氮氣回收增壓裝置、管線輸送助推裝置、螺旋輸送裝置、星型卸料閥等,操作流程復雜,設備多,建設成本高。運轉(zhuǎn)過程中對公用工程中氮氣和電的消耗大,同時氣流輸送過程中粉塵泄漏幾率大,進入旋轉(zhuǎn)設備的密封面易磨損與損壞,拉高了檢修成本。

1.2.3成品顆粒磨損,粒徑變小,產(chǎn)品質(zhì)量下降

干燥己二酸在輸送過程中,己二酸顆粒與管道內(nèi)壁以及顆粒之間會不斷地相互摩擦,造成己二酸顆粒粒徑變小,產(chǎn)品雜質(zhì)增多,純度下降的同時,輸送場所粉塵量也會增加。

2 實施技術改造過程

通過技術改造,選用管鏈輸送機進行干燥己二酸的輸送,成品輸送和返料輸送都通過管鏈輸送機進行。管鏈輸送機由驅(qū)動端、張緊端、鏈條、輸送盤片、管道、現(xiàn)場控制盤等部件組成,驅(qū)動端的電機通過齒輪箱、驅(qū)動鏈輪、驅(qū)動鏈條及安裝在鏈條上的輸送盤片轉(zhuǎn)動,把填充于管道內(nèi)輸送盤片之間的物料通過機械輸送方式從進料口輸送到出料口。管鏈輸送機帶有脫鏈控制系統(tǒng),分別在驅(qū)動端和張緊端檢測,包括緊急切斷管鏈輸送機的開關,防止脫鏈、斷鏈的發(fā)生。通常管鏈輸送機需要根據(jù)輸送的物料進行試驗后進行調(diào)整,其技術要求是能滿足固體輸送及輸送能力的要求。除此之外,輸送的固體在管鏈輸送機內(nèi)部不會積料,不會發(fā)生堵塞。改造設計示意圖見圖1。

2.1 干燥流化床成品出口與返料出口合并輸送

圖1 改造設計示意圖

流化床出口設置有成品出料口、返料出料口,成品出料口在流化床垂直方向偏上部位,顆粒均勻。返料口在流化床垂直方向偏下部位,含有部分塊狀己二酸固體,經(jīng)過拔料器的粉碎與打散,通過流化床出口新增混合器的混合,形成合格的成品送入到管鏈輸送機系統(tǒng)入口,較原系統(tǒng)減少一路輸送管線。

2.2 設置垂直管鏈提升機與水平管鏈輸送機

干燥己二酸顆粒進入管鏈輸送機系統(tǒng),先經(jīng)過垂直管鏈提升機的作用提升至返料倉與成品料倉進料口的水平位置,水平管鏈設置成品出料口和返料出料口,返料口裝配有變頻式星型卸料閥用于控制返料量,可根據(jù)干燥工序生產(chǎn)負荷進行調(diào)整。每套管鏈輸送機的驅(qū)動端和張緊端分別設置脫鏈報警聯(lián)鎖裝置,一旦鏈條脫離運轉(zhuǎn)齒輪、或出現(xiàn)歪斜便會觸碰兩邊的防脫鏈報警設施而觸發(fā)安全聯(lián)鎖,系統(tǒng)將會關閉流化床出料口卸料閥,停止垂直管鏈提升機和水平管鏈輸送機的運轉(zhuǎn),待檢修完畢,報警解除后,管鏈才能再次啟動運轉(zhuǎn),恢復系統(tǒng)運行。

2.3 成品料倉、返料倉氣相系統(tǒng)技改

原氣流輸送系統(tǒng)為較少氮氣損耗,通過使用循環(huán)抽吸風機和氮壓機的作業(yè)將料倉內(nèi)多余氮氣回收進行循環(huán)利用;同時布袋除塵器產(chǎn)生的氮氣盈余也在此過程中回收,使料倉保持微負壓狀態(tài),防止粉塵從料倉泄漏,產(chǎn)生安全風險。改造后,管鏈系統(tǒng)輸送管道采用微正壓氮氣保護,管道承受壓力小,約2 kPa,法蘭連接處及設備密封面泄漏幾率小。料倉、返料倉氣相系統(tǒng)引入流化床旋風除塵系統(tǒng),保證了料倉的微負壓狀態(tài),同時將粉塵回收,降低了己二酸在輸送包裝過程中的損耗。

3 效果分析

技改后的系統(tǒng)工作流程簡單,流程優(yōu)化的同時減少了系統(tǒng)中的泄漏點,增加了系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。以本生產(chǎn)裝置為例,傳統(tǒng)氣送流程中的設備由42臺/套減少至10臺/套以下,設備投資可節(jié)省550萬元左右。由于采用管鏈輸送機輸送,流程較短,用電設備較少,能量消耗更為合理,氮氣消耗量由1 400 Nm3/h減至35 Nm3/h。電耗量由250 kW減至55 kW。因此本實用新型的應用大大降低了能耗,降低了生產(chǎn)成本。